Pek çok kişi bu konuda net değildir ve deneyimli profesyonellerin bile çoğu zaman belirsiz bir anlayışları vardır. PAC, PAM, PFS, sodyum hipoklorit, kireç önleyiciler, flor giderici ajanlar, karbon kaynakları... İsimlerin hatırlanması zordur, işlevler karışır ve kimyasallar sıklıkla dozajı-olmamaları gerektiği halde gelişigüzel eklenir veya gerektiğinde atlanır. Operatörlerin akıllı olmadığı anlamına gelmiyor bu; sadece hiç kimse onlar için her şeyi net bir şekilde çözemedi.
Su arıtma kimyasallarıyla ilgili zorluk, bunların çok çeşitli olmasından kaynaklanmaktadır: birçok türü vardır, bazıları birden fazla amaca hizmet eder ve adlandırma kuralları farklılık gösterir. Birkaçı bir arada kullanıldığında sorun yalnızca onları unutmak değil-karıştırmaktır. Bugün bunları sistematik olarak parçalara ayıralım.
01
Pıhtılaştırıcılar ve Flokülantlar: Fizikokimyasal Tedavinin Dinamik İkilisi
Biri istikrarı bozar, diğer köprüler-onları karıştırmaz.
Bu iki tür kimyasal neredeyse her zaman birlikte kullanılır ancak işlevleri tamamen farklıdır; onları karıştırmayın.
Pıhtılaştırıcılar istikrarsızlaştırmayı yönetir: sudaki kolloidal parçacıkların yüzey yükünü nötralize ederek, -aksi takdirde askıda kalacak olan- ince parçacıkların küçük "mikro-topaklar" halinde bir araya toplanmasına neden olur. Topaklaştırıcılar köprüleme işlemini gerçekleştirir: Bu küçük mikro-topakları, etkili bir şekilde çökebilen veya suyu giderilebilen büyük, ağır topaklara dönüştürürler.
Biri parçacık yüzeylerindeki yükü nötralize eder, böylece artık birbirlerini itmezler; diğeri ise dengesizleştirilmiş parçacıkları birbirine bağlamak için uzun-zincirli polimerleri kullanır. Ekleme sırası da önemlidir: istikrarsızlaştırma köprü kurmadan önce gelmelidir; sırayı tersine çevirmek neredeyse hiç sonuç vermez.
02
Üç Tip Pıhtılaştırıcı Arasında Seçim Yapmak
Rutin bulanıklığın giderilmesi için PAC'ı seçin; fosfor giderimi için demir{0}}bazlı maddeleri seçin.
Yaygın olarak kullanılan üç pıhtılaştırıcı vardır.
PAC (Polyalüminyum Klorür): Ekonomiktir, bulanıklığın giderilmesinde etkilidir ve geniş pH aralığına uyarlanabilir. Hem belediye hem de endüstriyel atık su için uygundur ve rutin işlemlerde-ilk tercihtir. PFS (Poliferrik Sülfat): PAC'a göre daha güçlü fosfor giderme özellikleri sunar ve yoğun,-çökelen topakları üretir. Mezbahalar, kağıt fabrikaları ve fosfor kimyası tesislerinden kaynaklanan yüksek-fosforlu atık sular için tercih edilen seçimdir. Ferrik Klorür: Pıhtılaşma ve fosfor gidermede oldukça etkilidir, ancak oldukça aşındırıcıdır. Ekipman için korozyon önleyici önlemlerin alınmasını gerektirir ve belirli senaryolarda kullanılmasına rağmen genellikle ilk tercih değildir. Rutin bulanıklığın giderilmesi için PAC'ı seçin; özel fosfor giderimi için demir-bazlı pıhtılaştırıcıları- seçin, bu temel kural nadiren başarısız olur. Bazı bitkiler hala PAC kullanırken fosfor seviyelerini düşürmekte zorlanıyor; demir-bazlı bir ürüne geçiş anında sonuç verir. PAC'ın etkisiz olduğu söylenemez; bu belirli iş için doğru araç değil.
