Mnoho lidí v tom nemá jasno a dokonce i ostřílení profesionálové mají často zamlžené chápání. PAC, PAM, PFS, chlornan sodný, inhibitory vodního kamene, defluorační činidla, zdroje uhlíku... názvy se těžko pamatují, funkce se pletou a chemikálie se často dávkují nahodile,-přidávají se tam, kde by neměly být, nebo se v případě potřeby vynechávají. Není to tak, že by operátoři nebyli chytří; prostě to za ně nikdo nikdy jasně nevyřešil.
Problém s chemikáliemi pro úpravu vody spočívá v jejich naprosté rozmanitosti: existuje mnoho typů, některé slouží více účelům a konvence pojmenování se liší. Když se jich používá několik dohromady, není problém jen je zapomenout,-je to smíchat. Dnes si je systematicky rozeberme.
01
Koagulanty a flokulanty: dynamické duo fyzikálně-chemické úpravy
Jeden destabilizuje, další mosty-nezaměňují.
Tyto dva typy chemikálií se téměř vždy používají společně, ale jejich funkce jsou zcela odlišné; nezaměňujte je.
Koagulanty zvládají destabilizaci: neutralizují povrchový náboj koloidních částic ve vodě a způsobují, že jemné částice,-které by jinak zůstaly suspendované-, se shlukují do malých „mikro-vloček“. Flokulanty zvládají přemostění: spojují tyto drobné mikro-vločky dohromady do velkých, těžkých vloček, které se mohou účinně usazovat nebo odvodňovat.
Jeden neutralizuje náboj na povrchu částic, takže se již vzájemně neodpuzují; druhý používá polymery s dlouhým{0}}řetězcem k propojení destabilizovaných částic. Záleží také na pořadí přidávání: před přemostěním musí přijít destabilizace; obrácení pořadí nepřináší prakticky žádné výsledky.
02
Výběr mezi třemi typy koagulantů
Zvolte PAC pro běžné odstraňování zákalu; vyberte k odstranění fosforu prostředky-na bázi železa.
Existují tři běžně používané koagulanty.
PAC (Polyaluminium Chloride): Ekonomický, účinný při odstraňování zákalu a přizpůsobitelný širokému rozsahu pH. Je vhodná pro komunální i průmyslové odpadní vody a je vhodná-pro rutinní provozy. PFS (Polyferric Sulfate): Nabízí silnější schopnosti odstraňování fosforu než PAC a vytváří husté, rychle- usazující se vločky. Je to upřednostňovaná volba pro odpadní vody s vysokým-fosforem, jako jsou vody z jatek, papíren a chemických závodů na výrobu fosforu. Chlorid železitý: Vysoce účinný při koagulaci a odstraňování fosforu, ale vysoce korozivní. Vyžaduje antikorozní opatření pro zařízení a obecně není první volbou, i když se používá ve specifických situacích. Pro běžné odstraňování zákalu zvolte PAC; pro specializované odstraňování fosforu volte koagulanty{10}na bázi železa{11}}toto základní pravidlo zřídka selže. Některé rostliny se snaží snížit hladiny fosforu, zatímco stále používají PAC; přechod na produkt na bázi železa{13}} přináší okamžité výsledky. Není to tak, že by PAC byl neúčinný; prostě to není ten správný nástroj pro tuto konkrétní práci.
03
Základní flokulant: PAM
Použijte aniontový prostředek pro podporu sedimentace; Pro odvodnění použijte kationtové
Jádrovým flokulantem je PAM (polyakrylamid). Dodává se ve třech typech založených na iontovém náboji, každý s odlišnými aplikacemi.
Aniontový PAM je nejúčinnější pro odpadní vody s vysokým obsahem kalu a anorganických látek-ideální pro vodu z praní uhlí, keramické odpadní vody a napomáhá sedimentaci v primárních usazovacích nádržích. Kationtový PAM nese kladný náboj a je specializovaný na odvodňování kalu; jeho přidání před kalolisem zlepšuje uvolňování vody a potenciálně snižuje obsah vlhkosti v kalu z 97 % na méně než 80 %. Neiontový PAM má úzký rozsah použití a používá se jen zřídka.
