[ 환경 ] 제타 전위로 폐수 처리 최적화

폐수 처리

부유 고형물은 산업 및 광업 작업에서 나오는 폐수에서 흔히 볼 수 있는 불순물입니다. 안전과 미학을 위해 모든 물은 본질적으로 부유 물질이 없어야 합니다. 재사용 또는 배출을 위한 물의 투명도에 대한 요구 사항을 충족하기 위해 부유 고형물은 종종 바닥으로 가라앉거나 대형 탱크의 상단으로 떠(크림) 떠오를 수 있습니다. 이러한 프로세스의 지속 시간은 입자 크기의 강력한 함수입니다. 예를 들어, 더 큰 입자는 더 빨리 침전/크림화됩니다. 따라서, 입자를 응집시킬 수 있다면 침전 과정이 더 짧기 때문에 처리 작업이 더 빠르고 따라서 더 저렴하다.



응집 및 첨가제

입자 응집은 에너지적으로 선호되는 과정일 수 있습니다. 입자가 응집함에 따라 전체 입자 표면적이 감소하고 시스템이 더 안정적입니다. 그러나 입자 충돌이 정전기 상호 작용에 의해 억제되면 응집이 발생할 수 없습니다. 즉, 두 입자가 동일한 전하(양 또는 음)를 가지고 있으면 서로 밀어냅니다.

응집은 전하 중화 메커니즘을 통해 향상됩니다. 첨가제는 입자 표면 전하(제타 전위)의 크기를 0으로 줄이는 데 사용됩니다. 이것은 입자 충돌의 수를 증가시키고 따라서 응집 속도를 증가시킵니다. 당연히 이 과정은 최소한의 비용으로 이루어져야 합니다. 이 최소 비용 요구 사항은 최적의 첨가제 양이 결정되어야 함을 의미합니다. 그러한 첨가제의 널리 사용되는 부류 중 하나는 응고제라고 하며 일반적으로 다가 이온이 있는 무기 염입니다. 불행히도, 너무 많은 응고제(과다투여)를 추가하면 전하 역전이 발생하여 부유 고체가 재안정화되어 후속 공정에서 열화됩니다.

제타 전위는 부유 입자상 물질의 표면에 존재하는 동전기 전하와 관련이 있으므로 SZ-100 Nanoparticle Analyzer로 측정하여 응집제 첨가 효과를 모니터링할 수 있습니다. 그 결과는 치료 과정을 최적화하는 데 사용됩니다.



제타 전위

제타 전위는 계면에서 멀리 떨어진 벌크 유체의 한 지점에 대한 미끄러짐 평면의 위치에서 계면 이중층(DL)의 전위를 나타냅니다. 즉, 제타 전위는 분산 매질과 분산 입자에 부착된 고정 유체 층 사이의 전위차입니다. 정전기 상호작용은 많은 콜로이드 시스템에서 중요하기 때문에 정전기 전위의 측정은 이러한 시스템을 제어하는 데 중요합니다. 자세한 내용은 제타 전위 기술 토론에서 찾을 수 있습니다.



추가 성능 모니터링

SZ-100 Nanoparticle Analyzer 는 입자 표면 전하에 대한 응고제 첨가 효과를 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다. 첨가된 응고제의 함수로서 폐수 현탁액의 제타 전위를 보여주는 예시 데이터가 아래에 표시되어 있습니다. 이 분석에서 일반적으로 추가된 양은 대수 규모로 다양합니다.

응고제가 추가되면 제타 전위가 0에 가까워집니다. 아래에 표시된 데이터에는 추가로 이 애플리케이션에 대한 임계점이 있습니다. 응고제의 한 농도에서 제타 전위는 0에 도달합니다. 이 농도를 등전점이라고 합니다. 그런 다음 응고제 농도가 증가함에 따라 입자의 순 전하는 양수가 됩니다. 너무 많은 응고제는 현탁액을 재안정화하지만 이제는 반대 전하를 띠게 됩니다. 응고제를 너무 많이 첨가하면 시약의 추가 비용이 발생할 뿐만 아니라 처리 과정이 비효율적이라는 위험도 있습니다.



첨가제 선택

어떤 첨가제가 가장 좋은지 항상 명확한 것은 아닙니다. 더 효과적인 첨가제는 종종 더 비쌉니다. 따라서 각 첨가제의 필요한 복용량을 아는 것이 최선의 결정을 내리는 데 중요합니다. 다시 한번, 제타 전위 측정을 통해 선택을 명확하게 할 수 있습니다. 아래 도표에서 이 재료에는 명반보다 석고가 약 100배 더 적게 필요함을 알 수 있습니다. 명반 의 3가 알루미늄 이온(Al 3+ ) 이 석고 의 2가 칼슘 이온(Ca 2+ )보다 더 효과적인 것으로 알려져 있기 때문에 이는 예상 밖의 일이 아닙니다.



변경 모니터링

많은 공정에서 폐기물의 특성은 시간이 지남에 따라 진화합니다. 사료 재료가 변경되어 폐기물의 특성에 영향을 미칩니다. 업스트림 공정을 개선하면 폐기물의 양이나 유형을 줄일 수 있습니다. 따라서 폐기물의 거동은 시간이 지남에 따라 변하므로 모니터링해야 합니다. 측정 빈도는 폐기물 흐름을 공급하는 공정의 안정성에 따라 달라집니다.











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