Floculanten: een onmisbare sleutel in de zuivering van afvalwater

Voor professionals in waterbehandeling zijn flocculanten zowel een dagelijks hulpmiddel als een technisch keerpunt. De overgang van "de naam kennen" naar "het mechanisme van werking begrijpen en de logica matchen" markeert de evolutie van een ingenieur van operator naar expert. De soorten flocculanten die beschikbaar zijn, en hoe ze te onderscheiden en correct te gebruiken, is een onderwerp dat velen verwarrend vinden. Vandaag zullen we kort kennis introduceren met betrekking tot flocculanten.

 Flocculanten zijn momenteel de meest gebruikte chemicaliën in afvalwaterzuivering. Het zijn stoffen die de precipitatiestabiliteit en polymerisatiestabiliteit van verspreide deeltjes in water kunnen verminderen of elimineren, en ervoor zorgen dat deze verspreide deeltjes coaguleren en flocculeren tot aggregaten.

 Hoe Flocculanten Werken

1. Colloïdale deeltjes in water worden gekenmerkt door hun kleine afmeting, oppervlaktehydratatie en elektrische lading, waardoor ze een hoge stabiliteit hebben. Wanneer flocculanten aan water worden toegevoegd, hydrolyseren ze tot geladen colloïden en vormen ze een elektrische dubbellaagstructuur met omringende ionen.
2.  Een methode van snel roeren na dosering wordt gebruikt om de kans en frequentie van botsingen tussen de colloïdale onzuiverheidsdeeltjes in het water en de micellen die worden geproduceerd door de hydrolyse van de flocculant te bevorderen. De onzuiverheidsdeeltjes in water verliezen eerst hun stabiliteit onder invloed van de flocculant, klonteren dan samen tot grotere deeltjes en bezinken of drijven uiteindelijk.
3.  Het proces waarbij onzuiverheidsdeeltjes in water interageren met de flocculant, waarbij ze stabiliteit verliezen door mechanismen zoals compressie van de dubbellaag en neutralisatie van de lading, en micro-vlokken vormen, wordt coagulatie genoemd. Het proces waarbij micro-vlokken aggregeren onder invloed van bruggende materialen en waterstroomroeren om vlokken te vormen, die uitgroeien tot grote vlokken door mechanismen zoals adsorptie, bruggen en sweep-coagulatie, wordt flocculatie genoemd.
4.  De combinatie van mengen, coagulatie en flocculatie wordt aangeduid als coagulatie-flocculatie. Het mengproces wordt meestal voltooid in een mengtank, terwijl coagulatie en flocculatie plaatsvinden in de reactietank.

 Soorten Flocculanten - (Kationisch, Niet-ionisch, Anionisch)

Flocculanten worden breed gecategoriseerd op basis van het type elektrische lading dat ze dragen. Er zijn drie hoofdtypen:

•  Kationische Flocculanten: Deze dragen een positieve lading en zijn effectief in het binden met negatief geladen deeltjes. Ze worden vaak gebruikt wanneer zwevende deeltjes in het water negatief geladen zijn, of wanneer een positieve lading nodig is om de lading van bepaalde verontreinigingen te neutraliseren.
• Niet-ionische Flocculanten: Deze dragen geen elektrische lading en worden typisch gebruikt in wateren die weinig of geen geladen deeltjes bevatten. Niet-ionische flocculanten hebben de voorkeur vanwege hun stabiliteit over een breed scala aan pH- en zoutgehaltes.
• Anionische Flocculanten: Anionische flocculanten, zoals APAM, dragen een negatieve lading en zijn over het algemeen effectief bij het behandelen van water dat positief geladen of neutraal zwevende deeltjes bevat. Ze zijn met name geschikt voor het verwijderen van organische stoffen, zoals oliën en vetten, en in situaties waar de pH licht zuur tot neutraal is.

 Gebruikers kunnen redelijke selecties maken op basis van de kenmerken van het afvalwater. Het gecombineerde gebruik van flocculanten en afvalwaterzuiveringsapparatuur kan de behandelingsefficiëntie verbeteren en afvalwaterzuiveringsuitdagingen effectief oplossen.

 Hoe Flocculanten Wetenschappelijk te Selecteren

Het selecteren van de juiste flocculant is een systematisch wetenschappelijk besluitvormingsproces, geen simpele trial-and-error. Het is primair gebaseerd op de volgende punten:

•  Waterkwaliteitsanalyse: De pH, alkaliteit, concentratie zwevende stoffen en aard van het afvalwater, en de zeta-potentiaal moeten eerst worden geanalyseerd. Een hoge pH kan bijvoorbeeld de efficiëntie van flocculanten op basis van aluminium beïnvloeden; kationische flocculanten hebben de voorkeur voor de behandeling van organisch slib, dat typisch negatief geladen is.
• Potproeven: Dit is de meest cruciale en essentiële stap. Tests worden in het laboratorium uitgevoerd met behulp van een multi-paddle roerder om de effecten van verschillende soorten en doseringen van flocculanten parallel te vergelijken op parameters zoals vlokgrootte, bezinkingssnelheid en helderheid van de supernatant, waardoor de optimale oplossing wordt bepaald.
• Compatibiliteit met het Behandelingsproces: Verschillende scheidingsprocessen hebben verschillende eisen voor vlokken. Flotatieprocessen vereisen bijvoorbeeld lichte en luchtige vlokken, waardoor flocculanten met een hoge ladingsdichtheid geschikt zijn, terwijl sedimentatieprocessen zware en compacte vlokken vereisen, waardoor flocculanten met een hoog molecuulgewicht de voorkeur hebben.
• Totale Kostenoverweging: Het is belangrijk om niet alleen de eenheidsprijs van de chemische stof te overwegen, maar ook de kosten per ton behandeld water. Soms kan een duurdere maar zeer efficiënte flocculant, vanwege de lagere dosering en betere behandelingsresultaten, lagere totale kosten hebben.

 Flocculanten zijn geëvolueerd van een hulpstof tot een kerntechnologisch middel in moderne afvalwaterzuiveringssystemen voor het bereiken van hoogwaardig effluent, energiebesparing, verminderd verbruik en resource-utilisatie. Van gemeentelijke rioolwaterzuiveringsinstallaties tot verschillende industriële afvalwaterzuiveringsstations, hun precieze toepassing houdt direct verband met zowel milieu- als economische voordelen. In de toekomst zullen, met toenemende eisen aan de waterkwaliteit, de ontwikkeling en toepassing van groene en milieuvriendelijke flocculanten (zoals gemodificeerde natuurlijke polymeren) en intelligente doseersystemen belangrijke richtingen worden voor verdere ontwikkeling op dit gebied.