Химическая физико химическая очистка: Оборудование для физико-химической очистки сточных вод HYDRIG – купить в Москве

Методы физической и физико-химической очистки воды

Современный мир каждый день борется с ухудшением экологической обстановки и сокращением запасов пресной воды путем изобретения новых способов регенерации ресурсов. Технология водоподготовки определяет качество воды. Физико-химические показатели воды природных источников редко удовлетворяют требованиям хозяйственно-бытового назначения и совсем не подходят для технологических процессов на производствах.

Основы водоподготовки

Для приведения природной воды к заданным параметрам применяют разные методы для очистки воды. Центральное место среди них принадлежит физико-химической очистке воды. С ее помощью комплексно удаляют взвешенные примеси, химические вещества, патогенные микроорганизмы, растворенные газы из пресной воды, чтобы привести ее к параметрам пригодности для питья, определённым в ГОСТ. Основными загрязнениями в воде колодцев, скважин и водопроводной, удаляемые с помощью физико-химических методов очистки вод являются соли жесткости, сероводород, повышенное содержание соединений железа, механические включения. Каждая производственная отрасль предъявляет свои требования к водоподготовке, исходя из утвержденных регламентов техпроцессов и условий эксплуатации оборудования.

Технологическая схема водоподготовки сочетает в себе поэтапное применение биологических, химических и физико-химических методов очистки вод в зависимости от состава исходного водного раствора и конечных требований отрасли потребления:

  • осветление, фильтрация, процеживание через зернистые загрузки предварительной очистки;
  • отстаивание, коагуляция и флотация;
  • аэрация в открытой емкости или под напором;
  • дозированное реагентное воздействие;
  • угольная адсорбция;
  • обратный осмос, аппараты ультрафильтрации;
  • деминерализация и умягчение воды ионообменным методом;
  • электрокоагуляция, электрофлотация, электродиализ;
  • УФ-обеззараживание и озонирование.

Какие методы очистки воды применяют

Существует огромное разнообразие систем очистки и фильтров смешанного действия. Но все процессы очищения в зависимости от метода воздействия и природы процессов делят на основные четыре типа:

  1. Химические методы удаления загрязнений направленным воздействием реагентов.
  2. Физические процессы очистки воды механической фильтрацией грубодисперсных частиц.
  3. Физико-химические способы водоподготовки.
  4. Биологическое воздействие на примеси.

Химический способ основан на переводе растворимых форм загрязняющих веществ в нерастворимые и легко удаляемые соединения. В водный раствор дозированно вводят реагенты, избирательно вступающие в реакцию с нужным загрязнителем. Осадок и нерастворимые комплексы отфильтровывают на установках фильтрации. Системы подбирают исходя из природы образующихся нерастворимых комплексов.

Физический способ очистки воды обычно применяют на предварительном этапе водоподготовки. Он помогает избавить водный раствор от крупных примесей и включений, способных помешать извлечению остальных загрязнителей или вывести из строя оборудование для водоочистки.

Самым многочисленным набором вариантов воздействия на воду с целью устранения загрязнителей располагает физико-химическая очистка воды. Она включает в себя комбинированное воздействие на загрязняющие соединения с помощью физических и химических процессов. Такие методы применимы и на ранних этапах водоподготовки, и на завершающих стадиях полной очистки воды.

Что относят к физической очистке воды

Физические явления с успехом применяют при предварительной очистке воды во всех сферах водоподготовки. Они способны избавить огромные объемы воды от крупных включений, тем самым облегчая последующую обработку и сохраняя работоспособность оборудования. Тонкое глубокое воздействие редко проводится с помощью физических методов очистки воды ввиду энергозатратности и малопроизводительности способа. Основными методами физической обработки можно назвать:

  • кипячение;
  • процеживание;
  • отстаивание;
  • фильтрацию;
  • УФ-обработку.

