สารตกตะกอน สารจับตัวเป็นก้อน และสารปรับสภาพ คืออะไร? ความสัมพันธ์ระหว่างสารทั้งสามนี้คืออะไร?

1. สารตกตะกอน สารจับตัวเป็นก้อน และสารปรับสภาพ คืออะไร?

สารเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ตามการใช้งานที่แตกต่างกันในกระบวนการกรองตะกอนแบบอัดแรงดันได้ดังนี้:

สารตกตะกอน: บางครั้งเรียกว่าสารจับตัวเป็นก้อน สามารถใช้เป็นวิธีเสริมความแข็งแรงในการแยกของแข็งออกจากของเหลว ใช้ในถังตกตะกอนขั้นต้น ถังตกตะกอนขั้นที่สอง ถังลอยตัว และกระบวนการบำบัดขั้นที่สามหรือกระบวนการบำบัดขั้นสูง

สารช่วยในการจับตัวเป็นก้อน: สารช่วยตกตะกอนมีบทบาทในการเพิ่มประสิทธิภาพการจับตัวเป็นก้อน

สารปรับสภาพ: หรือที่รู้จักกันในชื่อสารแยกน้ำ ใช้สำหรับปรับสภาพตะกอนที่เหลืออยู่ก่อนการแยกน้ำ และมีหลายประเภท ได้แก่ สารตกตะกอนและสารจับตัวเป็นก้อนที่กล่าวถึงข้างต้น

2. สารตกตะกอน

สารตกตะกอนเป็นกลุ่มสารที่สามารถลดหรือขจัดความเสถียรในการตกตะกอนและความเสถียรในการเกิดพอลิเมอไรเซชันของอนุภาคที่กระจายตัวอยู่ในน้ำ และทำให้อนุภาคที่กระจายตัวเหล่านั้นรวมตัวและตกตะกอนเป็นกลุ่มก้อนเพื่อนำไปกำจัดออก

ตามองค์ประกอบทางเคมี สารตกตะกอนสามารถแบ่งออกเป็นสารตกตะกอนอนินทรีย์และสารตกตะกอนอินทรีย์

สารตกตะกอนอนินทรีย์

สารตกตะกอนอนินทรีย์แบบดั้งเดิม ได้แก่ เกลืออะลูมิเนียมและเกลือเหล็กที่มีโมเลกุลต่ำ เกลืออะลูมิเนียมส่วนใหญ่ได้แก่ อะลูมิเนียมซัลเฟต (AL2(SO4)3∙18H2O), สารส้ม (AL2(SO4)3∙K2SO4∙24H2O), โซเดียมอะลูมิเนต (NaALO3) และเกลือเหล็กส่วนใหญ่ได้แก่ เฟอร์ริกคลอไรด์ (FeCL3∙6H2O), เฟอร์รัสซัลเฟต (FeSO4∙6H2O) และเฟอร์ริกซัลเฟต (Fe2(SO4)3∙2H2O)

โดยทั่วไปแล้ว สารตกตะกอนอนินทรีย์มีคุณสมบัติเด่นคือ หาวัตถุดิบได้ง่าย เตรียมง่าย ราคาถูก และมีประสิทธิภาพในการบำบัดปานกลาง จึงมีการนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการบำบัดน้ำ

สารตกตะกอนพอลิเมอร์อนินทรีย์

พอลิเมอร์ที่มีหมู่ไฮดรอกซิลและออกซิเจนของ Al(III) และ Fe(III) จะรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อน ซึ่งจะคงอยู่ในสารละลายในน้ำภายใต้เงื่อนไขบางประการ และขนาดอนุภาคจะอยู่ในช่วงนาโนเมตร เป็นผลมาจากการใช้ปริมาณสูง

เมื่อเปรียบเทียบอัตราการเกิดปฏิกิริยาและการเกิดพอลิเมอร์ พบว่าปฏิกิริยาของพอลิเมอร์อะลูมิเนียมนั้นอ่อนกว่าและรูปทรงมีความเสถียรมากกว่า ในขณะที่พอลิเมอร์ไฮโดรไลซ์ของเหล็กทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วและสูญเสียความเสถียรได้ง่าย รวมถึงเกิดการตกตะกอนด้วย

