Gan: Kate
Email:kate@aquasust.com
Dyddiad: 13 Tachwedd 2024
Mae gweithgareddau diwydiannol a domestig yn defnyddio llawer iawn o adnoddau dŵr ac yn cynhyrchu dŵr gwastraff sylweddol, gan arwain at broblemau prinder dŵr a dirywiad yn ansawdd dŵr mewn llawer o wledydd. Felly, mae cyflawni triniaeth ddi-lygredd ac ailgylchu dŵr gwastraff yn broblem frys y mae angen rhoi sylw iddi. Mae'r dull ceulo a gwaddodi yn syml i'w weithredu ac yn gost-effeithiol, wedi'i gymhwyso'n eang mewn trin dŵr gwastraff diwydiannol. Gellir dosbarthu ceulyddion a ddefnyddir yn gyffredin yn dri phrif gategori: ceulyddion anorganig, ceulyddion polymer organig, a cheulyddion microbaidd. Ymhlith y rhain, y ceulyddion anorganig cost isel yw'r rhai a ddefnyddir amlaf ar hyn o bryd, tra bod ceulyddion organig yn arddangos yr effeithiau triniaeth gorau. Mae ceulyddion microbaidd yn dal yn y cyfnod ymchwil labordy. Datblygiad ceulyddion cyfansawdd newydd effeithlon, diogel a darbodus yw'r brif duedd ar gyfer dyfodol datblygiad ceulydd.
Dosbarthiad ceulyddion
Mae'r mecanwaith ceulo a dderbynnir yn fwyaf eang yn cynnwys dwy broses: ceulo a chlystyru. Mae'r broses geulo yn cyfeirio at ansefydlogi gronynnau colloidal a ffurfio agregau bach; mae'r broses floccliad yn golygu bod yr agregau bach hyn yn cysylltu â'i gilydd dan ddylanwad y ceulydd i ffurfio fflociau mwy. Mae prif fecanweithiau ceulyddion yn cynnwys cywasgu'r haen drydan ddwbl, yr effaith arsugniad-pontio, a ffloculation ysgubol, sy'n ansefydlogi'r gronynnau colloidal mewn dŵr, gan arwain at eu cydgrynhoi a setlo, gan gyflawni'r effaith flocculation. Gellir dosbarthu ceulyddion cyffredin yn dri phrif gategori: ceulyddion anorganig, ceulyddion polymer organig, a cheulyddion microbaidd.
01 Ceulyddion Anorganig
Mae egwyddor gweithredu ceulyddion anorganig yn cynnwys cywasgu haen drydan dwbl a niwtraliad tâl. Mae'r ceulyddion yn ffurfio gwrth-ïonau mewn dŵr gwastraff, sy'n cywasgu'r haen drydan ddwbl, gan arwain at ostyngiad ym mhotensial zeta y colloidau, gan achosi i'r haen hydradu ar yr wyneb ddiflannu, gan ansefydlogi'r coloidau. Yn dilyn hynny, mae gronynnau colloidal wedi'u gwefru yn agregu trwy ryngweithiadau rhyngfoleciwlaidd a grymoedd electrostatig i ffurfio fflocs mawr, trwchus.
Gellir categoreiddio ceulyddion anorganig yn seiliedig ar wahanol feini prawf: yn ôl cyfansoddiad anionig, gellir eu rhannu'n seiliedig ar sylffad a chlorid; yn ôl pwysau moleciwlaidd, gellir eu dosbarthu i foleciwlaidd uchel a moleciwlaidd isel; ac yn ôl y math o halwynau metel, gellir eu categoreiddio'n halwynau haearn (fel clorid fferrig, sylffad fferrus, a sylffad fferrig) a halwynau alwminiwm (fel sylffad alwminiwm, potasiwm sylffad alwminiwm, a sodiwm aluminate).
Mae fflociau a ffurfiwyd gan halwynau haearn yn fawr ac yn drwchus, ac mae angen llai o ddos arnynt, ac maent yn perfformio'n dda ar dymheredd isel gydag ystod pH addas eang (rhwng 5.0 ac 11). Fodd bynnag, gall halwynau haearn fod yn gyrydol i offer, gan olygu bod angen monitro cyflwr offer a phiblinellau yn agos yn ystod y defnydd. Mae gan halwynau alwminiwm amseroedd setlo byrrach a lliw is ar ôl triniaeth, ond mae eu heffeithiolrwydd yn dibynnu'n fawr ar pH. Yn ogystal, gall lefelau gweddilliol uchel o Al³⁺ mewn dŵr arwain at lygredd eilaidd, a allai achosi clefyd Alzheimer ac anemia wrth fynd i mewn i'r corff dynol, felly rhaid cymryd gofal arbennig i osgoi llygredd eilaidd.
