Mnogima je to nejasno, a čak i iskusni profesionalci često imaju nejasno razumijevanje. PAC, PAM, PFS, natrijum hipohlorit, inhibitori kamenca, sredstva za defluoriranje, izvori ugljika... imena je teško zapamtiti, funkcije se zbunjuju, a hemikalije se često nasumično-dodaju kada ne treba ili se izostavljaju kada je potrebno. Nije da operateri nisu pametni; jednostavno niko im nije sve jasno sredio.
Izazov sa hemikalijama za prečišćavanje vode leži u njihovoj čistoj raznolikosti: postoji mnogo vrsta, neke služe višestrukim svrhama, a konvencije imenovanja se razlikuju. Kada se nekoliko koristi zajedno, problem nije samo zaboravljanje-već u njihovom miješanju. Danas, hajde da ih sistematski raščlanimo.
01
Koagulansi i flokulanti: dinamički duo fizičko-hemijskog tretmana
Jedan destabilizuje, drugi mostovi{0}}ne miješaju ih.
Ove dvije vrste kemikalija se gotovo uvijek koriste zajedno, ali su njihove funkcije potpuno različite; nemojte ih zbuniti.
Koagulansi rješavaju destabilizaciju: neutraliziraju površinski naboj koloidnih čestica u vodi, uzrokujući da se fine čestice-koje bi inače ostale suspendirane-zgrudavaju u male "mikro-grudice." Flokulanti rješavaju premošćivanje: oni povezuju ove male mikro-flokule zajedno u velike, teške komade koje se mogu taložiti ili efikasno isušiti.
Jedan neutralizira naboj na površinama čestica tako da se više ne odbijaju; drugi koristi dugolančane{0}}polimere da poveže destabilizirane čestice zajedno. Redoslijed dodavanja također je važan: destabilizacija mora doći prije premošćavanja; obrnuti redoslijed praktično ne daje rezultate.
02
Izbor između tri vrste koagulanata
Odaberite PAC za rutinsko uklanjanje zamućenja; izaberite agense na bazi gvožđa za uklanjanje fosfora.
Postoje tri najčešće korišćena koagulansa.
PAC (polialuminijum hlorid): Ekonomičan, efikasan u uklanjanju zamućenja i prilagodljiv širokom pH opsegu. Pogodan za komunalne i industrijske otpadne vode, idealan je-izbor za rutinske operacije. PFS (Polyferic Sulfate): Nudi jače sposobnosti uklanjanja fosfora od PAC-a i proizvodi guste, brzo{3}}taložne flokule. To je poželjan izbor za otpadne vode sa visokim sadržajem-fosfora, kao što su one iz klaonica, tvornica papira i hemijskih postrojenja fosfora. Željezni hlorid: Visoko efikasan u koagulaciji i uklanjanju fosfora, ali vrlo korozivan. Zahtijeva antikorozivne mjere za opremu i općenito nije prvi izbor, iako se koristi u određenim scenarijima. Za rutinsko uklanjanje zamućenja, odaberite PAC; za specijalizirano uklanjanje fosfora, odaberite koagulante na bazi željeza-ovo pravilo rijetko ne uspijeva. Neke biljke se bore da snize nivoe fosfora dok još koriste PAC; prelazak na proizvod na bazi gvožđa- daje trenutne rezultate. Nije da je PAC neefikasan; jednostavno nije pravi alat za taj konkretan posao.
03
Osnovni flokulant: PAM
Koristite anionske za pomoć pri sedimentaciji; Koristite kationsku za odvodnjavanje
Flokulant jezgre je PAM (poliakrilamid). Dolazi u tri vrste zasnovane na ionskom naboju, od kojih svaka ima različite primjene.
Anionski PAM je najefikasniji za otpadne vode sa visokim nivoom mulja i neorganske materije-idealne za vodu za pranje uglja, keramičke otpadne vode i potpomažu sedimentaciju u primarnim taložnicima. Kationski PAM nosi pozitivan naboj i specijalizovan je za odvodnjavanje mulja; dodavanjem prije filter prese poboljšava se oslobađanje vode, potencijalno smanjujući sadržaj vlage u mulju sa 97% na ispod 80%. Nejonski PAM ima uski opseg primjene i rijetko se koristi.
