Daudziem cilvēkiem tas nav skaidrs, un pat pieredzējušiem speciālistiem bieži ir neskaidra izpratne. PAC, PAM, PFS, nātrija hipohlorīts, katlakmens inhibitori, defluorēšanas līdzekļi, oglekļa avoti... nosaukumus ir grūti atcerēties, funkcijas tiek sajauktas, un ķīmiskās vielas bieži tiek nejauši pievienotas-, kad tās nevajadzētu pievienot, vai arī izlaistas, ja nepieciešams. Nav tā, ka operatori nav gudri; vienkārši neviens viņiem to visu nav skaidri sakārtojis.
Izaicinājums ar ūdens attīrīšanas ķimikālijām slēpjas to milzīgajā daudzveidībā: ir daudz veidu, daži kalpo vairākiem mērķiem, un nosaukumu piešķiršanas metodes atšķiras. Ja tiek lietoti vairāki kopā, problēma nav tikai to aizmiršana{1}}, bet arī to sajaukšana. Šodien sistemātiski tos sadalīsim.
01
Koagulanti un flokulanti: fizikāli ķīmiskās apstrādes dinamiskais duets
Viens destabilizē, bet citi tilti{0}}tos nesajauc.
Šos divu veidu ķīmiskās vielas gandrīz vienmēr izmanto kopā, taču to funkcijas ir pilnīgi atšķirīgas; nejauciet viņus.
Koagulanti tiek galā ar destabilizāciju: tie neitralizē koloidālo daļiņu virsmas lādiņu ūdenī, izraisot smalkās daļiņas, -kas pretējā gadījumā paliktu suspendētas-, lai saliptu sīkos "mikro{2}}flokos." Flokulanti tiek galā ar tiltu veidošanu: tie savieno šos sīkos mikro-flokus lielos, smagos flokuļos, kas var nosēsties vai tikt efektīvi atūdeņoti.
Viens neitralizē lādiņu uz daļiņu virsmām, tāpēc tās vairs neatgrūž viena otru; otrs izmanto garas{0}}ķēdes polimērus, lai savienotu destabilizētās daļiņas. Arī pievienošanas secībai ir nozīme: destabilizācijai ir jānotiek pirms tilta izveides; secības maiņa praktiski nesniedz nekādus rezultātus.
02
Izvēle starp trim koagulantu veidiem
Izvēlieties PAC regulārai duļķainuma noņemšanai; fosfora noņemšanai izvēlieties līdzekļus uz dzelzs{0}} bāzes.
Parasti tiek izmantoti trīs koagulanti.
PAC (polialumīnija hlorīds): Ekonomisks, efektīvs duļķainības noņemšanai un pielāgojams plašam pH diapazonam. Piemērots gan komunālajiem, gan rūpnieciskajiem notekūdeņiem, un tas ir{1}}izvēle ikdienas darbībām. PFS (poliferric sulfate): nodrošina spēcīgāku fosfora atdalīšanas spēju nekā PAC un rada blīvas, ātri{3}}nogulsnējošas flokas. Tā ir vēlamā izvēle notekūdeņiem ar augstu-fosfora saturu, piemēram, no kautuvēm, papīra rūpnīcām un fosfora ķīmiskajām rūpnīcām. Dzelzs hlorīds: ļoti efektīvs koagulācijas un fosfora noņemšanas procesā, bet ļoti kodīgs. Tam nepieciešami pret-korozijas pasākumi iekārtām, un tā parasti nav pirmā izvēle, lai gan to izmanto īpašos gadījumos. Regulārai duļķainuma noņemšanai izvēlieties PAC; specializētai fosfora noņemšanai izvēlieties dzelzs{10}}koagulantus{11}}šis īkšķis reti kad neizdodas. Daži augi cīnās, lai pazeminātu fosfora līmeni, joprojām izmantojot PAC; pārejot uz dzelzs{13}produktu, tiek sasniegti tūlītēji rezultāti. Nav tā, ka PAC ir neefektīva; tas vienkārši nav īstais rīks šim konkrētajam darbam.
