Ramai orang tidak jelas mengenai perkara ini, malah profesional berpengalaman sering mempunyai pemahaman yang kabur. PAC, PAM, PFS, natrium hipoklorit, perencat skala, agen penyahfluorinasi, sumber karbon... nama sukar diingat, fungsi menjadi keliru dan bahan kimia sering didos secara sembarangan-ditambah apabila tidak sepatutnya, atau ditinggalkan apabila perlu. Bukannya pengendali tidak bijak; cuma tiada siapa yang pernah menyelesaikan semuanya dengan jelas untuk mereka.
Cabaran dengan bahan kimia rawatan air terletak pada kepelbagaiannya: terdapat banyak jenis, sesetengahnya mempunyai pelbagai tujuan, dan konvensyen penamaan berbeza-beza. Apabila beberapa digunakan bersama-sama, masalahnya bukan sekadar melupakannya-malah mencampurkannya. Hari ini, mari kita memecahkannya secara sistematik.
01
Coagulants dan Flocculants: Duo Dinamik Rawatan Fisikokimia
Satu menggugat kestabilan, satu lagi jambatan-tidak mencampurkannya.
Kedua-dua jenis bahan kimia ini hampir selalu digunakan bersama, tetapi fungsinya berbeza sama sekali; jangan mengelirukan mereka.
Bahan koagulan mengendalikan ketidakstabilan: ia meneutralkan cas permukaan zarah koloid dalam air, menyebabkan zarah halus-yang sebaliknya akan kekal terampai-bergumpal bersama menjadi "mikro-flok." Flokulan mengendalikan penyambungan: ia mengikat flok-mikro kecil ini bersama-sama menjadi flok besar dan berat yang boleh mengendap atau dialirkan air dengan berkesan.
Satu meneutralkan cas pada permukaan zarah supaya mereka tidak lagi menolak antara satu sama lain; yang satu lagi menggunakan polimer rantai-panjang untuk memautkan zarah yang tidak stabil bersama-sama. Urutan penambahan juga penting: ketidakstabilan mesti datang sebelum merapatkan; membalikkan susunan tidak menghasilkan hasil.
02
Memilih Antara Tiga Jenis Coagulants
Pilih PAC untuk penyingkiran kekeruhan rutin; pilih agen berasaskan besi-untuk penyingkiran fosforus.
Terdapat tiga koagulan yang biasa digunakan.
PAC (Polyaluminum Klorida): Jimat, berkesan untuk menghilangkan kekeruhan, dan boleh disesuaikan dengan julat pH yang luas. Sesuai untuk kedua-dua air sisa perbandaran dan industri, ia adalah pilihan-untuk operasi rutin. PFS (Polyferric Sulfate): Menawarkan keupayaan penyingkiran fosforus yang lebih kuat daripada PAC dan menghasilkan flok-mendap yang padat dan cepat. Ia adalah pilihan utama untuk air buangan-fosforus tinggi, seperti dari rumah penyembelihan, kilang kertas dan loji kimia fosforus. Ferric Chloride: Sangat berkesan pada pembekuan dan penyingkiran fosforus, tetapi sangat menghakis. Ia memerlukan langkah anti-kakisan untuk peralatan dan biasanya bukan pilihan pertama, walaupun ia digunakan dalam senario tertentu. Untuk penyingkiran kekeruhan rutin, pilih PAC; untuk penyingkiran fosforus khusus, pilih-koagulan berasaskan besi-peraturan ini jarang gagal. Sesetengah tumbuhan bergelut untuk menurunkan tahap fosforus semasa masih menggunakan PAC; bertukar kepada produk berasaskan besi-membuahkan hasil serta-merta. Bukannya PAC tidak berkesan; ia bukan alat yang sesuai untuk kerja khusus itu.
03
Flocculant Teras: PAM
Gunakan Anionik untuk Bantuan Pemendapan; Gunakan Kationik untuk Penyahairan
Flokulan teras ialah PAM (polyacrylamide). Ia datang dalam tiga jenis berdasarkan cas ionik, setiap satu dengan aplikasi yang berbeza.
PAM anionik paling berkesan untuk air sisa yang mempunyai tahap kelodak dan bahan tak organik yang tinggi-sesuai untuk air basuhan arang batu, air sisa seramik dan membantu pemendapan dalam tangki pengendapan primer. PAM kationik membawa cas positif dan khusus untuk penyahairan enap cemar; menambahkannya sebelum penekan penapis meningkatkan pelepasan air, berpotensi mengurangkan kandungan lembapan enapcemar daripada 97% kepada di bawah 80%. PAM bukan-ionik mempunyai julat aplikasi yang sempit dan jarang digunakan.