Samo zapamtite: koristite anionske za pomoć pri sedimentaciji i kationske za odvodnjavanje. Međutim, postoji zamka s PAM-om: odabir pogrešne molekularne težine ili jonskog stupnja dovodi do znatno drugačijih rezultata. Čak i među kationskim PAM proizvodima, razlike u molekularnoj težini (npr. 8 miliona prema. 12 miliona) ili ionskom stepenu (npr. 20 vs. 40) mogu uzrokovati značajne varijacije u sadržaju vlage rezultirajućeg muljnog kolača. Različiti kvaliteti vode zahtijevaju -testiranje na skali radi pravilnog odabira; ne očekujte da će jedan tip PAM-a raditi za svaku situaciju.
Video sam mnoge fabrike u kojima su performanse PAM-a fluktuirale nakon promene brenda, samo da bih otkrio da se jonski stepen razlikuje od prethodne serije. Dakle, kada mijenjate dobavljača, nemojte se fokusirati samo na cijenu-osigurajte da parametri molekulske težine i jonskog stepena odgovaraju vašim zahtjevima.
04
Izvori ugljika: Gorivo za sisteme denitrifikacije
Četiri vrste izvora ugljika: za i protiv
U denitrifikaciji, ako je izvor ugljika nedovoljan, bakterije postaju gladne, a ukupni nivoi dušika ne padaju. Ovo je uobičajen problem. Postrojenja sa adekvatnim omjerom ugljika-prema-azota (C/N) ne moraju dodavati više, ali postrojenja za industrijske otpadne vode sa niskim C/N omjerima gotovo uvijek zahtijevaju suplementaciju.
Svaki od četiri izvora ugljika ima svoje prednosti i nedostatke. Prethodno sam napisao uporednu recenziju-"Metanol, natrijum acetat, glukoza ili kompozitni izvori ugljika: koje biste trebali odabrati za denitrifikaciju?"-ali evo kratkog sažetka. Metanol nudi najveću ekvivalentnost ugljika i najnižu cijenu, ali kao opasna hemikalija klase A, njegovo skladištenje i transport zahtijevaju odobrenje za zaštitu od požara-što je barijera koja mala postrojenja često ne mogu priuštiti da uklone. Natrijum acetat ima visok stepen iskorišćenja i ne zahteva period prilagođavanja prilikom prebacivanja, što ga čini odličnim izborom za preciznu kontrolu; međutim, zimi kristalizira i začepljuje cijevi, uzrokujući glavobolje biljkama u sjevernim regijama. Glukoza je sigurna, ali sporo{7}}djeluje; ne treba ga birati ako vrijeme hidrauličkog zadržavanja u rezervoaru nije dovoljno. Kompozitni izvori ugljenika, formulisani od više komponenti, nude visoku efikasnost korišćenja u različitim populacijama mikroba; ističu se u uslovima niske-temperature, sigurni su i ne-kristaliziraju i pogodni su za stabilno, dugotrajno-doziranje.
Prilikom odabira izvora ugljika uzmite u obzir tri faktora: posjedovanje opasnih kemijskih kvalifikacija, kolebanja temperature vode u zimskim mjesecima i zapreminu tretmana. Ako je kvalifikovan, metanol je najekonomičniji izbor; bez kvalifikacija, natrijum acetat je dovoljan ako temperatura vode ostane iznad 15 stepeni-cijele godine. Međutim, ako zimske temperature padnu ispod 12 stepeni, kompozitni izvori ugljika-koji nude visoku nisku -iskorišćenost temperature i ne kristaliziraju- mogu zapravo rezultirati nižim ukupnim troškovima od natrijum acetata.
Ima mnogo toga da se raspravlja o izvorima ugljika, ali kako je ova tema bila detaljno obrađena u prethodnim člancima, neću je ponavljati ovdje.
05
Specijalisti za napredni tretman
Primjenjuje se samo za određene parametre koji prelaze ograničenja
Prve dvije kategorije koriste gotovo sva postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda. Ova kategorija je drugačija-primijenjena je samo za rješavanje specifičnih parametara koji prelaze granice pražnjenja.
