Jaký je rozdíl mezi flokulantem a koagulantem?

Kontrola velikosti částic pro spolehlivý vývoj procesu

Řekněte nám prosím o svém úkolu. Vyžádejte si ceny nebo informace Zavolejte specialistovi Vyžádejte si informace Vyžádejte si online demo /content/kz/ru/home/applications/L1_AutoChem_Applications/L2_ParticleProcessing/flocculation.fb.1.c.11.html Vyžádejte si ceny

• popis
• přihláška
• Citace a odkazy
• Ostatní vybavení
• Často kladené dotazy

Co je to flokulace?

Flokulace je základní proces používaný k usnadnění agregace malých částic v kapalině nebo roztoku za vzniku větších shluků známých jako vločky. Tohoto procesu se obvykle dosahuje přidáním speciálních chemikálií známých jako flokulanty, které podporují soudržnost částic a napomáhají při kolizi a uchycení částic. Flokulace je důležitá v mnoha průmyslových odvětvích a přírodních systémech, umožňuje oddělování pevných látek od kapalin a čištění vody a jiných kapalin.

Rychlé odkazy

• Proces koagulace a flokulace
• Průmyslové použití
• Doporučení pro efektivní flokulační procesy
• Doba zdržení míchací zóny (MZRT)
• Screeningové flokulanty
• Optimalizace flokulačních procesů
• Citace a odkazy
• Často kladené dotazy

Jaký je rozdíl mezi flokulací a koagulací?

Flokulace a koagulace jsou dva procesy, které se často používají společně k odstranění nečistot a kontaminantů.

Koagulace zahrnuje přidávání chemikálií známých jako koagulanty do vody, pufru nebo rozpouštědel, které destabilizují částice a způsobují jejich slepení. Tento proces obvykle zahrnuje vytvoření částic nazývaných „vločky“, ale přesněji popsané jako agregáty. Kamenivo se snadněji odděluje od rozpustných složek (často vody) sedimentací nebo filtrací.

Flokulace bere tyto menší agregáty vytvořené během koagulace a spojuje je do ještě větších agregátů známých jako „vločky“. Tohoto procesu se obvykle dosahuje přidáním flokulantů, což jsou specializované chemikálie, které podporují aglomeraci částic.

Koagulace je v podstatě počátečním krokem při agregaci částic, zatímco flokulace je následným krokem, který vytváří větší, snadněji odstranitelné aglomerované vločky. Oba procesy jsou rozhodující pro odstranění nečistot a kontaminantů z vody nebo jiných rozpustných zdrojů.

Krok 1: Koagulace

Koagulant je činidlo, které se používá k podpoře agregace nebo slepování malých částic suspendovaných v kapalině. Koagulace je chemický proces, který zahrnuje přidání koagulantu k neutralizaci náboje dispergovaných částic. Malé, submikronové biologické a chemické molekuly často nesou negativní povrchové náboje, které inhibují agregaci a sedimentaci (1a).

Koagulační chemikálie se mohou adsorbovat na částice a neutralizovat negativní náboje. Neutralizace a někdy titrace na kyselé pH umožňuje sloučení částic, což vede k vytvoření stabilních a dobře suspendovaných submikronových koagulačních částic známých jako mikrofloky (1b).

Pro správné rozptýlení koagulačních chemikálií, které podporují srážky částic a tvorbu hrudek, je nutné rychlé míchání (1c). Spojené částice jsou stále poměrně malé a nejsou viditelné pouhým okem.

Krok 2: Flokulace

Flokulace zvětšuje velikost nehybných submikronových shluků koagulantu, což usnadňuje jejich oddělení. Typicky to vyžaduje jemné míchání a použití vysokomolekulárního polymeru nebo jiných iontových flokulantů. Vločkovací činidlo adsorbuje částice koagulantu, mění vlastnosti povrchu a vyplňuje mezery, čímž usnadňuje tvorbu vloček (2a). Jak se částice přibližují v těsné blízkosti, efektivní rozsah van der Waalsových přitažlivých sil se zvyšuje, čímž se snižuje energetická bariéra flokulace. To umožňuje tvorbu volně zabalených skupin vloček.

Aglomerace, vázání a konsolidace vloček pokračuje, dokud se nevytvoří viditelně suspendované makrovločky (2b). Sedimentace nastane, když je hmotnost, velikost a interakční síla správné. Velké makrofloky jsou velmi citlivé na míchání a jakmile jsou narušeny silným střihem, je obtížné nebo nemožné je reformovat.