Hanya ingat: gunakan anionik untuk bantuan pemendapan dan kationik untuk penyahairan. Walau bagaimanapun, terdapat perangkap dengan PAM: memilih berat molekul yang salah atau darjah ionik membawa kepada keputusan yang jauh berbeza. Malah dalam kalangan produk PAM kationik, perbezaan dalam berat molekul (cth, 8 juta lwn. 12 juta) atau darjah ionik (cth, 20 lwn. 40) boleh menyebabkan variasi ketara dalam kandungan lembapan kek enap cemar yang terhasil. Kualiti air yang berbeza memerlukan{11}}ujian skala bangku untuk pemilihan yang betul; jangan mengharapkan satu jenis PAM berfungsi untuk setiap situasi.
Saya telah melihat banyak kilang di mana prestasi PAM berubah-ubah selepas menukar jenama, hanya untuk mengetahui tahap ionik berbeza daripada kumpulan sebelumnya. Jadi, apabila menukar pembekal, jangan fokus pada harga-semata-mata memastikan parameter berat molekul dan darjah ion sepadan dengan keperluan anda.
04
Sumber Karbon: Bahan Api untuk Sistem Denitrifikasi
Empat Jenis Sumber Karbon: Kebaikan dan Keburukan
Dalam denitrifikasi, jika sumber karbon tidak mencukupi, bakteria menjadi lapar, dan jumlah tahap nitrogen gagal menurun. Ini adalah isu biasa. Tumbuhan dengan nisbah karbon pengaruh yang mencukupi-ke-nitrogen (C/N) tidak perlu menambah lebih banyak, tetapi loji air sisa industri dengan nisbah C/N yang rendah hampir selalu memerlukan tambahan.
Setiap satu daripada empat sumber karbon mempunyai kelebihan dan keburukan tersendiri. Saya sebelum ini menulis ulasan perbandingan-"Methanol, Sodium Acetate, Glukosa atau Sumber Karbon Komposit: Mana Yang Perlu Anda Pilih untuk Denitrifikasi?"-tetapi berikut ialah ringkasan ringkas. Metanol menawarkan kesetaraan karbon tertinggi dan kos terendah, tetapi sebagai bahan kimia berbahaya Kelas A, penyimpanan dan pengangkutannya memerlukan kelulusan keselamatan kebakaran-sebuah penghalang yang sering tidak mampu dibersihkan oleh loji kecil. Natrium asetat mempunyai kadar penggunaan yang tinggi dan tidak memerlukan tempoh penyesuaian apabila menukar, menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk kawalan ketepatan; bagaimanapun, ia mengkristal dan menyumbat paip pada musim sejuk, menyebabkan sakit kepala bagi tumbuhan di kawasan utara. Glukosa selamat tetapi-bertindak perlahan; ia tidak boleh dipilih jika masa pengekalan hidraulik dalam tangki tidak mencukupi. Sumber karbon komposit, dirumus daripada pelbagai komponen, menawarkan kecekapan penggunaan yang tinggi merentas populasi mikrob yang pelbagai; ia cemerlang dalam-keadaan suhu yang rendah, selamat dan tidak-menghablur, dan sesuai untuk dos jangka-panjang yang stabil.
Apabila memilih sumber karbon, pertimbangkan tiga faktor: pemilikan kelayakan kimia berbahaya, turun naik suhu air musim sejuk dan volum rawatan. Jika layak, metanol adalah pilihan yang paling menjimatkan; tanpa kelayakan, natrium asetat mencukupi jika suhu air kekal melebihi 15 darjah-sepanjang tahun. Walau bagaimanapun, jika suhu musim sejuk turun di bawah 12 darjah , sumber karbon komposit-yang menawarkan penggunaan suhu-rendah tinggi dan tidak menghablur-sebenarnya boleh mengakibatkan kos keseluruhan yang lebih rendah daripada natrium asetat.
Terdapat banyak perkara yang perlu dibincangkan mengenai sumber karbon, tetapi kerana topik ini telah dibincangkan secara menyeluruh dalam artikel sebelumnya, saya tidak akan mengulanginya di sini.
05
Pakar dalam Rawatan Lanjutan
Digunakan hanya untuk parameter tertentu yang melebihi had
Dua kategori pertama digunakan oleh hampir semua loji rawatan air sisa. Kategori ini berbeza-ia digunakan hanya untuk menangani parameter tertentu yang melebihi had pelepasan.
