Mnoho ľudí v tom nemá jasno a dokonca aj skúsení odborníci majú často zahmlené pochopenie. PAC, PAM, PFS, chlórnan sodný, inhibítory vodného kameňa, defluoračné činidlá, zdroje uhlíka... názvy sa ťažko pamätajú, funkcie sa pletú a chemikálie sa často dávkujú náhodne,-pridávajú sa tam, kde by sa nemali, alebo sa v prípade potreby vynechávajú. Nie je to tak, že operátori nie sú inteligentní; jednoducho to za nich nikto nikdy jasne nevyriešil.
Výzva v súvislosti s chemikáliami na úpravu vody spočíva v ich úplnej rozmanitosti: existuje veľa druhov, niektoré slúžia na viaceré účely a konvencie pomenovania sa líšia. Keď sa ich používa spolu, problémom nie je len ich zabudnutie-, ale ich zmiešanie. Dnes si ich systematicky rozoberme.
01
Koagulanty a flokulanty: Dynamické duo fyzikálno-chemickej liečby
Jeden destabilizuje, druhý mosty-nemiešajú.
Tieto dva typy chemikálií sa takmer vždy používajú spolu, ale ich funkcie sú úplne odlišné; nezamieňajte si ich.
Koagulanty zvládajú destabilizáciu: neutralizujú povrchový náboj koloidných častíc vo vode, čím spôsobujú, že jemné častice,-ktoré by inak zostali suspendované-, sa zhlukujú do malých „mikro-vločiek“. Flokulanty zvládajú premostenie: spájajú tieto drobné mikro-vločky dohromady do veľkých, ťažkých vločiek, ktoré sa môžu účinne usadiť alebo odvodniť.
Jeden neutralizuje náboj na povrchu častíc, takže sa už navzájom neodpudzujú; druhá používa polyméry s dlhým{0}}reťazcom na spojenie destabilizovaných častíc. Dôležité je aj poradie pridávania: pred premostením musí prísť destabilizácia; obrátenie poradia neprináša prakticky žiadne výsledky.
02
Výber medzi tromi typmi koagulantov
Zvoľte PAC na bežné odstránenie zákalu; vyberte si na odstránenie fosforu prostriedky-na báze železa.
Existujú tri bežne používané koagulanty.
PAC (Polyaluminium Chloride): Ekonomický, účinný pri odstraňovaní zákalu a prispôsobiteľný širokému rozsahu pH. Je vhodný pre komunálne aj priemyselné odpadové vody a predstavuje-výber pre bežné prevádzky. PFS (Polyferric Sulfate): Ponúka silnejšie schopnosti odstraňovania fosforu ako PAC a vytvára husté, rýchlo-usadzujúce sa vločky. Je preferovanou voľbou pre odpadové vody s vysokým-fosforom, ako sú vody z bitúnkov, papierní a chemických závodov na výrobu fosforu. Chlorid železitý: Vysoko účinný pri koagulácii a odstraňovaní fosforu, ale vysoko korozívny. Vyžaduje si to antikorózne opatrenia pre zariadenia a vo všeobecnosti nie je prvou voľbou, hoci sa používa v špecifických scenároch. Na bežné odstránenie zákalu zvoľte PAC; na špecializované odstraňovanie fosforu zvoľte koagulanty{10}na báze železa{11}}toto pravidlo len zriedka zlyhá. Niektoré rastliny sa snažia znížiť hladiny fosforu, zatiaľ čo stále používajú PAC; prechod na produkt{13}}na báze železa prináša okamžité výsledky. Nie je to tak, že PAC je neúčinný; jednoducho to nie je ten správny nástroj pre túto konkrétnu prácu.
03
Jadro flokulantu: PAM
Použite aniónové na usadzovanie; Na odvodnenie použite katiónové
Jadro flokulantu je PAM (polyakrylamid). Dodáva sa v troch typoch založených na iónovom náboji, z ktorých každý má odlišné aplikácie.
Aniónový PAM je najúčinnejší pre odpadové vody s vysokým obsahom kalu a anorganických látok-ideálny pre vodu na umývanie uhlia, keramickú odpadovú vodu a napomáha sedimentácii v primárnych usadzovacích nádržiach. Katiónový PAM nesie kladný náboj a je špecializovaný na odvodňovanie kalu; jeho pridanie pred kalolisom zlepšuje uvoľňovanie vody a potenciálne znižuje obsah vlhkosti kalu z 97 % na menej ako 80 %. Neiónový PAM má úzky rozsah použitia a používa sa len zriedka.
