Der Einsatz von Flockungsmitteln ist in der modernen Wasseraufbereitung weit verbreitet. Viele Experten verstehen den Wirkungsmechanismus von Flockungsmitteln jedoch nicht vollständig oder haben ein relativ einseitiges Verständnis. In diesem Artikel wird der Wirkungsmechanismus von Flockungsmitteln analysiert und der Unterschied zwischen Flockungsmitteln und Gerinnungsmitteln genau erklärt!

I. Koagulation

Koagulation: bezieht sich hauptsächlich auf den Prozess der Kolloiddestabilisierung und der Bildung winziger Aggregate. Die Wirkungsmechanismen der Koagulation werden im Allgemeinen durch vier Theorien erklärt: Kompression der Doppelelektronenschicht, Neutralisierung der Adsorptionsladung, Adsorptionsüberbrückung und Netzeinfang/-fegen.

1. Compression of the Double Layer

Nach der DLVO-Theorie dringen die hochvalenten positiven Ionen bei Zugabe eines Elektrolyten, der hochvalente positive Ionen enthält, durch elektrostatische Anziehung in die Oberfläche der kolloidalen Partikel ein und ersetzen die ursprünglichen niedervalenten positiven Ionen. Auf diese Weise bleibt die Doppelschicht elektrisch neutral, aber die Anzahl der positiven Ionen nimmt ab, was bedeutet, dass die Dicke der Doppelschicht dünner wird und das ζ-Potential auf der Gleitfläche der kolloidalen Partikel aufnimmt.

Wenn das ζ-Potential auf 0 fällt, spricht man von einem isoelektrischen Zustand, bei dem die Abstoßungsbarriere vollständig verschwindet. Wenn das ζ-Potential auf einen bestimmten Wert abfällt, so dass die Energiebarriere Emax auf der Gesamtpotentialenergiekurve der kolloidalen Partikel 0 liegt, aggregieren die kolloidalen Partikel. Dieses ζ-Potential wird als kritisches Potential ζk bezeichnet.

2. Adsorption-Charge Neutralization

Die Oberfläche kolloidaler Partikel adsorbiert Ionen mit entgegengesetzten Vorzeichen, kolloidale Partikel mit entgegengesetzten Vorzeichen oder Polymere mit entgegengesetzten Ladungen, wodurch ein Teil der von den kolloidalen Partikeln selbst getragenen Ladung neutralisiert wird, die elektrostatische Anziehung zwischen den kolloidalen Partikeln verringert wird und sie leichter aggregieren und absetzen kann. Zu den treibenden Kräften gehören elektrostatische Anziehung, Wasserstoffbrückenbindungen, Koordinatenbindungen und Van-der-Waals-Kräfte. Dies kann das Restabilisierungsphänomen von kolloidalen Partikeln bei der Wasseraufbereitung erklären.

3. Adsorption Bridging

Kolloidale Partikel in einem dispergierten System werden durch Brückenbildung durch Adsorption organischer oder anorganischer Polymersubstanzen verbunden, aggregieren zu großen Clustern und destabilisieren sich für die Ablagerung. Dies wird in langkettige Polymerbrücken und Kurzstreckenbrücken unterteilt. Es gibt drei Arten:

• Überbrückung zwischen kolloidalen Partikeln und ungeladenen Polymersubstanzen unter Einbeziehung von Adsorptionskräften wie Van-der-Waals-Kräften, Wasserstoffbrückenbindungen und koordinativen Bindungen.

• Überbrückung zwischen kolloidalen Partikeln und Polymersubstanzen mit entgegengesetzten Ladungen unter Einbeziehung von Ladungsneutralisierung zusätzlich zu Van-der-Waals-Kräften, Wasserstoffbrückenbindungen und koordinierten Bindungen.

• Überbrückung zwischen kolloidalen Partikeln und Polymersubstanzen mit derselben Ladung durch den „elektrostatischen Patch“-Effekt.

