Mnogim ljudem to ni jasno in celo izkušeni strokovnjaki imajo pogosto megleno razumevanje. PAC, PAM, PFS, natrijev hipoklorit, zaviralci vodnega kamna, sredstva za defluoriranje, viri ogljika ... imena si je težko zapomniti, funkcije se zamenjujejo, kemikalije pa se pogosto dozirajo naključno-dodane, ko ne bi smele biti, ali izpuščene, ko je treba. Ne gre za to, da operaterji niso pametni; preprosto jim še nihče ni vsega jasno uredil.
Izziv pri kemikalijah za čiščenje vode je v njihovi veliki raznolikosti: obstaja veliko vrst, nekatere služijo več namenom, konvencije o poimenovanju pa se razlikujejo. Ko jih uporabljate več skupaj, ni težava le v tem, da jih pozabite-, ampak jih pomešate. Danes jih sistematično razdelimo.
01
Koagulanti in flokulanti: dinamični duo fizikalno-kemijske obdelave
Eden destabilizira, drugi mostovi-se ne mešajo.
Ti dve vrsti kemikalij se skoraj vedno uporabljata skupaj, vendar sta njuni funkciji popolnoma različni; ne zamenjuj jih.
Koagulanti obvladajo destabilizacijo: nevtralizirajo površinski naboj koloidnih delcev v vodi, zaradi česar se drobni delci-, ki bi sicer ostali lebdeči-združujejo v drobne »mikro-kosmiče«. Sredstva za kosmiče poskrbijo za premostitev: te drobne mikro-kosmiče povežejo skupaj v velike, težke kosmiče, ki se lahko usedejo ali učinkovito odstranijo vodo.
Ena nevtralizira naboj na površinah delcev, tako da se ne odbijajo več; drugi uporablja polimere z dolgo{0}}verigo, da med seboj poveže destabilizirane delce. Pomemben je tudi vrstni red dodajanja: destabilizacija mora priti pred premostitvijo; obračanje vrstnega reda ne prinese skoraj nobenih rezultatov.
02
Izbira med tremi vrstami koagulantov
Izberite PAC za rutinsko odstranjevanje motnosti; za odstranjevanje fosforja izberite sredstva-na osnovi železa.
Obstajajo trije pogosto uporabljeni koagulanti.
PAC (polialuminijev klorid): ekonomičen, učinkovit pri odstranjevanju motnosti in prilagodljiv na širok razpon pH. Primeren za komunalne in industrijske odpadne vode, je-najboljša izbira za rutinske operacije. PFS (poliferični sulfat): ponuja močnejše zmogljivosti odstranjevanja fosforja kot PAC in proizvaja goste, hitro-vsedeče kosmiče. To je najprimernejša izbira za odpadne vode z visoko-fosforjem, kot so tiste iz klavnic, papirnic in kemičnih obratov za fosfor. Železov klorid: zelo učinkovit pri koagulaciji in odstranjevanju fosforja, vendar zelo jedko. Zahteva proti-korozijske ukrepe za opremo in na splošno ni prva izbira, čeprav se uporablja v posebnih scenarijih. Za rutinsko odstranjevanje motnosti izberite PAC; za specializirano odstranjevanje fosforja izberite koagulante-na osnovi železa-to pravilo redko ne uspe. Nekatere rastline se borijo za znižanje ravni fosforja, medtem ko še vedno uporabljajo PAC; prehod na izdelek-na osnovi železa prinese takojšnje rezultate. Ne gre za to, da je PAC neučinkovit; preprosto ni pravo orodje za to posebno delo.
03
Osnovni flokulant: PAM
Uporabite anionsko za pomoč pri usedanju; Uporabite Cationic za odstranjevanje vode
Osnovni flokulant je PAM (poliakrilamid). Na voljo je v treh vrstah, ki temeljijo na ionskem naboju, vsaka pa ima različne aplikacije.
Anionski PAM je najučinkovitejši za odpadno vodo z visoko vsebnostjo mulja in anorganskih snovi-idealen za vodo za pranje premoga, keramično odpadno vodo in pomoč pri usedanju v primarnih usedalnih rezervoarjih. Kationski PAM nosi pozitiven naboj in je specializiran za odvodnjavanje blata; dodajanje pred filtrirno stiskalnico izboljša sproščanje vode, kar potencialno zmanjša vsebnost vlage v blatu s 97 % na manj kot 80 %. Ne-ionski PAM ima ozek obseg uporabe in se redko uporablja.