03
Çekirdek Flokülant: PAM
Sedimantasyon Yardımı için Anyonik Kullanın; Susuzlaştırma için Katyonik Kullanın
Çekirdek topaklaştırıcı PAM'dir (poliakrilamid). Her biri farklı uygulamalara sahip, iyonik yüke dayalı üç tipte gelir.
Anyonik PAM, yüksek düzeyde silt ve inorganik madde içeren atık sular için en etkili yöntemdir-kömür yıkama suyu, seramik atık su için idealdir ve birincil çökeltme tanklarında çökelmeye yardımcı olur. Katyonik PAM pozitif yük taşır ve çamur susuzlaştırma için uzmanlaşmıştır; filtre presinden önce eklenmesi su salınımını iyileştirir ve potansiyel olarak çamurun nem içeriğini %97'den %80'in altına düşürür. İyonik olmayan PAM'in uygulama aralığı dardır ve nadiren kullanılır.
Unutmayın: çökeltme yardımı için anyonik, susuzlaştırma için ise katyonik kullanın. Ancak PAM'de bir tuzak var: Yanlış moleküler ağırlığın veya iyon derecesinin seçilmesi çok farklı sonuçlara yol açıyor. Katyonik PAM ürünleri arasında bile, molekül ağırlığındaki (örneğin, 8 milyona karşı {. 12 milyon) veya iyon derecesindeki (örneğin, 20'ye karşı . 40) farklılıklar, ortaya çıkan çamur kekinin nem içeriğinde önemli değişikliklere neden olabilir. Farklı su kaliteleri, doğru seçim için karşılaştırmalı-ölçekli testler gerektirir; Her durumda tek bir PAM türünün çalışmasını beklemeyin.
Marka değiştirdikten sonra PAM performansının dalgalandığı birçok tesis gördüm, ancak iyon derecesinin önceki partiden farklı olduğunu keşfettim. Bu nedenle, tedarikçiyi değiştirirken yalnızca fiyata odaklanmayın-moleküler ağırlık ve iyon derecesi parametrelerinin gereksinimlerinize uygun olduğundan emin olun.
04
Karbon Kaynakları: Denitrifikasyon Sistemleri için Yakıt
Dört Tür Karbon Kaynağı: Artıları ve Eksileri
Denitrifikasyonda karbon kaynağı yetersizse bakteriler aç kalır ve toplam nitrojen seviyesi düşmez. Bu yaygın bir sorundur. Yeterli karbon-/nitrojen (C/N) oranına sahip tesislerin daha fazlasını eklemesine gerek yoktur, ancak düşük C/N oranlarına sahip endüstriyel atık su tesisleri neredeyse her zaman takviye gerektirir.
Dört karbon kaynağının her birinin kendine göre avantajları ve dezavantajları vardır. Daha önce karşılaştırmalı bir inceleme yazmıştım-"Metanol, Sodyum Asetat, Glikoz veya Kompozit Karbon Kaynakları: Denitrifikasyon için Hangisini Seçmelisiniz?"- ancak burada kısa bir özet bulacaksınız. Metanol en yüksek karbon eşdeğerliğini ve en düşük maliyeti sunar, ancak A Sınıfı tehlikeli bir kimyasal olduğundan, depolanması ve taşınması yangın güvenliği onayı gerektirir-bu, küçük tesislerin genellikle aşmayı göze alamayacağı bir engeldir. Sodyum asetat, yüksek kullanım oranlarına sahiptir ve geçiş sırasında adaptasyon süresi gerektirmez, bu da onu hassas kontrol için mükemmel bir seçim haline getirir; ancak kışın kristalleşip boruları tıkayarak kuzey bölgelerdeki bitkilerde baş ağrısına neden olur. Glikoz güvenlidir ancak yavaş-etkilidir; hidrolik tankta kalma süresi yetersiz ise seçilmemelidir. Birden fazla bileşenden formüle edilen kompozit karbon kaynakları, çeşitli mikrobiyal popülasyonlarda yüksek kullanım verimliliği sunar; düşük-sıcaklık koşullarında üstün performans gösterirler, güvenlidirler, kristalleşmezler ve stabil, uzun süreli{11}}dozaj için uygundurlar.
