Sodyòm aluminate desiliconization se yon pwosesis tipik koagulasyon chimik adsorption coprecipitation -. Kalkil debaz 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. Mekanis desilikonizasyon
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 chaje pozitivman koloyid netralize chaj negatif chaje Silisyòm aktif nan dlo a (tankou HSiO₃⁻, SiO₃²⁻, anjeneral reprezante kòm SiO₂), ak nan adsorption ak complexation, fòme ensolubl aluminosilicate konplèks nan co{0}}}} flocsprecipitation konplèks.
Al(OH)₃ + x HSiO₃⁻ → Al(OH)₃·(SiO₂)ₓ (pwosesis ilistrasyon, 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 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 silica yo dwe retire (mg/L SiO₂)
1. Detèmine Done Debaz yo
Konsantrasyon silica dlo kri [Si]₀: SiO₂ konsantrasyon echantiyon dlo a anvan tretman (mg/L).
Konsantrasyon silice sib [Si]ₜ: Konsantrasyon SiO₂ obligatwa apre tretman (mg/L).
Kantite Silisyòm pou retire Δ[Si]: Δ[Si]=[Si]₀ - [Si]ₜ (mg/L SiO₂).
2. Rapò anpirik kritik (R)
Sa a se paramèt ki pi kritik pou kalkil epi yo dwe jwenn eksperimantal.
Ranje tipik: Pratik jeni vaste montre ke valè R la anjeneral ant 8 ak 20. Sa vle di, pou chak 1 mg 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 Silisyòm 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⁻, ak koloid yo pral dezentegre. Pwen pH optimal la varye yon ti kras depann sou kalite dlo a. Tanperati dlo: Ogmantasyon tanperati entansifye molekilè tèmik mouvman, akselere to reyaksyon an, ak ankouraje pi bon fòmasyon flok, potansyèlman bese valè R la.
Iyon ansanm nan dlo: Dite (Ca²⁺, Mg²⁺) ankouraje flokulasyon epi li ka diminye valè R la; sepandan, matyè òganik fè konpetisyon ak oswa ankapsule koloid, ki kapab ogmante valè R la.
Inisyal konsantrasyon silica: Pi wo konsantrasyon inisyal yo ka lakòz pi wo efikasite retire pou chak inite reaktif (valè R la 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 volim egal.
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 eksperyans (dòz fiks, pH varyab): Yo te chwazi yon dòz entèmedyè espesifik, epi yo te ajiste pH echantiyon dlo yo nan diferan gradyan (egzanp, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0).
Tout echantiyon dlo yo te sibi estanda brase rapid (melanje), brase dousman (flokulasyon), ak rezoud.
Yo te mezire konsantrasyon rezidyèl SiO₂ nan supernatant la.
Trase koub: Yo te trase yon koub "dòz-silisyòm rezidyèl" pou jwenn dòz minimòm ki nesesè pou reyalize sib [Si]ₜ. Yo te trase yon koub "pH-silisyòm rezidyèl" pou jwenn pwen pH optimal pou retire Silisyòm.
R-kalkil valè: Dapre koub "dòz-silisyòm rezidyèl la", yo jwenn dòz C (mg/L NaAlO₂) ki koresponn ak reyalize sib [Si]ₜ la. Se poutèt sa, R=C/Δ[Si]. 4. Vrè Dòz Kalkil
Yon fwa yo detèmine valè R ak valè pH optimal ki apwopriye pou bon jan kalite dlo aktyèl la atravè eksperyans, kalkil operasyon chak jou vin trè senp:
Dòz teyorik (mg/L)=R × Δ[Si]
Ki kote, Δ[Si] kalkile baze sou konsantrasyon silica tan reyèl-nan dlo kri a ak valè sib la.
III. Kalkil oksilyè ak ajisteman operasyonèl
1. 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 ki nesesè yo dwe ajoute (ki baze sou 98% H₂SO₄) ka estime kòm: adisyon 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 pa kontwòl PID.
Kalkil rezidi aliminyòm: Se pa tout presipite aliminyòm ki te ajoute; kèk pral rete nan dlo a. Kontni aliminyòm nan efluan an bezwen kontwole pou asire ke li satisfè estanda kalite dlo (anjeneral<0.2mg/L). Overdosing not only wastes reagents but also leads to excessive aluminum levels.