Кипячение один из простейших способов удаления карбонатной или временной жесткости. При достижении температуры кипения растворимые гидрокарбонаты кальция и магния распадаются на нерастворимые карбонаты, воду и углекислый газ. Осадок CaCO3 и MgCO3 мы наблюдаем в виде белой накипи на нагревательных элементах бытовых приборов. Если кипятить воду в течение 50 минут, от временной жесткости можно избавиться практически на 100%. Кроме того, при нагревании воды выше 100°С в течение определенного времени погибает большая часть патогенных бактерий, некоторые органические комплексы распадаются на простейшие составляющие, которые легче поддаются коагулированию и дальнейшей фильтрации.

Процеживание — это процесс очистки воды от крупных загрязнителей, не способных пройти через отверстия сита, решетки или полипропиленовой мешковины. Это эффективный метод для удаления из водного раствора крупного мусора, который может стать причиной поломки оборудования тонкой очистки. Процеживание пропускает все растворенные примеси и микроорганизмы, потому может использоваться только как предварительный метод физико-механической очистки воды.

Отстаивание основано на действующей силе гравитации, когда тяжелые частицы примесей оседают на дно емкости под действием силы тяжести, а очищенные верхние слои воды собираются для дальнейшей обработки. Этот метод применяют и на подготовительных этапах и как промежуточную стадию в комплексной схеме водоподготовки.

Фильтрование является усовершенствованным процеживанием, когда размер проходимых через фильтрующий состав фракций может быть уменьшен до микрон. Это позволяет задерживать механические включения, песок, окалину, накипь, ржавчину и другие загрязнения. Фильтрование успешно применяется в домашних фильтрах и в сложных производственных процессах как эффективный метод физической очистки воды. На его основе проводят первичную и глубокую очистку на любой стадии водоподготовительных мероприятий.

Обеззараживание ультрафиолетом не является как таковым самостоятельным физическим методом очистки воды. С помощью воздействия УФ-волн средней длины от 200 до 400 нм в стерилизаторах происходит разрушение молекул ДНК микроорганизмов и патогенных бактерий. Состав воды остается неизменным после воздействия такого излучения, что является преимуществом. УФ-обеззараживание проводят в основном на завершающем этапе водоочистки.

Физико-химические методы очистки воды

Эта группа способов предполагает комплексное воздействие физическими и химическими методами на загрязняющие соединения в воде. Технологические процессы физико-химической очистки воды применяют на всех этапах водоподготовки для удаления как крупнодисперсных примесей и взвешенных веществ, так и растворенных органических и неорганических соединений, газов. Остановимся подробнее на основных способах физико-химической очистки.

Метод флотации или «плавания на поверхности» основан на процессе избирательного смачивания. Через водный раствор пропускают мелко диспергированный воздух, вокруг пузырьков которого вследствие молекулярных сил притяжения агрегируются взвешенные частицы загрязнителей. Воздух поднимается на поверхность, образуя пенный слой с высокой концентрацией извлекаемых примесей. Для улучшения адсорбции частиц могут вводиться реагенты, повышающие полярность загрязнений. Дополнительное пропускание электрического тока через раствор запускает механизмы электрофлотации и электрокоагуляции, повышающие эффективность флотационного процесса извлечения примесей.

Эффективным физико-химическим способом очистки воды является сорбция. Чаще в водоподготовке применяют адсорбцию — поглощение загрязнителей в поверхностных слоях воды. Адсорбция может быть химической, если удаляемое вещество образует химические связи с материалом адсорбента, и физической, когда действие основано на межмолекулярных силах притяжения. Этот способ дает хороший результат на финальных стадиях обработки виды и надежно убирает из водного раствора фенолы, ПАВ, пестициды даже при их малых концентрациях. Адсорбирующим материалом может быть активированный уголь, силикагели, цеолиты. Они могут быть регенерируемыми или одноразового применения. Пористая структура увеличивает площадь соприкосновения и увеличивает производительность метода. Технологически процесс может осуществляться смешением очищаемого водного раствора с адсорбентом или фильтрованием через его пористый слой.