03
Galvenais flokulants: PAM
Sedimentācijas atbalstam izmantojiet anjonu; Atūdeņošanai izmantojiet katjonu
Galvenais flokulants ir PAM (poliakrilamīds). Tam ir trīs veidi, kuru pamatā ir jonu lādiņš, un katram ir atšķirīgs pielietojums.
Anjonu PAM ir visefektīvākais notekūdeņiem ar augstu dūņu un neorganisko vielu līmeni,{0}}ideāli piemērots ogļu mazgāšanas ūdenim, keramikas notekūdeņiem un sedimentācijas veicināšanai primārajās nostādināšanas tvertnēs. Katjonu PAM ir pozitīvs lādiņš un ir specializēts dūņu atūdeņošanai; pievienojot to pirms filtra presēšanas uzlabo ūdens izdalīšanos, potenciāli samazinot dūņu mitruma saturu no 97% līdz zem 80%. Ne-jonu PAM ir šaurs pielietojuma diapazons, un to izmanto reti.
Vienkārši atcerieties: izmantojiet anjonu sedimentācijas līdzeklim un katjonu atūdeņošanai. Tomēr PAM ir kļūme: nepareizas molekulmasas vai jonu pakāpes izvēle rada ļoti atšķirīgus rezultātus. Pat starp katjonu PAM produktiem molekulmasas atšķirības (piem., 8 miljoni pret . 12 miljoniem) vai jonu pakāpes (piemēram, 20 pret. 40) var izraisīt ievērojamas mitruma satura atšķirības iegūtajā dūņu kūkā. Lai veiktu pareizu atlasi, dažādām ūdens īpašībām ir nepieciešama stenda{11}mēroga pārbaude; negaidiet, ka viena veida PAM darbosies katrā situācijā.
Esmu redzējis daudzas rūpnīcas, kurās pēc zīmolu maiņas PAM veiktspēja svārstījās, tikai atklājot, ka jonu pakāpe atšķiras no iepriekšējās partijas. Tāpēc, mainot piegādātājus, nekoncentrējieties tikai uz cenu,{1}}pārliecinieties, ka molekulmasas un jonu pakāpes parametri atbilst jūsu prasībām.
04
Oglekļa avoti: Denitrifikācijas sistēmu degviela
Četri oglekļa avotu veidi: plusi un mīnusi
Denitrifikācijā, ja oglekļa avots nav pietiekams, baktērijas kļūst izsalkušas, un kopējais slāpekļa līmenis nespēj samazināties. Tā ir izplatīta problēma. Iekārtām ar atbilstošu oglekļa -pret-slāpekļa (C/N) attiecību nav nepieciešams pievienot vairāk, taču rūpniecisko notekūdeņu iekārtām ar zemu C/N attiecību gandrīz vienmēr ir nepieciešams papildinājums.
Katram no četriem oglekļa avotiem ir savas priekšrocības un trūkumi. Iepriekš rakstīju salīdzinošu apskatu-"Metanols, nātrija acetāts, glikoze vai saliktie oglekļa avoti: kuru izvēlēties denitrifikācijai?"-bet šeit ir īss kopsavilkums. Metanols nodrošina visaugstāko oglekļa ekvivalenci un viszemākās izmaksas, taču tā kā A klases bīstamā ķīmiskā viela tā uzglabāšanai un transportēšanai ir nepieciešams ugunsdrošības apstiprinājums-barjeru, ko mazas rūpnīcas bieži nevar atļauties notīrīt. Nātrija acetātam ir augsts izmantošanas līmenis, un pārslēgšanai nav nepieciešams adaptācijas periods, tāpēc tas ir lieliska izvēle precīzai kontrolei; tomēr ziemā tas kristalizējas un aizsprosto caurules, radot galvassāpes ziemeļu reģionu augiem. Glikoze ir droša, bet lēni{7}}darbojas; to nevajadzētu izvēlēties, ja hidrauliskās aiztures laiks tvertnē ir nepietiekams. Saliktie oglekļa avoti, kas veidoti no vairākiem komponentiem, piedāvā augstu izmantošanas efektivitāti dažādās mikrobu populācijās; tie ir izcili zemas-temperatūras apstākļos, ir droši un ne{10}}kristalizējas, kā arī ir piemēroti stabilai, ilgstošai{11}}dozēšanai.