Ne pozabite: uporabite anionsko za pomoč pri usedanju in kationsko za odstranjevanje vode. Vendar pa je pri PAM past: izbira napačne molekulske mase ali ionske stopnje vodi do zelo različnih rezultatov. Tudi med kationskimi produkti PAM lahko razlike v molekulski masi (npr. 8 milijonov proti . 12 milijonom) ali ionski stopnji (npr. 20 proti . 40) povzročijo znatne razlike v vsebnosti vlage v nastalem kolaču blata. Različne kakovosti vode zahtevajo{11}}testiranje na merilnem merilu za pravilno izbiro; ne pričakujte, da bo ena vrsta PAM delovala v vsaki situaciji.
Videl sem veliko obratov, kjer je zmogljivost PAM nihala po zamenjavi znamke, samo da sem ugotovil, da se ionska stopnja razlikuje od prejšnje serije. Torej, ko menjate dobavitelja, se ne osredotočajte samo na ceno-zagotovite, da parametri molekulske mase in ionske stopnje ustrezajo vašim zahtevam.
04
Viri ogljika: Gorivo za denitrifikacijske sisteme
Štiri vrste virov ogljika: prednosti in slabosti
Pri denitrifikaciji, če je vir ogljika nezadosten, bakterije postanejo lačne in ravni skupnega dušika ne padejo. To je pogosta težava. Napravam z ustreznim vtočnim razmerjem med ogljikom-in-dušikom (C/N) ni treba dodajati več, vendar naprave za industrijsko odpadno vodo z nizkimi razmerji C/N skoraj vedno potrebujejo dopolnitev.
Vsak od štirih virov ogljika ima svoje prednosti in slabosti. Prej sem napisal primerjalno oceno-"Metanol, natrijev acetat, glukoza ali sestavljeni viri ogljika: katere izbrati za denitrifikacijo?"-toda tukaj je kratek povzetek. Metanol ponuja najvišjo ogljično ekvivalentnost in najnižje stroške, vendar ker je nevarna kemikalija razreda A, je za njegovo skladiščenje in transport potrebna odobritev požarne varnosti-, ki si je majhni obrati pogosto ne morejo privoščiti. Natrijev acetat se ponaša z visoko stopnjo izkoriščenosti in ne zahteva obdobja prilagajanja pri preklopu, zaradi česar je odlična izbira za natančen nadzor; pozimi pa kristalizira in maši cevi, kar povzroča preglavice rastlinam v severnih predelih. Glukoza je varna, vendar počasi-deluje; ne bi smeli izbrati, če hidravlični zadrževalni čas v rezervoarju ni zadosten. Sestavljeni viri ogljika, oblikovani iz več komponent, ponujajo visoko učinkovitost izkoriščanja v različnih mikrobnih populacijah; odlični so v pogojih nizke-temperature, so varni in ne{10}}kristalizirajo ter so primerni za stabilno, dolgoročno-odmerjanje.
Pri izbiri vira ogljika upoštevajte tri dejavnike: posedovanje nevarnih kemičnih kvalifikacij, nihanje temperature vode pozimi in prostornino obdelave. Če je kvalificiran, je metanol najbolj ekonomična izbira; brez kvalifikacij, natrijev acetat zadostuje, če temperatura vode ostane nad 15 stopinj vse leto-. Če pa zimske temperature padejo pod 12 stopinj, lahko sestavljeni viri ogljika,-ki nudijo visoko nizko{6}}izkoristek temperature in ne kristalizirajo-dejansko povzročijo nižje skupne stroške kot natrijev acetat.
O virih ogljika je veliko za razpravljati, a ker je bila ta tema temeljito obravnavana v prejšnjih člankih, je tukaj ne bom ponavljal.
05
Specialisti za napredno zdravljenje
Razporejeno samo za določene parametre, ki presegajo omejitve
Prvi dve kategoriji uporabljata skoraj vse čistilne naprave. Ta kategorija je drugačna-uvedena je samo za obravnavanje določenih parametrov, ki presegajo mejne vrednosti izpusta.
