Der endgültige Verbleib des Koagulans PAC

Prozess der Koagulation mit Aluminiumchloridpolymeren 1. Kondensationsschritt: In dieser Phase wird die Lösung in den Koagulationsbehälter eingefüllt, wodurch sie in kürzester Zeit schnell mit dem Rohwasser reagiert und feine Aluminiumpartikel entstehen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Wasserträgermedium trüber – es ist daher notwendig, dass eine starke Turbulenz im Wasser entsteht. Bei Versuchen in einem Becherglas sollte man schnell (250–300 Umdrehungen pro Minute) für 10–30 Sekunden rühren, in der Regel nicht länger als 2 Minuten. ⒉Fällungsphase: Es handelt sich um den Prozess, bei dem die Algenblüten wachsen und dicker werden. Dabei sind eine angemessene Turbulenz sowie eine ausreichende Verweildauer von 10–15 Minuten erforderlich. Später kann man beobachten, wie sich zahlreiche Algenblüten ansammeln und langsam nach unten sinken, wodurch eine klare Schicht an der Oberfläche entsteht. Im Becherglas-Experiment wird zunächst bei 150 Umdrehungen pro Minute etwa 6 Minuten lang gerührt, anschließend bei 60 Umdrehungen pro Minute weitere 4 Minuten lang, bis eine Suspension entsteht. ⒊Setzungsphase: Dabei handelt es sich um den Prozess der Sedimentation der Flocken in einem Setzbecken. Es ist notwendig, dass die Wassermenge langsam fließt. Um die Effizienz zu erhöhen, werden in der Regel Schrägrohre (oder -platten) verwendet – am besten wird dabei die Schwebetechnik zur Trennung der Flocken eingesetzt. Die größeren Flocken werden durch die Wände der Schrägrohre/Platten aufgehalten und setzen am Boden des Beckens ab. Das Wasser in der oberen Schicht bleibt klar. Die kleineren, weniger dichten Flocken sinken langsam nach unten und stoßen dabei weiterhin miteinander zusammen, wodurch sie größer werden. Später bleibt die Trübheit im Wasser im Wesentlichen unverändert. Bei Versuchen in Bechern sollte man langsam mit 20–30 Umdrehungen pro Minute umrühren – über einen Zeitraum von 5 Minuten. Anschließend sollte das Gemisch 10 Minuten lang ruhen, damit der verbleibende Trübungsgrad gemessen werden kann. ⒋Eine verbesserte Filtration erfolgt hauptsächlich durch eine sinnvolle Auswahl der Filterstruktur sowie der Hilfsstoffe zum Filtern, um die Entfernungsfähigkeit des Filters zu erhöhen. Dies ist eine wichtige Maßnahme zur Verbesserung der Wasserqualität.

Dieser Beitrag wurde zuletzt von zhaolijun am 14.03.2016 um 15:50 bearbeitet. Prinzip der Wasserreinigung: Komprimierte Doppelschicht. Die Struktur der Kolloid-Doppelschicht sorgt dafür, dass die Konzentration der Gegenionen an der Oberfläche der Kolloidteilchen am höchsten ist. Je weiter man von der Oberfläche der Kolloidteilchen entfernt ist, desto niedriger wird die Konzentration der Gegenionen – schließlich entspricht sie dann der Ionenkonzentration in der Lösung. Wenn Elektrolyte in die Lösung zugegeben werden, wodurch die Ionenkonzentration in der Lösung erhöht wird, verringert sich die Dicke der Diffusionsschicht. Wenn sich zwei Kolloidpartikel annähern, verringert sich aufgrund der geringeren Dicke der Diffusionsschicht die ξ-Potenzial. Dadurch nimmt auch die Abstoßungskraft zwischen den Partikeln ab. Mit anderen Worten: Die Abstoßungskräfte zwischen Kolloidpartikeln in einer Lösung mit hoher Ionenkonzentration sind geringer als diejenigen in einer Lösung mit niedriger Ionenkonzentration. Die Anziehungskraft zwischen den Kolloidteilchen wird nicht von der Zusammensetzung der wässrigen Phase beeinflusst. Aufgrund der durch Diffusion verursachten Verdünnung verringert sich jedoch die Entfernung zwischen ihnen, wenn sie aufeinandertreffen. Dadurch wird die gegenseitige Anziehungskraft