Việc ứng dụng chất keo tụ trong xử lý nước hiện đại là rất phổ biến. Tuy nhiên, nhiều đồng nghiệp chưa hiểu đầy đủ về cơ chế hoạt động của chất keo tụ hoặc hiểu biết tương đối phiến diện. Bài viết này sẽ phân tích cơ chế hoạt động của chất keo tụ - giải thích chính xác sự khác biệt giữa chất keo tụ và chất keo tụ!

I. đông máu

Đông tụ: chủ yếu đề cập đến quá trình mất ổn định keo và hình thành các tập hợp nhỏ. Các cơ chế hoạt động của quá trình đông tụ thường được giải thích bằng bốn lý thuyết: nén lớp electron kép, trung hòa điện tích hấp phụ, bắc cầu hấp phụ và bẫy/quét lưới.

1. Nén lớp kép

Theo lý thuyết DLVO, khi thêm chất điện phân chứa các ion dương hóa trị cao, các ion dương hóa trị cao sẽ xâm nhập vào bề mặt của các hạt keo thông qua lực hút tĩnh điện, thay thế các ion dương hóa trị thấp ban đầu. Theo cách này, lớp kép vẫn trung hòa về điện, nhưng số lượng ion dương giảm, nghĩa là độ dày của lớp kép trở nên mỏng hơn và điện thế ζ trên bề mặt trượt của các hạt keo giảm.

Khi điện thế ζ giảm xuống 0, nó được gọi là trạng thái đẳng điện, lúc này hàng rào lực đẩy hoàn toàn biến mất. Khi thế năng ζ giảm xuống một giá trị nhất định sao cho hàng rào năng lượng Emax trên đường cong năng lượng tổng thể của các hạt keo là 0, thì các hạt keo sẽ kết hợp lại. Điện thế ζ này được gọi là điện thế tới hạn ζk.

2. Trung hòa điện tích hấp phụ

Bề mặt của các hạt keo hấp phụ các ion trái dấu, các hạt keo trái dấu hoặc các polyme có điện tích trái dấu, từ đó trung hòa một phần điện tích do chính các hạt keo mang theo, làm giảm lực hút tĩnh điện giữa các hạt keo và khiến chúng dễ kết tụ và lắng đọng hơn. Các lực dẫn động bao gồm lực hút tĩnh điện, liên kết hydro, liên kết tọa độ và lực Van der Waals. Điều này có thể giải thích hiện tượng tái ổn định của các hạt keo trong xử lý nước.

3. Cầu nối hấp phụ

Các hạt keo trong một hệ phân tán được kết nối bằng cách bắc cầu thông qua sự hấp phụ của các chất polyme hữu cơ hoặc vô cơ, tập hợp thành các cụm lớn và gây mất ổn định cho quá trình lắng. Điều này được chia thành cầu nối polymer chuỗi dài và cầu nối khoảng cách ngắn. Có ba loại:

• Cầu nối giữa các hạt keo và các chất polyme không tích điện, liên quan đến các lực hấp phụ như lực Van der Waals, liên kết hydro và liên kết tọa độ.

• Cầu nối giữa các hạt keo và các chất polyme có điện tích trái dấu, liên quan đến quá trình trung hòa điện tích bên cạnh lực Van der Waals, liên kết hydro và liên kết tọa độ.

• Cầu nối giữa các hạt keo và các chất polymer có cùng điện tích, thông qua hiệu ứng "miếng dán tĩnh điện".

4. Bẫy và quét lưới

Các chất keo tụ như muối nhôm và muối sắt thêm vào nước tạo thành một lượng lớn oxit kim loại ngậm nước kết tủa với cấu trúc ba chiều sau khi thủy phân. Khi các khối oxit kim loại ngậm nước này co lại và lắng xuống, chúng thu giữ và quét các hạt keo và các hạt vật chất lơ lửng trong nước giống như một tấm lưới. Bẫy và quét lưới chủ yếu là hoạt động máy móc.