Sredstva za odstranjevanje fluorida: uporabljajo se predvsem za odpadne vode,-ki vsebujejo fluor iz industrij, kot so fotovoltaika, elektronika, polprevodniki, rudarstvo in metalurgija ter fosforjeve kemikalije. Večina obratov, ki čistijo odpadno vodo-napolnjeno s fluoridi, uporablja dvo{3}}stopenjski postopek odstranjevanja: začetna stopnja obarjanja kalcijeve soli zniža ravni fluorida na 20–30 mg/L, čemur sledi stopnja poliranja s posebnimi sredstvi za odstranjevanje fluorida, da znižajo ravni pod 2 mg/L. Stopnja kalcijeve soli predstavlja izziv v zvezi z velikim volumnom blata in težkim nadzorom pH, medtem ko je stopnja specializiranega sredstva odvisna od izbire pravilnega odmerka in prilagoditve pH nazaj na ustrezno območje. Ko sta stopnji dobro-integrirani, so skupni stroški nižji kot pri metodi s čisto kalcijevo soljo, količina blata pa se lahko zmanjša za polovico. To sem podrobno analiziral v prejšnjih člankih, zato bom zaenkrat pustil pri tem.
Sredstva za keliranje težkih kovin: ciljajo na težke kovine, kot so živo srebro, svinec, baker, nikelj in krom, ki jih najdemo v odpadni vodi pri galvanizaciji, proizvodnji tiskanih vezij in rudarstvu. Mehanizem vključuje kelatne skupine znotraj sredstva, ki tvorijo stabilne oborine z ioni težkih kovin, ki učinkovito zajemajo težke kovine iz vode. V primerjavi s tradicionalno metodo obarjanja s hidroksidi ponujajo kelatna sredstva težkih kovin številne prednosti: široko učinkovito območje pH (niso tako pH-občutljivi kot obarjanje z alkalijo), učinkovitost proti kompleksiranim težkim kovinam (medtem ko je obarjanje s hidroksidom večinoma neučinkovito proti kompleksiranemu bakru ali niklju) in proizvodnjo stabilnega blata v manjših količinah, ki ga ni enostavno ponovno-raztopiti.
Vendar upoštevajte, da ta sredstva niso zdravilo za-vse; različne težke kovine zahtevajo različne vrste kelatnih sredstev. Ker se kelacijski pogoji za baker, nikelj in krom razlikujejo, je za preverjanje izbire potrebno -testiranje na laboratorijski napravi. Doziranje mora biti tudi natančno: premaj-odmerjanje povzroči, da odpadne vode presežejo mejne vrednosti izpusta, medtem ko preveliko-odmerjanje zapravlja denar za kemikalije.
Sredstva za razbarvanje se pogosto uporabljajo pri tiskanju tekstila, barvanju in čiščenju odpadne vode iz proizvodnje papirja; so običajno kvarterni amonijevi polimeri, ki hitro odstranijo barvo. Ker to ni naš primarni cilj, ga bomo omenili le na kratko.
06
Sistemske-podporne kemikalije
Ne čistijo onesnaževal neposredno, vendar so nepogrešljivi.
Te vrste kemikalij ne čistijo neposredno onesnaževal, vendar so bistvenega pomena za normalno delovanje sistema.
Zaviralci vodnega kamna so nepogrešljivi za RO membrane in sisteme za obtočno vodo. Kalcijevi in magnezijevi ioni lahko tvorijo luske, ki zamašijo membranske pore; zaviralci vodnega kamna preprečujejo kristalizacijo in obarjanje teh soli. Organofosfonati (kot sta HEDP in ATMP) so učinkoviti proti vodnemu kamnu kalcijevega karbonata, medtem ko polimeri (kot je PAA) dobro delujejo proti vodnemu kamnu iz silicijevega dioksida in železa. Pri izbiri inhibitorja upoštevajte priporočila proizvajalca membrane; ne sprejemajte samovoljnih odločitev.
Biocidi preprečujejo širjenje bakterij in alg na membranskih površinah in znotraj cevovodov. Oksidativni biocidi (npr. natrijev hipoklorit, klorov dioksid) so hitro-delujoči in poceni, vendar se hitro izčrpajo, kar zahteva stalno odmerjanje. Ne-oksidativni biocidi (npr. izotiazolinoni, kvarterne amonijeve soli) nudijo dolgotrajnejše-učinke in nanje manj vpliva pH. Praktične izkušnje kažejo na menjavo med oksidativnimi in ne{10}}neoksidacijskimi vrstami; zanašanje samo na eno vrsto lahko privede do odpornosti mikrobov, zaradi česar so tudi visoki odmerki neučinkoviti.
