Monet ihmiset ovat epäselviä tästä, ja kokeneemmillakin ammattilaisilla on usein hämärä ymmärrys. PAC, PAM, PFS, natriumhypokloriitti, kalkkikiven estäjät, fluorinpoistoaineet, hiilen lähteet... nimiä on vaikea muistaa, toiminnot menevät sekaisin ja kemikaaleja annostellaan usein satunnaisesti-lisätään, kun niitä ei pitäisi lisätä, tai jätetään pois tarvittaessa. Kyse ei ole siitä, etteivätkö operaattorit olisi älykkäitä; se on yksinkertaisesti, että kukaan ei ole koskaan selkeästi selvittänyt kaikkea heidän puolestaan.
Vedenkäsittelykemikaalien haaste on niiden pelkkä monimuotoisuus: niitä on monia tyyppejä, joista osa on useita tarkoituksia varten, ja nimeämiskäytännöt vaihtelevat. Kun useita käytetään yhdessä, ongelma ei ole vain niiden unohtaminen-, vaan niiden sekoittaminen. Tänään puretaan ne järjestelmällisesti.
01
Koagulantit ja flokkulantit: Fysikaalis-kemiallisen hoidon dynaaminen kaksikko
Yksi epävakaa, muut sillat{0}}eivät sekoita niitä.
Näitä kahta kemikaalityyppiä käytetään lähes aina yhdessä, mutta niiden tehtävät ovat täysin erilaiset; älä sekoita niitä.
Koagulantit käsittelevät epävakautta: ne neutraloivat kolloidisten hiukkasten pintavarauksen vedessä, jolloin hienot hiukkaset,-jotka muuten pysyisivät suspendoituneina-, kasautuvat yhteen pieniksi "mikro-hiukkasiksi". Flokkulantit käsittelevät silloitusta: ne sitovat nämä pienet mikro-hiutaleet yhteen suuriksi, raskaiksi flokkauksiksi, jotka voivat laskeutua tai poistaa vettä tehokkaasti.
Yksi neutraloi hiukkasten pintojen varauksen, jotta ne eivät enää hylkisi toisiaan; toinen käyttää pitkäketjuisia{0}}polymeerejä epävakaiden hiukkasten yhdistämiseen. Myös lisäysjärjestyksellä on väliä: epävakauden on tapahduttava ennen siltoja; järjestyksen kääntäminen ei tuota käytännössä mitään tuloksia.
02
Valinta kolmen tyyppisen koagulanttityypin välillä
Valitse PAC rutiininomaiseen sameudenpoistoon; valitse rauta{0}}pohjaiset aineet fosforinpoistoon.
Yleisesti käytettyjä koagulantteja on kolme.
PAC (polyalumiinikloridi): Taloudellinen, tehokas poistamaan sameutta ja mukautuva laajalle pH-alueelle. Se sopii sekä yhdyskunta- että teollisuusjätevesille, ja se on paras valinta rutiinitoimintoihin. PFS (polyferric Sulfate): Tarjoaa tehokkaamman fosforinpoistokyvyn kuin PAC ja tuottaa tiheitä, nopeasti{3}}laskeutuvia flokkeja. Se on ensisijainen valinta korkea-fosforipitoisille jätevesille, kuten teurastamojen, paperitehtaiden ja fosforikemian tehtaiden jätevesille. Rautakloridi: Erittäin tehokas koaguloinnissa ja fosforinpoistossa, mutta erittäin syövyttävä. Se vaatii-korroosionestotoimenpiteitä laitteille, eikä se yleensä ole ensimmäinen valinta, vaikka sitä käytetäänkin tietyissä skenaarioissa. Valitse rutiininomaiseen sameudenpoistoon PAC; erityistä fosforinpoistoa varten valitse rauta{10}}pohjaiset koagulantit-tämä peukalosääntö harvoin epäonnistuu. Jotkut kasvit kamppailevat alentamaan fosforipitoisuuksia käyttäessään edelleen PAC:ta; vaihtaminen rauta{13}pohjaiseen tuotteeseen tuottaa välittömiä tuloksia. Kyse ei ole siitä, että PAC olisi tehoton; se ei yksinkertaisesti ole oikea työkalu kyseiseen työhön.