Flokulace se přirozeně vyskytuje při tvorbě sněhových vloček a podvodních sedimentů, ale záměrně se používá také v biotechnologii, ropě, celulóze a papíru, odpadních vodách a těžebním průmyslu.

Proč je flokulace důležitá?

Průmyslové aplikace

Biofarmaceutika
Celé, vysoce životaschopné savčí buňky jsou často snadno filtrovány kvůli jejich velikosti a distribuci. Mikrobiální buňky bakteriálních a kvasinkových systémů však mají mnohem menší monomerní buněčné jednotky. Zatížení mikrobiálních nebo savčích buněk biomasou s nízkou životaschopností a malou průměrnou velikostí částic může vytvořit mnoho malých buněčných fragmentů, které ucpávají filtry a zpomalují rychlost filtrace. Flokulace se používá ke snížení celkového počtu částic při současném zvýšení distribuce velikosti částic, čímž se zlepšuje filtrace a poskytuje účinné a ekonomické oddělení buněčného materiálu od supernatantu. Flokulace může být také aplikována, pokud buněčná kultura produkuje více produktů a/nebo vedlejších produktů, které jsou exprimovány v různých buněčných strukturách nebo mikroprostředích fermentační matrice. Příklady zahrnují membránově vázanou, mezimembránovou nebo supernatantovou expresi, stejně jako produkty, které se adsorbují na polymery nebo dokonce ve vícefázovém zachycení, jako jsou emulze.

Čištění vody a odpadních vod
Odpadní voda může obsahovat značné množství nerozpuštěných látek, které se často dlouho usazují. Čištění vody flokulací urychluje sedimentaci a zajišťuje účinnou separaci pevné a kapalné fáze. Velké objemy použité vody lze rychle zpracovat, čímž se minimalizuje dopad na životní prostředí zkrácením času a prostoru potřebného k uskladnění použité vody.

Celulózový a papírenský průmysl
Celulózové vlákno je jednou z hlavních složek buničiny a papíru, ale vyžaduje také lepidla, impregnace a plniva k dosažení požadovaných vlastností listu pro přijatelný papírový produkt. Flokulace se často používá v odvodňovacím procesu ke spojení vláken, plniv a dalších přísad, aby se pevný materiál rychle oddělil a mohl se vyrábět ve velkých množstvích.

Těžba drahých kovů
Proudy produktů často obsahují širokou škálu různých kovů, které musí být odděleny, aby se získal čistý produkt. Selektivní srážení jednotlivých kovů je obvykle doprovázeno flokulací a sedimentací pro zajištění rychlého oddělení od zbývající kapaliny.

Převezměte kontrolu nad částicemi

Částice, krystaly a kapičky mohou pro vědce představovat problémy v každé fázi, od výzkumu až po výrobu. Offline analytika je životně důležitá pro kontrolu kvality, ale kontrola částic může probíhat pouze tehdy, když rozumíte tomu, jak parametry procesu ovlivňují velikost, tvar a množství částic.

V tomto dokumentu”Analýza velikosti částic pro optimalizaci procesu) pojednává o omezeních offline analýzy pro optimalizaci procesů a poskytuje praktické techniky pro:

• Lepší pochopení základních procesů
• Výzvy při navrhování útoků pomocí složitých dat
• Zvyšte bezpečnost a produktivitu pomocí automatického řízení

Koagulace a flokulace jsou procesy, které výrazně zjednodušují čištění vody od koloidů a suspendovaných látek. S jejich pomocí se nečistoty koncentrují do vločkovité formy, kterou lze snadněji odstranit usazováním, flotací a filtrací.

Koagulace a flotace jsou nezbytnými kroky při úpravě povrchových vod. S jejich pomocí můžete odstranit bahno, jíl, koloidy a živé organismy s nimi spojené: bakterie, řasy, plankton. Koagulace pomáhá snižovat obsah těžkých kovů a huminových kyselin, které určují barvu vody.

Proč se používá koagulace?

Ne všechny látky lze odstranit usazením na krátkou dobu. Čím menší je částice, tím déle trvá usazení a tento proces může trvat dny i roky.

Jako příklad porovnejme čas potřebný k usazení různých částic.

Částice	Průměr, mikrony	Doba usazení ve vrstvě 1 m
Štěrk	10000	1 s
Песок	1000	10 s
jíl	1	2 den
Bakterie	1	8 den
Koloidy	0,01	20 let

Koloidní částice se prakticky neusazují přirozeně. K jejich vysrážení je nutné spojovat částice do větších agregátů. Toho je dosaženo přidáním koagulantu do vody – nelze jej vyčistit běžným filtrem pod dřezem.