Uravnavalci pH: natrijev hidroksid je najčistejša možnost za zvišanje pH, medtem ko je apno poceni, vendar proizvaja veliko blata; klorovodikova ali žveplova kislina se uporablja za znižanje pH in se uporablja tudi pri čiščenju membran. Te se lahko uporabljajo v celotnem procesu, vendar se izogibajte naključnim prilagoditvam-preden spremenite pH, jasno pretehtajte razlog, ciljno raven in ali bo prilagoditev vplivala na nadaljnje procese.
07
Ena kemikalija, več uporab; ena snov, več imen
Sprememba koraka postopka pomeni spremembo funkcije
V sobi za doziranje kemikalij je več "večopravilnikov"-ista kemikalija opravlja povsem različne funkcije, odvisno od koraka postopka. Tukaj tudi najpogosteje pride do zmede na spletnem mestu-.
Apno je klasičen primer. Uporablja se za uravnavanje pH, odstranjevanje fluorida, mehčanje vode in kot pomoč pri kemičnem odstranjevanju fosforja. Pojavi se tako v fizikalno-kemični stopnji zdravljenja kot v napredni fazi zdravljenja, vendar se ravni odmerkov razlikujejo po vrsti velikosti, zato nastavitev odmerjanja ni mogoče preprosto kopirati-. Železov sulfat je podoben; čeprav je predvsem koagulant, odstranjuje tudi fosfor in barvo. V kislih pogojih reducira šestvalentni krom v trivalentni krom-, kar je ključni korak pri čiščenju s kromom-obremenjene odpadne vode pri galvanizaciji. Natrijev hipoklorit se ne uporablja le za sterilizacijo in dezinfekcijo, temveč tudi za razbarvanje, uničenje cianida (v alkalnih pogojih) ter čiščenje membran in cevi.
Neskladja v konvencijah poimenovanja povzročajo še večjo zmedo. Različni ljudje uporabljajo različna imena za isto snov: PAC pomeni polialuminijev klorid, čeprav ga nekateri imenujejo bazični aluminijev klorid; tekoča alkalija, kavstična soda in natrijev hidroksid se nanašajo na isto stvar; soda je natrijev karbonat; PAM pomeni poliakrilamid, ki je nadalje razvrščen v anionske, kationske in ne-ionske vrste. "Sestavljeni viri ogljika" so najbolj značilen primer; različni dobavitelji uporabljajo različna trgovska imena in formulacije, zato samo ime le malo razkrije.
Zato si kemikalij ne zapomnite po imenu; si jih zapomnijo glede na funkcijo, ki jo opravljajo v sistemu. Če se ista kemikalija uporabi v drugem koraku postopka, se odmerjanje in kontrolni parametri popolnoma spremenijo; nasprotno pa ni nujno, da imata dva izdelka z enakim imenom enako sestavo. Če pride do neskladja med naročilnicami in realnostjo na-na mestu, natančno razjasnite, kaj je snov in čemu je namenjena, preden se pogovarjate o ceni.
08
Zaključek z zbirno tabelo
Hitra referenca za osem kategorij kemikalij
Koagulanti: Reprezentativni izdelki vključujejo PAC, PFS in železov klorid. Njihove glavne funkcije so destabilizacija delcev, da nastanejo kosmiči, ter odstranjevanje motnosti in fosforja. Tipični scenariji uporabe vključujejo primarne sedimentacijske rezervoarje in napredno odstranjevanje fosforja.
Sredstva za kosmičenje: Reprezentativni izdelki vključujejo PAM (anionski/kationski). Njihove glavne funkcije so premostitev delcev v velike kosmiče ter pomoč pri usedanju in odvajanju vode. Tipični scenariji uporabe vključujejo sedimentacijske rezervoarje in filtrirne stiskalnice. Viri ogljika: Reprezentativni izdelki vključujejo metanol, natrijev acetat in sestavljene vire ogljika. Njihova primarna funkcija je dopolnitev ogljika za spodbujanje denitrifikacije (odstranjevanje dušika), ki se običajno uporablja v anoksičnih rezervoarjih.
Sredstva za defluoriranje: Reprezentativni izdelki vključujejo kalcijeve soli in specializirana sredstva za defluoriranje. Njihova primarna funkcija je globoko odstranjevanje fluorida v sekundarnih stopnjah čiščenja, ki se običajno uporabljajo za odpadne vode iz proizvodnje fotovoltaike in elektronike.