ข้อดีของสารตกตะกอนพอลิเมอร์อนินทรีย์คือมีประสิทธิภาพมากกว่าสารตกตะกอนแบบดั้งเดิม เช่น อะลูมิเนียมซัลเฟตและเฟอร์ริกคลอไรด์ และมีราคาถูกกว่าสารตกตะกอนพอลิเมอร์อินทรีย์ ปัจจุบัน โพลีอะลูมิเนียมคลอไรด์ถูกนำมาใช้ในกระบวนการบำบัดน้ำประปา น้ำเสียจากอุตสาหกรรม และน้ำเสียจากชุมชนในหลายขั้นตอน รวมถึงการบำบัดเบื้องต้น การบำบัดขั้นกลาง และการบำบัดขั้นสูง และค่อยๆ กลายเป็นสารตกตะกอนหลัก อย่างไรก็ตาม ในแง่ของรูปร่าง ระดับการเกิดพอลิเมอร์ และผลการจับตัวเป็นก้อน สารตกตะกอนพอลิเมอร์อนินทรีย์ยังคงอยู่ในตำแหน่งระหว่างสารตกตะกอนเกลือโลหะแบบดั้งเดิมและสารตกตะกอนพอลิเมอร์อินทรีย์

โพลีอะลูมิเนียมคลอไรด์ PAC

โพลีอะลูมิเนียมคลอไรด์ (PAC) มีสูตรทางเคมีคือ ALn(OH)mCL3n-m PAC เป็นอิเล็กโทรไลต์หลายวาเลนซ์ที่สามารถลดประจุคอลลอยด์ของสิ่งเจือปนคล้ายดินเหนียว (ประจุลบหลายตัว) ในน้ำได้อย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากมีมวลโมเลกุลสัมพัทธ์สูงและความสามารถในการดูดซับที่แข็งแกร่ง ทำให้เกิดตะกอนขนาดใหญ่ และมีประสิทธิภาพในการตกตะกอนและการแยกตะกอนดีกว่าสารตกตะกอนชนิดอื่น

โพลีอะลูมิเนียมคลอไรด์มีระดับการเกิดพอลิเมอร์สูง และการกวนอย่างรวดเร็วหลังจากเติมลงไปจะช่วยลดเวลาในการเกิดตะกอนได้อย่างมาก โพลีอะลูมิเนียมคลอไรด์ (PAC) ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิน้ำน้อย และทำงานได้ดีเมื่ออุณหภูมิน้ำต่ำ ลดค่า pH ของน้ำน้อย และช่วง pH ที่ใช้งานได้กว้าง (สามารถใช้ได้ในช่วง pH 5-9) ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องเติมสารอัลคาไลน์ ปริมาณการใช้ PAC น้อย ปริมาณตะกอนที่เกิดขึ้นก็น้อย การใช้งาน การจัดการ และการปฏิบัติงานสะดวกกว่า และยังกัดกร่อนอุปกรณ์และท่อน้อยกว่าด้วย ดังนั้น PAC จึงมีแนวโน้มที่จะค่อยๆ เข้ามาแทนที่อะลูมิเนียมซัลเฟตในด้านการบำบัดน้ำ ข้อเสียของมันคือราคาสูงกว่าสารตกตะกอนแบบดั้งเดิม

นอกจากนี้ จากมุมมองของเคมีสารละลายPAC โพลีอะลูมิเนียมคลอไรด์PAC คือผลิตภัณฑ์ขั้นกลางทางจลนศาสตร์ของกระบวนการปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส-พอลิเมอไรเซชัน-ตกตะกอนของเกลืออะลูมิเนียม ซึ่งไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์ โดยทั่วไป ผลิตภัณฑ์ PAC ที่เป็นของเหลวควรใช้ในระยะเวลาสั้นๆ (ผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็งมีประสิทธิภาพที่เสถียรกว่า) และสามารถเก็บรักษาได้นานกว่า การเติมเกลืออนินทรีย์บางชนิด (เช่น CaCl2, MnCl2 เป็นต้น) หรือโมเลกุลขนาดใหญ่ (เช่น โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ โพลีอะคริลาไมด์ เป็นต้น) สามารถปรับปรุงความเสถียรของ PAC และเพิ่มความสามารถในการยึดเกาะได้

ในแง่ของกระบวนการผลิต ไอออนลบหนึ่งตัวหรือหลายตัวที่แตกต่างกัน (เช่น SO42-, PO43- เป็นต้น) จะถูกนำมาใส่ในกระบวนการผลิต PAC และโครงสร้างพอลิเมอร์และการกระจายตัวทางสัณฐานวิทยาจะเปลี่ยนแปลงไปได้ในระดับหนึ่งโดยกระบวนการพอลิเมอไรเซชัน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงเสถียรภาพและประสิทธิภาพของ PAC ได้ นอกจากนี้ หากมีการนำส่วนประกอบไอออนบวกอื่นๆ เช่น Fe3+ เข้ามาในกระบวนการผลิต PAC เพื่อให้ Al3+ และ Fe3+ เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสแบบสลับกัน ก็จะได้สารตกตะกอนคอมโพสิตโพลีอะลูมิเนียมเหล็ก

