การใช้สารตกตะกอนในการบำบัดน้ำสมัยใหม่เป็นเรื่องปกติมาก อย่างไรก็ตาม เพื่อนหลายคนไม่เข้าใจกลไกการออกฤทธิ์ของสารตกตะกอนอย่างถ่องแท้ หรือมีความเข้าใจฝ่ายเดียวค่อนข้างมาก บทความนี้จะวิเคราะห์กลไกการออกฤทธิ์ของสารตกตะกอน โดยจะอธิบายอย่างชัดเจนว่าความแตกต่างระหว่างสารตกตะกอนและสารตกตะกอน!

I. การแข็งตัว

การแข็งตัว: ส่วนใหญ่หมายถึงกระบวนการทำให้คอลลอยด์ไม่เสถียรและการก่อตัวของมวลรวมขนาดเล็ก โดยทั่วไปกลไกการออกฤทธิ์ของการแข็งตัวจะอธิบายได้ด้วยทฤษฎีสี่ประการ: การอัดของชั้นอิเล็กตรอนคู่ การทำให้ประจุเป็นกลางในการดูดซับ การเชื่อมการดูดซับ และการดักจับด้วยตาข่าย/การกวาด

1. การบีบอัดสองชั้น

ตามทฤษฎี DLVO เมื่อเติมอิเล็กโทรไลต์ที่มีไอออนบวกวาเลนต์สูง ไอออนบวกวาเลนต์สูงจะเข้าสู่พื้นผิวของอนุภาคคอลลอยด์ผ่านแรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิต เพื่อแทนที่ไอออนบวกวาเลนต์ต่ำดั้งเดิม ด้วยวิธีนี้ ชั้นสองชั้นจะยังคงเป็นกลางทางไฟฟ้า แต่จำนวนไอออนบวกจะลดลง ซึ่งหมายความว่าความหนาของชั้นสองชั้นจะบางลง และศักย์ไฟฟ้า ζ บนพื้นผิวเลื่อนของอนุภาคคอลลอยด์จะลดลง

เมื่อศักยภาพ ζ ลดลงเหลือ 0 จะเรียกว่าสถานะไอโซอิเล็กทริก ซึ่ง ณ จุดนี้อุปสรรคแรงผลักจะหายไปอย่างสมบูรณ์ เมื่อศักยภาพ ζ ลดลงถึงค่าหนึ่งจนสิ่งกีดขวางพลังงาน Emax บนเส้นโค้งพลังงานศักย์รวมของอนุภาคคอลลอยด์เป็น 0 อนุภาคคอลลอยด์จะรวมกัน ศักยภาพ ζ นี้เรียกว่าศักยภาพวิกฤต ζk

2. การวางตัวเป็นกลางของการดูดซับ-ประจุ

พื้นผิวของอนุภาคคอลลอยด์ดูดซับไอออนของเครื่องหมายตรงข้าม อนุภาคคอลลอยด์ของเครื่องหมายตรงข้าม หรือโพลีเมอร์ที่มีประจุตรงกันข้าม ดังนั้นจึงทำให้ส่วนหนึ่งของประจุที่พาตัวโดยอนุภาคคอลลอยด์เป็นกลาง ทำให้แรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิตระหว่างอนุภาคคอลลอยด์ลดลง และทำให้การรวมกลุ่มและตะกอนง่ายขึ้น แรงผลักดันประกอบด้วยแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิต พันธะไฮโดรเจน พันธะโคออร์ดิเนต และแรงแวนเดอร์วาลส์ สิ่งนี้สามารถอธิบายปรากฏการณ์การทำให้เสถียรอีกครั้งของอนุภาคคอลลอยด์ในการบำบัดน้ำ

3. การเชื่อมการดูดซับ

อนุภาคคอลลอยด์ในระบบที่กระจายตัวถูกเชื่อมต่อกันโดยการเชื่อมโยงผ่านการดูดซับของสารโพลีเมอร์อินทรีย์หรืออนินทรีย์ ซึ่งรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อนขนาดใหญ่และทำให้การทรุดตัวไม่เสถียร ซึ่งแบ่งออกเป็นการเชื่อมต่อโพลีเมอร์สายยาวและการเชื่อมต่อระยะสั้น มีสามประเภท:

• การเชื่อมระหว่างอนุภาคคอลลอยด์กับสารโพลีเมอร์ที่ไม่มีประจุ ซึ่งเกี่ยวข้องกับแรงดูดซับ เช่น แรงแวนเดอร์วาลส์ พันธะไฮโดรเจน และพันธะประสาน

• การเชื่อมระหว่างอนุภาคคอลลอยด์กับสารโพลีเมอร์ที่มีประจุตรงกันข้าม ซึ่งเกี่ยวข้องกับการทำให้ประจุเป็นกลาง นอกเหนือจากแรงแวนเดอร์วาลส์ พันธะไฮโดรเจน และพันธะประสาน

• การเชื่อมระหว่างอนุภาคคอลลอยด์และสารโพลีเมอร์ที่มีประจุเท่ากัน โดยอาศัยเอฟเฟกต์ "แผ่นแปะไฟฟ้าสถิต"

4. การดักจับและกวาดตาข่าย

สารตกตะกอน เช่น เกลืออะลูมิเนียมและเกลือเหล็กที่เติมลงในน้ำจะทำให้เกิดการตกตะกอนของโลหะออกไซด์ไฮเดรตจำนวนมากโดยมีโครงสร้างสามมิติหลังจากการไฮโดรไลซิส เมื่อปริมาตรของโลหะออกไซด์ไฮเดรตหดตัวและตกตะกอน พวกมันจะจับและกวาดอนุภาคคอลลอยด์และอนุภาคของสารแขวนลอยในน้ำเหมือนกับตาข่าย การดักจับตาข่ายและการกวาดตาข่ายถือเป็นการกระทำทางกลเป็นหลัก

ครั้งที่สอง การตกตะกอน

การตกตะกอน: การตกตะกอนส่วนใหญ่หมายถึงกระบวนการที่คอลลอยด์ที่ไม่เสถียรหรือของแข็งแขวนลอยขนาดเล็กรวมตัวกันเป็นก้อนขนาดใหญ่

1. การตกตะกอนในช่องท้อง:การชนและการรวมตัวของอนุภาคคอลลอยด์ที่เกิดจากการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนจะค่อยๆ ลดลงเมื่อขนาดอนุภาคเพิ่มขึ้น เมื่อขนาดอนุภาคขยายไปถึงมิติหนึ่ง การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนจะไม่มีบทบาทอีกต่อไป

2. การตกตะกอนแบบออร์โธไคเนติก:การชนและการรวมตัวของอนุภาคคอลลอยด์ที่ขับเคลื่อนโดยแรงภายนอก อนุภาคคอลลอยด์เคลื่อนที่ไปในทิศทางที่กำหนดภายใต้การกระทำของแรงภายนอก เนื่องจากความเร็วที่แตกต่างกันระหว่างอนุภาคคอลลอยด์ที่แตกต่างกัน การชนและการรวมตัวของอนุภาคจึงเสร็จสมบูรณ์

ที่สาม การแข็งตัว

การแข็งตัวรวมถึงการกระทำที่ทำให้ไม่คงตัวและการกระทำการรวมตัว เป็นคำทั่วไปสำหรับทั้งสองกระบวนการ เป็นกระบวนการรวมตัวของอนุภาคคอลลอยด์และของแข็งแขวนลอยเล็กๆ ในน้ำ

กล่าวอีกนัยหนึ่ง "การจับตัวเป็นก้อน" ครอบคลุมกระบวนการทั้งหมดตั้งแต่การเติมสารเคมีลงในน้ำดิบ การผสมน้ำ ปฏิกิริยาทางเคมี และสุดท้ายจนถึงการก่อตัวของฟองอนุภาคขนาดใหญ่ ในขณะที่ "การจับตัวเป็นก้อน" หมายถึงระยะตั้งแต่การก่อตัวของก้อนเล็กๆ จนถึงการก่อตัวของก้อนขนาดใหญ่หลังจากที่อนุภาคคอลลอยด์ไม่เสถียร