Pamatujte: použijte aniontové pro sedimentaci a kationtové pro odvodnění. S PAM však existuje úskalí: výběr špatné molekulové hmotnosti nebo iontového stupně vede k výrazně odlišným výsledkům. I mezi kationtovými produkty PAM mohou rozdíly v molekulové hmotnosti (např. 8 milionů vs. . 12 milionů) nebo iontovém stupni (např. 20 vs Různé kvality vody vyžadují pro správný výběr{11}}testování vodního kamene; neočekávejte, že jeden typ PAM bude fungovat pro každou situaci.
Viděl jsem mnoho závodů, kde výkon PAM po změně značek kolísal, jen abych zjistil, že iontový stupeň se lišil od předchozí šarže. Při změně dodavatele se tedy nezaměřujte pouze na cenu,-zajistěte, aby parametry molekulové hmotnosti a iontového stupně odpovídaly vašim požadavkům.
04
Zdroje uhlíku: Palivo pro denitrifikační systémy
Čtyři typy zdrojů uhlíku: Pro a proti
Při denitrifikaci, pokud je zdroj uhlíku nedostatečný, bakterie hladoví a celkové hladiny dusíku neklesají. Toto je běžný problém. Závody s adekvátním poměrem přítoku uhlíku-k-dusíku (C/N) nepotřebují přidávat další, ale průmyslové čističky odpadních vod s nízkým poměrem C/N téměř vždy vyžadují doplnění.
Každý ze čtyř zdrojů uhlíku má své výhody a nevýhody. Již dříve jsem napsal srovnávací recenzi-„Metanol, octan sodný, glukóza nebo složené zdroje uhlíku: které byste si měli vybrat pro denitrifikaci?“-, ale zde je stručné shrnutí. Metanol nabízí nejvyšší uhlíkovou ekvivalenci a nejnižší náklady, ale jako nebezpečná chemická látka třídy A vyžaduje jeho skladování a přeprava schválení požární bezpečnosti-bariéru, kterou si malé závody často nemohou dovolit odstranit. Octan sodný se může pochlubit vysokou mírou využití a nevyžaduje žádnou adaptační dobu při přepínání, takže je vynikající volbou pro přesné ovládání; v zimě však krystalizuje a ucpává potrubí, což způsobuje bolesti hlavy rostlinám v severních oblastech. Glukóza je bezpečná, ale působí pomalu-; nemělo by být zvoleno, pokud je hydraulická doba zdržení v nádrži nedostatečná. Kompozitní zdroje uhlíku, formulované z více složek, nabízejí vysokou efektivitu využití napříč různými mikrobiálními populacemi; vynikají v podmínkách nízkých-teplot, jsou bezpečné a{10}}nekrystalizují a jsou vhodné pro stabilní-dlouhodobé dávkování.
Při výběru zdroje uhlíku zvažte tři faktory: vlastnictví nebezpečných chemických kvalifikací, kolísání teploty vody v zimě a objem úpravy. V případě kvalifikace je metanol nejekonomičtější volbou; bez kvalifikace postačí octan sodný, pokud teplota vody zůstane celoročně nad 15 stupňů-. Pokud však zimní teploty klesnou pod 12 stupňů, mohou kompozitní zdroje uhlíku,-které nabízejí vysoké-použití při nízkých teplotách a nekrystalizují-, ve skutečnosti vést k nižším celkovým nákladům než octan sodný.
O zdrojích uhlíku je toho hodně k diskusi, ale protože toto téma bylo důkladně probráno v předchozích článcích, nebudu ho zde opakovat.
05
Specialisté na pokročilou léčbu
Nasazeno pouze pro specifické parametry překračující limity
První dvě kategorie využívají téměř všechny čistírny odpadních vod. Tato kategorie je odlišná-a používá se pouze k řešení konkrétních parametrů, které překračují limity vybíjení.