Экстракцией извлекают примеси из водного раствора за счет разницы в растворимости в разных средах. Метод основан на перемешивании двух несмешивающихся фаз воды и органического растворителя. Загрязнители мигрируют в экстрагент, после разделения жидкостей получаем очищенную воду. Экстрагирующий раствор в зависимости от своей природы может быть восстановлен для последующих экстракций или утилизирован.

Физико-химический метод ионообмена направлен главным образом на смягчение воды путем замены ионов жесткости на катионы и анионы ионообменной смолы. Ионообменные материалы могут быть природного происхождения или синтетические и содержат много функциональных групп, участвующих в обмене. Метод водоочистки ионным обменом используется и в оборотном водоснабжении на производствах, и в бытовом применении после предварительной очистки от крупных примесей и сильных загрязнений. Ионообменные смолы — восстанавливаемый материал. Их регенерируют раствором с высокой концентрацией OH и Н+.

Интересный метод физико-химической очистки воды, сочетающий в себе процесс фильтрации на ионоселективных мембранах с направленным влиянием электрического поля, — электродиализ. В электродиализаторах, состоящих из набора камер, размещают поочередно ионоселективные мембраны, способные пропускать частицы только одного заряда. На выходе установлены электроды. При подключении электротока частицы устремляются к противоположно заряженному электроду, но встречаясь с одноименно заряженной мембраной, задерживаются. В результате в одной части камер ионы уходят из раствора, а в другой концентрируются. Направив потоки в разные емкости, получаем чистую воду и насыщенный раствор выделяемых веществ. Важно, что такой раствор в дальнейшем идет на вторичную переработку, что экономически выгодно.

Популярен и эффективен способ физико-химической очистки воды в аппаратах обратного осмоса. Здесь применяют гидростатическое давление, приложенное к раствору, выше осмотического, когда растворитель — вода — начинает переходить из водного раствора через полупроницаемую мембрану, а растворенные вещества задерживаются на ней. Этот метод востребован во всех схемах водоподготовки на предприятиях и в фильтрах домашнего использования, так как позволяет убрать максимально возможное количество растворенных и коллоидных загрязнений, вирусы и бактерии, газы. Эффективность мембранной очистки достигает 99,5%.

Термические методы водоподготовки позволяют концентрировать примеси выпариванием или вымораживанием, т.е. температурным воздействием. При выпаривании чистый дистиллят собирается в отдельную емкость, а при вымораживании в первую очередь кристаллизуется чистая вода, и такие кристаллы отделяют пока остальной раствор еще не замерз.

Оборудование для физико-химической очистки воды

При всем многообразии физико-химических методов очистки, каждый конкретный случай требует оценки и подбора собственной схемы и комбинации способов. На выбор фильтров и установок влияет первоначальный состав воды и ее конечное назначение. Мы готовы провести комплексную оценку воды и подобрать для вашего производства или домашнего использования необходимое оборудование с комбинацией физико-химических методов очистки. Широкий спектр действия обратноосмотических установок, ионоселективных мембран и сорбционных фильтров, электродиализаторов и УФ-обеззараживающих блоков помогут получить очищенную воду необходимого вам качества.

Физико-химическая очистка сточных вод НПЗ

Физико-химические методы наиболее эффективны для очистки сточных вод НПЗ с высоким содержанием примесей в растворенной или коллоидной форме. Физико-химические методы для очистки стоков с эмульгированными нефтепродуктами включают в себя методы коагуляции, флокуляции, электрокоагуляции и электрофлотации, жидкофазного окисления, коалесценции, электромагнитной сепарации и другие.

Наиболее часто в практике нефтехимических производств используются физико-химические методы:

  • коагуляция,
  • флотация,
  • флокуляция.