Len si pamätajte: použite aniónové na usadzovanie a katiónové na odvodnenie. S PAM však existuje úskalie: výber nesprávnej molekulovej hmotnosti alebo iónového stupňa vedie k výrazne odlišným výsledkom. Dokonca aj medzi katiónovými produktmi PAM môžu rozdiely v molekulovej hmotnosti (napr. 8 miliónov vs Rôzne kvality vody vyžadujú testovanie{11}na skúšobnej stolici, aby bol správny výber; neočakávajte, že jeden typ PAM bude fungovať pre každú situáciu.
Videl som veľa závodov, kde výkon PAM po zmene značiek kolísal, len aby som zistil, že iónový stupeň sa líšil od predchádzajúcej šarže. Pri zmene dodávateľa sa teda nezameriavajte iba na cenu-ubezpečte sa, že parametre molekulovej hmotnosti a iónového stupňa zodpovedajú vašim požiadavkám.
04
Zdroje uhlíka: Palivo pre systémy denitrifikácie
Štyri typy zdrojov uhlíka: klady a zápory
Pri denitrifikácii, ak je zdroj uhlíka nedostatočný, baktérie hladujú a celkové hladiny dusíka neklesnú. Toto je bežný problém. Zariadenia s primeraným pomerom uhlíka -k -dusíku (C/N) nemusia pridávať viac, ale čistiarne priemyselných odpadových vôd s nízkymi pomermi C/N takmer vždy vyžadujú doplnenie.
Každý zo štyroch zdrojov uhlíka má svoje výhody a nevýhody. V minulosti som napísal porovnávaciu recenziu-„Metanol, octan sodný, glukóza alebo zložené zdroje uhlíka: ktoré by ste si mali vybrať na denitrifikáciu?“-, ale tu je stručný súhrn. Metanol ponúka najvyššiu uhlíkovú ekvivalenciu a najnižšie náklady, ale keďže ide o nebezpečnú chemikáliu triedy A, jeho skladovanie a preprava si vyžaduje schválenie požiarnej bezpečnosti-prekážku, ktorú si malé závody často nemôžu dovoliť odstrániť. Octan sodný sa môže pochváliť vysokou mierou využitia a nevyžaduje žiadne adaptačné obdobie pri prepínaní, čo z neho robí vynikajúcu voľbu pre presné ovládanie; v zime však kryštalizuje a upcháva potrubia, čo spôsobuje bolesti hlavy rastlinám v severných oblastiach. Glukóza je bezpečná, ale pôsobí pomaly-; nemal by sa zvoliť, ak je hydraulický retenčný čas v nádrži nedostatočný. Kompozitné zdroje uhlíka, formulované z viacerých komponentov, ponúkajú vysokú efektivitu využitia v rôznych mikrobiálnych populáciách; vynikajú v podmienkach nízkych-teploty, sú bezpečné a{10}}nekryštalizujú a sú vhodné na stabilné, dlhodobé{11}}dávkovanie.
Pri výbere zdroja uhlíka zvážte tri faktory: vlastníctvo nebezpečných chemických kvalifikácií, kolísanie teploty vody v zime a objem úpravy. Ak je kvalifikovaný, metanol je najekonomickejšou voľbou; bez kvalifikácie postačí octan sodný, ak teplota vody zostane celoročne nad 15 stupňov-. Ak však zimné teploty klesnú pod 12 stupňov , kompozitné zdroje uhlíka,-ktoré ponúkajú vysoké-využitie pri nízkych teplotách a nekryštalizujú-, môžu v skutočnosti viesť k nižším celkovým nákladom ako octan sodný.
O zdrojoch uhlíka by sa dalo veľa diskutovať, ale keďže táto téma bola dôkladne spracovaná v predchádzajúcich článkoch, nebudem ju tu opakovať.
05
Špecialisti na pokročilú liečbu
Nasadené len pre špecifické parametre prekračujúce limity
Prvé dve kategórie využívajú takmer všetky čistiarne odpadových vôd. Táto kategória je odlišná-a používa sa len na riešenie konkrétnych parametrov, ktoré prekračujú limity vybíjania.