Obarjalci težkih kovin: Reprezentativni izdelki vključujejo kelatne obarjalce. Njihova primarna funkcija je zajemanje težkih kovin in tvorjenje stabilnih oborin, ki se običajno uporabljajo za galvanizacijo in odpadno vodo pri proizvodnji vezij.
Sredstva proti vodnemu kamnu: Reprezentativni izdelki vključujejo HEDP in PAA. Njihova primarna funkcija je preprečiti nabiranje vodnega kamna na membranah in v cevovodih, ki se običajno uporabljajo v RO sistemih in sistemih za kroženje vode.
Biocidi: Reprezentativni izdelki vključujejo natrijev hipoklorit in izotiazolinone. Njihova primarna funkcija je sterilizacija in zaviranje alg, ki se običajno uporabljajo v membranskih sistemih in sistemih s krožečo vodo.
Sredstva za uravnavanje pH: Reprezentativni izdelki vključujejo tekočo kavstično sodo (NaOH), klorovodikovo kislino in apno. Njihova primarna funkcija je prilagajanje ravni pH, ki se uporablja v vseh fazah procesa.
09
Tri načela za kemijsko izbiro
Najprej izvedite-preizkuse v merilu · Izračunajte skupne stroške · Razmislite o postopku
Najprej izvedite preskuse-na merilnem merilu, preden začnete širiti. Kakovost vode pomembno vpliva na delovanje kemikalij; Odmerek PAC se lahko na primer giblje od 50 do 300 mg/l-kako lahko to veš brez testiranja? Ne poslušajte samo dobaviteljevih "tipičnih odmerkov"; tvoj "tipični" ni enak njihovemu.
Drugič, izračunajte skupne stroške, ne samo cene na enoto. Drage kemikalije lahko zahtevajo manjše odmerke in nudijo stabilno delovanje, kar lahko povzroči nižje stroške na tono obdelane vode. Nasprotno pa lahko poceni kemikalije zahtevajo visoke odmerke ali dajo slabe rezultate-, kar povzroči predelavo in višje skupne stroške.
Tretjič, zagotovite, da se kemikalije ujemajo s postopkom. Flotacija z raztopljenim zrakom (DAF) zahteva lahke kosmiče, medtem ko sedimentacija zahteva težke kosmiče, kar pomeni, da se izbor PAC in PAM popolnoma razlikuje. Biokemični sistemi so občutljivi na kemično toksičnost; nikoli ne dodajajte močnih oksidantov v biokemične rezervoarje. Za membranske sisteme si pri izbiri sredstev proti vodnemu kamnu in biocidov oglejte seznam združljivosti proizvajalca; uporaba nezdružljivih kemikalij lahko uniči membrane.
Ta tri načela se slišijo preprosta, vendar jih dejansko upošteva manj kot polovica vseh rastlin-večina pomisli na izvedbo testov šele, ko se pojavi težava, pri čemer pogosto prepozno odkrijejo, da so ves čas uporabljale napačne kemikalije. Tri načela za izbiro kemikalij
Preden povečate odmerek, izvedite manj{0}}teste (odmerki PAC se lahko gibljejo od 50 do 300 mg/L; brez testiranja ne boste izvedeli prave količine). Izračunajte skupne stroške namesto cene na enoto (drage kemikalije lahko zahtevajo nižje odmerke in nudijo stabilno delovanje, kar ima za posledico nižje stroške na tono obdelane vode). Poskrbite, da se kemikalije ujemajo s postopkom (flotacija z raztopljenim zrakom zahteva lahke kosme, sedimentacija zahteva težke kosme, membranski sistemi pa zahtevajo preverjanje seznamov združljivosti).
Končne misli
Kemikalije se morda zdijo zapletene, vendar postanejo jasne, če jih kategoriziramo po funkciji: fizikalno-kemijska stopnja temelji na koagulaciji in flokulaciji; biokemijska stopnja temelji na virih ogljika; napredna stopnja zdravljenja temelji na posebnih kemikalijah; te pa dopolnjujejo zaviralci vodnega kamna, biocidi in regulatorji pH. Pravi izziv ni zapomniti si imen, ampak natančno določiti, katera kemikalija ustreza vaši določeni kakovosti vode in -zmogljivost postopka se lahko drastično razlikuje med isto vrsto kemikalije različnih proizvajalcev. Torej, ne oklevajte: izvedite-teste majhnega obsega, izračunajte skupne stroške in ocenite združljivost postopkov. Če vestno sledite tem trem korakom, se lahko pozneje izognete številnim predelavam.