Коагуляция

Процесс коагуляции используют для увеличения скорости осаждения взвешенных примесей и эмульгированных веществ. В процессе коагуляции под воздействием реагента — коагулянта мелкодисперсные частицы укрупняются и агрегируются. Эффективность удаления примесей коагуляцией максимальна для частиц размерами 1-100 мкм.

При добавлении коагулянта в сточной воде происходит интенсивное хлопьеобразование. Осаждение хлопьев происходит механически, под действием силы тяжести.

Образование хлопьев запускает сопутствующие процессы агрегирования и улавливания коллоидных веществ. Взаимное притяжение между хлопьями коагулянта и примесными частицами объясняется силами электростатического взаимодействия. Процесс коагуляции нейтрализует отрицательный заряд коллоидных частиц, вследствие чего они теряют стабильность.

Самый распространенный коагулянт — сульфат алюминия с химической формулой Al₂(SO₄)₃. Широко зарекомендовал себя на практике еще один коагулянт — оксихлорид алюминия (ОХА) с общей формулой Aln(OH)mCl3n-m.

Недостатки реагентной очистки минеральными коагулянтами сточных вод НПЗ:

  • Необходимость добавлять относительно большие дозы коагулянта.
  • В очищенной воде возрастает концентрация сульфат- и хлорид-ионов, что приводит к нежелательным эффектам коррозии сетей водоотведения.
  • В результате химических реакций образуется осадок, который трудно обезвоживается и требует дальнейшей утилизации.

Недостатки минеральных коагулянтов в значительной мере устраняют высокомолекулярными флокулянтами органической или неорганической природы.

Флокуляция

Процесс флокуляции представляет собой агрегацию взвешенных примесей, как в результате «слипания», так и под воздействием частиц реагента — флокулянта. Флокулянт вызывает интенсивное образование и последующее осаждение хлопьев гидроксидов алюминия. Добавление флокулянта позволяет снизить дозу основного коагулянта, увеличить скорость и уменьшить продолжительность процесса осаждения хлопьев.

В практике очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов используют флокулянты как природные, так и синтетические:

  • Естественные органические флокулянты— крахмал, целлюлоза, декстрин, эфиры.
  • Из неорганических флокулянтов наиболее распространен диоксид кремния с химической формулой xSiO₂ yH₂O.
  • Синтетические флокулянты — это полимерные вещества, такие как полиакриламид с химической формулой [-CH₂-CH-CONH₂]n , технический полиакриламид и гидролизованный (ГППА).

При выборе конкретной марки флокулянта необходимо учесть его макромолекулярные свойства и природу растворенных в воде примесей.

Очистка нефтесодержащих сточных вод методом флокуляции ведется при рекомендуемой дозе ПАА в 0,75-1,5 мг/л.

Сточные воды НПЗ после коагулирования, можно подвергать дальнейшей очистке в отстойниках.

Наиболее эффективным методом очистки нефтесодержащих сточных вод, лишенным недостатков перечисленных методов, является флотация.

Флотация

Установки напорной флотации могут служить эффективным способом очистки сточных вод заводов по нефтепереработке от растворенных и эмульгированных нефтепродуктов.

В линию неполной рециркуляции потока направляют воздух, который растворяется в воде под избыточным давлением. При падении давления в воде образуются мелкие пузырьки воздуха, которые поднимаются к поверхности, увлекая с собой частицы растворенных примесей. На поверхности камеры пена вместе с загрязняющими веществами образуют слой флотошлама. Удаление флотошлама с поверхности осуществляется специальным скребком.

В процессе флотации тяжелые частицы загрязняющих веществ оседают на дно бункера и легко оттуда удаляются. Осветленные сточные воды после флотации поступают на следующие этапы очистки.

Для интенсификации процесса флотации возможно совмещать его с другими методами очистки, добавляя расчетные дозы коагулянта и флокулянта. Неорганические коагулянты (соли алюминия и железа), подкисляют сточные воды, вследствие чего происходит разрушение эмульгированной нефти. Тот же эффект могут дать некоторые полимерные органические вещества.