größer. Man kann erkennen, dass die Gesamtkraft der Abstoßung und Anziehung von einer dominierten Abstoßungskraft zu einer dominierten Anziehungskraft übergeht (die Abstoßungsenergie verschwindet), wodurch die Kolloidteilchen schnell zusammenwachsen können. Dieses Mechanismus kann die Ablagerungsphänomene in Häfen gut erklären, denn wenn Süßwasser in das Meerwasser gelangt, steigt der Salzgehalt und damit auch die Ionenkonzentration. Dadurch wird die Stabilität der von dem Süßwasser mitgeführten Kolloidpartikel verringert, wodurch Ton und andere kolloidale Partikel in Häfen leicht abgelagert werden können. Nach diesem Mechanismus wird, wenn die Menge an zusätzlich zugegebenen Elektrolyten in der Lösung um ein Vielfaches über die kritische Konzentration für die Entstehung von Aggregationen liegt, kein weiterer Überschuss an Gegenionen in die Diffusionsschicht eindringen. Es ist daher nicht möglich, dass die Gelkörner ihren Ladungszustand ändern und dadurch wieder stabil werden. Dieses Mechanismus erklärt die Wirkung von Elektrolyten auf die Destabilisierung von Kolloidpartikeln allein durch elektrostatische Phänomene. Er berücksichtigt jedoch nicht die Rolle anderer Eigenschaften im Destabilisierungsprozess – wie beispielsweise die Adsorption. Daher kann er auch keine komplexeren Destabilisierungsphänomene erklären. Beispielsweise führt eine zu hohe Menge an dreiwertigen Aluminium- und Eisensalzen als Koagulanzien dazu, dass die Koagulationswirkung sogar abnimmt – oder dass die Partikeln wieder stabil werden ； Ebenso können Polymere oder hochmolekulare organische Stoffe, die dieselbe Ladung wie die Kolloidpartikel tragen, eine gute Koagulationswirkung zeigen: Im Isoelektrischen Zustand sollte die Koagulationswirkung am besten sein. In der Praxis ist jedoch oft der Fall, dass bei einem ξ-Potenzial größer als null die Koagulationswirkung am geringsten ist. Tatsächlich beinhaltet das Hinzufügen von Koagulanzien in wässrige Lösungen zur Destabilisierung der Kolloidpartikel die Wechselwirkungen zwischen den Kolloidpartikeln und den Koagulanzien, zwischen den Kolloidpartikeln und der wässrigen Lösung sowie zwischen den Koagulanzien und der wässrigen Lösung – es handelt sich dabei um ein komplexes Phänomen. Adsorptive Elektroneutralisierung: Die adsorptive Elektroneutralisierung bezeichnet die starke Anziehungskraft der Partikeloberfläche auf Ionen mit entgegengesetztem Ladungszustand, auf geladene Teilchen mit entgegengesetzter Ladung oder auf Kettenmoleküle mit entgegengesetzter Ladung. Durch diese Anziehungskraft wird ein Teil der Ladung neutralisiert, wodurch die elektrostatische Abstoßung verringert wird. Dadurch können die Partikel leichter an andere Partikel herankommen und miteinander verbunden werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die elektrostatische Anziehungskraft in der Regel der wichtigste Faktor bei diesen Kräften. In vielen Fällen überwiegen jedoch andere Kräfte die elektrostatische Anziehungskraft. Zum Beispiel wurde untersucht, wie Na+ sowie Dodecylammonium-Ionen (C12H25NH3+) die Trübheit einer mit negativer Ladung geladenen Silberiodid-Lösung beseitigen können. Dabei stellte sich heraus, dass die Stabilisierungsfähigkeit der einwertigen organischen Ammoniumionen weitaus größer ist als die von Na+. Eine Überdosierung von Na+ führt nicht dazu, dass die Kolloidpartikel wieder stabil werden, während dies bei den organischen Ammoniumionen der Fall ist. Bei einer bestimmten Konzentration können diese Ionen dazu führen, dass die Kolloidpartikel erneut stabil werden – das liegt daran, dass die Partikel zu viele Gegenionen anziehen, wodurch die ursprünglich negative