Izvēloties oglekļa avotu, ņemiet vērā trīs faktorus: bīstamo ķīmisko vielu kvalifikāciju, ziemas ūdens temperatūras svārstības un apstrādes apjomu. Ja tas ir kvalificēts, metanols ir visekonomiskākā izvēle; bez kvalifikācijas, nātrija acetāts ir pietiekams, ja ūdens temperatūra saglabājas virs 15 grādiem visu gadu. Tomēr, ja ziemas temperatūra nokrītas zem 12 grādiem, saliktie oglekļa avoti, -kas nodrošina augstu zemas temperatūras izmantošanu un nekristalizē{7}}, faktiski var radīt zemākas kopējās izmaksas nekā nātrija acetāts.
Ir daudz ko apspriest par oglekļa avotiem, taču, tā kā šī tēma tika rūpīgi aplūkota iepriekšējos rakstos, es to šeit neatkārtošu.
05
Uzlabotas ārstēšanas speciālisti
Izvietots tikai konkrētiem parametriem, kas pārsniedz ierobežojumus
Pirmās divas kategorijas izmanto gandrīz visas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas. Šī kategorija ir atšķirīga-tā tiek izmantota tikai, lai risinātu konkrētus parametrus, kas pārsniedz izlādes ierobežojumus.
Fluora atdalīšanas līdzekļi: tos galvenokārt izmanto fluoru{0}}saturošiem notekūdeņiem no tādām nozarēm kā fotoelementi, elektronika, pusvadītāji, kalnrūpniecība un metalurģija, kā arī fosfora ķimikālijas. Lielākajā daļā iekārtu, kas attīra fluorīdu{2}}piesātinātus notekūdeņus, tiek izmantots divpakāpju noņemšanas process: sākotnējā kalcija sāls izgulsnēšanas stadijā fluora līmenis tiek samazināts līdz 20–30 mg/l, kam seko pulēšanas stadija, izmantojot specializētus fluora atdalīšanas līdzekļus, lai līmeni pazeminātu zem 2 mg/l. Kalcija sāls stadija rada problēmas saistībā ar lielu dūņu daudzumu un sarežģītu pH kontroli, savukārt specializētā aģenta stadija ir atkarīga no pareizas devas izvēles un pH pielāgošanas atpakaļ atbilstošajam diapazonam. Ja abi posmi ir labi-integrēti, kopējās izmaksas ir zemākas nekā tīrā kalcija sāls metode, un dūņu apjomu var samazināt uz pusi. Esmu to detalizēti analizējis iepriekšējos rakstos, tāpēc pagaidām to atstāšu.
Smago metālu helātus veidojošie aģenti: to mērķis ir smagie metāli, piemēram, dzīvsudrabs, svins, varš, niķelis un hroms, kas atrodami galvanizācijas, shēmas plates ražošanas un kalnrūpniecības darbību notekūdeņos. Mehānisms ietver helātus veidojošas grupas aģentā, kas veido stabilas nogulsnes ar smago metālu joniem, efektīvi uztverot smagos metālus no ūdens. Salīdzinot ar tradicionālo hidroksīda nogulsnēšanas metodi, smago metālu helātu veidojošie aģenti piedāvā vairākas priekšrocības: plašu efektīvu pH diapazonu (tie nav tik jutīgi pret pH kā sārmu izgulsnēšanās), efektivitāti pret kompleksiem smagajiem metāliem (turpretim hidroksīda nogulsnēšana ir lielā mērā neefektīva pret kompleksu varu vai niķeli) un mazākos daudzumos, kas neizšķīst, tiek viegli izšķīdināti.
Tomēr ņemiet vērā, ka šie līdzekļi nav izārstēt{0}}visu; dažādiem smagajiem metāliem ir nepieciešami dažāda veida helātus veidojošie aģenti. Tā kā vara, niķeļa un hroma helātu veidošanās apstākļi atšķiras, lai pārbaudītu izvēli, ir jāveic stenda-mēroga testēšana. Dozēšanai ir jābūt arī precīzai: nepietiekama-dozēšana noved pie tā, ka notekūdeņi pārsniedz izplūdes ierobežojumus, savukārt pārmērīga-dozēšana izšķiež naudu par ķīmiskajām vielām.
