Mnogim ljudima ovo nije jasno, a čak i iskusni profesionalci često imaju nejasno razumijevanje. PAC, PAM, PFS, natrijev hipoklorit, inhibitori kamenca, sredstva za defluoriranje, izvori ugljika... nazive je teško zapamtiti, funkcije se zbunjuju, a kemikalije se često doziraju nasumično-dodane kada ne bi trebale ili izostavljene kada je potrebno. Nije da operateri nisu pametni; jednostavno im nitko nikad nije sve jasno posložio.
Izazov s kemikalijama za obradu vode leži u njihovoj čistoj raznolikosti: postoji mnogo vrsta, neke služe za višestruke svrhe, a konvencije imenovanja se razlikuju. Kada se nekoliko koristi zajedno, problem nije samo u tome što ih se zaboravi-već ih se miješa. Danas ih sustavno raščlanimo.
01
Koagulansi i flokulanti: dinamički duo fizikalno-kemijske obrade
Jedan destabilizira, drugi premošćuje-nemojte ih miješati.
Ove dvije vrste kemikalija gotovo se uvijek koriste zajedno, ali njihove su funkcije potpuno različite; nemoj ih brkati.
Koagulansi podnose destabilizaciju: oni neutraliziraju površinski naboj koloidnih čestica u vodi, uzrokujući da se fine čestice-koje bi inače ostale lebdeće-grupaju u sićušne "mikro-flokule." Sredstva za flokulaciju se bave premošćivanjem: povezuju te sićušne mikro-flokule zajedno u velike, teške flokule koje se mogu taložiti ili učinkovito odvoditi.
Jedan neutralizira naboj na površini čestica tako da se više ne odbijaju; drugi koristi dugo{0}}lančane polimere za povezivanje destabiliziranih čestica. Redoslijed dodavanja također je važan: destabilizacija mora doći prije premošćivanja; obrnuti redoslijed ne daje praktički nikakve rezultate.
02
Odabir između tri vrste koagulansa
Odaberite PAC za rutinsko uklanjanje zamućenja; odaberite sredstva na bazi-željeza za uklanjanje fosfora.
Postoje tri najčešće korištena koagulansa.
PAC (polialuminijev klorid): ekonomičan, učinkovit u uklanjanju zamućenja i prilagodljiv širokom pH rasponu. Pogodan i za komunalne i za industrijske otpadne vode, najbolji je-izbor za rutinske operacije. PFS (poliferični sulfat): Nudi jače mogućnosti uklanjanja fosfora od PAC-a i proizvodi guste, brzo-taložene flokule. To je poželjan izbor za otpadne vode s visokim-fosforom, poput onih iz klaonica, tvornica papira i kemijskih tvornica fosfora. Željezov klorid: vrlo učinkovit u koagulaciji i uklanjanju fosfora, ali vrlo korozivan. Zahtijeva mjere protiv -korozije opreme i općenito nije prvi izbor, iako se koristi u određenim scenarijima. Za rutinsko uklanjanje zamućenja odaberite PAC; za specijalizirano uklanjanje fosfora, odaberite koagulanse-na bazi željeza-ovo pravilo rijetko pada. Neke biljke bore se za smanjenje razine fosfora dok još uvijek koriste PAC; prelazak na proizvod-na bazi željeza daje trenutne rezultate. Nije da je PAC neučinkovit; to jednostavno nije pravi alat za taj određeni posao.
03
Osnovni flokulant: PAM
Upotrijebite anionsko za pomoć taloženju; Koristite Cationic za odvodnjavanje
Središnji flokulant je PAM (poliakrilamid). Dostupan je u tri vrste na temelju ionskog naboja, a svaki ima različite primjene.
Anionski PAM je najučinkovitiji za otpadnu vodu s visokim razinama mulja i anorganskih tvari-idealan za vodu od pranja ugljena, keramičku otpadnu vodu i pomoć pri sedimentaciji u primarnim taložnicima. Kationski PAM nosi pozitivan naboj i specijaliziran je za odvodnjavanje mulja; dodavanje prije filter preše poboljšava otpuštanje vode, potencijalno smanjujući sadržaj vlage u mulju sa 97% na ispod 80%. Ne-ionski PAM ima uzak raspon primjene i rijetko se koristi.