Эффективность метода флотации максимальна при очистке сточных вод нефтеперегонных заводов от гидрофобных загрязнителей:

  • нефти,
  • масел,
  • жиров,
  • синтетических моющих средств.

Лабораторные исследования доказали эффективность флотации для очистки нефтесодержащих стоков НПЗ. При анализе метода флотации с коагулянтом сернокислым алюминием выявлено, что конечное содержание нефтепродуктов в очищенной воде составляет 15-25 мг/л. Если в качестве реагента применялись полиэлектролиты, то концентрация нефтепродуктов снижалась до 10-15 мг/л. К сожалению, в практических условиях большинство флотационных установок не способны достичь глубокой очистки стоков нефтеперерабатывающих заводов от нефти.

Современные флотационные установки под маркой Flotomax, производимые компанией Argel, отвечают всем требованиям к очистному оборудованию. Оборудование представлено в широком диапазоне производительности, что позволяет подобрать наиболее оптимальное решение для очистки нефтесодержащих сточных вод.

Электрохимические методы

Электрохимические методы способны составить серьезную конкуренцию химическим и физико-химическим методам очистки стоков НПЗ при соблюдении требуемых условий.

Преимущества данного метода:

  • В процессе очистки образуется меньше осадков, требующих дальнейшей утилизации.
  • Минеральный состав сточных вод не изменяется.
  • Простая технологическая схема процесса.
  • Нет необходимости в реагентном хозяйстве.
  • Производственные установки могут работать в полностью автоматическом режиме.
  • Не требуется значительных площадей для размещения очистного оборудования.

Недостатки электрохимических методов очистки:

  • Капитальные и эксплуатационные затраты на оборудование.
  • Отложение солей на поверхности электродов.
  • В электрохимических процессах выделяются газы, способные образовывать взрывоопасные смеси с воздухом, что требует устройства противопожарной вентиляции.

Химия очистки | Американский институт очистки (ACI)

Поверхностно-активные вещества (желтые) заставляют воду терять поверхностное натяжение, что отделяет воду от других материалов

Вы когда-нибудь видели каплю воды на поверхности? Это связано с тем, что вода обладает свойством, называемым поверхностным натяжением. Это напряжение заставляет воду образовывать капли на поверхности таких вещей, как стекло или ткань. Вы можете увидеть поверхностное натяжение в действии, поместив каплю воды на столешницу. Капля будет держать форму и не растечется.

Чтобы очистить одежду от грязи, вода должна достичь поверхности. Вода может попасть на поверхность, если уменьшить поверхностное натяжение. Для этого мы используем группу химических веществ, называемых поверхностно-активными веществами или поверхностно-активными веществами.

Что такое поверхностно-активное вещество?

Поверхностно-активные вещества изменяют поведение воды. При добавлении поверхностно-активного вещества поверхностное натяжение снижается. Теперь вода может растечься и намочить поверхность (например, одежду, посуду, столешницу), которую мы пытаемся очистить.

Теперь посмотрим, что происходит на поверхности.

Подобно тому, как у магнита есть два конца, один конец поверхностно-активного вещества притягивается к молекулам воды, а другой отталкивается.

Каждое поверхностно-активное вещество имеет два конца. Один конец хочет быть в воде, а другой нет.

Боящийся воды конец известен как гидрофобный конец. Гидрофобия происходит от двух греческих корней: гидро- (что означает вода) и -фобия (что означает страх). Вы слышали фразу «масло и вода не смешиваются»? Вот это важно!

Водонепроницаемая часть поверхностно-активного вещества состоит из углеводородных цепей. Углеводород – это молекула, состоящая из водорода и углерода. Цепи любят масло и жир и стараются держаться подальше от воды.

Водолюбивый конец известен как гидрофильный конец. Мы узнали, что гидро — это греческий корень, означающий «вода». Итак, если -фобический означает «бояться», то -филический означает «любящий». Водолюбивый конец химиката притягивается к воде.