Krāsošanas līdzekļus plaši izmanto tekstilizstrādājumu drukāšanā, krāsošanā un papīra ražošanas notekūdeņu attīrīšanā; tie parasti ir kvartāra amonija polimēri, kas ātri noņem krāsu. Tā kā tas nav mūsu galvenais mērķis, mēs to pieminēsim tikai īsi.
06
Sistēma{0}}Atbalsta ķīmiskās vielas
Tie neapstrādā piesārņotājus tieši, bet ir neaizstājami.
Šāda veida ķīmiskās vielas tieši neapstrādā piesārņotājus, bet ir būtiskas sistēmas normālai darbībai.
Katlakmens inhibitori ir neaizstājami RO membrānām un cirkulācijas ūdens sistēmām. Kalcija un magnija joni var veidot nogulsnes, kas aizsprosto membrānas poras; katlakmens inhibitori neļauj šiem sāļiem kristalizēties un izgulsnēties. Organofosfonāti (piemēram, HEDP un ATMP) ir efektīvi pret kalcija karbonāta nogulsnēm, savukārt polimēri (piemēram, PAA) labi darbojas pret silīcija dioksīda un dzelzs nogulsnēm. Izvēloties inhibitoru, ievērojiet membrānas ražotāja ieteikumus; neizdariet patvaļīgu izvēli.
Biocīdi novērš baktēriju un aļģu vairošanos uz membrānu virsmām un cauruļvados. Oksidējošie biocīdi (piem., nātrija hipohlorīts, hlora dioksīds) darbojas ātri un ir lēti, bet ātri noārdās, tādēļ ir nepieciešama nepārtraukta dozēšana. Neoksidējošie biocīdi (piem., izotiazolinoni, kvaternārie amonija sāļi) nodrošina ilgāku-noturīgu iedarbību, un tos mazāk ietekmē pH. Praktiskā pieredze liecina par pārmaiņus starp oksidējošiem un ne{10}}oksidējošiem veidiem; paļaušanās tikai uz vienu veidu var izraisīt mikrobu rezistenci, padarot pat lielas devas neefektīvas.
pH regulētāji: nātrija hidroksīds ir tīrākais risinājums pH paaugstināšanai, turpretim kaļķi ir lēti, bet rada ievērojamas dūņas; sālsskābi vai sērskābi izmanto, lai pazeminātu pH, un to izmanto arī membrānas tīrīšanā. Tos var izmantot visa procesa laikā, taču izvairieties no nejaušām korekcijām-pirms pH maiņas, skaidri apsveriet iemeslu, mērķa līmeni un to, vai korekcija ietekmēs pakārtotos procesus.
07
Viena ķīmiska viela, vairāki lietojumi; viena viela, vairāki nosaukumi
Izmaiņas procesa solī nozīmē izmaiņas funkcijā
Ķīmisko vielu dozēšanas telpā atrodas vairāki "vairākuzdevumu veicēji"-viena un tā pati ķīmiskā viela veic pilnīgi atšķirīgas funkcijas atkarībā no procesa posma. Šeit arī visbiežāk rodas neskaidrības vietnē-.
Laims ir klasisks piemērs. To izmanto pH regulēšanai, fluora noņemšanai, ūdens mīkstināšanai un kā palīglīdzekli ķīmiskai fosfora noņemšanai. Tas parādās gan fizikāli ķīmiskās apstrādes stadijā, gan progresīvās apstrādes stadijā, taču devu līmeņi atšķiras pēc lieluma, tāpēc nevar vienkārši kopēt{2}}ielīmēt devu iestatījumus. Dzelzs sulfāts ir līdzīgs; Lai gan tas galvenokārt ir koagulants, tas arī noņem fosforu un krāsu. Skābos apstākļos tas samazina sešvērtīgo hromu līdz trīsvērtīgajam hromam-, kas ir būtisks solis hroma-galvanizācijas notekūdeņu attīrīšanā. Nātrija hipohlorītu izmanto ne tikai sterilizācijai un dezinfekcijai, bet arī atkrāsošanai, cianīda iznīcināšanai (sārmainos apstākļos), kā arī membrānu un cauruļvadu tīrīšanai.