4. Net-trapping and Sweeping

Koagulanzien B. Aluminiumsalze und Eisensalze, die dem Wasser zugesetzt werden, bilden nach der Hydrolyse eine große Menge hydratisierter Metalloxidniederschläge mit dreidimensionalen Strukturen. Wenn sich diese hydratisierten Metalloxidvolumina zusammenziehen und absetzen, fangen sie kolloidale Partikel und Schwebstoffpartikel im Wasser ein und fegen sie wie ein Netz nach unten. Das Fangen und Fegen von Netzen erfolgt in erster Linie mechanisch.

II. Flockung

Flockung: Flockung bezieht sich hauptsächlich auf den Prozess, bei dem sich destabilisierte Kolloide oder winzige suspendierte Feststoffe zu großen Flocken zusammenballen.

1. Perikinetic Flocculation: Kollision und Aggregation kolloidaler Partikel, die durch die Brownsche Bewegung verursacht werden. Die braune Bewegung wird mit zunehmender Partikelgröße allmählich schwächer. Wenn die Partikelgröße eine bestimmte Dimension erreicht, spielt die Brownsche Bewegung keine Rolle mehr.

2. Orthokinetic Flocculation: Kollision und Aggregation kolloidaler Partikel, angetrieben durch äußere Kraft. Kolloidale Partikel bewegen sich unter Einwirkung äußerer Kraft in eine bestimmte Richtung. Aufgrund des Geschwindigkeitsunterschieds zwischen verschiedenen kolloidalen Partikeln kommt es zur Kollision und Aggregation der Partikel.

III. Koagulation

Koagulation umfasst sowohl die Wirkung der Destabilisierung als auch die Wirkung der Aggregation. Es ist der allgemeine Begriff für die beiden Prozesse. Dabei handelt es sich um den Aggregationsprozess von kolloidalen Partikeln und winzigen Schwebstoffen im Wasser.

Mit anderen Worten: „Koagulation“ umfasst den gesamten Prozess von der Zugabe von Chemikalien zum Rohwasser über die Wassermischung, die chemische Reaktion und schließlich die Bildung großer Partikelflocken. Während sich „Ausflockung“ auf das Stadion von der Bildung winziger Flocken bis zur Bildung großer Flocken nach der Destabilisierung der kolloidalen Partikel bezieht.

IV. Unterscheidung zwischen Flockung und Koagulation

Die Unterscheidung und Definition von Flockungsmittelnamen ist sehr klar, basierend auf der primären Rolle, die sie in praktischen Anwendungen spielen. Voraussetzungen, die bei der Kolloiddestabilisierung eine Rolle spielen, werden Koagulanzien; Diejenigen, die bei der Aggregation destabilisierter Kolloide oder winziger suspendierter Feststoffe eine Rolle spielen, werden als Flockungsmittelbezeichnet; und diejenigen, die sowohl bei der Kolloiddestabilisierung als auch bei der Aggregation destabilisierter Kolloide zu großen Partikeln eine Rolle spielen, werden als Koagulanzien.

bezeichnet. Beispielsweise spielen anorganische Polymerflockungsmittel wie PAC und PFS im Allgemeinen eine Rolle bei der Kolloiddestabilisierung bei der Koagulation-Sedimentation, daher sollten PAC und PFS in diesem Zusammenhang auch sein Koagulanzienbezeichnet werden. Wenn die Schlammflocken jedoch schlecht sind und PAC oder PFS hinzugefügt werden, um die Flockung zu erhöhen, indem sie ihre Brückenwirkung nutzen, um aufgelösten Schlamm zusammenzuflocken, spielen sie eine Flockungsrolle und werden als Flockungsmitteldefiniert. PAM hat sowohl Ladungsneutralisierungs- als auch Netzeinfangeffekte und wirkt auch als Flockungsmittel, daher wird es allgemein als a bezeichnet Gerinnungsmittel.

In vielen internationalen Kontexten werden die Namen nicht so klar ersetzt und im Allgemeinen nur Flockungsmittel genannt. In der Praxis werden sie vom Wasseraufbereitungspersonal im Allgemeinen auch ohne besondere Unterscheidung als Flockungsmittel bezeichnet. Darüber hinaus besteht keine Notwendigkeit, sie zu deutlich zu unterscheiden; Ein Name ist nur ein Titel, und wenn jeder es gewohnt ist, ihn so zu nennen, ist es nichts auszusetzen.