03
Ydin flokkulointiaine: PAM
Käytä anionisia sedimentaatioapuvälineenä; Käytä kationisia vedenpoistoon
Ydin flokkulantti on PAM (polyakryyliamidi). Sitä on kolmea tyyppiä, jotka perustuvat ionivaraukseen, ja jokaisella on erilliset sovellukset.
Anioninen PAM on tehokkain jätevesille, jossa on paljon lietettä ja epäorgaanista ainetta,-sopii ihanteellisesti hiilen pesuveteen, keraamiseen jäteveteen ja sedimentoitumisen edistämiseen ensisijaisissa laskeutussäiliöissä. Kationinen PAM sisältää positiivisen varauksen ja on erikoistunut lietteen vedenpoistoon; sen lisääminen ennen suodatinpuristinta parantaa veden vapautumista, mikä saattaa vähentää lietteen kosteuspitoisuutta 97 %:sta alle 80 %:iin. Ionittomalla PAM:lla on kapea käyttöalue, ja sitä käytetään harvoin.
Muista vain: käytä anionista sedimentaatioapuaineena ja kationista vedenpoistoon. PAM:ssa on kuitenkin sudenkuoppa: väärän molekyylipainon tai ioniasteen valinta johtaa hyvin erilaisiin tuloksiin. Jopa kationisten PAM-tuotteiden joukossa erot molekyylipainossa (esim. 8 miljoonaa vs . 12 miljoonaa) tai ioniasteissa (esim. 20 vs Veden eri ominaisuudet edellyttävät penkki{11}mittakaavatestausta oikean valinnan varmistamiseksi. älä odota yhden tyyppisen PAM:n toimivan joka tilanteessa.
Olen nähnyt monia laitoksia, joissa PAM-suorituskyky vaihteli tuotemerkin vaihdon jälkeen, mutta huomasin, että ioniaste poikkesi edellisestä erästä. Kun vaihdat toimittajaa, älä keskity pelkästään hintaan-varmista, että molekyylipaino- ja ioniasteparametrit vastaavat vaatimuksiasi.
04
Hiililähteet: Denitrifikaatiojärjestelmien polttoaine
Neljä hiililähdetyyppiä: plussat ja miinukset
Denitrifikaatiossa, jos hiilen lähde on riittämätön, bakteerit näkevät nälkää ja kokonaistyppitasot eivät laske. Tämä on yleinen ongelma. Laitoksia, joissa on riittävä hiili-: typpi (C/N) suhde, ei tarvitse lisätä, mutta teollisuusjätevesilaitokset, joissa on alhainen C/N-suhde, tarvitsevat lähes aina täydennystä.
Jokaisella neljästä hiililähteestä on omat etunsa ja haittansa. Kirjoitin aiemmin vertailevan arvostelun-"Metanoli, natriumasetaatti, glukoosi tai komposiittihiililähteet: kumpi kannattaa valita denitrifikaatioon?"-mutta tässä on lyhyt yhteenveto. Metanoli tarjoaa suurimman hiiliekvivalentin ja halvimmat kustannukset, mutta koska se on A-luokan vaarallinen kemikaali, sen varastointi ja kuljetus edellyttävät paloturvallisuushyväksyntää-esteen, jota pienillä laitoksilla ei useinkaan ole varaa poistaa. Natriumasetaatilla on korkea käyttöaste, eikä se vaadi mukautumisaikaa vaihtaessaan, joten se on erinomainen valinta tarkkuusohjaukseen; se kuitenkin kiteytyy ja tukkii putkia talvella, mikä aiheuttaa päänsärkyä pohjoisten alueiden kasveille. Glukoosi on turvallista, mutta{7}}vaikuttaa hitaasti; sitä ei pidä valita, jos hydraulinen pitoaika säiliössä on riittämätön. Komposiittihiilen lähteet, jotka on formuloitu useista komponenteista, tarjoavat korkean hyötysuhteen erilaisille mikrobipopulaatioille; ne toimivat erinomaisesti matalissa-lämpötiloissa, ovat turvallisia ja kiteytymättömiä ja sopivat vakaaseen,{11}}pitkäaikaiseen annosteluun.