То, как эти два конца взаимодействуют с почвой и водой, является секретом действия поверхностно-активного вещества.

Как очищают поверхностно-активные вещества

После того, как поверхностно-активное вещество добавлено в воду, боящиеся воды концы стараются держаться подальше от воды. Они делают это, организуясь в форме сферы с водолюбивыми концами снаружи и водобоязненными концами, защищенными внутри. Эта сферическая форма поверхностно-активных веществ называется мицеллой.

Смешивание мыла с маслом под микроскопом с образованием мицелл.

Мицеллы важны, потому что они удерживают почву. Помните, что внутренняя часть мицеллы гидрофобна и не хочет находиться рядом с водой. Почва также гидрофобна, поэтому ей нравится среда, которую создает мицелла.

Притяжение почвы внутрь мицеллы поверхностно-активного вещества помогает отделить почву от ее поверхности. Как только почва отрывается от поверхности, она становится взвешенной в воде в мицеллах. Эта суспензия также известна как эмульгирование одной жидкости в другую. Находясь внутри мицеллы, почва не оседает на поверхность.

Теперь, когда почва захвачена мицеллой, а мицелла взвешена в воде, почву легко промыть.

Помните, что снаружи наша мицелла любит воду. Итак, когда мы смываем, мицелла уплывает, и у нас остается чистая поверхность!

rgba(159,198,231,0)

Узнайте больше о науке об уборке на ExplorationClean.org

Изучите сайт

Загрузите электронную книгу

Essential Industries

Химия очистки — Essential Industries

Как купить

Linkedin-in

Facebook-f

Твиттер

Общие фильтры

Точные совпадения только

Химия клинингаessind012023-03-14T13:56:01-05:00

Главная > Химия очистки

Обзор

Типы грунтов

Поверхностно-активные вещества

Хелатирующие агенты

Строители

Растворители

Консерванты

Обзор

Что заставляет уборщика работать? Сколько химии требуется для удаления жира с плиты или песка с бетонного пола? Ответ на эти и другие вопросы заключается в таких словах, как поверхностно-активное вещество, растворитель, хелатирующий агент и загуститель. Понимание основных элементов эффективности очистителя против различных типов загрязнений имеет важное значение для «Химии очистки».

Вебстер определяет почву как «загрязнение или нечистоту на поверхности; загрязнять; загрязнять; осквернять; как испачкать одежду пылью». Для наших целей мы будем рассматривать почву как постороннее вещество, оказавшееся не в том месте. Например, йогурт — это еда, но если его измельчить в ковровое покрытие, он считается почвой.

Типы почв

Почвы можно разделить на три широкие категории: органические, неорганические и комбинированные.

Органические почвы охватывают широкий спектр и включают пищевые почвы (такие как жир, жир, белок и углеводы), живые вещества (такие как плесень, дрожжи и бактерии) и нефтяные почвы (такие как моторное масло, смазка мостов и смазочно-охлаждающие жидкости ). Традиционно эти загрязнения удаляли с помощью щелочных чистящих средств или растворителей. Однако теперь для разрезания органических почв используются более современные поверхностно-активные вещества на биологической основе.

Неорганические почвы включают ржавчину, накипь, отложения жесткой воды и минералы, такие как песок, ил и глина. Часто кислоты используются для удаления неорганических отложений, таких как ржавчина и накипь. Минералы часто очищают очистителями общего назначения или кислотными очистителями (например, очистителями чаш).

Комбинированные загрязнения часто представляют собой самую сложную задачу для чистящего средства, поскольку загрязнение содержит как органические, так и неорганические компоненты. Правильная идентификация имеет решающее значение. В прошлом большинство комбинированных загрязнений удаляли с помощью очень концентрированных моющих средств с сильным составом, которые также содержали растворитель. Но теперь, с новыми химическими поверхностно-активными веществами, можно выполнить эту очистку с меньшим количеством ингредиентов.