Mae'r ceulyddion pwysau moleciwlaidd isel hyn yn rhad ac yn dod o ffynonellau eang ond mae ganddyn nhw faterion fel llawer o ddefnydd, cynhyrchiant slwtsh sylweddol, ac effeithiolrwydd gwael. Felly, mae symudiad graddol o geulyddion moleciwlaidd isel i geulyddion anorganig moleciwlaidd uchel. Ar hyn o bryd, mae ceulyddion anorganig moleciwlaidd uchel a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys ceulyddion alwminiwm polymerig, ceulyddion haearn polymerig, ceulyddion silica adweithiol, a cheulyddion cyfansawdd. Mae eu gweithred yn dibynnu'n bennaf ar yr effaith bontio, gan arddangos manteision megis llai o pH a sensitifrwydd tymheredd, effeithiau arsugniad sefydlog, dos is, a llai o liw gweddilliol. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae graddfa gynhyrchu ceulyddion anorganig moleciwlaidd uchel wedi cynyddu'n raddol, gan gyfrif am 80% o gyfanswm cynhyrchu ceulyddion, yn enwedig yn dangos effeithiau sylweddol wrth drin dŵr gwastraff cymylogrwydd uchel.
02 Ceulyddion Polymer Organig
Mae egwyddorion gweithredu ceulyddion organig yn bennaf yn cynnwys:
(1)arsugniad gronynnau colloidal trwy fondio hydrogen, rhyngweithiadau electrostatig, a grymoedd van der Waals;
(2) mae'r segmentau cadwyn polymer yn hwyluso setlo gronynnau trwy fecanwaith arsugniad pontio. O'i gymharu â cheulyddion anorganig, mae gan geulyddion polymer organig fanteision megis gwell effeithiolrwydd triniaeth, amser flocculation byrrach, addasrwydd ar gyfer tymheredd isel, ystod pH eang, a llai o gynhyrchu llaid.
Gellir rhannu ceulyddion polymer organig yn ddau gategori: ceulyddion polymer wedi'u haddasu'n naturiol a cheulyddion polymer synthetig. Mae gan geulyddion polymer synthetig bwysau moleciwlaidd y gellir eu rheoli a chymharol uchel, a gallant gyflwyno nifer fwy o grwpiau swyddogaethol i'r segmentau cadwyn, gan ddarparu effeithiau fflocwleiddio rhagorol. Ar hyn o bryd, y ceulydd polymer synthetig mwyaf cynrychioliadol yn y farchnad Tsieineaidd yw polyacrylamid (PAM) a'i ddeilliadau, sy'n cyfrif am 80% o gyfanswm y farchnad.
Mewn cyferbyniad â pholymerau synthetig, sydd â chostau cynhyrchu uchel a gwenwyndra amgylcheddol, mae gan geulyddion polymer wedi'u haddasu'n naturiol fanteision megis argaeledd eang, costau is, diogelwch, di-wenwyndra, a nodweddion moleciwlaidd y gellir eu haddasu. Mae ceulyddion polymer wedi'u haddasu'n naturiol yn bennaf yn cynnwys deilliadau startsh, chitosan, cellwlos, gwm guar, a deintgig eraill sy'n seiliedig ar blanhigion, proteinau ac algâu, y gellir eu cael i gyd o blanhigion ac anifeiliaid.
Er enghraifft, gall moleciwlau startsh wedi'u haddasu gyflawni effeithiau fflocwleiddio rhagorol; gall startsh etherified cationig a'i ddeilliadau fflocynnu gronynnau â gwefr negyddol yn effeithiol, tra bod strwythurau startsh canghennog yn cael effeithiau fflocwleiddio cryf ar ïonau metel trwm fel copr, mercwri a phlwm. Gall copolymerau impiad startsh wedi'u copolymeru â monomerau eraill hefyd gael gwared ar ïonau metel trwm yn effeithiol. Gellir cyflawni addasiad Chitosan trwy ddulliau megis impio, esteriad, croesgysylltu ac alkylation. Gall gwahanol fathau o geulyddion polymer naturiol gael ystod o briodweddau dymunol trwy addasu ac addasu cemegol i ddiwallu anghenion cynhyrchu ymarferol a bywyd bob dydd.
03 Flocculants Microbaidd
Mae fflocwlantau microbaidd yn gynhyrchion pwysau moleciwlaidd uchel a biomas a gynhyrchir gan dwf a metaboledd micro-organebau diwylliedig penodol ar adeg benodol. Gallant achosi agregu a gwaddodi gronynnau solet crog mewn dŵr gwastraff, a thrwy hynny gyflawni pwrpas puro cyrff dŵr. Mae gan flocculants microbaidd ystod eang o ffynonellau ac maent yn gost-effeithiol; yn gyffredinol maent yn cynnwys polysacaridau, proteinau, cadwyni DNA, glycoproteinau, ac asidau polyamino. Gallant ddiraddio'n naturiol heb achosi llygredd eilaidd.
