Φλοκκυωτικά: Ένας Απαραίτητος Κρίσιμος Σύνδεσμος στη Διαδικασία Επεξεργασίας Λυμάτων

Για τους επαγγελματίες επεξεργασίας νερού, τα κροκιδωτικά είναι τόσο ένα καθημερινό εργαλείο όσο και ένα τεχνικό ορόσημο. Η μετάβαση από το «γνωρίζω το όνομα» στο «κατανοώ τον μηχανισμό δράσης του και την αντιστοίχιση της λογικής» σηματοδοτεί την εξέλιξη ενός μηχανικού από χειριστή σε ειδικό. Οι τύποι των διαθέσιμων κροκιδωτικών και ο τρόπος διάκρισης και σωστής χρήσης τους είναι ένα θέμα που πολλοί βρίσκουν μπερδεμένο. Σήμερα, θα παρουσιάσουμε εν συντομία γνώσεις σχετικά με τα κροκιδωτικά.

 Τα κροκιδωτικά είναι επί του παρόντος οι χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται ευρύτερα στην επεξεργασία λυμάτων. Είναι ουσίες που μπορούν να μειώσουν ή να εξαλείψουν τη σταθερότητα καθίζησης και τη σταθερότητα πολυμερισμού των διασκορπισμένων σωματιδίων στο νερό και να προκαλέσουν τη συσσωμάτωση και τη κροκίδωση αυτών των διασκορπισμένων σωματιδίων σε συσσωματώματα.

 Πώς λειτουργούν τα κροκιδωτικά

1. Τα κολλοειδή σωματίδια στο νερό χαρακτηρίζονται από το μικρό τους μέγεθος, την επιφανειακή ενυδάτωση και το ηλεκτρικό τους φορτίο, δίνοντάς τους υψηλή σταθερότητα. Όταν προστίθενται κροκιδωτικά στο νερό, υδρολύονται σε φορτισμένα κολλοειδή και σχηματίζουν μια δομή διπλού ηλεκτρικού στρώματος με τα γύρω ιόντα.
2.  Μια μέθοδος ταχείας ανάδευσης μετά τη δοσολογία χρησιμοποιείται για την προώθηση της πιθανότητας και της συχνότητας των συγκρούσεων μεταξύ των κολλοειδών σωματιδίων ακαθαρσιών στο νερό και των μικκυλίων που παράγονται από την υδρόλυση του κροκιδωτικού. Τα σωματίδια ακαθαρσιών στο νερό χάνουν πρώτα τη σταθερότητά τους υπό τη δράση του κροκιδωτικού, στη συνέχεια συσσωρεύονται σε μεγαλύτερα σωματίδια και τελικά κατακάθονται ή επιπλέουν.
3.  Η διαδικασία κατά την οποία τα σωματίδια ακαθαρσιών στο νερό αλληλεπιδρούν με το κροκιδωτικό, χάνοντας τη σταθερότητα μέσω μηχανισμών όπως η συμπίεση διπλού στρώματος και η εξουδετέρωση του φορτίου, και σχηματίζοντας μικρο-φλοκ, ονομάζεται πήξη. Η διαδικασία κατά την οποία τα μικρο-φλοκ συσσωματώνονται υπό τη δράση υλικών γεφύρωσης και ανάδευσης της ροής του νερού για να σχηματίσουν φλοκ, τα οποία αναπτύσσονται σε μεγάλα φλοκ μέσω μηχανισμών όπως η προσρόφηση, η γεφύρωση και η σάρωση πήξης, ονομάζεται κροκίδωση.
4.  Ο συνδυασμός ανάμειξης, πήξης και κροκίδωσης αναφέρεται ως πήξη-κροκίδωση. Η διαδικασία ανάμειξης συνήθως ολοκληρώνεται σε μια δεξαμενή ανάμειξης, ενώ η πήξη και η κροκίδωση συμβαίνουν στη δεξαμενή αντίδρασης.

 Τύποι κροκιδωτικών - (Κατιονικά, μη ιονικά, ανιονικά)

Τα κροκιδωτικά κατηγοριοποιούνται ευρέως με βάση τον τύπο του ηλεκτρικού φορτίου που φέρουν. Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι:

•  Κατιονικά κροκιδωτικά: Αυτά φέρουν θετικό φορτίο και είναι αποτελεσματικά στη σύνδεση με αρνητικά φορτισμένα σωματίδια. Χρησιμοποιούνται συχνά όταν τα αιωρούμενα σωματίδια στο νερό είναι αρνητικά φορτισμένα ή όταν απαιτείται θετικό φορτίο για την εξουδετέρωση του φορτίου ορισμένων ρύπων.
• Μη ιονικά κροκιδωτικά: Αυτά δεν φέρουν ηλεκτρικό φορτίο και χρησιμοποιούνται συνήθως σε νερά που περιέχουν λίγα ή καθόλου φορτισμένα σωματίδια. Τα μη ιονικά κροκιδωτικά προτιμώνται για τη σταθερότητά τους σε ένα ευρύ φάσμα επιπέδων pH και αλατότητας.
• Ανιονικά κροκιδωτικά: Τα ανιονικά κροκιδωτικά, όπως το APAM, φέρουν αρνητικό φορτίο και είναι γενικά αποτελεσματικά στην επεξεργασία νερού που περιέχει θετικά φορτισμένα ή ουδέτερα αιωρούμενα σωματίδια. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για την απομάκρυνση οργανικής ύλης, όπως έλαια και γράσα, και σε καταστάσεις όπου το pH είναι ελαφρώς όξινο έως ουδέτερο.