สารตกตะกอนพอลิเมอร์อินทรีย์

สารตกตะกอนพอลิเมอร์อินทรีย์สังเคราะห์ส่วนใหญ่เป็นสารโพลีโพรพีลีนและโพลีเอทิลีน เช่น โพลีอะคริลาไมด์และโพลีเอทิลีนอิมีน สารตกตะกอนเหล่านี้เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่เชิงเส้นที่ละลายน้ำได้ โดยแต่ละโมเลกุลประกอบด้วยหน่วยซ้ำๆ จำนวนมากที่มีหมู่ประจุ จึงเรียกอีกอย่างว่าโพลีอิเล็กโทรไลต์ โพลีอิเล็กโทรไลต์ที่มีหมู่ประจุบวกเรียกว่าแคตไอออนิกโพลีอิเล็กโทรไลต์ และโพลีอิเล็กโทรไลต์ที่มีหมู่ประจุลบเรียกว่าแอนไอออนิกโพลีอิเล็กโทรไลต์ ส่วนโพลีอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่มีทั้งหมู่ประจุบวกและลบเรียกว่าโนไอออนิกโพลีอิเล็กโทรไลต์

ในปัจจุบัน สารตกตะกอนโพลีเมอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือสารตกตะกอนประจุลบ ซึ่งมีบทบาทเพียงแค่ช่วยในการจับตัวเป็นก้อนของสิ่งเจือปนคอลลอยด์ที่มีประจุลบในน้ำเท่านั้น มักจะไม่สามารถใช้ได้เพียงอย่างเดียว แต่ต้องใช้ร่วมกับเกลืออะลูมิเนียมและเกลือเหล็ก ส่วนสารตกตะกอนประจุบวกสามารถทำหน้าที่ทั้งการจับตัวเป็นก้อนและการรวมตัวเป็นก้อนได้ในเวลาเดียวกัน และสามารถใช้ได้เพียงอย่างเดียว ดังนั้นจึงมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว

ปัจจุบัน โพลีอะคริลาไมด์ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ชนิดไม่มีประจุถูกนำมาใช้บ่อยขึ้นในประเทศของฉัน โดยมักใช้ร่วมกับเกลือเหล็กและเกลืออะลูมิเนียม ผลการทำให้เป็นกลางทางไฟฟ้าของเกลือเหล็กและเกลืออะลูมิเนียมต่ออนุภาคคอลลอยด์ และคุณสมบัติการตกตะกอนที่ดีเยี่ยมของสารตกตะกอนพอลิเมอร์ ช่วยให้ได้ผลการบำบัดที่น่าพอใจ โพลีอะคริลาไมด์มีคุณสมบัติเด่นคือ ใช้ปริมาณน้อย ตกตะกอนเร็ว และได้ตะกอนขนาดใหญ่และแข็งแรง ปัจจุบัน สารตกตะกอนพอลิเมอร์อินทรีย์สังเคราะห์ที่ผลิตในประเทศของฉันกว่า 80% เป็นผลิตภัณฑ์นี้

สารตกตะกอนโพลีอะคริลาไมด์

โพลีอะคริลาไมด์ (PAM) หรือโพลีอิเล็กโทรไลต์ เป็นสารตกตะกอนโพลีอิเล็กโทรไลต์ชนิดประจุบวก ผงโพลีอิเล็กโทรไลต์ประจุบวก โพลีเมอร์ประจุบวก และโพลีอะคริลาไมด์ประจุบวก เป็นโพลีเมอร์อินทรีย์สังเคราะห์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด และบางครั้งก็ใช้เป็นสารจับตัวเป็นก้อน วัตถุดิบในการผลิตโพลีอะคริลาไมด์คือโพลีอะคริโลไนไตรล์ (CH2=CHCN) ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม อะคริโลไนไตรล์จะถูกไฮโดรไลซ์เพื่อสร้างอะคริลาไมด์ จากนั้นอะคริลาไมด์จะถูกนำไปผ่านกระบวนการพอลิเมอไรเซชันแบบแขวนลอยเพื่อให้ได้โพลีอะคริลาไมด์ โพลีอะคริลาไมด์เป็นเรซินที่ละลายน้ำได้ และผลิตภัณฑ์เป็นของแข็งที่เป็นเม็ดและสารละลายในน้ำที่มีความหนืดที่ความเข้มข้นระดับหนึ่ง