Samo zapamtite: koristite anionske za pomoć pri taloženju i kationske za odvodnju. Međutim, postoji zamka s PAM-om: odabir pogrešne molekularne težine ili ionskog stupnja dovodi do znatno različitih rezultata. Čak i među kationskim PAM proizvodima, razlike u molekularnoj težini (npr. 8 milijuna prema . 12 milijuna) ili ionskom stupnju (npr. 20 prema . 40) mogu uzrokovati značajne varijacije u sadržaju vlage u rezultirajućem kolaču od mulja. Različite kvalitete vode zahtijevaju -testiranje na stolu za pravilan odabir; ne očekujte da će jedna vrsta PAM-a raditi u svakoj situaciji.
Vidio sam mnoge tvornice u kojima je učinak PAM-a varirao nakon promjene marke, samo da bih otkrio da se ionski stupanj razlikuje od prethodne serije. Dakle, kada mijenjate dobavljača, nemojte se fokusirati samo na cijenu-osigurajte da parametri molekularne težine i ionskog stupnja odgovaraju vašim zahtjevima.
04
Izvori ugljika: Gorivo za denitrifikacijske sustave
Četiri vrste izvora ugljika: prednosti i mane
U denitrifikaciji, ako je izvor ugljika nedostatan, bakterije ostaju gladne, a ukupne razine dušika ne padaju. Ovo je čest problem. Postrojenja s odgovarajućim omjerom ugljika-prema-dušiku (C/N) ne trebaju dodavati više, ali postrojenja za industrijsku otpadnu vodu s niskim omjerima C/N gotovo uvijek zahtijevaju dopunu.
Svaki od četiri izvora ugljika ima svoje prednosti i nedostatke. Prethodno sam napisao usporednu recenziju-"Metanol, natrijev acetat, glukoza ili kompozitni izvori ugljika: što biste trebali odabrati za denitrifikaciju?"-ali evo kratkog sažetka. Metanol nudi najveći ekvivalent ugljika i najnižu cijenu, ali budući da je opasna kemikalija klase A, njegovo skladištenje i transport zahtijevaju odobrenje zaštite od požara-prepreku koju si mala postrojenja često ne mogu priuštiti. Natrijev acetat ima visoke stope iskorištenja i ne zahtijeva razdoblje prilagodbe prilikom prebacivanja, što ga čini izvrsnim izborom za preciznu kontrolu; međutim, zimi se kristalizira i začepi cijevi, uzrokujući glavobolje biljkama u sjevernim krajevima. Glukoza je sigurna, ali sporo-djeluje; ne treba ga odabrati ako hidrauličko vrijeme zadržavanja u spremniku nije dovoljno. Kompozitni izvori ugljika, formulirani od više komponenti, nude visoku učinkovitost iskorištavanja u različitim mikrobnim populacijama; izvrsni su u uvjetima niske-temperature, sigurni su i ne{10}}kristaliziraju te su prikladni za stabilno, dugo-doziranje.
Prilikom odabira izvora ugljika, uzmite u obzir tri čimbenika: posjedovanje opasnih kemijskih kvalifikacija, fluktuacije temperature vode zimi i volumen tretmana. Ako je kvalificiran, metanol je najekonomičniji izbor; bez kvalifikacija, natrijev acetat je dovoljan ako temperatura vode ostane iznad 15 stupnjeva tijekom cijele godine-. Međutim, ako zimske temperature padnu ispod 12 stupnjeva, kompozitni izvori ugljika-koji nude visoko-iskorištenje niske-temperature i ne kristaliziraju-mogu zapravo rezultirati nižim ukupnim troškovima od natrijevog acetata.
O izvorima ugljika ima mnogo toga za raspravljati, ali kako je ova tema bila iscrpno obrađena u prethodnim člancima, neću je ovdje ponavljati.
05
Specijalisti za napredno liječenje
Primjenjuje se samo za određene parametre koji prelaze ograničenja
Prve dvije kategorije koriste gotovo svi uređaji za pročišćavanje otpadnih voda. Ova je kategorija drugačija-i koristi se samo za rješavanje specifičnih parametara koji premašuju ograničenja pražnjenja.