V. Digitale YexSensor-Überwachungslösung für Dosiersysteme

VI. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Warum ist es für einen Systemintegrator wichtig, zwischen perikinetischer und orthokinetischer Flockung zu unterscheiden?
A: Perikinetische Flockung ist molekular und kann nicht kontrolliert werden. Orthokinetik ist mechanisch; Integratoren müssen Rührgeschwindigkeit und Paddeltypen so gestalten, dass sie zur Durchflussrate passen, um sicherzustellen, dass die Partikel kollidieren, ohne die Flocken aufzubrechen.

F2: Wie hängt das ζ-Potenzial mit der Sensorauswahl zusammen?
A: Während Zetapotential-Messgeräte laborbasiert sind, spiegelt sich das Ergebnis in der Trübung wider. Der YEX-ZS-206 von YexSensor kann den Beginn einer erfolgreichen Koagulation erkennen, indem er die anfängliche Bildung winziger Aggregate in der Mischzone überwacht.

F3: Können PAC und PAM am selben Punkt hinzugefügt werden?
A: Nein. In einem integrierten System erfordert PAC ein Mischen mit hoher Geschwindigkeit für eine schnelle Dispersion und Destabilisierung, während PAM ein Mischen mit niedrigerer Geschwindigkeit erfordert, um ein Auseinanderscheren der langkettigen Polymere zu verhindern.

F4: Was ist das Risiko? einer „Überdosierung“ in einem Koagulationssystem?
A: Überdosierung kann zu einer Ladungsumkehr führen, was zur erneuten Stabilisierung kolloidaler Partikel führt. Echtzeit-Übungsrückmeldung verhindert diese Verschwendung und Systemausfälle.

F5: Warum RS485-Modbus-RTU-Sensoren zur Dosiersteuerung verwenden?
A: Hochleistungsmotoren und Dosierpumpen erzeugen erhebliche elektromagnetische Störungen. Digitale Signale sind robuster als 4–20 mA und stellen sicher, dass die SPS Daten präzise für die PID-Dosierschleife erhält.

F6: Ist das Einfangen von Netzen bei allen Wassertypen effektiv?
A: Es ist am effektivsten, wenn die Konzentration kolloidaler Partikel hoch ist. In Wasser mit geringer Trübung ist es schwierig, ein „Netz“ zu bilden, daher verlagert sich der Mechanismus mehr in Richtung Adsorptions-Ladungsneutralisierung.

F7: Wie gehen YexSensor-Produkte mit der hohen Viskosität von konzentriertem PAM um?
A: Sensoren wie der YEX-ZS-206 sind mit IP68-Schutz und automatischen mechanischen Wischern ausgestattet, die das optische Fenster regelmäßig reinigen und so PAM-Ansammlungen und Messwertdrift verhindern.

F8: Bezieht sich „Koagulation“ auf die Chemikalien oder die Ausrüstung?
A: Im Projektkontext bezieht es sich normalerweise auf den gesamten Einheitsprozess, einschließlich der Chemikalien, der Schnellmischer und der langsam laufenden Flockungstanks.

VII. Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Auftreten starker Industrieabfälle ein äußerer Ausdruck eines schwerwiegenden ökologischen Ungleichgewichts ist. Ganz gleich, ob man es Koagulation oder Flockung nennt, Ziel ist es, das System zu stabilisieren und Schadstoffe zu entfernen. Durch das Verständnis dieser Mechanismen und den Einsatz hochpräziser Industrietauglicher BSB-Sensor Überwachungstools können Systemintegratoren einen effizienten, kostengünstigen und langfristigen Erfolg bei der Wasseraufbereitung sicherstellen.

Projektanfragen:
Für detaillierte technische Daten zu unseren RS485-Übungssensoren oder Unterstützung bei der Integration des Dosiersystems wenden Sie sich bitte an die technische Abteilung von YexSensor.