รูปแบบที่แท้จริงของโพลีอะคริลาไมด์ในน้ำคือแบบขดสุ่ม (random coil) เนื่องจากแบบขดสุ่มมีขนาดอนุภาคที่แน่นอนและมีหมู่เอไมด์อยู่บนพื้นผิว จึงสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมและตัวดูดซับได้ กล่าวคือ มีความสามารถในการจับกลุ่มอนุภาคตามขนาดอนุภาคที่แน่นอน

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสายโซ่ยาวของโพลีอะคริลาไมด์ม้วนตัวเป็นขด ทำให้ช่วงการเชื่อมต่อมีขนาดเล็ก หลังจากที่กลุ่มอะไมด์สองกลุ่มเชื่อมต่อกันแล้ว จะเทียบเท่ากับการหักล้างกันของปฏิกิริยาและการสูญเสียตำแหน่งการดูดซับสองตำแหน่ง นอกจากนี้ กลุ่มอะไมด์บางส่วนที่ถูกห่อหุ้มอยู่ในโครงสร้างขดนั้น ภายในไม่สามารถสัมผัสและดูดซับอนุภาคสิ่งเจือปนในน้ำได้ ดังนั้นความสามารถในการดูดซับจึงไม่สามารถใช้ได้อย่างเต็มที่

เพื่อแยกกลุ่มอะไมด์ที่เชื่อมต่อกันอีกครั้งและเปิดเผยกลุ่มอะไมด์ที่ซ่อนอยู่สู่ภายนอก นักวิจัยจึงพยายามขยายโครงสร้างแบบขดสุ่มให้เหมาะสม และแม้กระทั่งพยายามเพิ่มกลุ่มที่มีแคตไอออนหรือแอนไอออนเข้าไปในสายโมเลกุลยาว ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงความสามารถในการดูดซับและการเชื่อมต่อ ตลอดจนผลของการทำให้เป็นกลางทางไฟฟ้าและการบีบอัดชั้นไฟฟ้าคู่ ในลักษณะนี้ จึงได้มีการพัฒนาสารตกตะกอนหรือสารจับตัวเป็นก้อนโพลีอะคริลาไมด์ที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันหลายชนิดบนพื้นฐานของ PAM

3.สารทำให้แข็งตัว

ในการบำบัดน้ำเสียด้วยกระบวนการตกตะกอน บางครั้งสารตกตะกอนเพียงชนิดเดียวอาจไม่สามารถให้ผลการตกตะกอนที่ดีได้ และมักจำเป็นต้องเติมสารช่วยอื่นๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการตกตะกอน สารช่วยเหล่านี้เรียกว่าสารเร่งการตกตะกอน สารเร่งการตกตะกอนที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ คลอรีน ปูนขาว กรดซิลิซิกที่ผ่านการกระตุ้น กาวกระดูก โซเดียมอัลจิเนต ถ่านกัมมันต์ และดินเหนียวชนิดต่างๆ

สารช่วยตกตะกอนบางชนิดไม่ได้มีบทบาทในการตกตะกอนโดยตรง แต่จะช่วยปรับปรุงสภาวะการตกตะกอนและทำให้สารช่วยตกตะกอนชนิดอนินทรีย์เกิดการตกตะกอนได้ดียิ่งขึ้น สารช่วยตกตะกอนบางชนิดมีส่วนร่วมในการก่อตัวของตะกอน ปรับปรุงโครงสร้างของตะกอน และสามารถเปลี่ยนตะกอนละเอียดและหลวมที่เกิดจากสารช่วยตกตะกอนชนิดอนินทรีย์ให้กลายเป็นตะกอนหยาบและแน่นขึ้นได้

4. ครีมนวดผม

สารปรับสภาพ หรือที่รู้จักกันในชื่อสารกำจัดน้ำ สามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภท คือ สารปรับสภาพอนินทรีย์ และสารปรับสภาพอินทรีย์ โดยทั่วไปแล้ว สารปรับสภาพอนินทรีย์เหมาะสำหรับการกรองแบบสุญญากาศและการกรองแบบแผ่นและเฟรมของตะกอน ในขณะที่สารปรับสภาพอินทรีย์เหมาะสำหรับการกำจัดน้ำแบบแรงเหวี่ยงและการกำจัดน้ำแบบสายพานของตะกอน

5. ความสัมพันธ์ระหว่างสารตกตะกอน สารจับตัวเป็นก้อน และสารปรับสภาพ

สารดูดความชื้นคือสารที่เติมก่อนการกำจัดน้ำออกจากตะกอน กล่าวคือเป็นสารปรับสภาพตะกอน ดังนั้นความหมายของสารดูดความชื้นและสารปรับสภาพจึงเหมือนกัน โดยทั่วไปแล้วปริมาณสารดูดความชื้นหรือสารปรับสภาพจะคำนวณเป็นเปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักของแข็งแห้งในตะกอน