Bir karbon kaynağı seçerken üç faktörü göz önünde bulundurun: tehlikeli kimyasal niteliklere sahip olmak, kışın su sıcaklığı dalgalanmaları ve arıtma hacmi. Nitelikli olması durumunda metanol en ekonomik seçimdir; herhangi bir vasıf olmadan, eğer su sıcaklıkları yıl boyunca-15 derecenin üzerinde kalırsa sodyum asetat yeterlidir. Bununla birlikte, kışın sıcaklıklar 12 derecenin altına düşerse, yüksek düşük-sıcaklık kullanımı sunan ve kristalleşmeyen-kompozit karbon kaynakları, aslında sodyum asetattan daha düşük genel maliyetlerle sonuçlanabilir.
Karbon kaynaklarıyla ilgili tartışılacak çok şey var ama bu konu daha önceki yazılarda detaylı olarak ele alındığı için burada tekrarlamayacağım.
05
İleri Tedavi Uzmanları
Yalnızca sınırları aşan belirli parametreler için kullanılır
İlk iki kategori neredeyse tüm atık su arıtma tesisleri tarafından kullanılmaktadır. Bu kategori farklıdır-yalnızca deşarj sınırlarını aşan belirli parametreleri ele almak için dağıtılır.
Florür giderme maddeleri: Bunlar öncelikle fotovoltaik, elektronik, yarı iletkenler, madencilik ve metalurji ve fosforlu kimyasallar gibi endüstrilerden gelen florür-içeren atık sular için kullanılır. Florür- yüklü atık suyu işleyen tesislerin çoğu, iki-aşamalı bir giderme işlemi kullanır: Başlangıçtaki kalsiyum tuzu çökeltme aşaması, florür seviyelerini 20–30 mg/L'ye düşürür, ardından seviyeleri 2 mg/L'nin altına getirmek için özel florür giderme maddeleri kullanan bir cilalama aşaması gelir. Kalsiyum tuzu aşaması, yüksek çamur hacmi ve zorlu pH kontrolü ile ilgili zorluklar sunarken, özel ajan aşaması, doğru dozajın seçilmesine ve pH'ın tekrar uygun aralığa ayarlanmasına bağlıdır. İki aşama iyi-entegre edildiğinde genel maliyet, saf kalsiyum tuzu yöntemine göre daha düşüktür ve çamur hacmi yarı yarıya azaltılabilir. Bunu daha önceki yazılarımda detaylı olarak incelemiştim, o yüzden şimdilik bu kadar bırakıyorum.
Ağır metal şelatlayıcı maddeler: Bunlar, elektrokaplama, devre kartı imalatı ve madencilik faaliyetlerinden kaynaklanan atık sularda bulunan cıva, kurşun, bakır, nikel ve krom gibi ağır metalleri hedef alır. Mekanizma, ağır metal iyonları ile stabil çökeltiler oluşturan ajan içindeki şelatlayıcı grupları içerir ve ağır metalleri sudan etkili bir şekilde yakalar. Geleneksel hidroksit çökeltme yöntemiyle karşılaştırıldığında, ağır metal şelatlama maddeleri çeşitli avantajlar sunar: geniş bir etkili pH aralığı (alkali çökeltme kadar pH-duyarlı değildirler), kompleksleşmiş ağır metallere karşı etkinlik (oysa hidroksit çökeltmesi, kompleksleşmiş bakır veya nikele karşı büyük oranda etkisizdir) ve kolayca yeniden çözünmeyen daha küçük miktarlarda stabil çamur üretimi.
Ancak bu aracıların her derde deva olmadığını unutmayın; farklı ağır metaller farklı tipte şelatlayıcı maddeler gerektirir. Bakır, nikel ve kromun şelasyon koşulları farklı olduğundan, seçimi doğrulamak için karşılaştırmalı-ölçekli testler gereklidir. Dozajın da kesin olması gerekir: Düşük-dozaj, atık suyun deşarj limitlerini aşmasına yol açarken, aşırı-dozaj, kimyasallara para israfına neden olur.
