يعد استخدام المواد الندفية في معالجة المياه الحديثة أمرًا شائعًا جدًا. ومع ذلك، فإن العديد من الأقران لا يفهمون بشكل كامل آلية عمل المُندبات أو لديهم فهم أحادي الجانب نسبيًا. ستحلل هذه المقالة آلية عمل المُندبات - موضحة بالضبط الفرق بين المُندبات والمُخثرات!

I. التخثر

التخثر: يشير بشكل أساسي إلى عملية زعزعة استقرار المادة الغروانية وتكوين مجاميع صغيرة. وتُفسَّر آليات عمل التخثر عموما بأربع نظريات: ضغط الطبقة الكهربائية المزدوجة، وتعادل الشحنة بالامتزاز، والتجسير بالامتزاز، والاحتجاز أو الكنس الشبكي.

1. ضغط الطبقة المزدوجة

وفقًا لنظرية DLVO، عند إضافة إلكتروليت يحتوي على أيونات موجبة عالية التكافؤ، تدخل الأيونات الموجبة عالية التكافؤ إلى سطح الجسيمات الغروية من خلال الجذب الكهروستاتيكي، لتحل محل الأيونات الموجبة الأصلية منخفضة التكافؤ. بهذه الطريقة، تظل الطبقة المزدوجة محايدة كهربائيًا، لكن عدد الأيونات الموجبة يتناقص، مما يعني أن سمك الطبقة المزدوجة يصبح أرق، كما ينخفض ​​جهد ζ على السطح المنزلق للجسيمات الغروية.

عندما ينخفض ​​جهد ζ إلى 0، يطلق عليه حالة تساوي الجهد الكهربي، وعند هذه النقطة يختفي حاجز التنافر تمامًا. عندما تنخفض إمكانات ζ إلى قيمة معينة بحيث يكون حاجز الطاقة Emax على منحنى الطاقة الكامنة الإجمالي للجسيمات الغروية 0، تتجمع الجسيمات الغروية. يُطلق على هذا الإمكان ζ اسم الإمكانات الحرجة ζk.

2. تحييد الامتزاز والشحن

يمتص سطح الجسيمات الغروية الأيونات ذات العلامات المعاكسة، أو الجسيمات الغروية ذات العلامات المعاكسة، أو البوليمرات ذات الشحنات المعاكسة، وبالتالي تحييد جزء من الشحنة التي تحملها الجسيمات الغروية نفسها، مما يقلل من الجذب الكهروستاتيكي بين الجسيمات الغروية، ويجعلها أسهل في التجميع والتسوية. تشمل قوى الدفع التجاذب الكهروستاتيكي، والروابط الهيدروجينية، والروابط التناسقية، وقوى فان دير فالس. ويمكن أن يفسر ذلك ظاهرة إعادة استقرار الجسيمات الغروية في معالجة المياه.

3. سد الامتزاز

ترتبط الجسيمات الغروية في النظام المبعثر عبر التجسير من خلال امتزاز مواد بوليمرية عضوية أو غير عضوية، فتتجمع في كتل كبيرة وتفقد استقرارها للترسيب. وينقسم ذلك إلى تجسير بالبوليمرات طويلة السلسلة وتجسير قصير المسافة. هناك ثلاثة أنواع:

• الربط بين الجسيمات الغروية والمواد البوليمرية غير المشحونة، بما في ذلك قوى الامتزاز مثل قوى فان دير فالس، والروابط الهيدروجينية، والروابط الإحداثية.

• الربط بين الجسيمات الغروية والمواد البوليمرية ذات الشحنات المتضادة، بما في ذلك معادلة الشحنة بالإضافة إلى قوى فان دير فالس والروابط الهيدروجينية والروابط الإحداثية.

• الربط بين الجسيمات الغروية والمواد البوليمرية ذات الشحنة نفسها، من خلال تأثير "الرقعة الكهروستاتيكية".