IV. ความแตกต่างระหว่างการตกตะกอนและการแข็งตัว

ความแตกต่างและคำจำกัดความของชื่อตกตะกอนมีความชัดเจนมาก โดยขึ้นอยู่กับบทบาทหลักในการใช้งานจริง ผู้ที่มีบทบาทในการทำให้คอลลอยด์ไม่เสถียรเรียกว่าสารตกตะกอน; ผู้ที่มีบทบาทในการรวมตัวของคอลลอยด์ที่ไม่เสถียรหรือของแข็งแขวนลอยขนาดเล็กเรียกว่าตกตะกอน; และสิ่งที่ทั้งสองมีบทบาทในการทำให้คอลลอยด์ไม่เสถียรและการรวมตัวของคอลลอยด์ที่ไม่เสถียรเป็นอนุภาคขนาดใหญ่เรียกว่าสารตกตะกอน.

ตัวอย่างเช่น สารตกตะกอนโพลีเมอร์อนินทรีย์ เช่น PAC และ PFS โดยทั่วไปมีบทบาทในการทำให้คอลลอยด์ไม่เสถียรในการแข็งตัว-ตกตะกอน ดังนั้นในบริบทนี้ ควรเรียกว่า PAC และ PFSสารตกตะกอน. อย่างไรก็ตาม เมื่อฝูงตะกอนไม่ดีและเติม PAC หรือ PFS เพื่อเพิ่มการจับตัวเป็นก้อนโดยใช้เอฟเฟกต์การเชื่อมโยงเพื่อจับตะกอนตะกอนที่สลายตัวเข้าด้วยกัน พวกมันจะมีบทบาทในการตกตะกอนและถูกกำหนดให้เป็นตกตะกอน. PAM มีทั้งผลของการทำให้ประจุเป็นกลางและการดักจับตาข่าย และยังทำหน้าที่เป็นสารตกตะกอน ดังนั้นจึงมักเรียกว่าตกตะกอน.

ในบริบทระหว่างประเทศหลายๆ ชื่อไม่ได้แยกแยะความแตกต่างอย่างชัดเจน และโดยทั่วไปจะเรียกว่า สารช่วยตกตะกอน ในทางปฏิบัติจริง เจ้าหน้าที่บำบัดน้ำมักเรียกพวกเขาว่า สารช่วยตกตะกอน โดยไม่มีความแตกต่างเป็นพิเศษ ยิ่งไปกว่านั้น ไม่จำเป็นต้องแยกแยะให้ชัดเจนจนเกินไป ชื่อก็เป็นเพียงชื่อ และถ้าทุกคนคุ้นเคยกับการเรียกชื่อนั้น ก็ไม่มีอะไรผิดปกติ

V. YexSensor โซลูชันการตรวจสอบแบบดิจิทัลสำหรับระบบการจ่ายสาร

วี. คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

คำถามที่ 1: เหตุใดผู้รวมระบบจึงต้องแยกแยะระหว่างการตกตะกอนแบบ การรวมตัวแบบเพอริไคเนติก และ การรวมตัวแบบออร์โธไคเนติก
   ตอบ: การรวมตัวแบบเพอริไคเนติก เป็นโมเลกุลและไม่สามารถควบคุมได้ ออร์โธไคเนติกส์เป็นกลไก ผู้ประกอบระบบต้องออกแบบความเร็วการกวนและประเภทใบพัดให้ตรงกับอัตราการไหล เพื่อให้มั่นใจว่าอนุภาคจะชนกันโดยไม่ทำให้ floc แตกออกจากกัน

คำถามที่ 2: ศักยภาพ ζ เกี่ยวข้องกับการเลือกเซ็นเซอร์อย่างไร
   ตอบ: แม้ว่าเครื่องวัดศักย์ซีต้าจะอิงจากห้องปฏิบัติการ แต่ผลลัพธ์จะสะท้อนให้เห็นในความขุ่น YEX-ZS-206 ของ YexSensor สามารถตรวจจับการเริ่มต้นของการแข็งตัวของเลือดได้สำเร็จโดยการตรวจสอบการก่อตัวเริ่มต้นของมวลรวมขนาดเล็กในบริเวณผสม