Renk giderici maddeler tekstil baskısında, boyamada ve kağıt yapımında atık su arıtımında yaygın olarak kullanılmaktadır; bunlar tipik olarak rengi hızla çöken kuaterner amonyum polimerleridir. Esas konumuz bu olmadığından sadece kısaca değineceğiz.
06
Sistem-Destek Kimyasalları
Kirleticileri doğrudan arıtmazlar ancak vazgeçilmezdirler.
Bu tür kimyasallar kirleticileri doğrudan arıtmaz ancak sistemin normal çalışması için gereklidir.
Kireç önleyiciler, RO membranları ve dolaşımdaki su sistemleri için vazgeçilmezdir. Kalsiyum ve magnezyum iyonları, zar gözeneklerini tıkayan kabuk oluşturabilir; kireç önleyiciler bu tuzların kristalleşmesini ve çökelmesini önler. Organofosfonatlar (HEDP ve ATMP gibi) kalsiyum karbonat tortusuna karşı etkiliyken, polimerler (PAA gibi) silika ve demir tortusuna karşı iyi çalışır. Bir inhibitör seçerken membran üreticisinin tavsiyelerine uyun; keyfi seçimler yapmayın.
Biyositler, membran yüzeylerinde ve boru hatlarında bakteri ve alglerin çoğalmasını önler. Oksitleyici biyositler (örneğin, sodyum hipoklorit, klor dioksit) hızlı-etkilidir ve ucuzdur ancak çabuk tükenir ve sürekli dozlama gerektirir. Oksitleyici olmayan biyositler (ör. izotiyazolinonlar, kuaterner amonyum tuzları) daha uzun-kalıcı etkiler sunar ve pH'tan daha az etkilenir. Pratik deneyim, oksitleyici ve oksitleyici olmayan türler arasında geçiş yapılmasını önermektedir; Yalnızca tek bir türe güvenmek mikrobiyal dirence yol açarak yüksek dozajları bile etkisiz hale getirebilir.
pH ayarlayıcılar: Sodyum hidroksit, pH'ı yükseltmek için en temiz seçenektir; oysa kireç ucuzdur ancak önemli ölçüde çamur üretir; pH'ı düşürmek için hidroklorik veya sülfürik asit kullanılır ve aynı zamanda membran temizliğinde de kullanılır. Bunlar tüm süreç boyunca kullanılabilir ancak gelişigüzel ayarlamalardan kaçının-pH'ı değiştirmeden önce nedenini, hedef seviyeyi ve ayarlamanın sonraki süreçleri etkileyip etkilemeyeceğini açıkça değerlendirin.
07
Tek kimyasal, çoklu kullanım; bir madde, birden fazla isim
Proses adımındaki bir değişiklik, fonksiyonda bir değişiklik anlamına gelir
Kimyasal dozaj odasında birkaç "çoklu görevli" bulunur-aynı kimyasal, proses adımına bağlı olarak tamamen farklı işlevler gerçekleştirir. Sitede kafa karışıklığının da en sık ortaya çıktığı yer- burasıdır.
Kireç klasik bir örnektir. PH ayarlaması, florür giderimi, su yumuşatma ve kimyasal fosfor giderimi için yardımcı olarak kullanılır. Hem fizikokimyasal tedavi aşamasında hem de ileri tedavi aşamasında görünür, ancak dozaj seviyeleri büyüklük sırasına göre farklılık gösterir, dolayısıyla dozaj ayarlarını kolayca kopyalayıp-yapıştıramazsınız. Demir sülfat benzerdir; Öncelikle bir pıhtılaştırıcı olmakla birlikte, aynı zamanda fosforu ve rengi de giderir. Asidik koşullar altında, altı değerlikli kromu üç değerlikli kroma indirger;-krom- yüklü atık suyun arıtılmasında çok önemli bir adımdır. Sodyum hipoklorit yalnızca sterilizasyon ve dezenfeksiyon için değil, aynı zamanda renk giderimi, siyanürün yok edilmesi (alkali koşullar altında) ve membranların ve boruların temizlenmesi için de kullanılır.