II. Keo tụ

Phản ứng keo tụ: Phản ứng keo tụ chủ yếu đề cập đến quá trình trong đó các chất keo không ổn định hoặc các chất rắn lơ lửng nhỏ kết hợp thành các khối lớn.

1. Keo tụ Perikinetic:Sự va chạm và tập hợp các hạt keo gây ra bởi chuyển động Brown. Chuyển động Brown yếu dần khi kích thước hạt tăng lên. Khi kích thước hạt tăng lên đến một chiều nhất định, chuyển động Brown không còn đóng vai trò gì nữa.

2. Keo tụ trực giao:Sự va chạm và tập hợp của các hạt keo do ngoại lực điều khiển. Các hạt keo chuyển động theo một hướng nhất định dưới tác dụng của ngoại lực. Do sự khác biệt về tốc độ giữa các hạt keo khác nhau, quá trình va chạm và kết tụ của các hạt được hoàn thành.

III. đông máu

Sự đông tụ bao gồm cả tác động làm mất ổn định và tác động kết tụ. Đây là thuật ngữ chung cho hai quá trình. Đó là quá trình kết tụ của các hạt keo và chất rắn lơ lửng nhỏ trong nước.

Nói cách khác, "Đông tụ" bao gồm toàn bộ quá trình từ việc thêm hóa chất vào nước thô đến trộn nước, phản ứng hóa học và cuối cùng là hình thành các khối hạt lớn. Trong khi "Kết bông" dùng để chỉ giai đoạn từ hình thành các bông cặn nhỏ đến hình thành các bông bùn lớn sau khi các hạt keo bị mất ổn định.

IV. Sự khác biệt giữa keo tụ và đông máu

Sự phân biệt và định nghĩa về tên chất keo tụ rất rõ ràng, dựa trên vai trò chính của chúng trong các ứng dụng thực tế. Những chất đóng vai trò làm mất ổn định chất keo được gọi làchất đông tụ; những chất đóng vai trò trong việc kết tụ các chất keo không ổn định hoặc các chất rắn lơ lửng nhỏ được gọi làchất keo tụ; và những chất vừa đóng vai trò làm mất ổn định keo vừa kết tụ các chất keo bị mất ổn định thành các hạt lớn được gọi làchất đông tụ.

Ví dụ, các chất keo tụ polyme vô cơ như PAC và PFS thường đóng vai trò làm mất ổn định keo trong quá trình đông tụ-lắng, vì vậy trong bối cảnh này, PAC và PFS nên được gọi làchất đông tụ. Tuy nhiên, khi các bông bùn kém và PAC hoặc PFS được thêm vào để tăng quá trình keo tụ bằng cách sử dụng hiệu ứng bắc cầu của chúng để kết tụ bùn đã phân hủy lại với nhau, chúng đóng vai trò keo tụ và được định nghĩa làchất keo tụ. PAM có cả tác dụng trung hòa điện tích và bẫy lưới, đồng thời cũng hoạt động như một chất keo tụ, vì vậy nó thường được gọi là chất kết tủa.chất đông tụ.

Trong nhiều bối cảnh quốc tế, tên gọi không được phân biệt rõ ràng và thường chỉ được gọi là chất keo tụ. Trong thực tế, nhân viên xử lý nước thường gọi chúng là chất keo tụ mà không có sự phân biệt đặc biệt. Hơn nữa, không cần phải phân biệt chúng quá rõ ràng; cái tên chỉ là một tước vị, và nếu mọi người quen gọi như vậy thì chẳng có gì sai cả.