Kun valitset hiilen lähdettä, ota huomioon kolme tekijää: vaarallisten kemikaalien pätevyys, talven veden lämpötilan vaihtelut ja käsittelymäärä. Hyväksyttynä metanoli on edullisin valinta; ilman pätevyyttä, natriumasetaatti riittää, jos veden lämpötila pysyy yli 15 astetta ympäri vuoden. Jos talvilämpötila kuitenkin laskee alle 12 asteen, yhdistelmähiilen lähteet-jotka tarjoavat korkean alhaisen-lämpötilojen käyttöasteen ja eivät kitey-voivat itse asiassa johtaa alhaisempiin kokonaiskustannuksiin kuin natriumasetaatti.
Hiililähteistä on paljon keskusteltavaa, mutta koska tätä aihetta käsiteltiin perusteellisesti aiemmissa artikkeleissa, en toista sitä tässä.
05
Pitkälle kehitetyn hoidon asiantuntijat
Käytetään vain tietyille parametreille, jotka ylittävät rajat
Kaksi ensimmäistä luokkaa ovat käytössä lähes kaikissa jätevedenpuhdistamoissa. Tämä luokka on erilainen-se käytetään vain tiettyihin parametreihin, jotka ylittävät purkausrajat.
Fluorinpoistoaineet: Näitä käytetään ensisijaisesti fluoria{0}}sisältäviin jätevesiin sellaisista teollisuudenaloista kuin aurinkosähkö, elektroniikka, puolijohteet, kaivos- ja metallurgia sekä fosforikemikaalit. Useimmat fluori{2}}kuormitettua jätevettä käsittelevät laitokset käyttävät kaksivaiheista-poistoprosessia: kalsiumsuolasaostusvaihe laskee fluoridipitoisuudet arvoon 20–30 mg/l, minkä jälkeen suoritetaan kiillotusvaihe, jossa käytetään erityisiä fluorinpoistoaineita, jotta tasot saadaan alle 2 mg/l. Kalsiumsuolavaihe asettaa haasteita koskien suurta lietetilavuutta ja vaikeaa pH:n säätöä, kun taas erikoisainevaihe riippuu oikean annoksen valinnasta ja pH:n säätämisestä takaisin oikealle alueelle. Kun molemmat vaiheet ovat hyvin-integroituja, kokonaiskustannukset ovat alhaisemmat kuin puhtaan kalsiumsuolamenetelmän ja lietteen tilavuus voidaan puolittaa. Olen analysoinut tätä yksityiskohtaisesti aiemmissa artikkeleissa, joten jätän asian tähän toistaiseksi.
Raskasmetallikelatointiaineet: Nämä kohdistuvat raskasmetalleihin, kuten elohopeaan, lyijyyn, kupariin, nikkeliin ja kromiin, joita löytyy galvanoinnin, piirilevyjen valmistuksen ja kaivostoiminnan jätevedestä. Mekanismi sisältää kelatointiryhmiä aineen sisällä, jotka muodostavat stabiileja saostumia raskasmetalli-ionien kanssa, jotka tehokkaasti vangitsevat raskasmetallit vedestä. Perinteiseen hydroksidisaostusmenetelmään verrattuna raskasmetallikelatointiaineilla on useita etuja: laaja tehokas pH-alue (ne eivät ole yhtä pH-herkkiä kuin alkalisaostus), tehokkuus kompleksoituneita raskasmetalleja vastaan (kun taas hydroksidisaostus on suurelta osin tehotonta kompleksoitua kuparia tai nikkeliä vastaan) ja pienempien stabiilien aineiden tuotanto, jotka eivät helposti liukene.
Huomaa kuitenkin, että nämä aineet eivät ole parannuskeino-kaikkiin. eri raskasmetallit vaativat erilaisia kelatointiaineita. Koska kuparin, nikkelin ja kromin kelatointiolosuhteet vaihtelevat, valinnan vahvistamiseksi tarvitaan bench-mittakaavatestaus. Annostuksen on myös oltava tarkka: aliannostelu johtaa siihen, että jätevesi ylittää päästörajat, kun taas yliannostelu{5}} tuhlaa rahaa kemikaaleihin.