Činidla pro odstraňování fluoridů: Používají se především pro odpadní vody obsahující fluor-z průmyslových odvětví, jako je fotovoltaika, elektronika, polovodiče, těžba a metalurgie a fosforové chemikálie. Většina závodů, které upravují odpadní vody -nasycené fluoridem, používá dvou-fázový proces odstraňování: počáteční fáze srážení vápenaté soli snižuje hladinu fluoridů na 20–30 mg/l, po níž následuje fáze leštění pomocí speciálních prostředků na odstraňování fluoridů, aby se hladina snížila pod 2 mg/l. Fáze vápenaté soli představuje problémy s ohledem na vysoký objem kalu a obtížnou kontrolu pH, zatímco fáze specializovaného činidla závisí na výběru správného dávkování a úpravě pH zpět do vhodného rozsahu. Když jsou oba stupně dobře-integrovány, celkové náklady jsou nižší než u metody čisté vápenaté soli a objem kalu lze snížit na polovinu. Podrobně jsem to rozebíral v předchozích článcích, takže to zatím nechám.
Chelatační činidla pro těžké kovy: Zaměřují se na těžké kovy, jako je rtuť, olovo, měď, nikl a chrom, které se nacházejí v odpadních vodách z galvanizace, výroby desek plošných spojů a těžebních operací. Mechanismus zahrnuje chelatační skupiny v činidle tvořící stabilní sraženiny s ionty těžkých kovů, které účinně zachycují těžké kovy z vody. Ve srovnání s tradiční metodou srážení hydroxidem nabízejí chelatační činidla pro těžké kovy několik výhod: široký účinný rozsah pH (nejsou tak citlivá na pH -jako srážení alkáliemi), účinnost proti komplexním těžkým kovům (zatímco srážení hydroxidem je do značné míry neúčinné proti komplexované mědi nebo niklu) a produkci stabilního kalu v menších množstvích, který se snadno znovu-nerozpouští.
Upozorňujeme však, že tito agenti nejsou lékem-na všechny; různé těžké kovy vyžadují různé typy chelatačních činidel. Vzhledem k tomu, že chelatační podmínky pro měď, nikl a chrom se liší, je k ověření výběru nezbytné-testování na zkušebním stupni. Dávkování musí být také přesné: nedostatečné-dávkování vede k překročení limitů vypouštění odpadních vod, zatímco nadměrné-dávkování plýtvá penězi za chemikálie.
Odbarvovací činidla jsou široce používána v textilním tisku, barvení a čištění odpadních vod při výrobě papíru; jsou to typicky kvartérní amoniové polymery, které rychle usazují barvu. Protože to není naše primární zaměření, zmíníme se o tom jen krátce.
06
Chemikálie pro-systémovou podporu
Neošetřují přímo znečišťující látky, ale jsou nepostradatelné.
Tyto typy chemikálií přímo neošetřují znečišťující látky, ale jsou nezbytné pro normální provoz systému.
Inhibitory vodního kamene jsou nepostradatelné pro membrány RO a systémy cirkulující vody. Ionty vápníku a hořčíku mohou tvořit vodní kámen, který ucpává póry membrány; inhibitory vodního kamene zabraňují krystalizaci a vysrážení těchto solí. Organofosfonáty (jako je HEDP a ATMP) jsou účinné proti usazeninám uhličitanu vápenatého, zatímco polymery (jako je PAA) fungují dobře proti usazeninám oxidu křemičitého a železa. Při výběru inhibitoru dodržujte doporučení výrobce membrány; nedělejte svévolné volby.
Biocidy zabraňují množení bakterií a řas na povrchu membrán a v potrubí. Oxidační biocidy (např. chlornan sodný, oxid chloričitý) jsou rychle-působí a jsou levné, ale rychle se vyčerpají a vyžadují nepřetržité dávkování. Ne-oxidační biocidy (např. isothiazolinony, kvartérní amoniové soli) nabízejí déle-trvající účinky a jsou méně ovlivněny pH. Praktické zkušenosti naznačují, že se střídají oxidující a neoxidační typy; spoléhání se pouze na jeden typ může vést k mikrobiální rezistenci, takže i vysoké dávky jsou neúčinné.