Neatbilstības nosaukumu piešķiršanā rada vēl lielāku neskaidrību. Dažādi cilvēki vienai vielai lieto dažādus nosaukumus: PAC apzīmē polialumīnija hlorīdu, lai gan daži to dēvē par pamata alumīnija hlorīdu; šķidrais sārms, kaustiskā soda un nātrija hidroksīds attiecas uz vienu un to pašu; sodas pelni ir nātrija karbonāts; PAM apzīmē poliakrilamīdu, ko sīkāk iedala anjonu, katjonu un ne{1}}jonu tipos. "Saliktie oglekļa avoti" ir tipiskākais piemērs; dažādi piegādātāji izmanto dažādus tirdzniecības nosaukumus un formulējumus, tāpēc nosaukums vien maz atklāj.
Tāpēc neiegaumējiet ķīmiskās vielas pēc nosaukuma; iegaumēt tos pēc funkcijas, ko tie veic sistēmā. Ja to pašu ķīmisko vielu izmanto citā procesa posmā, dozēšanas un kontroles parametri pilnībā mainīsies; otrādi, diviem produktiem ar vienādu nosaukumu var nebūt vienāds sastāvs. Ja pastāv neatbilstība starp pirkuma pasūtījumiem un faktisko situāciju vietnē, pirms cenas apspriešanas noskaidrojiet, kas tieši ir viela un kas ar to ir paredzēts.
08
Noslēdzot ar kopsavilkuma tabulu
Ātra uzziņa par astoņām ķīmisko vielu kategorijām
Koagulanti: reprezentatīvi produkti ietver PAC, PFS un dzelzs hlorīdu. To galvenās funkcijas ir destabilizēt daļiņas, veidojot floku, kā arī noņemt duļķainību un fosforu. Tipiski pielietojuma scenāriji ietver primārās sedimentācijas tvertnes un uzlaboto fosfora atdalīšanu.
Flokulanti: reprezentatīvi produkti ietver PAM (anjonu/katjonu). To galvenās funkcijas ir daļiņu savienošana lielos flokos un sedimentācijas un atūdeņošanas veicināšana. Tipiski pielietojuma scenāriji ietver sedimentācijas tvertnes un filtru preses. Oglekļa avoti: reprezentatīvi produkti ietver metanolu, nātrija acetātu un saliktos oglekļa avotus. To galvenā funkcija ir papildināt oglekli, lai veicinātu denitrifikāciju (slāpekļa atdalīšanu), ko parasti izmanto bezskābekļa tvertnēs.
Defluorizējošie līdzekļi: reprezentatīvie produkti ietver kalcija sāļus un specializētus defluorēšanas līdzekļus. To galvenā funkcija ir dziļa fluora noņemšana sekundārajās attīrīšanas stadijās, ko parasti izmanto fotoelektrisko un elektronikas ražošanas notekūdeņu ražošanā.
Smago metālu nogulsnētāji: reprezentatīvi produkti ietver helātus veidojošos nogulsnētājus. To galvenā funkcija ir uztvert smagos metālus un veidot stabilas nogulsnes, ko parasti izmanto galvanizācijai un shēmas plates ražošanas notekūdeņiem.
Pretskalanti: reprezentatīvi produkti ietver HEDP un PAA. To primārā funkcija ir novērst zvīņošanos uz membrānām un cauruļvadiem, ko parasti izmanto RO sistēmās un cirkulācijas ūdens sistēmās.
Biocīdi: reprezentatīvi produkti ietver nātrija hipohlorītu un izotiazolinonus. To galvenā funkcija ir sterilizācija un aļģu inhibīcija, ko parasti izmanto membrānu sistēmās un cirkulējošā ūdens sistēmās.
pH regulētāji: reprezentatīvi produkti ietver šķidro kaustiskā soda (NaOH), sālsskābi un kaļķi. To galvenā funkcija ir pH līmeņa regulēšana, kas ir piemērojama visos procesa posmos.