Värinpoistoaineita käytetään laajalti tekstiilien painatuksessa, värjäyksessä ja paperinvalmistuksen jäteveden käsittelyssä; ne ovat tyypillisesti kvaternaarisia ammoniumpolymeerejä, jotka laskeutuvat nopeasti väriä. Koska tämä ei ole ensisijainen painopisteemme, mainitsemme sen vain lyhyesti.
06
Järjestelmä{0}}tuki kemikaaleja
Ne eivät käsittele epäpuhtauksia suoraan, mutta ovat välttämättömiä.
Tämäntyyppiset kemikaalit eivät suoraan käsittele epäpuhtauksia, mutta ovat välttämättömiä järjestelmän normaalille toiminnalle.
Kalkkikiven estäjät ovat välttämättömiä RO-kalvoille ja kiertovesijärjestelmille. Kalsium- ja magnesiumionit voivat muodostaa kalkkia, joka tukkii kalvon huokoset; kalkkikiven estäjät estävät näitä suoloja kiteytymästä ja saostumasta. Organofosfonaatit (kuten HEDP ja ATMP) ovat tehokkaita kalsiumkarbonaattihilsettä vastaan, kun taas polymeerit (kuten PAA) toimivat hyvin piidioksidia ja rautaa vastaan. Noudata kalvon valmistajan suosituksia valitessasi inhibiittoria; älä tee mielivaltaisia valintoja.
Biosidit estävät bakteerien ja levien lisääntymisen kalvopinnoilla ja putkistojen sisällä. Hapettavat biosidit (esim. natriumhypokloriitti, klooridioksidi) ovat nopeasti -vaikuttavia ja halpoja, mutta kuluvat nopeasti ja vaativat jatkuvaa annostelua. Ei--hapettavat biosidit (esim. isotiatsolinonit, kvaternaariset ammoniumsuolat) tarjoavat pidempään-kestovaikutuksia, ja pH vaikuttaa niihin vähemmän. Käytännön kokemus viittaa hapettavien ja ei-hapettavien{10}}tyyppien vuorottelemiseen. vain yhteen tyyppiin luottaminen voi johtaa mikrobien vastustuskykyyn, jolloin suuretkin annokset ovat tehottomia.
pH:n säätimet: Natriumhydroksidi on puhtain vaihtoehto pH:n nostamiseen, kun taas kalkki on halpaa, mutta se tuottaa merkittävää lietettä; kloorivety- tai rikkihappoa käytetään alentamaan pH:ta ja sitä käytetään myös kalvojen puhdistuksessa. Niitä voidaan käyttää koko prosessin ajan, mutta vältä satunnaisia säätöjä-ennen pH:n muuttamista. Ota selkeästi huomioon syy, tavoitetaso ja se, vaikuttaako säätö jatkoprosesseihin.
07
Yksi kemikaali, useita käyttötarkoituksia; yksi aine, useita nimiä
Muutos prosessivaiheessa tarkoittaa muutosta toiminnassa
Kemikaalien annosteluhuoneessa on useita "monitehtäviä"-sama kemikaali suorittaa täysin erilaisia tehtäviä prosessivaiheesta riippuen. Tämä on myös se paikka, jossa useimmiten esiintyy hämmennystä-sivustolla.
Lime on klassinen esimerkki. Sitä käytetään pH:n säätämiseen, fluorin poistoon, veden pehmentämiseen ja kemiallisen fosforinpoiston apuna. Se näkyy sekä fysikaalis-kemiallisessa käsittelyvaiheessa että pitkälle kehitetyssä hoitovaiheessa, mutta annostasot vaihtelevat suuruusluokittain, joten annosasetuksia ei voi yksinkertaisesti kopioida{2}}liitä. Rautasulfaatti on samanlainen; Vaikka se on ensisijaisesti koagulantti, se poistaa myös fosforia ja väriä. Happamissa olosuhteissa se pelkistää kuudenarvoisen kromin kolmiarvoiseksi kromiksi-, mikä on ratkaiseva vaihe kromi-kuormitetun galvanointijäteveden käsittelyssä. Natriumhypokloriittia käytetään steriloinnin ja desinfioinnin lisäksi myös värinpoistoon, syanidin tuhoamiseen (emäksissä) sekä kalvojen ja putkistojen puhdistamiseen.