Sredstva za uklanjanje fluorida: prvenstveno se koriste za otpadne vode koje sadrže fluor- iz industrija kao što su fotonaponska oprema, elektronika, poluvodiči, rudarstvo i metalurgija, te fosforne hemikalije. Većina postrojenja koja tretiraju otpadnu vodu-napunjenu fluoridom koristi proces uklanjanja u dvije-faze: početna faza taloženja soli kalcijuma smanjuje nivoe fluorida na 20-30 mg/L, nakon čega slijedi faza poliranja korištenjem specijaliziranih sredstava za uklanjanje fluorida kako bi se nivoi smanjili ispod 2 mg/L. Faza kalcijeve soli predstavlja izazove u vezi sa velikim volumenom mulja i teškom kontrolom pH, dok faza specijaliziranog sredstva ovisi o odabiru ispravne doze i prilagođavanju pH natrag u odgovarajući raspon. Kada su dvije faze dobro-integrirane, ukupni trošak je niži od metode čiste kalcijumove soli, a zapremina mulja se može smanjiti za pola. To sam detaljno analizirao u prethodnim člancima, pa ću to za sada ostaviti na tome.
Helatni agensi teških metala: Oni ciljaju teške metale kao što su živa, olovo, bakar, nikal i krom koji se nalaze u otpadnoj vodi od galvanizacije, proizvodnje ploča i rudarskih operacija. Mehanizam uključuje helatne grupe unutar agensa koje formiraju stabilne taloge sa jonima teških metala, efikasno hvatajući teške metale iz vode. U poređenju sa tradicionalnom metodom taloženja hidroksida, helatni agensi teških metala nude nekoliko prednosti: širok efektivni pH opseg (nisu toliko osetljivi na pH- kao alkalne precipitacije), efikasnost protiv složenih teških metala (dok je taloženje hidroksida u velikoj meri neefikasno protiv kompleksnog bakra ili nikla) i stvaranje malih taloga koji se ne mogu lako kvasiti. ponovo -rastvoriti.
Međutim, imajte na umu da ovi agenti nisu lijek-sve; različiti teški metali zahtijevaju različite vrste helatnih sredstava. Budući da se uslovi heliranja za bakar, nikl i hrom razlikuju, potrebno je testiranje na klupi{2}}da bi se potvrdio izbor. Doziranje također mora biti precizno: premalo{4}}doziranje dovodi do prekoračenja efluenta granica ispuštanja, dok se preko-doziranjem troši novac na hemikalije.
Sredstva za uklanjanje boje se široko koriste u tekstilnoj štampi, bojanju i prečišćavanju otpadnih voda u proizvodnji papira; oni su tipično kvarterni amonijum polimeri koji brzo talože boju. Kako to nije naš primarni fokus, samo ćemo ga ukratko spomenuti.
06
Sistem{0}}Hemikalije za podršku
Oni ne tretiraju direktno zagađivače, ali su neophodni.
Ove vrste hemikalija ne tretiraju direktno zagađivače, ali su neophodne za normalan rad sistema.
Inhibitori kamenca su nezamjenjivi za RO membrane i sisteme za cirkulaciju vode. Joni kalcija i magnezija mogu formirati kamenac koji začepljuje pore na membrani; inhibitori kamenca sprečavaju kristalizaciju i taloženje ovih soli. Organofosfonati (kao što su HEDP i ATMP) su efikasni protiv kamenca kalcijum karbonata, dok polimeri (kao što je PAA) dobro deluju protiv silicijum dioksida i gvožđa. Slijedite preporuke proizvođača membrane prilikom odabira inhibitora; ne pravite proizvoljne izbore.
Biocidi sprječavaju proliferaciju bakterija i algi na površinama membrana i unutar cjevovoda. Oksidirajući biocidi (npr. natrijum hipohlorit, hlor dioksid) brzo deluju-i jeftini su, ali se brzo troše, što zahteva kontinuirano doziranje. Ne-biocidi koji ne oksidiraju (npr. izotiazolinoni, kvaternarne amonijumove soli) nude dugotrajnije efekte-i na njih manje utiče pH. Praktično iskustvo sugerira izmjenu između oksidirajućih i ne{10}}oksidirajućih tipova; oslanjanje samo na jednu vrstu može dovesti do mikrobne otpornosti, čineći čak i visoke doze nedjelotvornim.