Ladung in eine positive Ladung umgewandelt wird. Bei hohen Mengen an Aluminiumsalzen und Eisensalzen tritt ebenfalls ein Wiederstabilisierungsphänomen auf sowie eine Umkehrung der Ladung. Das obige Phänomen lässt sich gut durch die Mechanik der adsorptiven Elektroneutralisierung erklären. Adsorptionsbrückenwirkung Die Adsorptionsbrückenwirkung bezieht sich hauptsächlich auf die Adsorption sowie Verbindung von Polymerstoffen mit Kolloidpartikeln. Man kann es auch so verstehen, dass zwei große, gleichsignierte Kolloidteilchen durch ein entgegengesigniertes Kolloidteilchen miteinander verbunden sind. Polymerische Flockungsmittel weisen eine lineare Struktur auf. Sie besitzen chemische Gruppen, die mit bestimmten Stellen an der Oberfläche der Kolloidpartikel reagieren können. Wenn das Polymer mit den Kolloidpartikeln in Berührung kommt, können diese Gruppen eine spezielle Reaktion mit der Oberfläche der Partikel auslösen, wodurch eine gegenseitige Anziehung entsteht. Der Rest der Polymermoleküle hingegen erstreckt sich im Lösungsmittel und kann mit anderen Kolloidpartikeln, die freie Oberflächen haben, verbunden werden. Auf diese Weise fungiert das Polymer als Brückenverbindung zwischen den Partikeln. Wenn es wenige Kolloidpartikel gibt, können die ausgedehnten Bereiche des Polymers keine weiteren Kolloidpartikel an sich binden. In diesem Fall werden diese ausgedehnten Bereiche früher oder später von den ursprünglichen Kolloidpartikeln an anderen Stellen angezogen. Dadurch kann das Polymer seine Brückenfunktion nicht mehr ausüben – während die Kolloidpartikel weiterhin in einem stabilen Zustand bleiben. Bei zu hohem Zufuhr von Polymer-Flokkulanten wird die Oberfläche der Kolloidpartikel gesättigt, was zu einem Phänomen der Neustabilisierung führt. Wenn die bereits durch Brückenbildung gefestigten Kolloidpartikel stark und über einen längeren Zeitraum umgerührt werden, kann das Brückenpolymer von der Oberfläche einer anderen Kolloidpartikel abfallen und wieder auf die Oberfläche der ursprünglichen Partikel zurückkehren – wodurch ein neuer Stabilitätszustand entsteht. Die Adsorption von Polymeren an der Oberfläche von Kolloidpartikeln beruht auf verschiedenen physikalisch-chemischen Kräften wie van-der-Waals-Kräften, elektrostatischen Kräften, Wasserstoffbrückenbindungen und Koordinationsbindungen. Dabei hängt es von den chemischen Eigenschaften sowohl des Polymers als auch der Oberfläche der Kolloidpartikel ab. Dieses Mechanismus kann das Phänomen erklären, warum nichtionische oder ionische Polymerflokulationsmittel mit dem gleichen Ladungsträger eine gute Flokulation erzielen können. Mechanismus der Netzfängung von Ablagerungen: Wenn Metallsalze (wie Aluminiumsulfat oder Eisenchlorid) oder Metalloxide sowie Hydroxide (wie Kalk) als Koagulanzien verwendet werden, und die Menge dieser Stoffe so groß ist, dass sie die Metallhydroxide (wie Al(OH)3, Fe(OH)3, Mg(OH)2) sowie die Metallcarbonate (wie CaCO3) schnell zur Ablagerung bringen, können die im Wasser vorhandenen Kolloide durch diese bei ihrer Entstehung entstehenden Ablagerungen gefangen werden. Wenn die Ablagerungen eine positive Ladung haben (Al(OH)3 und Fe(OH)3 im neutralen bis sauren pH-Bereich), kann die Ablagerungsgeschwindigkeit durch das Vorhandensein von Anionen in der Lösung beschleunigt werden, beispielsweise Silbersulfat-Ionen. Außerdem können die Gelkörner im Wasser selbst als Kern für die Bildung dieser Metalloxid-Ablagerungen dienen. Daher ist die optimale Menge an Koagulanzien umgekehrt proportional zur Konzentration der zu entfernenden Stoffe – je mehr Gelkörner vorhanden sind, desto weniger Koagulanzien müssen zugegeben werden.