Prostriedky na odstraňovanie fluoridov: Používajú sa predovšetkým na odpadové vody-s obsahom fluoridu z priemyselných odvetví, ako je fotovoltaika, elektronika, polovodiče, baníctvo a metalurgia a fosforové chemikálie. Väčšina závodov na úpravu odpadových vôd s -fluoridmi využíva- dvojstupňový proces odstraňovania: počiatočná fáza zrážania vápenatej soli znižuje hladinu fluoridov na 20 – 30 mg/l, po ktorej nasleduje fáza leštenia pomocou špeciálnych činidiel na odstraňovanie fluoridov, aby sa hladina znížila pod 2 mg/l. Štádium vápenatej soli predstavuje výzvy týkajúce sa vysokého objemu kalu a ťažkej kontroly pH, zatiaľ čo štádium špecializovaného činidla závisí od výberu správneho dávkovania a úpravy pH späť do vhodného rozsahu. Keď sú tieto dva stupne dobre-integrované, celkové náklady sú nižšie ako pri metóde čistej vápenatej soli a objem kalu sa môže znížiť na polovicu. Podrobne som to rozoberal v predchádzajúcich článkoch, takže to zatiaľ nechám tak.
Chelatačné činidlá pre ťažké kovy: Zameriavajú sa na ťažké kovy, ako je ortuť, olovo, meď, nikel a chróm, ktoré sa nachádzajú v odpadových vodách z galvanizácie, výroby dosiek plošných spojov a banských operácií. Mechanizmus zahŕňa chelatačné skupiny v činidle tvoriace stabilné precipitáty s iónmi ťažkých kovov, ktoré účinne zachytávajú ťažké kovy z vody. V porovnaní s tradičnou metódou zrážania hydroxidmi ponúkajú chelatačné činidlá ťažkých kovov niekoľko výhod: široký účinný rozsah pH (nie sú také citlivé na pH -ako alkalické zrážanie), účinnosť proti komplexným ťažkým kovom (zatiaľ čo zrážanie hydroxidmi je vo veľkej miere neúčinné voči komplexnej medi alebo niklu) a produkciu stabilného kalu v menších množstvách, ktorý sa len tak ľahko nerozpúšťa.
Upozorňujeme však, že tieto prostriedky nie sú liekom-na všetko; rôzne ťažké kovy vyžadujú rôzne typy chelatačných činidiel. Keďže podmienky chelácie medi, niklu a chrómu sa líšia, na overenie výberu je potrebné{2}}testovanie na skúšobnom stupni. Aj dávkovanie musí byť presné: nedostatočné-dávkovanie vedie k tomu, že odpadová voda prekračuje limity vypúšťania, zatiaľ čo nadmerné-dávkovanie mrhá peniazmi za chemikálie.
Odfarbovacie činidlá sa široko používajú pri textilnej tlači, farbení a čistení odpadových vôd pri výrobe papiera; sú to typicky kvartérne amóniové polyméry, ktoré rýchlo usadzujú farbu. Keďže to nie je naším prvoradým zameraním, spomenieme to len stručne.
06
Chemikálie na-podporu systému
Neliečia znečisťujúce látky priamo, ale sú nevyhnutné.
Tieto typy chemikálií priamo neošetrujú znečisťujúce látky, ale sú nevyhnutné pre normálnu prevádzku systému.
Inhibítory vodného kameňa sú nevyhnutné pre RO membrány a systémy cirkulujúcej vody. Ióny vápnika a horčíka môžu vytvárať vodný kameň, ktorý upcháva póry membrány; inhibítory vodného kameňa zabraňujú týmto soliam kryštalizovať a vyzrážať sa. Organofosfonáty (ako HEDP a ATMP) sú účinné proti usadzovaniu uhličitanu vápenatého, zatiaľ čo polyméry (ako je PAA) dobre fungujú proti kremičitému a železnému kameňu. Pri výbere inhibítora postupujte podľa odporúčaní výrobcu membrány; nerobte svojvoľné rozhodnutia.
Biocídy zabraňujú množeniu baktérií a rias na membránových povrchoch a v potrubiach. Oxidačné biocídy (napr. chlórnan sodný, oxid chloričitý) sú rýchlo-účinné a lacné, ale rýchlo sa vyčerpávajú a vyžadujú nepretržité dávkovanie. Ne-oxidačné biocídy (napr. izotiazolinóny, kvartérne amóniové soli) ponúkajú dlhšie-trvajúce účinky a sú menej ovplyvnené pH. Praktické skúsenosti naznačujú striedanie medzi oxidačnými a{10}}neoxidačnými typmi; spoliehanie sa len na jeden typ môže viesť k mikrobiálnej rezistencii, v dôsledku čoho sú aj vysoké dávky neúčinné.