Sredstva za uklanjanje fluorida: primarno se koriste za otpadne vode-koje sadrže fluor iz industrija kao što su fotonaponska, elektronika, poluvodiči, rudarstvo i metalurgija te fosforne kemikalije. Većina postrojenja za pročišćavanje otpadne vode -natrpane fluoridom koristi dvo-fazni postupak uklanjanja: početni stupanj taloženja kalcijeve soli smanjuje razine fluorida na 20-30 mg/L, nakon čega slijedi stupanj poliranja pomoću specijaliziranih sredstava za uklanjanje fluorida kako bi se razine spustile ispod 2 mg/L. Faza kalcijeve soli predstavlja izazove u vezi s velikim volumenom mulja i teškom kontrolom pH, dok faza specijaliziranog sredstva ovisi o odabiru ispravne doze i podešavanju pH vrijednosti natrag na odgovarajući raspon. Kada su dva stupnja dobro-integrirana, ukupni trošak niži je od metode čiste kalcijeve soli, a volumen mulja može se smanjiti za pola. To sam detaljno analizirao u prethodnim člancima, pa ću za sada ostati na tome.
Sredstva za keliranje teških metala: ciljaju na teške metale kao što su živa, olovo, bakar, nikal i krom koji se nalaze u otpadnoj vodi od galvanizacije, proizvodnje tiskanih ploča i rudarskih operacija. Mehanizam uključuje kelirajuće skupine unutar sredstva koje stvara stabilne precipitate s ionima teških metala, učinkovito hvatajući teške metale iz vode. U usporedbi s tradicionalnom metodom taloženja hidroksida, sredstva za keliranje teških metala nude nekoliko prednosti: širok učinkovit raspon pH (nisu pH-osjetljivi kao alkalno taloženje), učinkovitost protiv kompleksiranih teških metala (dok je taloženje hidroksida uglavnom neučinkovito protiv kompleksiranog bakra ili nikla) i proizvodnju stabilnog mulja u manjim količinama koje nije lako ponovno-otapati.
Međutim, imajte na umu da ova sredstva nisu lijek-za sve; različiti teški metali zahtijevaju različite vrste kelirajućih sredstava. Budući da se uvjeti keliranja za bakar, nikal i krom razlikuju, za provjeru izbora potrebno je-testiranje na stolu. Doziranje također mora biti precizno: prema-doziranje dovodi do efluenta koji prelazi granice ispuštanja, dok preko-doziranje gubi novac na kemikalije.
Sredstva za obezbojenje naširoko se koriste u tiskanju tekstila, bojanju i obradi otpadnih voda od proizvodnje papira; oni su tipično kvaternarni amonijevi polimeri koji brzo talože boju. Kako to nije naš primarni fokus, samo ćemo to ukratko spomenuti.
06
Kemikalije-za podršku sustava
One ne tretiraju izravno zagađivače, ali su nezamjenjive.
Ove vrste kemikalija ne tretiraju izravno zagađivače, ali su neophodne za normalan rad sustava.
Inhibitori kamenca su nezamjenjivi za RO membrane i sustave cirkulacije vode. Ioni kalcija i magnezija mogu stvoriti kamenac koji začepljuje pore membrane; inhibitori kamenca sprječavaju kristalizaciju i taloženje tih soli. Organofosfonati (kao što su HEDP i ATMP) učinkoviti su protiv kamenca kalcijevog karbonata, dok polimeri (kao što je PAA) dobro djeluju protiv kamenca od silicijevog dioksida i željeza. Slijedite preporuke proizvođača membrane pri odabiru inhibitora; nemojte donositi proizvoljne izbore.
Biocidi sprječavaju razmnožavanje bakterija i algi na površinama membrana i unutar cjevovoda. Oksidirajući biocidi (npr. natrijev hipoklorit, klor dioksid) brzo-djeluju i nisu skupi, ali se brzo troše, zahtijevajući kontinuirano doziranje. Ne-oksidirajući biocidi (npr. izotiazolinoni, kvaterne amonijeve soli) nude dugotrajnije-učinke i na njih manje utječe pH. Praktično iskustvo sugerira izmjenu između oksidirajućih i-neoksidirajućih tipova; oslanjanje samo na jednu vrstu može dovesti do otpornosti mikroba, čineći čak i visoke doze neučinkovitima.
pH regulatori: Natrijev hidroksid je najčišća opcija za podizanje pH, dok je vapno jeftino, ali stvara značajan talog; klorovodična ili sumporna kiselina se koristi za snižavanje pH i također se koristi za čišćenje membrana. Oni se mogu koristiti tijekom cijelog procesa, ali izbjegavajte nasumične prilagodbe-prije promjene pH, jasno razmotrite razlog, ciljnu razinu i hoće li prilagodba utjecati na daljnje procese.
