Polialyuminiy xloridning (PAC) koagulyatsiyada ta'sir qilishining asosiy mexanizmi zaryadni zararsizlantirishdir. Kontseptual jihatdan sodda bo'lsa-da, amalda ko'pincha noto'g'ri tushuniladi, bu davolash samaradorligini kamaytiradigan va operatsion xarajatlarni oshiradigan dozalash xatolariga olib keladi.
Ushbu maqolada PAC ning zaryadni zararsizlantirish mexanizmi, shu jumladan uning printsiplari, boshqa mexanizmlarga nisbatan afzalliklari va dozalash va aralashtirish strategiyalariga ta'sir ko'rsatadigan amaliy tushuntirish berilgan.
Nima uchun zarralar to'xtatilgan holda qoladi: sirt zaryadining roli
Loylar, kremniy oksidi, organik kolloidlar va bakteriyalar-suvdagi aksariyat muallaq zarrachalar-sof manfiy sirt zaryadiga ega. Bu zaryad anion adsorbsiyasidan, sirt funksional guruhlarning ionlanishidan yoki minerallardagi panjara nuqsonlaridan kelib chiqadi.
Har bir zarracha manfiy zaryadni qisman qoplaydigan ikki qavatli elektr qatlam bilan o'ralgan. Biroq, zarralar bir-biriga yaqinlashganda, elektrostatik repulsiya agregatsiyani oldini oladi. Bu itarilish zeta potentsial bilan belgilanadi, odatda tabiiy loyqa suvda -20 mV va -40 mV oralig'ida. Koagulyatsiya bu barqarorlikni engib o'tishi kerak.
PAC zaryadni zararsizlantirishga qanday erishadi
PAC umumiy formulasi [Al₂(OH)nCl₆₋ₙ]ₘ bilan-oldindan polimerlangan alyuminiy koagulantdir. Eritilganda u bir qator musbat zaryadlangan alyuminiy turlarini chiqaradi:
Monomerik: Al³⁺, Al(OH)²⁺, Al(OH)₂⁺
Polimer: Al₂(OH)₂⁴⁺, Al₃(OH)₄⁵⁺
Katta polimerlar: Al₁₃O₄(OH)₂₄⁷⁺ (Al₁₃ polikatyon)
Bu katyonik turlar manfiy zaryadlangan zarrachalar yuzasiga tez adsorbsiyalanadi, zaryadni neytrallaydi va zeta potentsialini -20 dan -40 mV dan nolga yaqin kamaytiradi. Bu vaqtda elektrostatik itarish susayadi, zarralar to'qnashib, yopishib qoladi va cho'kma hosil bo'ladi.
Nima uchun PAC alumga qaraganda samaraliroq
Al³⁺ ni chiqaradigan alum (alyuminiy sulfat) dan farqli o'laroq, o'z o'rnida gidrolizlanishi kerak bo'lgan{0}}pH va haroratga sezgir jarayon-PAC allaqachon shakllangan{2}}faol turlarni (ayniqsa, Al₁₃ polikatyonlarini) o'z ichiga oladi. Natijada, PAC quyidagilarni taklif qiladi:
Dozalanganda tezroq reaktsiya
Past haroratlarda samaradorlik
Ekvivalent ishlash uchun pastroq doza talab qilinadi
Kengroq samarali pH diapazoni (alum uchun 5,0–9,0 va . 6.5–7,5)
Har tomonlama ishlashni taqqoslash uchun:PAC va alum-Qaysi koagulyantlar yaxshiroq?
Zaryadni zararsizlantirish va supurish flokulyatsiyasi
| Aspekt | Zaryadni zararsizlantirish | Flokulyatsiyani tozalash |
|---|---|---|
| PAC dozasi | Pastroq | Yuqori |
| Mexanizm | Zaryadni kamaytirish | Al(OH)₃ floklarida jismoniy tutilish |
| Samarali zarracha hajmi | >0.1 µm | Barcha o'lchamlar |
| Dozani oshirib yuborishga sezuvchanlik | Yuqori (zaryadni qaytarish) | Pastroq |
| Flokning xususiyatlari | Zich, ixcham | Katta, engil |
| O'rnatish tezligi | Tez | Oʻrtacha |
| uchun eng mos | Yuqori loyqalikdagi suv | Past loyqalik yoki o'ta nozik zarralar |
Amalda ikkala mexanizm bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi. Kavanoz sinovi orqali aniqlangan optimal PAC dozasi ikkalasining eng yaxshi kombinatsiyasiga erishadi.