 Οι χρήστες μπορούν να κάνουν λογικές επιλογές με βάση τα χαρακτηριστικά των λυμάτων. Η συνδυασμένη χρήση κροκιδωτικών και εξοπλισμού επεξεργασίας λυμάτων μπορεί να βελτιώσει την απόδοση της επεξεργασίας και να λύσει αποτελεσματικά τις προκλήσεις επεξεργασίας λυμάτων.

 Πώς να επιλέξετε επιστημονικά κροκιδωτικά

Η επιλογή του σωστού κροκιδωτικού είναι μια συστηματική επιστημονική διαδικασία λήψης αποφάσεων, όχι απλή δοκιμή και σφάλμα. Βασίζεται κυρίως στα ακόλουθα σημεία:

•  Ανάλυση ποιότητας νερού: Το pH, η αλκαλικότητα, η συγκέντρωση αιωρούμενων στερεών και η φύση των λυμάτων, και το δυναμικό ζήτα πρέπει πρώτα να αναλυθούν. Για παράδειγμα, το υψηλό pH μπορεί να επηρεάσει την αποτελεσματικότητα των κροκιδωτικών με βάση το αλουμίνιο. Τα κατιονικά κροκιδωτικά προτιμώνται για την επεξεργασία οργανικής ιλύος, η οποία είναι συνήθως αρνητικά φορτισμένη.
• Δοκιμή δοχείων: Αυτό είναι το πιο βασικό και απαραίτητο βήμα. Δοκιμές διεξάγονται στο εργαστήριο χρησιμοποιώντας έναν αναδευτήρα πολλαπλών πτερυγίων για να συγκριθούν οι επιπτώσεις διαφορετικών τύπων και δοσολογιών κροκιδωτικών παράλληλα σε παραμέτρους όπως το μέγεθος των φλοκ, η ταχύτητα καθίζησης και η διαύγεια του υπερκείμενου υγρού, προσδιορίζοντας έτσι τη βέλτιστη λύση.
• Συμβατότητα με τη διαδικασία επεξεργασίας: Διαφορετικές διαδικασίες διαχωρισμού έχουν διαφορετικές απαιτήσεις για φλοκ. Για παράδειγμα, οι διαδικασίες επίπλευσης απαιτούν ελαφριά και αφράτα φλοκ, καθιστώντας κατάλληλα τα κροκιδωτικά υψηλής πυκνότητας φορτίου, ενώ οι διαδικασίες καθίζησης απαιτούν βαριά και συμπαγή φλοκ, καθιστώντας προτιμότερα τα κροκιδωτικά υψηλού μοριακού βάρους.
• Συνολική εξέταση κόστους: Είναι σημαντικό να εξετάσετε όχι μόνο την τιμή μονάδας της χημικής ουσίας, αλλά και το κόστος ανά τόνο επεξεργασμένου νερού. Μερικές φορές, ένα πιο ακριβό αλλά εξαιρετικά αποτελεσματικό κροκιδωτικό, λόγω της χαμηλότερης δοσολογίας του και των καλύτερων αποτελεσμάτων επεξεργασίας, μπορεί να έχει χαμηλότερο συνολικό κόστος.

 Τα κροκιδωτικά έχουν εξελιχθεί από μια βοηθητική χημική ουσία σε ένα βασικό τεχνολογικό μέσο στα σύγχρονα συστήματα επεξεργασίας λυμάτων για την επίτευξη υψηλών προτύπων εκροής, εξοικονόμησης ενέργειας, μειωμένης κατανάλωσης και χρήσης πόρων. Από τους δημοτικούς σταθμούς λυμάτων έως διάφορους βιομηχανικούς σταθμούς επεξεργασίας λυμάτων, η ακριβής εφαρμογή τους σχετίζεται άμεσα τόσο με περιβαλλοντικά όσο και με οικονομικά οφέλη. Στο μέλλον, με τις αυξανόμενες απαιτήσεις ποιότητας νερού, η ανάπτυξη και η εφαρμογή πράσινων και φιλικών προς το περιβάλλον κροκιδωτικών (όπως τροποποιημένα φυσικά πολυμερή) και έξυπνων συστημάτων δοσολογίας θα γίνουν σημαντικές κατευθύνσεις για τη συνεχή ανάπτυξη σε αυτόν τον τομέα.