Koloidní částice samy o sobě netvoří agregáty díky tomu, že se navzájem odpuzují vlivem elektrostatické síly.

Koloidní částice ve vodě nesou záporný náboj. Je neutralizován kladnými ionty, které kolem částic tvoří tzv. dvojitou iontovou vrstvu.

Existuje několik modelů, které vysvětlují chování koloidů: Helmholtz, Gouy-Chapman, Stern. Pro úpravu vody je zajímavější mechanismus, kterým koloidní suspenze přechází ze stabilního stavu za vzniku komplexních komplexů, které se vysrážejí nebo tvoří film.

Koagulační mechanismus

Jakýkoli koloid může být charakterizován termodynamickými a elektrokinetickými potenciály. První se také nazývá Nernstův potenciál. Tvoří se na povrchu částice. Na povrchu dvojité vrstvy je generován elektrokinetický nebo zeta potenciál. Vzhledem k tomu, že negativní náboj částice není zcela kompenzován, zeta potenciál si zachovává negativní náboj.

Když se dvě koloidní částice přiblíží k sobě, na každou z nich působí van der Waalsova přitažlivá síla a síla elektrostatického odpuzování. V přírodních vodách jsou odpudivé síly mnohonásobně větší než síly přitažlivé, takže koloidy jsou v přírodních podmínkách odolné vůči agregaci.

Zavedením koagulantu se snižují elektrostatické odpudivé síly v důsledku neutralizace povrchových nábojů koloidních částic a snížení zeta potenciálu.

Koagulant je zdrojem multivalentních kationtů, které se mohou vázat na organickou makromolekulu. Vločkovací činidlo zesíťuje vytvořené struktury díky vazbám tvořeným hydroxylovými sloučeninami. Jako flokulanty se používají minerální, přírodní a syntetické polymery.

Procesy probíhající během koagulace a flokulace:

1. Přidání koagulantu. Činidlo se rozpouští ve vodě, dochází k ionizaci a hydrolýze-polymeraci koagulantu. Rychlost hydrolýzy závisí na teplotě a iontové síle roztoku, zpravidla probíhá okamžitě.
2. Destabilizace koloidní suspenze. V důsledku adsorpce koagulačních iontů na povrchu částic a snížení síly elektrochemického odpuzování částic dochází ke koagulaci. To trvá od několika sekund do několika minut.
3. Přidání flokulantu. Koloid je obsažen v suspenzi hydroxidu a díky polymerním složkám flokulantu se agregáty zvětšují. Flokulace probíhá pomaleji než koagulace, ale také trvá několik minut.

Účinnost koagulace je ovlivněna následujícími faktory:

• valence kationtu obsaženého v koagulantu. Přímá závislost;
• hodnota pH. Závisí na povaze koloidu a koagulantu. Opravte přidáním zásad nebo solí silných kyselin.

Koagulanty a flokulanty pro čištění vody

Nejoblíbenější koagulační kompozice jsou vyrobeny na bázi solí železa a hliníku. To je způsobeno jejich účinností, dostupnou cenou a relativní neškodností.

Nejčastěji používaná činidla jsou:

• síran hlinitý (aluminium alum);
• chlorid hlinitý;
• hlinitan sodný;
• polychloridy a polychlorsulfáty hliníku;
• léky PAC, PACS, WAC atd.;
• sublimovaný nebo krystalizovaný chlorid železitý;
• síran železitý (III) a (II);
• malanminformol;
• epiDMA;
• polyDADMAC

Jako flokulanty lze použít následující látky:

• aktivovaný oxid křemičitý;
• silikoaluminát;
• algináty sodné;
• škroby;
• přírodní polysacharidy, jako jsou deriváty celulózy, taniny, rostlinné pryskyřice, xantheny;
• kopolymery akrylamidu a kyseliny akrylové;
• polyakrylamidy;
• dimethylamin ethylmethakrylát;
• dimethylamin ethylakrylát;

Dávky činidel se volí s ohledem na předběžné testování.

Hledáte stanici na čištění vody, domácí filtr nebo komponenty pro systémy úpravy vody? Náš katalog obsahuje několik stovek produktů, které vám pomohou učinit vaši vodu čistou a nezávadnou k pití. Pracujeme po celém Bělorusku. Poradíme s výběrem produktů prostřednictvím chatu nebo telefonu. 10 let zkušeností v oboru úpravy vody.