Ejen penyingkiran fluorida: Ini digunakan terutamanya untuk fluorida-yang mengandungi air sisa daripada industri seperti fotovoltaik, elektronik, semikonduktor, perlombongan dan metalurgi serta bahan kimia fosforus. Kebanyakan tumbuhan yang merawat air buangan berfluorida-menggunakan proses penyingkiran dua-peringkat: peringkat pemendakan garam kalsium awal mengurangkan paras fluorida kepada 20–30 mg/L, diikuti dengan peringkat penggilap menggunakan agen penyingkiran fluorida khusus untuk menurunkan paras di bawah 2 mg/L. Peringkat garam kalsium membentangkan cabaran mengenai jumlah enap cemar yang tinggi dan kawalan pH yang sukar, manakala peringkat agen khusus bergantung pada pemilihan dos yang betul dan melaraskan pH kembali ke julat yang sesuai. Apabila kedua-dua peringkat disepadukan dengan baik-, kos keseluruhan adalah lebih rendah daripada kaedah garam kalsium tulen dan isipadu enap cemar boleh dikurangkan separuh. Saya telah menganalisis perkara ini secara terperinci dalam artikel sebelum ini, jadi saya akan meninggalkannya buat masa ini.
Agen pengkelat logam berat: Ini menyasarkan logam berat seperti merkuri, plumbum, tembaga, nikel dan kromium yang terdapat dalam air sisa daripada penyaduran elektrik, pembuatan papan litar dan operasi perlombongan. Mekanisme ini melibatkan kumpulan pengkelat dalam agen membentuk mendakan stabil dengan ion logam berat, dengan berkesan menangkap logam berat daripada air. Berbanding dengan kaedah pemendakan hidroksida tradisional, agen pengkelat logam berat menawarkan beberapa kelebihan: julat pH berkesan yang luas (ia tidak sesensitif pH-seperti pemendakan alkali), keberkesanan terhadap logam berat kompleks (manakala pemendakan hidroksida sebahagian besarnya tidak berkesan terhadap kuprum atau nikel yang kompleks), dan pengeluaran cecair yang tidak stabil dengan kuantiti yang lebih kecil. semula-larut.
Walau bagaimanapun, ambil perhatian bahawa ejen ini bukanlah penawar-semua; logam berat yang berbeza memerlukan pelbagai jenis agen pengkelat. Memandangkan keadaan khelasi untuk kuprum, nikel dan kromium berbeza, ujian skala bangku-diperlukan untuk mengesahkan pilihan. Dos juga mestilah tepat: di bawah-pengdosan membawa kepada efluen melebihi had pelepasan, manakala dos berlebihan-membazirkan wang pada bahan kimia.
Ejen penyahwarna digunakan secara meluas dalam percetakan tekstil, pencelupan, dan rawatan air sisa pembuatan kertas; ia biasanya polimer ammonium kuaterner yang cepat mendap keluar warna. Oleh kerana ini bukan fokus utama kami, kami hanya akan menyebutnya secara ringkas.
06
Bahan Kimia Sokongan-Sistem
Mereka tidak merawat bahan pencemar secara langsung tetapi sangat diperlukan.
Jenis bahan kimia ini tidak secara langsung merawat bahan pencemar tetapi penting untuk operasi normal sistem.
Inhibitor skala sangat diperlukan untuk membran RO dan sistem air beredar. Ion kalsium dan magnesium boleh membentuk skala yang menyumbat liang membran; perencat skala menghalang garam ini daripada menghablur dan memendakan. Organophosphonates (seperti HEDP dan ATMP) berkesan terhadap skala kalsium karbonat, manakala polimer (seperti PAA) berfungsi dengan baik terhadap skala silika dan besi. Ikut cadangan pengeluar membran apabila memilih perencat; jangan buat pilihan sewenang-wenangnya.
Biosid menghalang pembiakan bakteria dan alga pada permukaan membran dan dalam saluran paip. Biosid pengoksidaan (cth, natrium hipoklorit, klorin dioksida) bertindak pantas-dan murah tetapi cepat habis, memerlukan dos berterusan. Biosid tidak-pengoksidaan (cth, isothiazolinones, garam ammonium kuaterner) menawarkan kesan-yang lebih lama dan kurang terjejas oleh pH. Pengalaman praktikal mencadangkan bergantian antara jenis pengoksidaan dan bukan{10}}pengoksidaan; bergantung pada satu jenis sahaja boleh menyebabkan rintangan mikrob, menyebabkan dos yang tinggi pun tidak berkesan.