Adlandırma kurallarındaki farklılıklar daha da fazla karışıklığa neden olur. Farklı insanlar aynı madde için farklı isimler kullanır: PAC, Polialüminyum Klorür anlamına gelir, ancak bazıları buna Temel Alüminyum Klorür adını verir; sıvı alkali, kostik soda ve sodyum hidroksitin hepsi aynı şeyi ifade eder; soda külü sodyum karbonattır; PAM, ayrıca anyonik, katyonik ve-iyonik olmayan türlere ayrılan Poliakrilamid anlamına gelir. "Bileşik karbon kaynakları" en tipik örnektir; farklı tedarikçiler farklı ticari isimler ve formülasyonlar kullandığından, isim tek başına çok az şey ifade eder.
Bu nedenle kimyasalları isimleriyle ezberlemeyin; bunları sistem içerisinde gerçekleştirdikleri fonksiyona göre ezberleyin. Aynı kimyasalın farklı bir proses adımında kullanılması durumunda dozaj ve kontrol parametreleri tamamen değişecek; tersine, aynı adı taşıyan iki ürünün mutlaka aynı bileşime sahip olması gerekmeyebilir. Satın alma siparişleri ile sahadaki gerçeklik arasında bir uyumsuzluk olduğunda-fiyatı tartışmadan önce maddenin tam olarak ne olduğunu ve ne yapmak istediğini açıklayın.
08
Özet tabloyla sonlandırma
Sekiz kimyasal kategorisi için hızlı başvuru
Pıhtılaştırıcılar: Temsili ürünler arasında PAC, PFS ve ferrik klorür bulunur. Başlıca işlevleri, parçacıkların stabilizasyonunu bozarak topak oluşturmanın yanı sıra bulanıklığı ve fosforu ortadan kaldırmaktır. Tipik uygulama senaryoları arasında birincil çökeltme tankları ve gelişmiş fosfor giderimi yer alır.
Flokülantlar: Temsili ürünler arasında PAM (anyonik/katyonik) bulunur. Başlıca işlevleri parçacıkları büyük floklar halinde birleştirmek ve çökeltme ve susuzlaştırmaya yardımcı olmaktır. Tipik uygulama senaryoları çökeltme tanklarını ve filtre preslerini içerir. Karbon kaynakları: Temsili ürünler arasında metanol, sodyum asetat ve kompozit karbon kaynakları yer alır. Bunların birincil işlevi, tipik olarak anoksik tanklarda kullanılan denitrifikasyonu (azot giderme) desteklemek için karbon takviyesi yapmaktır.
Flor giderici maddeler: Temsili ürünler arasında kalsiyum tuzları ve özel flor giderici maddeler bulunur. Birincil işlevleri, genellikle fotovoltaik ve elektronik atıksu üretimi için kullanılan ikincil arıtma aşamalarında derin florürün uzaklaştırılmasıdır.
Ağır metal çökelticiler: Temsili ürünler arasında şelatlayıcı çökelticiler yer alır. Başlıca işlevleri ağır metalleri yakalamak ve genellikle elektrokaplama ve devre kartı üretimi atık suyunda kullanılan kararlı çökeltiler oluşturmaktır.
Antiskalantlar: Temsili ürünler HEDP ve PAA'yı içerir. Başlıca işlevleri, genellikle RO sistemlerinde ve sirkülasyonlu su sistemlerinde kullanılan membranlar ve boru hatlarında kireçlenmeyi önlemektir.
Biyositler: Temsili ürünler arasında sodyum hipoklorit ve izotiyazolinonlar yer alır. Başlıca işlevleri, tipik olarak membran sistemlerinde ve sirkülasyonlu su sistemlerinde kullanılan sterilizasyon ve yosun önlemedir.
pH ayarlayıcılar: Temsili ürünler arasında sıvı kostik soda (NaOH), hidroklorik asit ve kireç bulunur. Başlıca işlevleri, tüm proses aşamalarında geçerli olan pH seviyelerini ayarlamaktır.