07
Jedna kemikalija, višestruka upotreba; jedna tvar, više naziva
Promjena koraka procesa znači promjenu funkcije
Prostorija za doziranje kemikalija sadrži nekoliko "multitaskera"-ista kemikalija obavlja potpuno različite funkcije ovisno o koraku procesa. Ovo je i mjesto gdje najčešće dolazi do zabune na-stranici.
Limeta je klasičan primjer. Koristi se za podešavanje pH vrijednosti, uklanjanje fluorida, omekšavanje vode i kao pomoć pri kemijskom uklanjanju fosfora. Pojavljuje se i u fazi fizikalno-kemijskog tretmana i u naprednom stadiju tretmana, ali se razine doziranja razlikuju po redovima veličina, tako da se ne može jednostavno kopirati-zalijepiti postavke doziranja. Željezni sulfat je sličan; dok je prvenstveno koagulant, također uklanja fosfor i boju. U kiselim uvjetima reducira heksavalentni krom u trovalentni krom-što je ključni korak u obradi kromom-otpadne vode od galvanizacije. Natrijev hipoklorit se koristi ne samo za sterilizaciju i dezinfekciju, već i za dekolorizaciju, uništavanje cijanida (u alkalnim uvjetima), te čišćenje membrana i cjevovoda.
Nepodudarnosti u konvencijama imenovanja uzrokuju još veću zbrku. Različiti ljudi koriste različite nazive za istu tvar: PAC je kratica za polialuminijev klorid, iako ga neki nazivaju bazičnim aluminijevim kloridom; tekuća lužina, kaustična soda i natrijev hidroksid svi se odnose na istu stvar; soda je natrijev karbonat; PAM je kratica za poliakrilamid, koji se dalje kategorizira u anionske, kationske i ne-ionske vrste. "Kompozitni izvori ugljika" najtipičniji su primjer; različiti dobavljači koriste različite trgovačke nazive i formulacije, tako da samo ime malo otkriva.
Stoga nemojte pamtiti kemikalije po imenu; pamtiti ih po funkciji koju obavljaju unutar sustava. Ako se ista kemikalija koristi u drugom koraku procesa, doziranje i kontrolni parametri će se potpuno promijeniti; obrnuto, dva proizvoda s istim nazivom ne moraju nužno imati isti sastav. Kada postoji neusklađenost između narudžbenica i-stvarnosti na licu mjesta, razjasnite točno što je tvar i čemu je namijenjena prije razgovora o cijeni.
08
Završetak sažetom tablicom
Brza referenca za osam kategorija kemikalija
Koagulansi: Reprezentativni proizvodi uključuju PAC, PFS i željezni klorid. Njihove primarne funkcije su destabiliziranje čestica u obliku flokula, kao i uklanjanje zamućenja i fosfora. Tipični scenariji primjene uključuju primarne taložnike i napredno uklanjanje fosfora.
Flokulanti: Reprezentativni proizvodi uključuju PAM (anionski/kationski). Njihove primarne funkcije su premošćivanje čestica u velike flokule i pomaganje u sedimentaciji i odvodnjivanju. Tipični scenariji primjene uključuju taložnike i filter preše. Izvori ugljika: Reprezentativni proizvodi uključuju metanol, natrijev acetat i kompozitne izvore ugljika. Njihova primarna funkcija je dopuna ugljiku za promicanje denitrifikacije (uklanjanje dušika), koja se obično koristi u anoksičnim spremnicima.
Sredstva za defluoriranje: Reprezentativni proizvodi uključuju kalcijeve soli i specijalizirana sredstva za defluoriranje. Njihova primarna funkcija je dubinsko uklanjanje fluorida u sekundarnim fazama obrade, obično se koriste za otpadne vode iz fotonaponske i elektroničke proizvodnje.