Pelaras pH: Natrium hidroksida ialah pilihan paling bersih untuk menaikkan pH, manakala kapur murah tetapi menghasilkan enap cemar yang ketara; asid hidroklorik atau sulfurik digunakan untuk menurunkan pH dan juga digunakan dalam pembersihan membran. Ini boleh digunakan sepanjang keseluruhan proses, tetapi elakkan pelarasan serampangan-sebelum menukar pH, pertimbangkan dengan jelas sebab, tahap sasaran dan sama ada pelarasan itu akan memberi kesan kepada proses hiliran.
07
Satu bahan kimia, pelbagai kegunaan; satu bahan, pelbagai nama
Perubahan dalam langkah proses bermaksud perubahan dalam fungsi
Bilik dos kimia menempatkan beberapa "pekerja berbilang tugas"-bahan kimia yang sama menjalankan fungsi yang berbeza bergantung pada langkah proses. Di sinilah kekeliruan paling kerap timbul di-tapak.
Limau adalah contoh klasik. Ia digunakan untuk pelarasan pH, penyingkiran fluorida, pelembutan air, dan sebagai bantuan dalam penyingkiran fosforus kimia. Ia muncul dalam kedua-dua peringkat rawatan fizikokimia dan peringkat rawatan lanjutan, tetapi tahap dos berbeza mengikut tertib magnitud, jadi seseorang tidak boleh hanya menyalin-tetapan dos. Ferus sulfat adalah serupa; manakala terutamanya sebagai koagulan, ia juga menghilangkan fosforus dan warna. Dalam keadaan berasid, ia mengurangkan kromium heksavalen kepada kromium trivalen-satu langkah penting dalam merawat air sisa penyaduran sarat kromium-. Natrium hipoklorit digunakan bukan sahaja untuk pensterilan dan pembasmian kuman tetapi juga untuk penyahwarnaan, pemusnahan sianida (di bawah keadaan beralkali), dan pembersihan membran dan paip.
Percanggahan dalam konvensyen penamaan menyebabkan lebih banyak kekeliruan. Orang yang berbeza menggunakan nama yang berbeza untuk bahan yang sama: PAC adalah singkatan kepada Polialuminum Klorida, walaupun ada yang merujuknya sebagai Aluminium Klorida Asas; alkali cair, soda kaustik, dan natrium hidroksida semuanya merujuk kepada perkara yang sama; abu soda ialah natrium karbonat; PAM ialah singkatan kepada Polyacrylamide, yang dikategorikan lagi kepada jenis anionik, kationik dan bukan{1}}ionik. "Sumber karbon komposit" ialah contoh yang paling tipikal; pembekal yang berbeza menggunakan nama dagangan dan formulasi yang berbeza, jadi nama itu sahaja mendedahkan sedikit.
Oleh itu, jangan menghafal bahan kimia dengan nama; menghafal mereka dengan fungsi yang mereka lakukan dalam sistem. Jika bahan kimia yang sama digunakan dalam langkah proses yang berbeza, parameter dos dan kawalan akan berubah sepenuhnya; sebaliknya, dua produk dengan nama yang sama mungkin tidak semestinya berkongsi komposisi yang sama. Apabila terdapat ketidakpadanan antara pesanan pembelian dan-realiti tapak, jelaskan dengan tepat apa bahan itu dan perkara yang dimaksudkan untuk dilakukan sebelum membincangkan harga.
08
Membungkus dengan jadual ringkasan
Rujukan pantas untuk lapan kategori bahan kimia
Coagulants: Produk wakil termasuk PAC, PFS, dan ferik klorida. Fungsi utama mereka adalah menstabilkan zarah untuk membentuk flok, serta menghilangkan kekeruhan dan fosforus. Senario aplikasi biasa termasuk tangki pemendapan primer dan penyingkiran fosforus lanjutan.
Flokulan: Produk perwakilan termasuk PAM (anionik/kationik). Fungsi utama mereka adalah merapatkan zarah ke dalam flok yang besar dan membantu dalam pemendapan dan penyahairan. Senario aplikasi biasa termasuk tangki pemendapan dan penekan penapis. Sumber karbon: Produk perwakilan termasuk metanol, natrium asetat, dan sumber karbon komposit. Fungsi utama mereka adalah untuk menambah karbon untuk menggalakkan penyahtelan (penyingkiran nitrogen), biasanya digunakan dalam tangki anoksik.
Agen penyahfluorinan: Produk perwakilan termasuk garam kalsium dan agen penyahfluorina khusus. Fungsi utamanya ialah penyingkiran fluorida dalam dalam peringkat rawatan sekunder, biasanya digunakan untuk air sisa pembuatan fotovoltaik dan elektronik.
