Avez- vous déjà pensé à la façon dont les eaux usées turbulentes des stations d'épuration peuvent devenir claires?La technologie clé ici est la réaction de floculationAujourd'hui, parlons en langage simple de la façon dont ces petites particules invisibles obéissantes "se tiennent par la main" et s'installent!
Comprenons d'abord: à quoi ressemblent les choses sales dans l'eau?
L'eau que nous voyons dans notre vie quotidienne contient diverses petites choses nuisibles:
- solides en suspension: sédiments visibles et débris de feuilles, de grande taille qui peuvent être arrêtés avec un filtre;
Particules colloïdales: de diamètre compris entre 1 nanomètre et 1 micromètre, plus petites que les bactéries, invisibles à l'œil nu et particulièrement révoltantes - elles transportent des charges négatives,Ils se repoussent mutuellement., et refusent de se réunir.
Le noyau de la réaction de floculation est de résoudre le problème de la "tête dure" des particules colloïdales!
Les trois principaux "mots meurtriers" de la floculation: la compression de la double couche, la neutralisation de l'adsorption et l'effet de pontage
1. double couche comprimée: retirer le "couvercle protecteur" des particules
Parce qu'elles ont une charge négative sur leur surface, elles se repoussent comme des aimants de la même polarité.et sont entourés d'un "bouclier électronique" (double couche)À ce stade, nous devons inviter l'"armée" de cations dans le floculant, tels que les sels d'aluminium (sulfate d'aluminium, chlorure de polyaluminium) et les sels de fer (chlorure ferrique).
Dès que ces cations pénètrent dans l'eau, ils agissent comme un groupe de perturbateurs habiles, neutralisant frénétiquement les charges négatives sur la surface colloïdale.Lorsque la charge négative est neutralisée dans une mesure similaire, la double couche est comprimée pour devenir de plus en plus mince, et la force de répulsion entre les particules disparaît, s'approchant progressivement.
2Neutralité de l' adsorption: appliquer du ruban adhésif double face sur les particules
Certains coagulants sont plus intelligents, car non seulement ils neutralisent les charges, mais ils ont aussi leur propre "adhérence".les floculants polymères ont une charge positive à une extrémité et une longue chaîne de carbone à l'autre extrémité. L'extrémité chargée positivement adhère fermement à la surface colloïdale chargée négativement, neutralisant directement la charge; l'extrémité de la chaîne de carbone est comme un ruban adhésif à double face,collant d'autres particules entre elles.
Imaginez un groupe d'enfants portant des " chapeaux négatifs " et se détestant.Quelqu'un leur a collé des autocollants positifs et s'est tenu la main en dansant en cercle. C'est l'effet magique d'absorber l'électricité et de la neutraliser.!
3. fonction de constructeur de ponts: l'"expert social" du monde des particules
Les floculants polymères ont également un effet de pontage plus puissant. Leurs chaînes de carbone sont particulièrement longues et peuvent adsorber simultanément plusieurs particules colloïdales.comme en utilisant des cordes pour attacher des perles éparses dans des bracelets.
Une chaîne de polymères peut contenir simultanément des dizaines, voire des dizaines de particules, les tissant en gros flocons.Ils finirent par devenir si lourds qu'ils ne pouvaient même pas supporter le courant d'eau et ne pouvaient couler qu'obéissamment..
Le scénario complet de la réaction de floculation: de micro à macro
Étape de mélange rapide: laisser le floculant " couler "
Lorsque vous versez le floculant dans l'eau, vous devez remuer fortement pour disperser rapidement l'agent.Vous devez remuer rapidement pour que chaque goutte d'eau adhère à la "potion magique"Ce processus ne prend généralement que quelques dizaines de secondes, dans le but de permettre aux ions floculants de entrer pleinement en contact avec les particules colloïdales.
Étape de mélange lent: permettant aux particules de " se regrouper et de grandir "
Lorsque la charge est presque neutralisée, vous devez réduire la vitesse de remuement et entrer en "mode doux".et sous l'effet de pontage des polymèresIls se développent progressivement de petites particules de quelques micromètres à de grands flocons de plusieurs centaines de micromètres.avec les troupeaux de plus en plus gros comme ils roulent.
Phase de précipitation: Laissez les troupeaux " se coucher et se reposer ".
Lorsque les flocons sont suffisamment grands, ils entrent dans la dernière étape - la précipitation.À ce stadeDans ce cas, la couche supérieure de l'eau devient claire et transparente, tandis que les flocons inférieurs (également appelés "boue") peuvent être nettoyés régulièrement.
Le "petit secret" dans les applications pratiques
En choisissant le bon floculant, on obtient le double du résultat avec la moitié de l'effort.
Différentes qualités d'eau nécessitent différents coagulants:
- les eaux usées domestiques: le chlorure de polyaluminium (PAC) communément utilisé, bon marché et efficace;
- les eaux usées industrielles: il peut être nécessaire d'utiliser du polyacrylamide cationique (CPAM) pour traiter spécifiquement les polluants complexes;
-Traitement de l'eau potable: accorder plus d'attention à la sécurité et choisir des floculants alimentaires.
La température de l'eau et le pH sont tous deux "grands patrons"
- température de l'eau: l'eau trop froide ralentit la réaction de floculation, tout comme la colle sèche lentement en hiver;
- valeur de pH: une forte acidité ou alcalinité peut affecter l'efficacité des coagulants.tandis que les sels de fer conviennent à des environnements dont le pH est de 7 à 9.
Vitesse de mélange: ni trop rapide ni trop lente
La phase de mélange rapide nécessite un mélange "rapide, précis et impitoyable", mais si trop de force est appliquée pendant le mélange lent, les flocons finalement formés peuvent être dispersés,et tous les efforts antérieurs peuvent être vains!
Tendance future: technologie de floculation plus écologique et plus intelligente
Maintenant, les scientifiques étudient les coagulants verts, tels que l'utilisation de chitosane extrait de plantes naturelles au lieu d'agents chimiques;Il existe également un système de contrôle intelligent qui ajuste automatiquement le dosage des floculants grâce à une surveillance en temps réel de la qualité de l'eau.Peut-être qu'un jour, même le purificateur d'eau à la maison pourra utiliser ces technologies noires pour nous faire boire de l'eau plus propre!
La prochaine fois que vous verrez de l'eau clarifiée, vous saurez combien de " petites histoires sociales de particules " sont cachées à l'intérieur!La réaction de floculation est comme un " spectacle magique " dans le monde microscopique, protégeant notre sécurité en eau.