Přípravky na úpravu pH: Hydroxid sodný je nejčistší možností pro zvýšení pH, zatímco vápno je levné, ale vytváří značné množství kalu; kyselina chlorovodíková nebo sírová se používá ke snížení pH a používá se také při čištění membrán. Ty lze použít v průběhu celého procesu, ale vyhněte se náhodným úpravám-před změnou pH, jasně zvažte důvod, cílovou úroveň a zda úprava ovlivní následné procesy.
07
Jedna chemikálie, více použití; jedna látka, více jmen
Změna kroku procesu znamená změnu funkce
V místnosti pro dávkování chemikálií je umístěno několik „multitaskerů“-stejná chemikálie plní zcela odlišné funkce v závislosti na kroku procesu. Zde také na-webu nejčastěji dochází k nejasnostem.
Vápno je klasický příklad. Používá se k úpravě pH, odstraňování fluoridů, změkčování vody a jako pomůcka při chemickém odstraňování fosforu. Objevuje se jak ve stadiu fyzikálně-chemické léčby, tak ve fázi pokročilé léčby, ale úrovně dávkování se řádově liší, takže nastavení dávkování nelze jednoduše zkopírovat-vložit. Síran železnatý je podobný; i když je primárně koagulant, odstraňuje také fosfor a barvu. V kyselých podmínkách redukuje šestimocný chrom na trojmocný chrom-což je zásadní krok při čištění chrómem-zatížených odpadních vod z galvanického pokovování. Chlornan sodný se používá nejen ke sterilizaci a dezinfekci, ale také k odbarvování, kyanidové destrukci (za alkalických podmínek) a čištění membrán a potrubí.
Nesrovnalosti v konvencích pojmenování způsobují ještě větší zmatek. Různí lidé používají různé názvy pro stejnou látku: PAC znamená Polyaluminium Chlorid, ačkoli někteří jej označují jako Basic Aluminium Chlorid; kapalná alkálie, louh sodný a hydroxid sodný označují totéž; soda je uhličitan sodný; PAM je zkratka pro Polyakrylamid, který se dále dělí na aniontové, kationtové a -iontové typy. „Kompozitní zdroje uhlíku“ jsou nejtypičtějším příkladem; různí dodavatelé používají různé obchodní názvy a formulace, takže samotný název prozrazuje jen málo.
Neučte se proto chemikálie nazpaměť; zapamatovat si je podle funkce, kterou v systému plní. Pokud se stejná chemikálie použije v jiném kroku procesu, dávkování a kontrolní parametry se úplně změní; naopak dva produkty se stejným názvem nemusí mít nutně stejné složení. Pokud dojde k nesouladu mezi nákupními objednávkami a-realitou na místě, ujasněte si, co přesně je podstatou a k čemu je zamýšleno, než budete diskutovat o ceně.
08
Zakončíme souhrnnou tabulkou
Rychlá reference pro osm kategorií chemikálií
Koagulanty: Mezi reprezentativní produkty patří PAC, PFS a chlorid železitý. Jejich primární funkcí je destabilizace částic za vzniku vloček, stejně jako odstraňování zákalu a fosforu. Typické scénáře použití zahrnují primární sedimentační nádrže a pokročilé odstraňování fosforu.
Flokulanty: Mezi reprezentativní produkty patří PAM (aniontové/kationtové). Jejich primární funkcí je spojování částic do velkých vloček a napomáhání sedimentaci a odvodňování. Typické scénáře použití zahrnují sedimentační nádrže a filtrační lisy. Zdroje uhlíku: Mezi reprezentativní produkty patří methanol, octan sodný a kompozitní zdroje uhlíku. Jejich primární funkcí je doplnění uhlíku pro podporu denitrifikace (odstranění dusíku), typicky používané v anoxických nádržích.
Defluorační činidla: Reprezentativní produkty zahrnují vápenaté soli a specializovaná defluorační činidla. Jejich primární funkcí je hluboké odstranění fluoridů v sekundárních stupních čištění, které se obvykle používá pro fotovoltaické a elektronické odpadní vody.