Pemendapan logam berat: Produk perwakilan termasuk pemendakan kelat. Fungsi utama mereka adalah untuk menangkap logam berat dan membentuk mendakan stabil, biasanya digunakan untuk penyaduran elektrik dan air sisa pembuatan papan litar.
Antiscalant: Produk perwakilan termasuk HEDP dan PAA. Fungsi utama mereka adalah untuk mengelakkan penskalaan pada membran dan dalam saluran paip, biasanya digunakan dalam sistem RO dan sistem air beredar.
Biosida: Produk wakil termasuk natrium hipoklorit dan isothiazolinone. Fungsi utama mereka ialah pensterilan dan perencatan alga, biasanya digunakan dalam sistem membran dan sistem air beredar.
Pelaras pH: Produk wakil termasuk soda kaustik cecair (NaOH), asid hidroklorik dan kapur. Fungsi utamanya ialah melaraskan tahap pH, terpakai di semua peringkat proses.
09
Tiga Prinsip untuk Pemilihan Bahan Kimia
Jalankan ujian skala-bangku dahulu · Kira jumlah kos · Pertimbangkan prosesnya
Mula-mula, jalankan ujian skala bangku-sebelum ditingkatkan. Kualiti air memberi kesan ketara kepada prestasi bahan kimia; Dos PAC, misalnya, boleh berkisar antara 50 hingga 300 mg/L-bagaimanakah anda boleh tahu tanpa ujian? Jangan hanya mendengar "dos biasa" pembekal; "tipikal" anda tidak sama dengan mereka.
Kedua, hitung jumlah kos, bukan hanya harga unit. Bahan kimia yang mahal mungkin memerlukan dos yang lebih rendah dan menawarkan prestasi yang stabil, yang berpotensi mengakibatkan kos yang lebih rendah bagi setiap tan air yang dirawat. Sebaliknya, bahan kimia murah mungkin memerlukan dos yang tinggi atau menghasilkan hasil yang buruk-yang membawa kepada kerja semula dan kos keseluruhan yang lebih tinggi.
Ketiga, pastikan bahan kimia sepadan dengan proses. Pengapungan udara terlarut (DAF) memerlukan flok ringan, manakala pemendapan memerlukan flok berat, bermakna pemilihan PAC dan PAM berbeza sepenuhnya. Sistem biokimia adalah sensitif kepada ketoksikan kimia; jangan sekali-kali menambah oksida yang kuat ke dalam tangki biokimia. Untuk sistem membran, rujuk senarai keserasian pengeluar apabila memilih antiscalant dan biocid; menggunakan bahan kimia yang tidak serasi boleh merosakkan membran.
Ketiga-tiga prinsip ini kedengaran mudah, namun kurang daripada separuh daripada semua tumbuhan benar-benar mengikutinya-kebanyakan hanya berfikir untuk menjalankan ujian selepas masalah timbul, selalunya terlambat mengetahui bahawa mereka telah menggunakan bahan kimia yang salah selama ini. Tiga Prinsip Memilih Bahan Kimia
Jalankan ujian berskala-kecil sebelum meningkatkan dos (dos PAC boleh berkisar antara 50 hingga 300 mg/L; anda tidak akan mengetahui jumlah yang betul tanpa ujian). Kira jumlah kos dan bukannya harga unit (bahan kimia yang mahal mungkin memerlukan dos yang lebih rendah dan menawarkan prestasi yang stabil, menghasilkan kos yang lebih rendah bagi setiap tan air yang dirawat). Pastikan bahan kimia sepadan dengan proses (pengapungan udara terlarut memerlukan flok ringan, pemendapan memerlukan flok berat, dan sistem membran memerlukan menyemak senarai keserasian).
Fikiran Akhir
Bahan kimia mungkin kelihatan rumit, tetapi ia menjadi jelas apabila dikategorikan mengikut fungsi: peringkat fizikokimia bergantung pada pembekuan dan pemberbukuan; peringkat biokimia bergantung pada sumber karbon; peringkat rawatan lanjutan bergantung pada bahan kimia khusus; dan ini ditambah dengan perencat skala, biosid dan pelaras pH. Cabaran sebenar bukanlah menghafal nama, tetapi menentukan dengan tepat bahan kimia yang sesuai dengan kualiti air khusus anda dan prestasi proses-boleh berbeza secara drastik antara jenis bahan kimia yang sama daripada pengeluar yang berbeza. Oleh itu, jangan ambil pusing: jalankan ujian-kecilan, kira jumlah kos dan nilaikan keserasian proses. Bersungguh-sungguh mengikuti tiga langkah ini boleh menyelamatkan anda daripada banyak kerja semula di kemudian hari.