Regulatori pH vrednosti: Natrijum hidroksid je najčistija opcija za podizanje pH vrednosti, dok je vapno jeftino, ali proizvodi značajan mulj; hlorovodonična ili sumporna kiselina se koristi za snižavanje pH vrednosti i takođe se koristi za čišćenje membrana. Oni se mogu koristiti tokom cijelog procesa, ali izbjegavajte nasumična prilagođavanja-prije promjene pH vrijednosti, jasno razmotrite razlog, ciljni nivo i da li će prilagođavanje uticati na nizvodne procese.
07
Jedna hemikalija, višestruka upotreba; jedna supstanca, više imena
Promjena koraka procesa znači promjenu funkcije
U prostoriji za doziranje hemikalija nalazi se nekoliko "multitaskera"-ista hemikalija obavlja potpuno različite funkcije u zavisnosti od koraka procesa. Ovo je također mjesto gdje najčešće nastaje zabuna na-lokaciji.
Limeta je klasičan primjer. Koristi se za podešavanje pH vrednosti, uklanjanje fluorida, omekšavanje vode i kao pomoć pri hemijskom uklanjanju fosfora. Pojavljuje se i u fazi fizičko-hemijskog tretmana i u fazi naprednog tretmana, ali nivoi doziranja se razlikuju po redovima veličine, tako da se ne može jednostavno kopirati-zalijepiti postavke doziranja. Željezni sulfat je sličan; dok je prvenstveno koagulant, takođe uklanja fosfor i boju. U kiselim uslovima, redukuje heksavalentni hrom u trovalentni hrom-što je ključni korak u tretmanu otpadnih voda od galvanizacije opterećene hromom-. Natrijum hipohlorit se koristi ne samo za sterilizaciju i dezinfekciju, već i za dekolorizaciju, uništavanje cijanidom (u alkalnim uslovima) i čišćenje membrana i cevi.
Nepodudarnosti u konvencijama imenovanja izazivaju još veću zbrku. Različiti ljudi koriste različite nazive za istu supstancu: PAC označava polialuminijum hlorid, iako ga neki nazivaju osnovnim aluminijum hloridom; tečna alkalija, kaustična soda i natrijum hidroksid svi se odnose na istu stvar; soda je natrijum karbonat; PAM je skraćenica za poliakrilamid, koji je dalje kategoriziran u anjonske, kationske i nejonske tipove. "Kompozitni izvori ugljika" su najtipičniji primjer; različiti dobavljači koriste različite trgovačke nazive i formulacije, tako da samo ime malo otkriva.
Stoga, nemojte pamtiti hemikalije po imenu; zapamtite ih prema funkciji koju obavljaju unutar sistema. Ako se ista kemikalija koristi u drugom koraku procesa, doziranje i kontrolni parametri će se potpuno promijeniti; obrnuto, dva proizvoda sa istim imenom ne moraju nužno imati isti sastav. Kada postoji neusklađenost između narudžbi za kupovinu i-stvarnosti na licu mjesta, razjasnite tačno šta je supstanca i šta je namijenjena da radi prije nego što razgovarate o cijeni.
08
Završavanje sa zbirnom tabelom
Brza referenca za osam kategorija hemikalija
Koagulansi: Reprezentativni proizvodi uključuju PAC, PFS i željezni hlorid. Njihove primarne funkcije su destabiliziranje čestica koje formiraju flokule, kao i uklanjanje zamućenja i fosfora. Tipični scenariji primjene uključuju primarne taložnice i napredno uklanjanje fosfora.
Flokulanti: Reprezentativni proizvodi uključuju PAM (anionski/katjonski). Njihova primarna funkcija je premošćavanje čestica u velike flokule i pomaganje u taloženju i odvodnjavanju. Tipični scenariji primjene uključuju spremnike za sedimentaciju i filter preše. Izvori ugljika: Reprezentativni proizvodi uključuju metanol, natrijum acetat i kompozitne izvore ugljika. Njihova primarna funkcija je da dopunjuju ugljik kako bi promovirali denitrifikaciju (uklanjanje dušika), što se obično koristi u anoksičnim spremnicima.
Sredstva za defluoriranje: Reprezentativni proizvodi uključuju soli kalcija i specijalizirana sredstva za defluoriranje. Njihova primarna funkcija je duboko uklanjanje fluorida u sekundarnim fazama tretmana, koji se obično koriste za fotonaponske i elektronske otpadne vode.