Taložnici teških metala: Reprezentativni proizvodi uključuju kelirajuće taložnike. Njihova primarna funkcija je hvatanje teških metala i stvaranje stabilnih taloga, koji se obično koriste za galvanizaciju i otpadne vode od proizvodnje tiskanih ploča.
Sredstva protiv kamenca: Reprezentativni proizvodi uključuju HEDP i PAA. Njihova primarna funkcija je spriječiti stvaranje kamenca na membranama i u cjevovodima, koji se obično koriste u RO sustavima i sustavima cirkulacije vode.
Biocidi: Reprezentativni proizvodi uključuju natrijev hipoklorit i izotiazolinone. Njihova primarna funkcija je sterilizacija i inhibicija algi, obično se koriste u membranskim sustavima i sustavima cirkulacije vode.
pH regulatori: Reprezentativni proizvodi uključuju tekuću kaustičnu sodu (NaOH), klorovodičnu kiselinu i vapno. Njihova primarna funkcija je podešavanje pH razine, primjenjivo u svim fazama procesa.
09
Tri principa za odabir kemikalija
Prvo provedite-testove na stolu · Izračunajte ukupne troškove · Razmotrite proces
Prvo provedite-testove na skali prije povećanja. Kvaliteta vode značajno utječe na djelovanje kemikalija; Doza PAC-a, na primjer, mogla bi biti u rasponu od 50 do 300 mg/L-kako možete znati bez testiranja? Nemojte samo slušati "uobičajenu dozu" dobavljača; tvoj "tipičan" nije isti kao njihov.
Drugo, izračunajte ukupne troškove, a ne samo jedinične cijene. Skupe kemikalije mogu zahtijevati manje doze i ponuditi stabilne performanse, što potencijalno može rezultirati nižim troškom po toni pročišćene vode. Suprotno tome, jeftine kemikalije mogu zahtijevati visoke doze ili dati loše rezultate-što dovodi do prerade i viših ukupnih troškova.
Treće, osigurajte da kemikalije odgovaraju procesu. Flotacija otopljenim zrakom (DAF) zahtijeva lagane flokule, dok sedimentacija zahtijeva teške flokule, što znači da se odabir PAC i PAM potpuno razlikuje. Biokemijski sustavi osjetljivi su na kemijsku toksičnost; nikada ne dodajte jake oksidanse u biokemijske spremnike. Za membranske sustave, pogledajte popis kompatibilnosti proizvođača pri odabiru sredstava protiv kamenca i biocida; uporaba nekompatibilnih kemikalija može uništiti membrane.
Ova tri načela zvuče jednostavno, ali manje od polovice svih biljaka ih se zapravo pridržava-većina pomisli da će provesti testove tek nakon što se problem pojavi, često prekasno otkrivajući da su cijelo vrijeme koristile pogrešne kemikalije. Tri principa za odabir kemikalija
Provedite male -testove prije povećavanja doze (doze PAC-a mogu biti u rasponu od 50 do 300 mg/L; nećete znati točnu količinu bez testiranja). Izračunajte ukupne troškove, a ne jedinične cijene (skupe kemikalije mogu zahtijevati niže doze i ponuditi stabilne performanse, što rezultira nižim troškom po toni pročišćene vode). Pobrinite se da kemikalije odgovaraju procesu (flotacija otopljenog zraka zahtijeva lagane pahuljice, sedimentacija zahtijeva teške pahuljice, a membranski sustavi zahtijevaju provjeru popisa kompatibilnosti).
Završne misli
Kemikalije se mogu činiti složenima, ali postaju jasne kada se kategoriziraju prema funkciji: fizikalno-kemijski stadij oslanja se na koagulaciju i flokulaciju; biokemijski stadij oslanja se na izvore ugljika; napredni stupanj liječenja oslanja se na posebne kemikalije; a oni su dopunjeni inhibitorima kamenca, biocidima i regulatorima pH. Pravi izazov nije pamćenje imena, već točno određivanje koja kemikalija odgovara vašoj specifičnoj kvaliteti vode i -učinak procesa može drastično varirati između iste vrste kemikalije različitih proizvođača. Dakle, nemojte rezati uglove: pokrenite male-testove, izračunajte ukupne troškove i procijenite kompatibilnost procesa. Marljivo praćenje ova tri koraka može vas spasiti od mnogo naknadnog rada.
