Retire Silisyòm aluminat sodyòm se yon pwosesis tipik koagulasyon chimik -adsorption ko-presipitasyon. Nwayo kalkil li yo se pa yon relasyon esteyyometrik senp, men pito yon metòd jeni ki baze sou eksperyans, repoze sou rapò anpirik, epi ki egzije ajisteman konplè.
I. Silisyòm Retire Mekanis
Idwoliz: Aluminat sodyòm (NaAlO₂ oswa NaAl(OH)₄) idrolize rapidman sou adisyon nan dlo, jenere idroksid aliminyòm amorphe (Al (OH)₃) koloyid ak yon gwo sifas espesifik ak gwo kapasite adsorption.
NaAlO₂ + 2H₂O → Al(OH)₃↓ + NaOH
Adsorption ak coprecipitation: Al(OH)₃ koloyid ki te fòme netralize chaj negatif silica aktif nan dlo (tankou HSiO₃⁻, SiO₃²⁻, anjeneral reprezante kòm SiO₂). Atravè adsorption ak konpleksasyon, li fòme konplèks aluminosilicate ensolubl oswa yo baleye nan flok la ak ko-precipitates.
Al(OH)₃ + x HSiO₃⁻ → Al(OH)₃·(SiO₂)ₓ (pwosesis Schematic, fòmil reyaksyon ki pa -estanda)
Pwosesis sa a detèmine ke rapò a konsomasyon chimik (rapò pwa nan aluminate sodyòm nan silica) se pa yon valè fiks teyorik, men pito yon seri anpirik enfliyanse pa plizyè faktè.
II. Detèmine rapò konsomasyon chimik (valè R)
Tout kalkil la vire toutotou yon rapò anpirik debaz, R:
R=Dòz aluminat sodyòm (mg/L NaAlO₂) / Kantite Silisyòm pou retire (mg/L SiO₂)
1. Detèmine Done Debaz yo
Silisyòm dlo kri konsantrasyon [Si]₀: SiO₂ konsantrasyon echantiyon dlo a anvan tretman (mg/L).
Sib Silisyòm konsantrasyon [Si]ₜ: Konsantrasyon SiO₂ ki nesesè apre tretman (mg/L).
Kantite Silisyòm pou retire Δ[Si]: Δ[Si]=[Si]₀ - [Si]ₜ (mg/L SiO₂).
2. Kle rapò anpirik (R)
Sa a se paramèt ki pi kritik nan kalkil la epi yo dwe jwenn eksperimantal.
Etid ka Fliyò ak Silisyòm Retire - Nanjing Danheng Technology Co., Ltd.
Ranje tipik: Pratik jeni vaste montre ke valè R la se tipikman ant 8 ak 20. Sa vle di ke pou chak 1 mg nan SiO₂ retire, 8 mg a 20 mg aluminat sodyòm bezwen ajoute.
Poukisa yon seri? Paske valè R la siyifikativman afekte pa faktè sa yo epi yo dwe detèmine nan tès beaker:
Valè pH: Fenèt pH optimal pou retire silica trè etwat, anjeneral ant 6.5 ak 7.5 (fèb asid nan net). Si pH la twò ba (<6.0), Al(OH)₃ colloids will dissolve into Al³⁺, losing their adsorption capacity; if the pH is too high (>8.0),
Al(OH)₃ pral fonn nan AlO₂⁻, sa ki lakòz koloyid yo kraze. Pwen pH optimal la varye yon ti kras depann sou kalite dlo a.
Tanperati dlo: Ogmantasyon tanperati entansifye molekilè molekilè tèmik, akselere to reyaksyon an, ak ankouraje pi bon fòmasyon flok, ki ka yon fason ki apwopriye bese valè R la.
Iyon ansanm nan dlo: Dite (Ca²⁺, Mg²⁺) ankouraje flokulasyon epi li ka diminye valè R la; pandan y ap matyè òganik konpetisyon ak oswa ankapsule koloyid, potansyèlman ogmante valè R la.
Inisyal konsantrasyon silica: Pi wo konsantrasyon inisyal ka lakòz pi wo efikasite retire pou chak inite reyaktif (valè R ka gen tandans nan direksyon pou limit ki pi ba nan seri a).
Kondisyon reyaksyon: Melanje entansite, tan flokulasyon, ak tan rezoud tout dirèkteman afekte efè a.
3. Fè tès beaker pou detèmine optimal R ak pH optimal
Pran yon seri echantiyon dlo kri ki gen menm volim.
Premye seri tès (pH fiks, dòz varyab): Ajiste pH tout echantiyon dlo yo nan yon valè prereglaj (egzanp, 7.0), epi ajoute solisyon aluminat sodyòm nan diferan gradyan (egzanp, dòz kalkile dapre R=5, 10, 15, 20...).
Dezyèm seri tès (dòz fiks, pH varyab): Chwazi yon dòz entèmedyè epi ajiste pH echantiyon dlo yo nan diferan gradyan (egzanp, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0).
Fè estanda brase rapid (melanje), brase dousman (flokulasyon), ak sedimantasyon estatik sou tout echantiyon dlo.
Pran supernatant la epi detèmine konsantrasyon rezidyèl SiO₂.
Trase koub: Trase koub "Dòz - Silisyòm rezidyèl" pou jwenn dòz minimòm ki nesesè pou reyalize sib la [Si]ₜ. Trase koub "pH - Silisyòm rezidyèl" pou jwenn pwen pH optimal pou retire Silisyòm.
Kalkile R Valè: Dapre koub "Dòz - Silisyòm Rezidyèl", jwenn dòz C (mg/L NaAlO₂) ki koresponn ak reyalize sib [Si]ₜ. Lè sa a, R=C/Δ[Si].
4. Kalkil dòz aktyèl la
Yon fwa yo detèmine valè R ak valè pH optimal ki apwopriye pou bon jan kalite dlo aktyèl la atravè eksperyans, kalkil yo pou operasyon chak jou vin trè senp:
Dòz teyorik (mg/L)=R × Δ[Si]
Ki kote, Δ[Si] kalkile dapre konsantrasyon Silisyòm dlo kri ki te kontwole tan reyèl-ak valè sib la.
III. Kalkil oksilyè ak ajisteman operasyonèl
Konsomasyon alkalinite ak kalkil ajisteman pH:
Idwoliz aluminat sodyòm pwodui NaOH, konsome asidite (H⁺) nan dlo a. Sa vle di ke asid adisyonèl (tankou asid silfirik oswa asid idroklorik) anjeneral oblije estabilize pH la nan seri a pi bon.
Kantite OH⁻ ki pwodui pa idroliz ≈ (dòz (mg/L NaAlO₂)/82) * 1000 (mmol/L)
Kantite asid obligatwa (ki baze sou 98% H₂SO₄) ka estime kòm: Dòz asid (mg/L) ≈ [obligatwa OH⁻ (mmol/L) × 49]/0.98/η
(Kote 49 se mas molè H₂SO₄, 0.98 se pite a, ak η se koyefisyan efikasite)
Remak: Sa a se yon estimasyon ki graj. Kantite aktyèl la nan asid ajoute dwe kontwole pa yon fidbak sou entènèt mèt pH ak frekans ponp asid ajiste atravè kontwòl PID.
Kalkil rezidi aliminyòm: Se pa tout presipite aliminyòm ki te ajoute; kèk rete nan dlo a. Kontni aliminyòm nan efluan an bezwen kontwole pou asire ke li satisfè estanda kalite dlo (anjeneral<0.2 mg/L). Adding too much not only wastes the reagent, but can also lead to excessive aluminum levels.