4. اصطياد الشبكة وكنسها

تشكل المواد المخثرة مثل أملاح الألومنيوم وأملاح الحديد المضافة إلى الماء كمية كبيرة من رواسب أكسيد المعدن المائي بهياكل ثلاثية الأبعاد بعد التحلل المائي. عندما تنقبض أحجام أكسيد الفلز المائي هذه وتستقر، فإنها تلتقط وتكتسح الجزيئات الغروية وجزيئات المادة العالقة في الماء مثل الشبكة. إن اصطياد الشبكة وكنسها هو في المقام الأول عمل ميكانيكي.

ثانيا. التلبد

التلبد: يشير التلبد بشكل أساسي إلى العملية التي يتم فيها تجميع الغرويات غير المستقرة أو المواد الصلبة العالقة الصغيرة في كتل كبيرة.

1. التلبد المحيطي بالحركة:تصادم وتجمع الجزيئات الغروية الناتج عن الحركة البراونية. تضعف الحركة البراونية تدريجيًا مع زيادة حجم الجسيمات. عندما ينمو حجم الجسيمات إلى بعد معين، لم تعد الحركة البراونية تلعب دورا.

2. التلبد التقويمي:تصادم وتجميع الجزيئات الغروية مدفوعة بالقوة الخارجية. تتحرك الجزيئات الغروية في اتجاه معين تحت تأثير القوة الخارجية. نظرًا لاختلاف السرعة بين الجزيئات الغروية المختلفة، يكتمل تصادم الجزيئات وتجميعها.

ثالثا. التخثر

يشمل التخثر كلا من عمل زعزعة الاستقرار وعمل التجميع. هذا هو المصطلح العام للعمليتين. إنها عملية تجميع الجزيئات الغروية والمواد الصلبة العالقة الصغيرة في الماء.

بمعنى آخر، يغطي "التخثر" العملية برمتها بدءًا من إضافة المواد الكيميائية إلى الماء الخام إلى خلط الماء والتفاعل الكيميائي وأخيرًا إلى تكوين كتل جسيمية كبيرة. بينما يشير "التلبد" إلى المرحلة من تكوين كتل صغيرة إلى تكوين كتل كبيرة بعد زعزعة استقرار الجزيئات الغروية.

رابعا. التمييز بين التلبد والتخثر

إن تمييز وتعريف أسماء الندف واضح للغاية، بناءً على الدور الأساسي الذي تلعبه في التطبيقات العملية. تسمى تلك التي تلعب دورًا في زعزعة استقرار المادة الغروانيةالتخثر; تسمى تلك التي تلعب دورًا في تجميع الغرويات غير المستقرة أو المواد الصلبة العالقة الصغيرةالندف; وتلك التي تلعب دورًا في زعزعة استقرار الغرويات وتجميع الغرويات غير المستقرة في جزيئات كبيرة تسمىالتخثر.

على سبيل المثال، تلعب مواد ندفة البوليمر غير العضوية مثل PAC وPFS عمومًا دورًا في زعزعة استقرار المادة الغروانية في عملية ترسيب التخثر، لذلك في هذا السياق، يجب تسمية PAC وPFSالتخثر. ومع ذلك، عندما تكون كتل الحمأة ضعيفة ويتم إضافة PAC أو PFS لزيادة التلبد باستخدام تأثير التجسير الخاص بها لتلييف الحمأة المتفككة معًا، فإنها تلعب دورًا التلبد ويتم تعريفها على أنهاالندف. يتمتع PAM بتأثيرات تحييد الشحنة ومحاصرة الشبكة، ويعمل أيضًا كمندد، لذلك يُطلق عليه عمومًا اسمتجلط الدم.

في العديد من السياقات الدولية، لا يتم تمييز الأسماء بشكل واضح وتُسمى بشكل عام مجرد مُندبات. في الممارسة الفعلية، يطلق عليها موظفو معالجة المياه بشكل عام اسم الندف دون تمييز خاص. علاوة على ذلك، ليست هناك حاجة للتمييز بينهما بشكل واضح للغاية؛ فالاسم مجرد لقب، وإذا اعتاد الجميع تسميته بذلك فلا حرج في ذلك.