Precipitanti teških metala: Reprezentativni proizvodi uključuju helirajuće taloženje. Njihova primarna funkcija je hvatanje teških metala i formiranje stabilnih taloga, koji se obično koriste za galvanizaciju i otpadne vode za proizvodnju ploča.
Antiscalants: Reprezentativni proizvodi uključuju HEDP i PAA. Njihova primarna funkcija je da spriječe stvaranje kamenca na membranama i u cjevovodima, koji se obično koriste u RO sistemima i sistemima za cirkulaciju vode.
Biocidi: Reprezentativni proizvodi uključuju natrijum hipohlorit i izotiazolinone. Njihova primarna funkcija je sterilizacija i inhibicija algi, koje se obično koriste u membranskim sistemima i sistemima za cirkulaciju vode.
Regulatori pH vrednosti: Reprezentativni proizvodi uključuju tečnu kaustičnu sodu (NaOH), hlorovodoničnu kiselinu i kreč. Njihova primarna funkcija je podešavanje pH nivoa, primjenjivo u svim fazama procesa.
09
Tri principa za selekciju hemikalija
Prvo izvršite -testove na skali · Izračunajte ukupne troškove · Razmotrite proces
Prvo, izvršite testove{0}}na skali prije povećanja. Kvalitet vode značajno utječe na djelovanje kemikalija; Doza PAC-a, na primjer, može se kretati bilo gdje od 50 do 300 mg/L-kako možete znati bez testiranja? Nemojte samo slušati "tipične doze" dobavljača; vaš "tipičan" nije isti kao njihov.
Drugo, izračunajte ukupne troškove, a ne samo jedinične cijene. Skupe hemikalije mogu zahtijevati niže doze i nude stabilne performanse, što potencijalno rezultira nižim troškom po toni tretirane vode. S druge strane, jeftine hemikalije mogu zahtijevati visoke doze ili dati loše rezultate-što dovodi do prerade i većih ukupnih troškova.
Treće, osigurajte da hemikalije odgovaraju procesu. Flotacija rastvorenim vazduhom (DAF) zahteva lagane flokule, dok sedimentacija zahteva teške flokule, što znači da se izbor PAC-a i PAM-a potpuno razlikuje. Biohemijski sistemi su osetljivi na hemijsku toksičnost; nikada ne dodajte jake oksidante u biohemijske rezervoare. Za membranske sisteme, konsultujte listu kompatibilnosti proizvođača kada birate antiskalante i biocide; upotreba nekompatibilnih hemikalija može uništiti membrane.
Ova tri principa zvuče jednostavno, ali ih manje od polovine svih biljaka zapravo slijedi-većina razmišlja o provođenju testova nakon što se pojavi problem, često otkrivajući prekasno da su cijelo vrijeme koristile pogrešne hemikalije. Tri principa za odabir hemikalija
Provedite male-testove prije povećanja doze (PAC doze mogu biti u rasponu od 50 do 300 mg/L; nećete znati pravu količinu bez testiranja). Izračunajte ukupne troškove umjesto jediničnih cijena (skupe hemikalije mogu zahtijevati niže doze i ponuditi stabilne performanse, što rezultira nižim troškom po toni tretirane vode). Pobrinite se da hemikalije odgovaraju procesu (flotacija otopljenog zraka zahtijeva lagane flokule, taloženje zahtijeva teške flokule, a membranski sistemi zahtijevaju provjeru liste kompatibilnosti).
Final Thoughts
Hemikalije mogu izgledati složene, ali postaju jasne kada se kategoriziraju prema funkciji: fizičko-hemijski stupanj se oslanja na koagulaciju i flokulaciju; biohemijska faza se oslanja na izvore ugljenika; napredna faza tretmana se oslanja na specijalne hemikalije; a oni su dopunjeni inhibitorima kamenca, biocidima i regulatorima pH. Pravi izazov nije pamćenje imena, već određivanje tačno određene hemikalije koja odgovara vašem specifičnom kvalitetu vode i performansama procesa{1}}može se drastično razlikovati između iste vrste hemikalije različitih proizvođača. Dakle, nemojte rezati uglove: pokrenite male-testove, izračunajte ukupne troškove i procijenite kompatibilnost procesa. Marljivo praćenje ova tri koraka može vas uštedjeti od velikog broja prepravljanja kasnije.