Dieser Beitrag wurde zuletzt von zhaolijun am 14.03.2016 um 15:51 bearbeitet. Behandlung von Abwasser 1: Im Abwasser befinden sich kolloidale Partikel – es handelt sich dabei um kolloidale Teilchen, die aus Staub, Humus, Zellulose usw., die im Wasser gelöst sind, entstehen. Diese Partikel können nicht durch natürlichen Sedimentationsprozess entfernt werden. Es müssen bestimmte Chemikalien (Flockungsmittel) zugegeben werden, damit die in Wasser schwer zu sedimentierenden kolloidalen Partikel zusammengefügt und zu größeren Partikeln geflochten werden, die anschließend sedimentieren können. 　　Um die Prozessparameter des Wasserflokulationsverfahrens zu bestimmen – wie z. B. die Art des Flokkulanzien, die Menge, der pH-Wert des Wassers, die Temperatur sowie die Reihenfolge der Zugabe verschiedener Mittel – werden in der Regel Simulationsversuche durchgeführt. Unter bestimmten Wassertemperaturen sowie unter Kontrolle der richtigen Rührintensität und -dauer wurden Experimente durchgeführt, bei denen mit verschiedenen Fällungsmitteln und Mengen der pH-Wert verschiedener farbiger Lösungen angepasst wurde, um die Fällwirkung zu untersuchen. 　　Die Norm ASTM2035-1980 der American Society for Testing and Materials (überarbeitet und bestätigt im Jahr 1990) mit dem Titel „Flokulation von Wasser – Methoden für Experimente in Flokulationsbechern“ stellt eine fortschrittliche Methode dar. China übernahm im Jahr 1997 die entsprechenden ASTM-Standardverfahren und veröffentlichte **Standardverfahren**. 　　Die Methode umfasst drei Schritte: schnelles Rühren, langsames Rühren und ruhiges Sinken. Der zugesetzte Tierkohlefälliger wird durch schnelles Rühren schnell verteilt und kommt mit den kolloidalen Partikeln im Wasser in Berührung. Dadurch beginnen die Partikel sich zu sammeln und Flocken zu bilden. Durch langsame Rühren kommen die Mikroflocken weiterhin in Kontakt miteinander und bilden größere Partikel. Nachdem das Rühren eingestellt wurde, sinken die entstandenen kolloidalen Aggregate aufgrund der Schwerkraft von selbst nach unten. 　　Diese Methode eignet sich zur Bestimmung der Prozessparameter des Fällungsprozesses von Wasser, einschließlich: Art des Fällungsmittels, Menge, pH-Wert des Wassers, Temperatur sowie die Reihenfolge der Zugabe verschiedener Mittel. 　　Durch die Bestimmung der Trübheit und Farbe von Wasserproben in Becherversuchen lässt sich das Ausmaß der Dehydrierung und Aggregation der Kolloide ermitteln. 　　2: Prozess 　　1) Die Drehzahl der mehreren Rührer kann stufenlos zwischen 20 und 150 Umdrehungen pro Minute eingestellt werden. Die Rührblätter bestehen aus einem leichten, korrosionsbeständigen Material. Ihre Abmessungen betragen 60 mm * 40 mm * 2 mm; sie haben eine rechteckige Form. Am Boden oder an der Innenseite mehrerer Rührer sollten Beleuchtungseinrichtungen vorhanden sein, mit deren Hilfe die Entstehung der Flocken beobachtet werden kann. Für mehrere Rührer sowie Rührblätter sollte die Einbuchtung ins Wasser bis zu 3/4 der Höhe des Bechers reichen. 　　