Prípravky na úpravu pH: Hydroxid sodný je najčistejšia možnosť na zvýšenie pH, zatiaľ čo vápno je lacné, ale vytvára značné množstvo kalu; kyselina chlorovodíková alebo sírová sa používa na zníženie pH a tiež sa používa pri čistení membrán. Možno ich použiť počas celého procesu, ale vyhnite sa náhodným úpravám-pred zmenou pH, jasne zvážte dôvod, cieľovú úroveň a či úprava ovplyvní následné procesy.
07
Jedna chemikália, viaceré použitia; jedna látka, viacero mien
Zmena kroku procesu znamená zmenu funkcie
V miestnosti na dávkovanie chemikálií sa nachádza niekoľko „multitaskerov“-rovnaká chemikália vykonáva úplne odlišné funkcie v závislosti od kroku procesu. To je tiež miesto, kde na-stránke najčastejšie vznikajú nejasnosti.
Klasickým príkladom je limetka. Používa sa na úpravu pH, odstraňovanie fluoridov, zmäkčovanie vody a ako pomôcka pri chemickom odstraňovaní fosforu. Objavuje sa v štádiu fyzikálno-chemickej liečby aj v štádiu pokročilej liečby, ale úrovne dávkovania sa líšia rádovo, takže nie je možné jednoducho skopírovať-prilepiť nastavenia dávkovania. Síran železnatý je podobný; hoci je primárne koagulant, odstraňuje aj fosfor a farbu. V kyslých podmienkach redukuje šesťmocný chróm na trojmocný chróm-, čo je zásadný krok pri čistení odpadových vôd z galvanického pokovovania-s obsahom chrómu. Chlórnan sodný sa používa nielen na sterilizáciu a dezinfekciu, ale aj na odfarbovanie, deštrukciu kyanidu (v alkalickom prostredí) a čistenie membrán a potrubí.
Nezrovnalosti v konvenciách pomenovania spôsobujú ešte väčší zmätok. Rôzni ľudia používajú rôzne názvy pre tú istú látku: PAC znamená polyaluminiumchlorid, hoci niektorí ho označujú ako základný chlorid hlinitý; tekuté alkálie, lúh sodný a hydroxid sodný označujú to isté; sóda je uhličitan sodný; PAM je skratka pre Polyakrylamid, ktorý sa ďalej delí na aniónové, katiónové a -neiónové typy. „Kompozitné zdroje uhlíka“ sú najtypickejším príkladom; rôzni dodávatelia používajú rôzne obchodné názvy a formulácie, takže samotný názov prezrádza len málo.
Preto si nezapamätajte chemikálie podľa mena; zapamätať si ich podľa funkcie, ktorú vykonávajú v rámci systému. Ak sa rovnaká chemikália použije v inom kroku procesu, dávkovanie a kontrolné parametre sa úplne zmenia; naopak, dva produkty s rovnakým názvom nemusia mať nevyhnutne rovnaké zloženie. Ak dôjde k nesúladu medzi nákupnými objednávkami a-realitou na stránke, pred diskusiou o cene si ujasnite, čo presne je podstatou a na čo má slúžiť.
08
Záverom je súhrnná tabuľka
Rýchla referencia pre osem kategórií chemikálií
Koagulanty: Reprezentatívne produkty zahŕňajú PAC, PFS a chlorid železitý. Ich primárnou funkciou je destabilizácia častíc za vzniku vločiek, ako aj odstraňovanie zákalu a fosforu. Typické aplikačné scenáre zahŕňajú primárne sedimentačné nádrže a pokročilé odstraňovanie fosforu.
Flokulanty: Reprezentatívne produkty zahŕňajú PAM (aniónové/katiónové). Ich primárnou funkciou je premosťovanie častíc do veľkých vločiek a napomáhanie sedimentácii a odvodňovaniu. Typické scenáre použitia zahŕňajú sedimentačné nádrže a filtračné lisy. Zdroje uhlíka: Reprezentatívne produkty zahŕňajú metanol, octan sodný a kompozitné zdroje uhlíka. Ich primárnou funkciou je dopĺňať uhlík na podporu denitrifikácie (odstránenia dusíka), ktorá sa zvyčajne používa v anoxických nádržiach.
Defluoračné činidlá: Reprezentatívne produkty zahŕňajú vápenaté soli a špecializované defluoračné činidlá. Ich primárnou funkciou je hlboké odstraňovanie fluoridov v sekundárnych stupňoch čistenia, ktoré sa zvyčajne používa pri výrobe odpadových vôd z fotovoltaiky a elektroniky.
Zrážadlá ťažkých kovov: Reprezentatívne produkty zahŕňajú chelatačné zrážacie činidlá. Ich primárnou funkciou je zachytávať ťažké kovy a vytvárať stabilné precipitáty, ktoré sa zvyčajne používajú na galvanizáciu a výrobu odpadových vôd obvodových dosiek.