Srážedla těžkých kovů: Mezi reprezentativní produkty patří chelatační srážedla. Jejich primární funkcí je zachycovat těžké kovy a vytvářet stabilní sraženiny, které se obvykle používají pro galvanické pokovování a výrobu odpadních vod obvodových desek.
Antiscalants: Reprezentativní produkty zahrnují HEDP a PAA. Jejich primární funkcí je zabránit usazování vodního kamene na membránách a v potrubích, které se obvykle používají v systémech RO a systémech cirkulující vody.
Biocidy: Reprezentativní produkty zahrnují chlornan sodný a isothiazolinony. Jejich primární funkcí je sterilizace a inhibice řas, typicky používané v membránových systémech a systémech cirkulující vody.
Látky upravující pH: Mezi reprezentativní produkty patří kapalný louh sodný (NaOH), kyselina chlorovodíková a vápno. Jejich primární funkcí je úprava úrovně pH, použitelná ve všech fázích procesu.
09
Tři principy chemického výběru
Nejprve proveďte{0}}testovací zkoušky · Vypočítejte celkové náklady · Zvažte proces
Nejprve proveďte testy-ve zkušebním měřítku, než začnete zvětšovat. Kvalita vody významně ovlivňuje výkon chemikálií; Dávkování PAC se například může pohybovat v rozmezí 50 až 300 mg/l-jak to můžete vědět bez testování? Neposlouchejte pouze „typické dávkování“ dodavatele; vaše "typické" není stejné jako jejich.
Za druhé, spočítejte celkové náklady, nejen jednotkové ceny. Drahé chemikálie mohou vyžadovat nižší dávkování a nabízet stabilní výkon, což může mít za následek nižší náklady na tunu upravené vody. Naopak levné chemikálie mohou vyžadovat vysoké dávky nebo poskytovat špatné výsledky-, což vede k přepracování a vyšším celkovým nákladům.
Za třetí, ujistěte se, že chemikálie odpovídají procesu. Flotace rozpuštěným vzduchem (DAF) vyžaduje lehké vločky, zatímco sedimentace vyžaduje těžké vločky, což znamená, že výběr PAC a PAM se zcela liší. Biochemické systémy jsou citlivé na chemickou toxicitu; nikdy nepřidávejte silné oxidanty do biochemických nádrží. U membránových systémů se při výběru antiscalantů a biocidů řiďte seznamem kompatibility výrobce; použití nekompatibilních chemikálií může zničit membrány.
Tyto tři principy zní jednoduše, ale méně než polovina všech rostlin je skutečně dodržuje-většinu z nich napadne provést testy až poté, co se objeví problém, často příliš pozdě na to, že celou dobu používaly nesprávné chemikálie. Tři zásady pro výběr chemikálií
Před zvýšením dávky proveďte malé{0}}testy (dávky PAC se mohou pohybovat od 50 do 300 mg/l; bez testování nezjistíte správné množství). Počítejte spíše celkové náklady než jednotkové ceny (drahé chemikálie mohou vyžadovat nižší dávkování a nabízet stabilní výkon, což vede k nižším nákladům na tunu upravené vody). Zajistěte, aby chemikálie odpovídaly procesu (flotace rozpuštěným vzduchem vyžaduje lehké vločky, sedimentace vyžaduje těžké vločky a membránové systémy vyžadují kontrolu seznamů kompatibility).
Závěrečné myšlenky
Chemikálie se mohou zdát složité, ale stanou se jasnými, když jsou kategorizovány podle funkce: fyzikálně-chemická fáze závisí na koagulaci a flokulaci; biochemická fáze závisí na zdrojích uhlíku; pokročilé stádium ošetření se opírá o speciální chemikálie; a ty jsou doplněny o inhibitory vodního kamene, biocidy a látky upravující pH. Skutečným problémem není zapamatovat si názvy, ale přesně určit, která chemikálie vyhovuje vaší konkrétní kvalitě vody a výkonu-procesu, se může u stejného typu chemikálií od různých výrobců drasticky lišit. Nezkracujte se: provádějte malé-testy, spočítejte celkové náklady a vyhodnoťte kompatibilitu procesů. Pečlivé dodržování těchto tří kroků vám může později ušetřit spoustu přepracování.