09
Trīs ķīmiskās izvēles principi
Vispirms veiciet{0}}bench testus · Aprēķiniet kopējās izmaksas · Apsveriet procesu
Pirmkārt, pirms mērogošanas veiciet{0}}bench testus. Ūdens kvalitāte būtiski ietekmē ķīmisko vielu darbību; Piemēram, PAC deva var svārstīties no 50 līdz 300 mg/l-kā to var zināt bez pārbaudes? Neklausieties tikai piegādātāja "tipiskajās devās"; tavs "tipiskais" nav tas pats, kas viņiem.
Otrkārt, aprēķiniet kopējās izmaksas, nevis tikai vienības cenas. Dārgām ķimikālijām var būt nepieciešamas mazākas devas un tās nodrošina stabilu veiktspēju, kas, iespējams, rada zemākas izmaksas par vienu tonnu apstrādātā ūdens. Un otrādi, lētām ķimikālijām var būt nepieciešamas lielas devas vai tās var dot vājus rezultātus-, kā rezultātā var būt nepieciešams pārstrādāt un palielināt kopējās izmaksas.
Treškārt, pārliecinieties, ka ķimikālijas atbilst procesam. Izšķīdināta gaisa flotācijai (DAF) ir nepieciešami viegli floki, savukārt sedimentācijai nepieciešami smagi floki, kas nozīmē, ka PAC un PAM izvēle pilnībā atšķiras. Bioķīmiskās sistēmas ir jutīgas pret ķīmisko toksicitāti; nekad nepievienojiet spēcīgus oksidētājus bioķīmiskajām tvertnēm. Membrānas sistēmām, izvēloties pretskalantus un biocīdus, skatiet ražotāja saderības sarakstu; nesaderīgu ķīmisko vielu izmantošana var sabojāt membrānas.
Šie trīs principi izklausās vienkārši, tomēr mazāk nekā puse augu tos ievēro-vairums domā veikt testus tikai pēc problēmas rašanās, bieži vien pārāk vēlu atklājot, ka visu laiku ir izmantojuši nepareizās ķīmiskās vielas. Trīs ķīmisko vielu izvēles principi
Pirms devas palielināšanas veiciet neliela mēroga{0}}pārbaudes (PAC devas var svārstīties no 50 līdz 300 mg/l; bez pārbaudes jūs nezināsiet pareizo daudzumu). Aprēķiniet kopējās izmaksas, nevis vienības cenas (dārgām ķimikālijām var būt nepieciešamas mazākas devas un tās nodrošina stabilu veiktspēju, kā rezultātā izmaksas par tonnu apstrādātā ūdens ir zemākas). Pārliecinieties, vai ķimikālijas atbilst procesam (izšķīdināta gaisa flotācijai ir nepieciešami viegli floki, sedimentācijai ir nepieciešami smagi floki, un membrānu sistēmām ir jāpārbauda savietojamības saraksti).
Pēdējās domas
Ķīmiskās vielas var šķist sarežģītas, taču tās kļūst skaidras, ja tās tiek klasificētas pēc funkcijas: fizikāli ķīmiskā stadija balstās uz koagulāciju un flokulāciju; bioķīmiskā stadija balstās uz oglekļa avotiem; uzlabotā apstrādes stadija balstās uz speciālām ķīmiskām vielām; un tos papildina katlakmens inhibitori, biocīdi un pH regulētāji. Patiesais izaicinājums nav iegaumēt nosaukumus, bet precīzi noteikt, kura ķīmiskā viela ir piemērota jūsu konkrētajai ūdens kvalitātei un procesa veiktspējai, var krasi atšķirties viena un tā paša veida ķīmiskās vielas no dažādiem ražotājiem. Tāpēc nesteidzieties: veiciet neliela mēroga-pārbaudes, aprēķiniet kopējās izmaksas un novērtējiet procesu saderību. Rūpīgi izpildot šīs trīs darbības, vēlāk jūs varat izvairīties no daudzām pārstrādātēm.
