Dispergeermiddelen Dispergeermiddelen zijn speciale chemicaliën die worden gebruikt bij de behandeling van water en afvalwater om de verdeling van fijne deeltjes en sedimenten in een vloeistof te verbeteren en om te voorkomen dat deeltjes samenklonteren of uitvlokken. In industriële watertechnologie en afvalwaterbehandeling voorkomen dispergeermiddelen de vorming en afzetting van vaste deeltjes op oppervlakken, wat een belangrijke rol speelt in circulatiesystemen, pijpleidingen en warmtewisselaars. Hun toepassing is vooral relevant voor koelwaterbehandeling, ketelwaterbehandeling en voor waterbehandelingssystemen op basis van membranenom het risico op vervuiling en kalkaanslag te verminderen.

Technische achtergrond en functie van dispergeermiddelen

Dispergeermiddelen werken door de oppervlaktelading van de deeltjes te wijzigen of door een elektrostatische beschermende film rond de deeltjes te vormen. Dit genereert afstotende krachten die voorkomen dat de deeltjes aan elkaar kleven en zich samenvoegen tot grotere aggregaten. Deze mechanismen ondersteunen de stabiele verdeling van vaste deeltjes in het water en helpen afzettingen in waterzuiveringsinstallaties te minimaliseren.

Dispersiemechanismen

1. Elektrostatische stabilisatie:

   • Dispergeermiddelen beïnvloeden de oppervlaktelading van de deeltjes in de oplossing. Deze opgewekte lading leidt tot elektrostatische afstoting tussen de deeltjes, wat samenklonteren voorkomt. Deze eigenschap is vooral belangrijk om afzettingen in nauwe stromingsgebieden te voorkomen.

2. Sterische stabilisatie:

   • Sommige dispergeermiddelen hopen zich op in een laag rond de deeltjes en creëren een sterische barrière die de deeltjes van elkaar scheidt. Deze barrière voorkomt dat de deeltjes dichter bij elkaar komen en zo grotere aggregaten of afzettingen vormen.

3. Verandering in het deeltjesoppervlak:

   • Dispergeermiddelen veranderen de oppervlakte-eigenschappen van de deeltjes en maken ze hydrofieler, waardoor hun verdeling in het water verbetert. Vooral in systemen met hard water, waarin calcium- en magnesiumionen de neiging hebben om neer te slaan, voorkomen dispergeermiddelen dat deze deeltjes de oppervlakken bereiken en bezinken.

Soorten dispergeermiddelen en hun specifieke toepassingen

Dispergeermiddelen kunnen worden onderverdeeld in verschillende categorieën, afhankelijk van het type waterbehandeling en de chemische structuur:

1. Anionische dispergeermiddelen:

   • Anionische dispergeermiddelen hebben een negatieve lading en zijn geschikt voor het stabiliseren van deeltjes met een positieve oppervlaktelading. Ze worden vaak gebruikt in koelsystemen en bij de behandeling van ketelwater om de vorming van calciumcarbonaat en magnesiumafzettingen te voorkomen.

2. Kationische dispergeermiddelen:

   • Deze positief geladen dispergeermiddelen worden gebruikt in toepassingen waar de deeltjes een negatieve lading hebben. Bij de behandeling van afvalwater kunnen kationische dispergeermiddelen nuttig zijn bij het voorkomen van vlokvorming bij de behandeling van industrieel afvalwater.

3. Niet-ionische dispergeermiddelen:

   • Niet-ionische dispergeermiddelen hebben geen lading en zijn stabiel in een breed pH-bereik. Deze dispergeermiddelen zijn nuttig voor toepassingen waar de deeltjesoppervlakken verschillende ladingen hebben of de pH sterk varieert. Ze worden veel gebruikt in membraansystemen waar de watersamenstelling variabel is.

4. Dispergeermiddelen op basis van polymeren:

   • Polymere dispergeermiddelen, zoals polyacrylaten en polyfosfaten, hebben lange moleculaire ketens die zich om de deeltjes wikkelen en sterische hindernissen creëren. Ze zijn bijzonder effectief tegen calcium- en magnesiumafzettingen en zijn zeer geschikt voor koel- en ketelwaterbehandelingen.

Toepassingen van dispergeermiddelen in de praktijk

Dispergeermiddelen spelen een belangrijke rol in verschillende industriële waterbehandelingsprocessen om de efficiëntie van de systemen te verbeteren en het risico op afzettingen en vervuiling te minimaliseren.

1. Behandeling van koelwater:

   • Dispergeermiddelen worden gebruikt in open en gesloten koelsystemen om de opbouw van calciumcarbonaat, magnesiumzouten en andere minerale vaste stoffen te voorkomen. De toevoeging van dispergeermiddelen houdt het koelwater helder en handhaaft de efficiëntie van de warmteoverdracht, waardoor de bedrijfskosten worden verlaagd en de levensduur van het systeem wordt verlengd.

2. Behandeling van ketelwater:

   • In boilersystemen voorkomen dispergeermiddelen de vorming van afzettingen op warmtewisselaars en verwarmingsoppervlakken, die de warmteoverdracht zouden belemmeren. Vooral in systemen met hard water, waar calcium- en magnesiumionen de neiging hebben om neer te slaan, zijn dispergeermiddelen essentieel om de prestaties van de ketel te maximaliseren en stilstand door reiniging te minimaliseren.

3. Membraanprocessen in waterbehandeling:

   • In omgekeerde osmose- en ultrafiltratiesystemen voorkomen dispergeermiddelen vervuiling van de membranen door vaste stoffen en colloïden. Door dispergeermiddelen te gebruiken kan de levensduur van de membranen worden verlengd omdat het risico op verstopping en een verlaging van de filtratiesnelheid wordt verminderd. De dispergeermiddelen werken vaak synergetisch met antiscalants.

4. Textiel- en verfindustrie:

   • Textielverwerking en verven produceren vaak afvalwater met hoge concentraties vaste stoffen, wat kan leiden tot afzettingen en verkleuring. Dispergeermiddelen voorkomen de vorming van afzettingen en helpen de productiefaciliteiten schoon te houden. Ze zorgen er ook voor dat verfdeeltjes gedispergeerd blijven in het water en niet neerslaan op machineoppervlakken.

5. Papier- en pulpindustrie:

   • In de papierproductie voorkomen dispergeermiddelen dat vulstoffen, klei en vezels zich ophopen op machines en oppervlakken. Dit leidt tot een efficiëntere productie, minder onderhoud en minder stilstand.