Mae yna lawer o ficro-organebau sy'n gallu cynhyrchu fflocwlanau, y gellir eu diwydiannu'n hawdd trwy ddylunio llwybrau. Fodd bynnag, mae ymchwil ar flocculants microbaidd yn Tsieina yn gyfyngedig o hyd, ac astudiaethau cyfredol yn bennaf ar y lefel labordy, ymhell o gyflawni cynhyrchu diwydiannol.
Rhagolygon Datblygu Flocculants
Mae gan flocculants ystod eang o gymwysiadau mewn trin dŵr gwastraff, gan ddileu amrywiol amhureddau crog neu hydawdd, ïonau metel, bacteria, firysau a llygryddion eraill yn effeithiol. Maent yn helpu i gyflawni dadocsigeniad, dadliwio, a thynnu ffosfforws, gan arwain at driniaeth dŵr gwastraff nad yw'n llygru ac sy'n effeithlon o ran adnoddau. Gyda chynnydd ymchwil parhaus, mae'r mathau o flocculants a ddefnyddir mewn trin dŵr gwastraff yn Tsieina wedi trosglwyddo o flocculants anorganig moleciwlaidd isel i flocculants organig moleciwlaidd uchel ac o sengl i fathau cyfansawdd, gan anelu at effeithlonrwydd, cost-effeithiolrwydd, a chyfeillgarwch amgylcheddol.
O'u cymharu â fflocwlantau anorganig a fflocwlantau moleciwlaidd uchel synthetig a ddefnyddir yn eang, mae gan fflocwlanau moleciwlaidd uchel naturiol fanteision amlwg megis argaeledd eang, cost isel, diogelwch, diwenwynedd, a chyfeillgarwch amgylcheddol. Mae dŵr gwastraff diwydiannol yn aml yn fawr o ran cyfaint, yn gymhleth ei gyfansoddiad, ac mae'n cynnwys gwasgariadau sefydlog; felly, mae'n bosibl na fydd un fflocwlant yn tynnu'r holl gydrannau i bob pwrpas.
Yn ddiweddar, bu tueddiad tuag at ddefnyddio fflocwlanau cyfansawdd anorganig-organig ac anorganig-microbaidd, gan ysgogi effeithiau synergaidd clystyryddion anorganig-organig. Yn gyntaf, mae fflocwlanau anorganig yn niwtraleiddio taliadau ac amhureddau cyfanredol yn glystyrau moleciwlaidd mawr, ac yna fflocwlanau moleciwlaidd uchel organig yn dal y clystyrau hyn trwy bontio gweithredu ar gyfer gwaddodiad effeithiol. Gall defnyddio fflocculants anorganig leihau faint o fflocculants organig sydd eu hangen, gan gyflawni'r canlyniadau gorau posibl am gost is. Fodd bynnag, rhaid profi fformwleiddiadau a dosau penodol yn barhaus yn ôl mathau o ddŵr gwastraff.
Ar hyn o bryd, mae flocculants cyfansawdd polyaluminum clorid-polyacrylamide yn cael eu defnyddio'n gyffredin ac yn dangos effeithiolrwydd da; fodd bynnag, maent yn peri rhai risgiau amgylcheddol. Gallai ymchwil yn y dyfodol ganolbwyntio ar gyfuno fflocwlanau silica anorganig polymerig â fflocwlantau uchel-moleciwlaidd organig naturiol i wella cyfeillgarwch amgylcheddol. Os gellir cynhyrchu fflocculants microbaidd yn ddiwydiannol, dylai systemau fflocwlantau cyfansawdd anorganig-microbaidd hefyd roi canlyniadau triniaeth rhagorol.
Mae dirywiad ansawdd dŵr oherwydd gweithgareddau cynhyrchu dynol wedi gwneud trin dŵr gwastraff nad yw'n llygru ac yn effeithlon o ran adnoddau yn fater brys. Gall defnyddio dulliau ac asiantau flocculation priodol gyflawni canlyniadau triniaeth ardderchog am gostau isel. Ar hyn o bryd, mae fflocwlanau wedi trosglwyddo o bwysau moleciwlaidd isel i bwysau moleciwlaidd uchel ac o un math i fath cyfansawdd, gan ddileu amhureddau crog a thoddedig, metelau trwm, a lliwiau o ddŵr gwastraff yn effeithiol.