Поверхностно-активные вещества

Поверхностно-активные вещества являются наиболее важной частью любого чистящего средства. Слово поверхностно-активное вещество является сокращением от «Поверхностно-активный агент». В общем, это химические вещества, которые при растворении в воде или другом растворителе ориентируются на границе (границе) между жидкостью и твердым телом (удаляемой грязью) и изменяют свойства границы раздела.

Как действует поверхностно-активное вещество? Все они имеют общее молекулярное сходство. Один конец молекулы имеет длинную неполярную цепь, которая притягивается к маслу, жиру и грязи (гидрофоб). Другая часть молекулы притягивается к воде (гидрофил). Поверхностно-активное вещество выстраивается на границе раздела, как показано на диаграмме ниже. Гидрофобный конец молекулы отделяется от воды, а гидрофильный остается рядом с водой. При наличии грязи или жира (гидрофобных по своей природе) поверхностно-активные вещества окружают их до тех пор, пока они не вытесняются с границы. Обратите внимание на диаграмме 4, что молекулы грязи фактически взвешены в растворе.

Следует отметить, что поверхностно-активное вещество может быть как мылом, так и синтетическим моющим средством. Мыло использовалось на протяжении веков, потому что оно сделано из натуральных материалов, таких как животный жир и щелочь. Синтетика стала широко доступной только за последние 60 лет. Мыло по-прежнему широко используется в средствах личной гигиены из-за его мягкости. Синтетические моющие средства являются предпочтительными поверхностно-активными веществами почти для всех других чистящих средств.

Хелатирующие агенты

Удаление загрязнений — это сложный процесс, который требует гораздо больше усилий, чем просто добавление мыла или поверхностно-активного вещества в воду. Одной из основных проблем, с которыми мы сталкиваемся при работе с чистящими составами, является жесткость воды. Вода становится «жесткой» благодаря присутствию ионов кальция, магния, железа и марганца. Эти ионы металлов мешают очищающей способности моющих средств. Ионы металлов действуют как грязь и «расходуют» поверхностно-активные вещества, делая их недоступными для воздействия на поверхность, которую мы хотим очистить.

Хелатирующий агент (произносится как kee-lat-ing от греческого слова «коготь») соединяется с этими разрушающими ионами металлов в воде. Ионы металлов окружены когтеобразным хелатирующим агентом, который изменяет электронный заряд ионов металлов с положительного на отрицательный (см. диаграмму ниже).0003

Это делает невозможным осаждение ионов металлов поверхностно-активными веществами. Таким образом, хелатные ионы металлов остаются связанными в растворе в безвредном состоянии, где они не израсходуют все поверхностно-активные вещества. Затем поверхностно-активные вещества могут выполнять свою работу по фактическому удалению грязи и очистке поверхности.

Строительные средства

Моющие средства, как мы уже узнали, состоят из поверхностно-активных веществ и хелатирующих агентов. Помните, поверхностно-активные вещества удаляют грязь с загрязненной поверхности, а хелатирующие агенты используются для окружения нежелательных ионов металлов, присутствующих в чистящих растворах. Процесс хелатирования, хотя и очень эффективен, не всегда необходим и увеличивает стоимость моющих средств. Строители часто являются хорошей альтернативой.

Модифицирующие добавки добавляются в чистящие составы для улучшения и защиты очищающей способности поверхностно-активных веществ. Строители имеют ряд функций, включая смягчение, буферизацию и эмульгирование.

Строители смягчают воду, дезактивируя минералы жесткости (ионы металлов, такие как кальций и магний). Они делают это одним из двух способов:

Секвестрация – удержание ионов металлов в растворе.

Осаждение – удаление ионов металлов из раствора в виде нерастворимых материалов.

Модифицирующие добавки, кроме смягчения, обеспечивают желаемый уровень щелочности (повышенный pH), что способствует очистке. Они также действуют как буферы для поддержания надлежащей щелочности промывочной воды.