2) Becher 　　Die Becher haben die gleichen Abmessungen und Form; ihr Fassungsvermögen muss mindestens 1500 ml betragen. 　　3, Vorgehensschritte: 　　1) Je nach Anzahl der Becher, die mit mehreren Rührern ausgestattet sind, wird jeweils 100 ML Wasserproben in die Becher gefüllt. Anschließend werden die Becher an der richtigen Stelle platziert. Dann wird die Rührschaufel in das Wasser gelegt. Die Achse der Schaufelblätter muss vom Zentrum des Bechers abweichen; zwischen den Schaufelblättern und den Wänden des Bechers muss mindestens ein Abstand von 6,4 MM vorhanden sein. Notieren Sie die Temperatur zum Beginn des Experiments. 　　2) Füllen Sie den Flokkulans in die Reagenzgläser des Reagenzträgers. Beim Dosieren wird die Substanz in den jeweiligen Reagenzgläsern mit Wasser auf 10 ml verdünnt. Wenn die Menge eines der Mittel, die zugegeben werden, größer als 10 ml ist. Auch die anderen Reagenzgläser sollten mit Flüssigkeit aufgefüllt werden, bis ihr Volumen dem der verwendeten Menge entspricht. Beim Hinzufügen des Suspensionsmittels sollte dieses vor der Zugabe gut geschüttelt werden. 　　3) Starten Sie mehrere Rührer und rühren Sie bei einer Geschwindigkeit von 120 Umdrehungen pro Minute schnell um. Gießen Sie gleichzeitig die vorgesehene Menge an Chemikalien in die jeweiligen Becher und rühren Sie weitere 1 Minute lang.
4) Verringern Sie die Drehzahl auf 20–40 Umdrehungen pro Minute, damit die Partikel im Becher gleichmäßig suspendiert bleiben. Langsam umrühren etwa 20 Min. Notieren Sie den Zeitpunkt, zu dem die ersten Flocken entstehen. 　　5) Nach Abschluss der langsamen Rühration wird das Rührblatt aus dem Wasser gezogen, um den Sinkvorgang der Flocken zu beobachten. Es wird notiert, wie lange es dauert, bis die meisten Flocken gesunken sind. Aber in besonderen Fällen wird die Sedimentation durch Konvektion beeinflusst; in solchen Fällen sollte die gemessene Sedimentationszeit jene Zeit sein, zu der die Anzahl der noch nicht sedimentierten Flocken, die nach oben und nach unten bewegen, ungefähr gleich ist. 　　6) Nach 15 Minuten beim Ausfällen wird die Dicke der Flocken am Boden des Bechers gemessen. Mit einem Pipettenschenkel wird in der Flasche eine Wasserprobe in einer Höhe von 1/2 des Fassungsvermögens entnommen, um den Brennwert, die Farbintensität sowie den pH-Wert der Wasserprobe zu bestimmen.

Die lokale Ladungskonzentration wird verändert, um eine Kolloidablagerung zu fördern. Also geht es ins Wasser.

Was da oben erklärt wurde, ist auch viel zu umfassend! Was sagen die anderen noch: Q

Es sollte zusammen mit den Ablagerungen in den Schlamm gelangen. Aus Sicht des Adsorptions- und Brückenbildungsmechanismus kann PAC aufgrund seiner großen linearen Länge Kolloidpartikel adsorbieren und so größere Flocken bilden~~