09
Kimyasal Seçiminin Üç İlkesi
Önce-ölçekli testleri gerçekleştirin · Toplam maliyetleri hesaplayın · Süreci göz önünde bulundurun
İlk olarak, ölçeği büyütmeden önce karşılaştırmalı-ölçek testleri gerçekleştirin. Su kalitesi, kimyasalların performansını önemli ölçüde etkiler; Örneğin PAC dozajı 50 ila 300 mg/L arasında değişebilir-test yapmadan nasıl bilebilirsiniz? Sadece tedarikçinin "tipik dozajını" dinlemeyin; senin "tipik"in onlarınkiyle aynı değil.
İkincisi, yalnızca birim fiyatları değil, toplam maliyetleri hesaplayın. Pahalı kimyasallar daha düşük dozajlar gerektirebilir ve istikrarlı bir performans sunabilir, bu da potansiyel olarak arıtılan su tonu başına daha düşük bir maliyetle sonuçlanabilir. Tersine, ucuz kimyasallar yüksek dozajlar gerektirebilir veya kötü sonuçlar verebilir, bu da yeniden işleme ve daha yüksek genel maliyetlere yol açabilir.
Üçüncüsü, kimyasalların süreçle eşleştiğinden emin olun. Çözünmüş hava flotasyonu (DAF) hafif floklar gerektirirken sedimantasyon ağır floklar gerektirir; bu da PAC ve PAM seçiminin tamamen farklı olduğu anlamına gelir. Biyokimyasal sistemler kimyasal toksisiteye karşı hassastır; Biyokimyasal tanklara asla güçlü oksidanlar eklemeyin. Membran sistemleri için antiskalantları ve biyositleri seçerken üreticinin uyumluluk listesine bakın; Uyumsuz kimyasalların kullanılması membranlara zarar verebilir.
Bu üç prensip basit gibi görünse de tesislerin yarısından azı aslında bunları uyguluyor-çoğu yalnızca bir sorun ortaya çıktıktan sonra testler yapmayı düşünüyor ve çoğu zaman baştan beri yanlış kimyasalları kullandıklarını çok geç keşfediyorlar. Kimyasal Seçiminde Üç Prensip
Dozu artırmadan önce küçük -ölçekli testler yapın (PAC dozajları 50 ila 300 mg/L arasında değişebilir; test etmeden doğru miktarı bilemezsiniz). Birim fiyatlar yerine toplam maliyetleri hesaplayın (pahalı kimyasallar daha düşük dozajlar gerektirebilir ve istikrarlı performans sunabilir, bu da arıtılan su tonu başına daha düşük maliyet sağlar). Kimyasalların prosesle eşleştiğinden emin olun (çözünmüş hava flokasyonu hafif floklar gerektirir, çökeltme ağır floklar gerektirir ve membran sistemleri uyumluluk listelerinin kontrol edilmesini gerektirir).
Son Düşünceler
Kimyasallar karmaşık görünebilir, ancak işlevlerine göre kategorize edildiklerinde netleşirler: fizikokimyasal aşama pıhtılaşmaya ve topaklaşmaya dayanır; biyokimyasal aşama karbon kaynaklarına dayanır; ileri arıtma aşaması özel kimyasallara dayanır; ve bunlar kireç önleyiciler, biyositler ve pH ayarlayıcılarla desteklenir. Asıl zorluk, isimleri ezberlemek değildir; ancak tam olarak hangi kimyasalın sizin özel su kalitenize ve proses-performansınıza uygun olduğunu belirlemek, farklı üreticilerin aynı türdeki kimyasalları arasında büyük farklılıklar gösterebilir. Bu nedenle işin kolayına kaçmayın: küçük-ölçekli testler yapın, toplam maliyetleri hesaplayın ve süreç uyumluluğunu değerlendirin. Bu üç adımı özenle takip etmek sizi daha sonra birçok yeniden çalışmaktan kurtarabilir.