Erot nimeämiskäytännöissä aiheuttavat vielä enemmän hämmennystä. Eri ihmiset käyttävät eri nimiä samalle aineelle: PAC tarkoittaa polyaluminiumkloridia, vaikka jotkut kutsuvat sitä perusalumiinikloridiksi; nestemäinen alkali, kaustinen sooda ja natriumhydroksidi viittaavat kaikki samaan asiaan; sooda on natriumkarbonaattia; PAM tarkoittaa polyakryyliamidia, joka luokitellaan edelleen anionisiin, kationisiin ja ei-ionisiin{1}}tyyppeihin. "Yhdistelmähiilen lähteet" ovat tyypillisin esimerkki; eri toimittajat käyttävät erilaisia kauppanimiä ja formulaatioita, joten pelkkä nimi ei paljasta paljoa.
Siksi älä muista kemikaaleja nimen perusteella. muistaa ne toiminnon perusteella, jota ne suorittavat järjestelmässä. Jos samaa kemikaalia käytetään eri prosessivaiheessa, annostus- ja ohjausparametrit muuttuvat täysin; päinvastoin, kahdella samannimisellä tuotteella ei välttämättä ole samaa koostumusta. Jos ostotilausten ja sivuston todellisuuden välillä on ristiriita, selvitä tarkalleen, mikä aine on ja mitä sillä on tarkoitus tehdä, ennen kuin keskustelet hinnasta.
08
Lopuksi yhteenvetotaulukko
Pikaopas kahdeksaan kemikaaliluokkaan
Koagulantit: Edustavia tuotteita ovat PAC, PFS ja rautakloridi. Niiden ensisijainen tehtävä on horjuttaa hiukkasia hiutaleiden muodostamiseksi sekä poistaa sameutta ja fosforia. Tyypillisiä käyttöskenaarioita ovat ensisijaiset sedimentointisäiliöt ja edistynyt fosforinpoisto.
Flokkulantit: Edustavia tuotteita ovat PAM (anioninen/kationinen). Niiden ensisijainen tehtävä on silloittaa hiukkaset suuriksi höytäleiksi ja auttaa sedimentaatiossa ja vedenpoistossa. Tyypillisiä käyttöskenaarioita ovat sedimentointisäiliöt ja suodatinpuristimet. Hiililähteet: Edustavia tuotteita ovat metanoli, natriumasetaatti ja komposiittihiilen lähteet. Niiden ensisijainen tehtävä on täydentää hiiltä edistämään denitrifikaatiota (typen poistoa), jota käytetään tyypillisesti hapettomissa säiliöissä.
Fluorinpoistoaineet: Edustaviin tuotteisiin kuuluvat kalsiumsuolat ja erikoistuneet fluorinpoistoaineet. Niiden ensisijainen tehtävä on syvä fluorinpoisto toissijaisissa käsittelyvaiheissa, joita käytetään tyypillisesti aurinkosähkön ja elektroniikan valmistuksen jätevesissä.
Raskasmetallisaostusaineet: Edustaviin tuotteisiin kuuluvat kelatoivat saostusaineet. Niiden ensisijainen tehtävä on siepata raskasmetalleja ja muodostaa stabiileja saostumia, joita käytetään tyypillisesti jäteveden galvanoinnissa ja piirilevyjen valmistuksessa.
Antiscalants: Edustavia tuotteita ovat HEDP ja PAA. Niiden ensisijainen tehtävä on estää kalvojen ja putkien hilseily, joita käytetään tyypillisesti RO-järjestelmissä ja kiertovesijärjestelmissä.
Biosidit: Edustavia tuotteita ovat natriumhypokloriitti ja isotiatsolinonit. Niiden ensisijainen tehtävä on sterilointi ja levien esto, joita käytetään tyypillisesti kalvojärjestelmissä ja kiertovesijärjestelmissä.
pH:n säätimet: Edustavia tuotteita ovat nestemäinen kaustinen sooda (NaOH), kloorivetyhappo ja kalkki. Niiden ensisijainen tehtävä on pH-tason säätäminen, joka on sovellettavissa kaikissa prosessin vaiheissa.