Antiscalants: Reprezentatívne produkty zahŕňajú HEDP a PAA. Ich primárnou funkciou je zabrániť usadzovaniu vodného kameňa na membránach a v potrubiach, ktoré sa zvyčajne používajú v systémoch RO a cirkulačných vodných systémoch.
Biocídy: Reprezentatívne produkty zahŕňajú chlórnan sodný a izotiazolinóny. Ich primárnou funkciou je sterilizácia a inhibícia rias, ktoré sa zvyčajne používajú v membránových systémoch a systémoch s cirkuláciou vody.
Prípravky na úpravu pH: Reprezentatívne produkty zahŕňajú tekutý lúh sodný (NaOH), kyselinu chlorovodíkovú a vápno. Ich primárnou funkciou je úprava hladín pH, použiteľná vo všetkých fázach procesu.
09
Tri princípy chemického výberu
Najprv vykonajte test{0}}na skúšobnom stupni · Vypočítajte celkové náklady · Zvážte proces
Pred zvýšením najprv vykonajte test{0}}na skúšobnej prevádzke. Kvalita vody výrazne ovplyvňuje výkon chemikálií; Napríklad dávka PAC sa môže pohybovať od 50 do 300 mg/l-ako to môžete vedieť bez testovania? Nepočúvajte len „typické dávkovanie“ dodávateľa; tvoje "typické" nie je to isté ako ich.
Po druhé, vypočítajte celkové náklady, nielen jednotkové ceny. Drahé chemikálie môžu vyžadovať nižšie dávky a ponúkajú stabilný výkon, čo môže viesť k nižším nákladom na tonu upravenej vody. Naopak, lacné chemikálie môžu vyžadovať vysoké dávky alebo dosahovať slabé výsledky-, čo vedie k prepracovaniu a vyšším celkovým nákladom.
Po tretie, uistite sa, že chemikálie zodpovedajú procesu. Flotácia rozpusteným vzduchom (DAF) vyžaduje ľahké vločky, zatiaľ čo sedimentácia vyžaduje ťažké vločky, čo znamená, že výber PAC a PAM sa úplne líši. Biochemické systémy sú citlivé na chemickú toxicitu; nikdy nepridávajte do biochemických nádrží silné oxidanty. V prípade membránových systémov si pri výbere prostriedkov proti usadzovaniu vodného kameňa a biocídov pozrite zoznam kompatibility výrobcu; použitie nekompatibilných chemikálií môže poškodiť membrány.
Tieto tri princípy znejú jednoducho, no menej ako polovica všetkých rastlín ich skutočne dodržiava-väčšina si myslí, že spustenie testov vykoná až po vzniku problému, pričom často príliš neskoro zistí, že celý čas používali nesprávne chemikálie. Tri princípy výberu chemikálií
Pred zvýšením dávky vykonajte malé{0}}testy (dávky PAC sa môžu pohybovať od 50 do 300 mg/l; bez testovania nepoznáte správne množstvo). Vypočítajte radšej celkové náklady ako jednotkové ceny (drahé chemikálie môžu vyžadovať nižšie dávky a ponúkajú stabilný výkon, čo vedie k nižším nákladom na tonu upravenej vody). Uistite sa, že chemikálie zodpovedajú procesu (flotácia rozpusteným vzduchom vyžaduje ľahké vločky, sedimentácia vyžaduje ťažké vločky a membránové systémy vyžadujú kontrolu zoznamov kompatibility).
Záverečné myšlienky
Chemikálie sa môžu zdať zložité, ale stanú sa jasnými, keď sa kategorizujú podľa funkcie: fyzikálno-chemické štádium sa spolieha na koaguláciu a flokuláciu; biochemická fáza závisí od zdrojov uhlíka; pokročilé štádium liečby sa spolieha na špeciálne chemikálie; a tie sú doplnené o inhibítory vodného kameňa, biocídy a látky na úpravu pH. Skutočnou výzvou nie je zapamätať si názvy, ale presne určiť, ktorá chemikália vyhovuje vašej špecifickej kvalite vody a výkonnosti procesu-sa môže výrazne líšiť medzi rovnakým typom chemikálií od rôznych výrobcov. Neobmedzujte sa teda: vykonajte malé-testy, vypočítajte celkové náklady a vyhodnoťte kompatibilitu procesov. Dôsledné dodržiavanie týchto troch krokov vás môže neskôr ušetriť od veľkého množstva prerábok.