PAC dozasini oshirib yuborilganda nima bo'ladi
Zaryadni neytrallash dozaga-sezgir. Optimal dozada zarrachalar zaryadlari neytrallanadi. Biroq, PAC dozasini oshirib yuborilganda:
Zarrachalar sirtlari alyuminiy turlari bilan to'yingan bo'ladi
Aniq sirt zaryadi manfiydan musbatga o'zgaradi
Ijobiy zaryadlangan zarralar bir-birini itaradi
Loyqalik pasayish o'rniga ortadi
Qayta tiklash deb nomlanuvchi bu hodisa koagulyatsiyaning yomon ishlashining umumiy sababidir. Bu doza{1}}javob egri chizig'ini aniqlash uchun jar testlarini o'tkazish muhimligini ta'kidlaydi.
PAC dozalash uchun amaliy natijalar
Tez aralashtirish juda muhimdir: Zaryadni neytrallash millisekundlarda sodir bo'ladi. Chaqnoq aralashtirish zonasi bir xil dispersiyani ta'minlash uchun 30-60 soniya davomida 200–400 s⁻¹ G-qiymatiga ega bo'lishi kerak.
pH alyuminiy turiga ta'sir qiladi: pH 6–8 da katta polimer turlari va Al₁₃ polikatyonlari ustunlik qiladi, zaryadni zararsizlantirish uchun ideal. PH 6 dan pastda Al³⁺ ustunlik qiladi; pH 9 dan yuqori bo'lsa, manfiy zaryadlangan Al(OH)₄⁻ hosil bo'lib, koagulyatsiya samaradorligini pasaytiradi.
Zeta potentsial qo'llanmalar dozalash: PAC dozalashdan keyin maqsadli zeta potentsiali 0 dan –5 mV gacha. Ijobiy qiymatlar haddan tashqari dozani ko'rsatadi; -10 mV dan past qiymatlar kam dozani bildiradi.
Tez-tez so'raladigan savollar
Savol: PAC dozasidan keyin ideal zeta potentsiali qanday?
A: 0 dan –5 mV gacha. Ijobiy qiymatlar qayta tiklashni ko'rsatadi; -10 mV dan past dozalash etarli emasligini ko'rsatadi.
Savol: Zaryadni zararsizlantirish barcha zarrachalar uchun bir xil ishlaydimi?
Javob: Yo'q. Gillar taxminiy javob beradi, organik kolloidlar va biologik zarralar esa yuqori dozalarni talab qilishi mumkin.
Savol: Oqim oqimi detektori avtomatik PAC boshqaruvi uchun ishlatilishi mumkinmi?
Javob: Ha. Oqim oqimi detektori (SCD) elektrokinetik zaryadni o'lchaydi va optimal zaryadni neytrallashni ta'minlash uchun PAC dozasini avtomatlashtirishi mumkin.
Xulosa
Zaryadni neytrallash PAC samarali loyqalik va TSSni olib tashlash uchun kolloid zarrachalarni beqarorlashtiradigan asosiy mexanizmdir. Ushbu mexanizmning-qanday ishlashini, uning flokulyatsiyadan qanday farq qilishini va dozani oshirib yuborish oqibatlarini tushunish-davolashning izchil samaradorligiga erishishning kalitidir. PAC ning polimerizatsiyadan oldingi-tuzilishi uni suv kimyolarining keng diapazonida zaryadni neytrallash uchun eng samarali noorganik koagulyantlardan biriga aylantiradi. Uning qo'llanilishini optimallashtirish uning orqasida turgan kimyoni tushunishdan boshlanadi.