09
Kolme kemiallisen valinnan periaatetta
Suorita ensin bench{0}}mittakaavatestit · Laske kokonaiskustannukset · Harkitse prosessia
Suorita ensin bench{0}}mittakaavatestit ennen skaalaamista. Veden laatu vaikuttaa merkittävästi kemikaalien toimintaan; Esimerkiksi PAC-annos voi vaihdella 50–300 mg/l-miten voit tietää ilman testausta? Älä kuuntele vain toimittajan "tyypillistä annosta"; sinun "tyypillinen" ei ole sama kuin heidän.
Toiseksi laske kokonaiskustannukset, ei vain yksikköhintoja. Kalliit kemikaalit saattavat vaatia pienempiä annoksia ja tarjota vakaan suorituskyvyn, mikä saattaa johtaa alhaisempiin kustannuksiin käsiteltyä vettä tonnia kohden. Toisaalta halvat kemikaalit saattavat vaatia suuria annoksia tai tuottaa huonoja tuloksia-, mikä johtaa uudelleenkäsittelyyn ja korkeampiin kokonaiskustannuksiin.
Kolmanneksi varmista, että kemikaalit sopivat prosessiin. Liuotettu ilmavaahdotus (DAF) vaatii kevyitä flokkeja, kun taas sedimentointi vaatii raskaita flokkeja, mikä tarkoittaa, että PAC:n ja PAM:n valinta vaihtelee täysin. Biokemialliset järjestelmät ovat herkkiä kemialliselle myrkyllisyydelle; Älä koskaan lisää vahvoja hapettimia biokemiallisiin säiliöön. Kalvojärjestelmien osalta katso valmistajan yhteensopivuusluetteloa valitessasi kalkinpoistoaineita ja biosidejä. yhteensopimattomien kemikaalien käyttö voi pilata kalvot.
Nämä kolme periaatetta kuulostavat yksinkertaisilta, mutta alle puolet kaikista kasveista itse asiassa noudattaa niitä{0}}useimmat ajattelevat tekevänsä testejä vain ongelman ilmaantumisen jälkeen, ja usein huomaavat liian myöhään käyttäneensä vääriä kemikaaleja koko ajan. Kolme periaatetta kemikaalien valinnassa
Suorita pieni{0}}mittakaavatestit ennen annoksen suurentamista (PAC-annokset voivat vaihdella välillä 50–300 mg/l; et tiedä oikeaa määrää ilman testausta). Laske kokonaiskustannukset yksikköhintojen sijaan (kalliit kemikaalit saattavat vaatia pienempiä annoksia ja tarjota vakaan suorituskyvyn, mikä johtaa alhaisempiin kustannuksiin käsiteltyä vettä tonnia kohden). Varmista, että kemikaalit sopivat prosessiin (liuenneen ilman vaahdotus vaatii kevyitä flokkeja, sedimentaatio vaatii raskaita flokkeja ja kalvojärjestelmät vaativat yhteensopivuusluetteloiden tarkistamista).
Viimeisiä ajatuksia
Kemikaalit voivat tuntua monimutkaisilta, mutta ne selviävät, kun ne luokitellaan toiminnan mukaan: fysikaalis-kemiallinen vaihe perustuu koagulaatioon ja flokkulaatioon; biokemiallinen vaihe on riippuvainen hiililähteistä; pitkälle kehitetty käsittelyvaihe perustuu erikoiskemikaaleihin; ja näitä täydennetään kalkkikiven estäjillä, biosideilla ja pH:n säätimillä. Todellinen haaste ei ole nimien muistaminen, vaan sen määrittäminen, mikä kemikaali sopii tiettyyn veden laatuun ja prosessin{1}}suorituskykyyn, voi vaihdella huomattavasti eri valmistajien samantyyppisten kemikaalien välillä. Älä siis leikkaa kulmia: suorita pienikokoisia-testejä, laske kokonaiskustannukset ja arvioi prosessien yhteensopivuus. Näiden kolmen vaiheen ahkera noudattaminen voi säästää sinut monilta jälkikäsittelyltä.