V. YexSensor Giải pháp giám sát kỹ thuật số cho hệ thống định lượng

VI. Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Câu hỏi 1: Tại sao điều quan trọng đối với nhà tích hợp hệ thống là phải phân biệt giữa quá trình keo tụ Perikinetic và Orthokinetic?
Trả lời: Perikinetic là phân tử và không thể kiểm soát được. Orthokinetic là cơ khí; các nhà tích hợp phải thiết kế tốc độ khuấy và loại cánh khuấy phù hợp với tốc độ dòng chảy, đảm bảo các hạt va chạm mà không làm vỡ các khối.

Câu hỏi 2: Điện thế ζ liên quan như thế nào đến việc lựa chọn cảm biến?
Trả lời: Mặc dù máy đo điện thế zeta được sử dụng trong phòng thí nghiệm nhưng kết quả được phản ánh qua độ đục. YEX-ZS-206 của YexSensor có thể phát hiện sự bắt đầu đông tụ thành công bằng cách theo dõi sự hình thành ban đầu của các cốt liệu nhỏ trong vùng trộn.

Câu hỏi 3: PAC và PAM có thể được thêm vào cùng một điểm không?
Đáp: Không. Trong một hệ thống tích hợp, PAC yêu cầu trộn tốc độ cao để phân tán và mất ổn định nhanh chóng, trong khi PAM yêu cầu trộn tốc độ thấp để ngăn chặn các polyme chuỗi dài bị tách rời.

Câu hỏi 4: Nguy cơ "quá liều" trong hệ thống đông máu là gì?
Trả lời: Dùng quá liều có thể gây ra sự đảo ngược điện tích, dẫn đến sự ổn định lại của các hạt keo. Phản hồi về độ đục theo thời gian thực giúp ngăn ngừa sự lãng phí và lỗi hệ thống này.

Câu hỏi 5: Tại sao nên sử dụng cảm biến RS485 Modbus RTU để kiểm soát liều lượng?
Đáp: Động cơ và máy bơm định lượng công suất cao tạo ra EMI đáng kể. Tín hiệu số mạnh hơn 4-20mA, đảm bảo PLC nhận được dữ liệu chính xác cho vòng định lượng PID.

Câu hỏi 6: Bẫy lưới có hiệu quả đối với tất cả các loại nước không?
Trả lời: Hiệu quả nhất khi nồng độ hạt keo cao. Trong nước có độ đục thấp, việc hình thành "lưới" khó hơn, do đó cơ chế chuyển nhiều hơn theo hướng trung hòa điện tích hấp phụ.

Câu hỏi 7: Sản phẩm YexSensor xử lý độ nhớt cao của PAM đậm đặc như thế nào?
Trả lời: Các cảm biến như YEX-ZS-206 được thiết kế với khả năng bảo vệ IP68 và cần gạt nước cơ học tự động giúp làm sạch định kỳ cửa sổ quang học, ngăn ngừa sự tích tụ PAM và độ lệch đo.

Q8: "Đông tụ" có nghĩa là hóa chất hoặc thiết bị không?
Trả lời: Trong bối cảnh dự án, nó thường đề cập đến toàn bộ quy trình đơn vị, bao gồm hóa chất, máy trộn nhanh và bể keo tụ tốc độ chậm.

VII. Phần kết luận

Tóm lại, sự xuất hiện của chất thải công nghiệp có độ đục cao là biểu hiện bên ngoài của sự mất cân bằng sinh thái nghiêm trọng. Cho dù bạn gọi nó là đông tụ hay keo tụ, mục tiêu là ổn định hệ thống và loại bỏ các chất ô nhiễm. Bằng cách hiểu rõ các cơ chế này và triển khai các giải pháp có độ chính xác caoYexSensorcông cụ giám sát, các nhà tích hợp hệ thống có thể đảm bảo thành công trong xử lý nước hiệu quả, tiết kiệm chi phí và lâu dài.

Thắc mắc về dự án:
Để biết dữ liệu kỹ thuật chi tiết về cảm biến độ đục RS485 của chúng tôi hoặc hỗ trợ tích hợp hệ thống định lượng, vui lòng liên hệ với Phòng Kỹ thuật YexSensor.