สารตกตะกอนใช้ในการกำจัดของแข็งแขวนลอยในน้ำเสียและเป็นสารสำคัญในด้านการบำบัดน้ำ โดยทั่วไปปริมาณการใช้สารตกตะกอนจะระบุเป็นปริมาณที่เติมต่อปริมาตรน้ำหนึ่งหน่วยที่จะบำบัด

ปริมาณของสารดูดความชื้น (สารปรับสภาพ) สารตกตะกอน และสารช่วยในการจับตัวเป็นก้อน สามารถเรียกว่าปริมาณการใช้ได้ สารชนิดเดียวกันสามารถใช้เป็นสารตกตะกอนในการบำบัดน้ำเสีย และสามารถใช้เป็นสารปรับสภาพหรือสารดูดความชื้นในการบำบัดกากตะกอนส่วนเกินได้

สารตกตะกอนจะถูกเรียกว่าสารตกตะกอนเมื่อใช้เป็นสารช่วยจับตัวเป็นก้อนในงานบำบัดน้ำ แต่โดยทั่วไปแล้ว สารตกตะกอนชนิดเดียวกันนี้จะไม่ถูกเรียกว่าสารตกตะกอนในการบำบัดตะกอนส่วนเกิน แต่จะเรียกโดยรวมว่าสารปรับสภาพหรือสารกำจัดความชื้น

เมื่อใช้สารตกตะกอนเนื่องจากปริมาณของสารแขวนลอยในน้ำมีจำกัด เพื่อให้สารตกตะกอนสัมผัสกับอนุภาคแขวนลอยได้อย่างเต็มที่ จึงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ผสมและทำปฏิกิริยาที่มีเวลาเพียงพอ ตัวอย่างเช่น การผสมใช้เวลาหลายสิบวินาทีถึงหลายนาที ส่วนปฏิกิริยาต้องใช้เวลา 15 ถึง 30 นาที เมื่อทำการแยกน้ำออกจากตะกอน มักจะใช้เวลาเพียงไม่กี่สิบวินาทีตั้งแต่เติมสารปรับสภาพจนถึงตะกอนเข้าเครื่องแยกน้ำ นั่นคือเฉพาะกระบวนการผสมเท่านั้นที่เทียบเท่ากับการทำงานของสารตกตะกอน และไม่มีเวลาทำปฏิกิริยา และจากประสบการณ์ยังแสดงให้เห็นว่าผลการปรับสภาพจะเพิ่มขึ้นเมื่อระยะเวลาการใช้งานนานขึ้น และจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป

เครื่องมือที่บริหารจัดการอย่างดี ทีมขายที่มีคุณสมบัติ และบริการหลังการขายที่เป็นเลิศ นอกจากนี้เรายังเป็นครอบครัวใหญ่ที่เป็นหนึ่งเดียวกัน ทุกคนยึดมั่นในคุณค่าขององค์กรคือ “ความสามัคคี ความทุ่มเท ความอดทน” สำหรับผลิตภัณฑ์ Apam Anionic Polyacrylamide (PAM) สำหรับปิโตรเลียมดิบจากโรงงานผู้ผลิตดั้งเดิม 100% ในประเทศจีนบริษัท ยี่ซิง คลีนวอเตอร์ เคมีคอลส์ จำกัดบริษัทของเรามีโรงงานผลิตที่มีประสบการณ์และพนักงานมากกว่า 100 คน ดังนั้นเราจึงสามารถรับประกันระยะเวลานำส่งที่สั้นและคุณภาพที่ดีเยี่ยมได้

ซื้อมากประหยัดมาก! ผลิตภัณฑ์จากโรงงานจีนแท้ 100% ประกอบด้วย โพลีอะคริลาไมด์ประจุลบ, ไคโตซาน, โพลิเมอร์สำหรับงานเจาะ, PAC, PAM, สารฟอกสี, ไดไซแอนไดอะไมด์, โพลีเอมีน, สารลดฟอง, สารฆ่าเชื้อแบคทีเรีย Cleanwat ยังคงยึดมั่นในหลักการ “คุณภาพเยี่ยม ชื่อเสียงดี ผู้ใช้มาก่อน” อย่างสุดใจ เรายินดีต้อนรับเพื่อนๆ จากทุกสาขาอาชีพมาเยี่ยมชม ให้คำแนะนำ ร่วมมือกันสร้างอนาคตที่สดใส!

คัดลอกมาจาก Bjx.com