Наконец, строители помогают эмульгировать маслянистую и жирную почву, разбивая ее на крошечные шарики. Многие строители на самом деле пептизируют или суспендируют разрыхленную грязь и не дают ей осесть на очищенной поверхности. Ниже приведены три наиболее распространенных компонента, используемых в современных моющих средствах для тяжелых условий эксплуатации. Далее следует краткое описание каждого из них.

Фосфаты* обычно триполифосфат натрия (STPP) широко используются в качестве добавок в промышленных моющих средствах для тяжелых условий эксплуатации. Они объединяются с минералами жесткости, образуя растворимый комплекс, который удаляется с промывочной водой. Они также изолируют растворенное железо и марганец, которые могут мешать моющим свойствам.

* Из-за потенциального воздействия фосфатов в моющих средствах на окружающую среду все новые чистящие и моющие средства Essential не содержат фосфатов.

Карбонат натрия (кальцинированная сода) используется в качестве добавки, но может смягчать воду только за счет осадков. Осажденные частицы кальция и магния могут накапливаться на поверхностях, особенно на одежде, поэтому карбонат натрия не используется в моющих средствах для стирки.

Силикат натрия служит компонентом некоторых моющих средств при использовании в высоких концентрациях. При использовании в более низких концентрациях он подавляет коррозию и делает гранулы моющего средства более хрустящими.

Растворители

Моющие средства, как мы узнали, состоят из поверхностно-активных веществ, хелатирующих агентов и структурообразователей. Помните, что поверхностно-активные вещества предназначены для удаления грязи с испачканной поверхности. В формулу добавляются хелатирующие агенты и структурообразователи, чтобы жесткость воды не мешала процессу очистки.

Вода составляет большую часть большинства жидких чистящих средств. Нередко моющие средства на водной основе содержат 50% воды или более. Некоторые готовые к употреблению составы могут содержать до 9От 0% до 95% воды! С таким количеством воды в очистителе, почему они работают так хорошо? Вода может считаться активным ингредиентом, который фактически повышает моющую способность чистящих средств. Он выполняет несколько очень важных функций в жидких очистителях. Самое главное, это добавляет «моющих свойств» чистящему средству. Вода действует как растворитель, который разрушает частицы почвы после того, как поверхностно-активные вещества уменьшают поверхностное натяжение и позволяют воде проникать в почву. Вода способна растворять множество различных веществ. На самом деле его называют «универсальным растворителем», потому что он растворяет больше веществ, чем любая другая жидкость.

Можно себе представить, как это работает, если подумать о собственной стиральной машине. Подумайте о том, что произойдет, если вы добавите чашку моющего средства в стиральную машину и выстираете кучу одежды без добавления воды. Ваша одежда точно не выйдет чистой! Вода необходима для правильной работы стирального порошка.

Вода также способствует взвешиванию и предотвращению повторного отложения почв. После растворения и эмульгирования грунта с поверхности мы хотим предотвратить его повторное отложение. Вода удерживает грязь в подвешенном состоянии на чистой поверхности, чтобы ее можно было легко унести во время процесса ополаскивания. Понятно, что без воды наши чистящие средства были бы гораздо менее эффективны.

Помимо воды в чистящие средства часто добавляют другие химические растворители для повышения эффективности. Такие соединения, как 2-бутоксиэтанол (бутил), изопропиловый спирт (медицинский спирт) и d-лимонен считаются растворителями. Их основная функция состоит в том, чтобы разжижать жир и масла или растворять твердую почву в очень мелкие частицы, чтобы поверхностно-активные вещества могли легче выполнять свою функцию.

Консерванты

Консервант — это не что иное, как вещество, которое защищает мыло и моющие средства от естественных эффектов старения, таких как гниение, обесцвечивание, окисление и бактериальная деградация. Как мы увидим, синтетические моющие средства сохраняются иначе, чем мыло.

В мыле консерванты используются для предотвращения естественной склонности к прогорканию и окислению при старении.