V. حل المراقبة الرقمية YexSensor لأنظمة الجرعات

سادسا. الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)

س1: لماذا من المهم لمتكامل النظام التمييز بين التلبد المحيطي بالحركية والتلبد التقويمي؟
   ج: إن الفترة المحيطة بالحركة جزيئية ولا يمكن السيطرة عليها. الحركة التقويمية ميكانيكية. يجب على شركات التكامل تصميم سرعة التحريك وأنواع المجاذيف لتتناسب مع معدل التدفق، مما يضمن اصطدام الجزيئات دون تفتيت الكتل.

س2: كيف ترتبط إمكانات ζ باختيار المستشعر؟
   ج: على الرغم من أن مقاييس زيتا المحتملة تعتمد على المختبرات، إلا أن النتيجة تنعكس في التعكر. يمكن لـ YEX-ZS-206 من YexSensor اكتشاف بداية التخثر الناجح من خلال مراقبة التكوين الأولي للمجاميع الصغيرة في منطقة الخلط.

س3: هل يمكن إضافة PAC وPAM في نفس النقطة؟
   ج: لا. في النظام المتكامل، يتطلب PAC خلطًا عالي السرعة من أجل التشتت السريع وزعزعة الاستقرار، بينما يتطلب PAM خلطًا منخفض السرعة لمنع تمزق البوليمرات طويلة السلسلة.

س 4: ما هو خطر "الجرعة الزائدة" في نظام التخثر؟
   ج: الجرعات الزائدة يمكن أن تسبب عكس الشحنة، مما يؤدي إلى إعادة استقرار الجزيئات الغروية. ردود الفعل التعكر في الوقت الحقيقي تمنع هذا الهدر وفشل النظام.

س 5: لماذا نستخدم مستشعرات RS485 Modbus RTU للتحكم في الجرعات؟
   ج: تعمل المحركات عالية الطاقة ومضخات الجرعات على إنشاء EMI كبير. الإشارات الرقمية أقوى من 4-20 مللي أمبير، مما يضمن أن يتلقى PLC بيانات دقيقة لحلقة الجرعات PID.

س6: هل الصيد بالشباك فعال لجميع أنواع المياه؟
   ج: يكون أكثر فعالية عندما يكون تركيز الجزيئات الغروية مرتفعًا. وفي المياه منخفضة العكارة، يكون من الصعب تشكيل "شبكة"، وبالتالي تتحول الآلية أكثر نحو معادلة شحنة الامتزاز.

س7: كيف تتعامل منتجات YexSensor مع اللزوجة العالية لـ PAM المركز؟
   ج: تم تصميم أجهزة الاستشعار مثل YEX-ZS-206 بحماية IP68 ومساحات ميكانيكية أوتوماتيكية تقوم بتنظيف النافذة البصرية بشكل دوري، مما يمنع تراكم PAM وانحراف القياس.

س8: هل يشير مصطلح "التخثر" إلى المواد الكيميائية أو المعدات؟
   ج: في سياق المشروع، يشير عادةً إلى عملية الوحدة بأكملها، بما في ذلك المواد الكيميائية، والخلاطات السريعة، وخزانات التلبد بطيئة السرعة.

سابعا. خاتمة

وفي الختام فإن ظهور النفايات الصناعية ذات العكارة العالية هو مظهر خارجي لاختلال التوازن البيئي الشديد. سواء كنت تسميها تخثرًا أو تلبدًا، فإن الهدف هو تثبيت النظام وإزالة الملوثات. من خلال فهم هذه الآليات ونشرها بدقة عاليةيكسسينسورأدوات المراقبة، يمكن لمتكاملي الأنظمة ضمان نجاح معالجة المياه بكفاءة وفعالية من حيث التكلفة وطويلة الأجل.

استفسارات المشروع:
       للحصول على بيانات فنية مفصلة حول أجهزة استشعار التعكر RS485 الخاصة بنا أو دعم تكامل نظام الجرعات، يرجى الاتصال بقسم الهندسة في YexSensor.