คำถามที่ 3: สามารถเพิ่ม PAC และ PAM ที่จุดเดียวกันได้หรือไม่
   ตอบ: ไม่ ในระบบบูรณาการ PAC ต้องการการผสมความเร็วสูงเพื่อการกระจายตัวและการทำให้เสถียรอย่างรวดเร็ว ในขณะที่ PAM ต้องการการผสมความเร็วต่ำเพื่อป้องกันไม่ให้โพลีเมอร์สายโซ่ยาวถูกเฉือนออกจากกัน

คำถามที่ 4: อะไรคือความเสี่ยงของ "การใช้ยาเกินขนาด" ในระบบการแข็งตัวของเลือด?
   ตอบ: การจ่ายสารมากเกินไปอาจทำให้เกิดการกลับประจุ ส่งผลให้อนุภาคคอลลอยด์มีเสถียรภาพอีกครั้ง ข้อมูลย้อนกลับเกี่ยวกับความขุ่นแบบเรียลไทม์จะช่วยป้องกันการสูญเสียและความล้มเหลวของระบบ

คำถามที่ 5: เหตุใดจึงต้องใช้เซ็นเซอร์ RS485 Modbus RTU ในการควบคุมการจ่ายสาร
   ตอบ: มอเตอร์กำลังสูงและปั๊มจ่ายสารสร้าง EMI ที่สำคัญ สัญญาณดิจิตอลมีความเสถียรมากกว่า 4-20mA ทำให้มั่นใจได้ว่า PLC จะได้รับข้อมูลที่แม่นยำสำหรับลูปการจ่ายสาร PID

คำถามที่ 6: การดักด้วยตาข่ายมีผลกับน้ำทุกประเภทหรือไม่?
   ตอบ: จะมีประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อมีความเข้มข้นของอนุภาคคอลลอยด์สูง ในน้ำที่มีความขุ่นต่ำ จะก่อตัวเป็น "ตาข่าย" ได้ยากขึ้น ดังนั้นกลไกจึงเลื่อนไปทางการวางตัวเป็นกลางของประจุดูดซับมากขึ้น

คำถามที่ 7: ผลิตภัณฑ์ YexSensor จัดการกับ PAM เข้มข้นที่มีความหนืดสูงได้อย่างไร
   ตอบ: เซ็นเซอร์ เช่น YEX-ZS-206 ได้รับการออกแบบให้มีการป้องกัน IP68 และที่ปัดน้ำฝนแบบกลไกอัตโนมัติที่จะทำความสะอาดหน้าต่างออปติคอลเป็นระยะ ป้องกันการก่อตัวของ PAM และการวัดค่าคลาดเคลื่อน

คำถามที่ 8: “การแข็งตัว” หมายถึงสารเคมีหรืออุปกรณ์หรือไม่?
   ตอบ: ในบริบทของโครงการ โดยทั่วไปจะหมายถึงกระบวนการในหน่วยทั้งหมด รวมถึงสารเคมี เครื่องผสมแบบเร็ว และถังจับตะกอนแบบความเร็วต่ำ

ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว บทสรุป

โดยสรุป การปรากฏตัวของของเสียทางอุตสาหกรรมที่มีความขุ่นสูงเป็นการแสดงออกภายนอกของความไม่สมดุลทางนิเวศวิทยาอย่างรุนแรง ไม่ว่าคุณจะเรียกมันว่าการจับตัวเป็นก้อนหรือการจับตัวเป็นก้อน เป้าหมายก็คือการทำให้ระบบมีเสถียรภาพและกำจัดสารมลพิษ ด้วยการทำความเข้าใจกลไกเหล่านี้และปรับใช้ความแม่นยำสูงเย็กซ์เซนเซอร์เครื่องมือตรวจสอบ ผู้รวมระบบสามารถรับประกันความสำเร็จในการบำบัดน้ำที่มีประสิทธิภาพ คุ้มทุน และในระยะยาว

สอบถามข้อมูลโครงการ:
       หากต้องการข้อมูลทางเทคนิคโดยละเอียดเกี่ยวกับเซ็นเซอร์วัดความขุ่น RS485 ของเราหรือการสนับสนุนสำหรับการรวมระบบการจ่ายสารเคมี โปรดติดต่อแผนกวิศวกรรมของ YexSensor