Πήξη νερού: αρχή δράσης, σκοπός εφαρμογής

2024 Συγγραφέας: Angel Austin | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-02 17:44

Η πήξη του νερού αναφέρεται στις προκαταρκτικές φυσικές και χημικές μεθόδους καθαρισμού του. Η ουσία της διαδικασίας έγκειται στη μεγέθυνση και την καθίζηση μηχανικών ακαθαρσιών ή γαλακτωματοποιημένων ουσιών. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται σε σύγχρονες εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων και νερού.

Φυσικά θεμέλια

Η πήξη του νερού, ή με άλλα λόγια η διαύγασή του, είναι μια διαδικασία κατά την οποία μικρά σωματίδια σε εναιώρημα συνδυάζονται σε μεγαλύτερα συσσωματώματα. Η διεξαγωγή αυτής της διαδικασίας σάς επιτρέπει να αφαιρέσετε λεπτώς διασκορπισμένες ακαθαρσίες από το υγρό κατά την περαιτέρω καθίζηση, το φιλτράρισμα ή την επίπλευσή του.

Για να «κολλήσουν μεταξύ τους» τα σωματίδια είναι απαραίτητο να ξεπεραστούν οι δυνάμεις αμοιβαίας απώθησης μεταξύ τους, που εξασφαλίζουν τη σταθερότητα του κολλοειδούς διαλύματος. Τις περισσότερες φορές, οι ακαθαρσίες έχουν ασθενές αρνητικό φορτίο. Επομένως, για τον καθαρισμό του νερού με πήξη, εισάγονται ουσίες με αντίθετα φορτία. Ως αποτέλεσμα, τα σωματίδια των αιωρημάτων γίνονται ηλεκτρικά ουδέτερα, χάνουν τις αμοιβαίες δυνάμεις απώθησης και αρχίζουν να κολλάνε μεταξύ τους και στη συνέχεια πέφτουν έξω.στο ίζημα.

Χρησιμοποιημένα υλικά

Ως πηκτικά χρησιμοποιούνται 2 τύποι χημικών αντιδραστηρίων: ανόργανα και οργανικά. Από την πρώτη ομάδα ουσιών, τα πιο κοινά είναι τα άλατα αλουμινίου, σιδήρου και μίγματά τους. άλατα τιτανίου, μαγνησίου και ψευδαργύρου. Η δεύτερη ομάδα περιλαμβάνει πολυηλεκτρολύτες (μελαμίνη-φορμαλδεΰδη, επιχλωροϋδρινδιμεθυλαμίνη, πολυχλωροδιαλλυλδιμεθυλ-αμμώνιο).

Σε βιομηχανικές συνθήκες, τα λύματα πήζουν συχνότερα με άλατα αλουμινίου και σιδήρου:

• Χλωριούχο αργίλιο AlCl₃∙6H_2O;
• χλωριούχος σίδηρος FeCl₃∙6H_2O;
• θειικό Al 2_O;
• θειικός σίδηρος FeSO₄ 7H_2O;
• αργιλικό νάτριο NaAl(OH)_{4 και άλλα.}

Τα πηκτικά σχηματίζουν νιφάδες με μεγάλη ειδική επιφάνεια, η οποία εξασφαλίζει την καλή τους ικανότητα προσρόφησης. Η επιλογή του βέλτιστου τύπου ουσίας και της δόσης της γίνεται σε εργαστηριακές συνθήκες, λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιότητες του υγρού του αντικειμένου επεξεργασίας. Για τον καθαρισμό των φυσικών υδάτων, η συγκέντρωση των πηκτικών είναι συνήθως στην περιοχή των 25-80 mg/l.

Πρακτικά όλα αυτά τα αντιδραστήρια ανήκουν στην 3η ή 4η τάξη κινδύνου. Επομένως, οι χώροι στους οποίους χρησιμοποιούνται πρέπει να βρίσκονται σε απομονωμένα δωμάτια ή μονοκατοικίες.

Προορισμός

Η διαδικασία πήξης χρησιμοποιείται τόσο σε συστήματα επεξεργασίας νερού όσο και για καθαρισμό βιομηχανικών καιοικιακά λύματα. Αυτή η τεχνολογία βοηθά στη μείωση της ποσότητας των επιβλαβών ακαθαρσιών:

• σίδηρος και μαγγάνιο - έως 80%;
• συνθετικά επιφανειοδραστικά - κατά 30-100%;
• μόλυβδος, χρώμιο - κατά 30%;
• προϊόντα πετρελαίου – κατά 10-90%;
• χαλκός και νικέλιο - κατά 50%;
• οργανική ρύπανση - κατά 50-65%;
• ραδιενεργές ουσίες - κατά 70-90% (εκτός από το ιώδιο, το βάριο και το στρόντιο που είναι δύσκολο να αφαιρεθούν, η συγκέντρωσή τους μπορεί να μειωθεί μόνο κατά το ένα τρίτο);
• παρασιτοκτόνα - κατά 10-90%.

Ο καθαρισμός του νερού με πήξη που ακολουθείται από καθίζηση επιτρέπει τη μείωση της περιεκτικότητας σε βακτήρια και ιούς σε αυτό κατά 1-2 τάξεις μεγέθους και τη συγκέντρωση των απλούστερων μικροοργανισμών - κατά 2-3 τάξεις μεγέθους. Η τεχνολογία είναι αποτελεσματική ενάντια στα ακόλουθα παθογόνα:

• Coxsackievirus;
• εντεροϊοί;
• ιός ηπατίτιδας Α;
• E. coli και οι βακτηριοφάγοι του;
• κύστεις giardia.

Βασικοί Παράγοντες

Η ταχύτητα και η αποτελεσματικότητα της πήξης του νερού εξαρτώνται από διάφορες συνθήκες:

• Βαθμός λεπτότητας και συγκέντρωση ακαθαρσιών. Η αυξημένη θολότητα απαιτεί υψηλότερες δόσεις πηκτικού.
• Οξύτητα του περιβάλλοντος. Ο καθαρισμός υγρών κορεσμένων με χουμικά και φουλβικά οξέα γίνεται καλύτερα σε χαμηλότερες τιμές pH. Με την κανονική διαύγαση του νερού, η διαδικασία είναι πιο ενεργή σε αυξημένο pH. Για να αυξήσετε την αλκαλικότητα προσθέστε λάιμ, σόδα, καυστική σόδα.
• Ιονική σύνθεση. Σε χαμηλή συγκέντρωσημείγμα ηλεκτρολυτών, η αποτελεσματικότητα της πήξης του νερού μειώνεται.
• Παρουσία οργανικών ενώσεων.
• Θερμοκρασία. Με τη μείωση του, ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων μειώνεται. Η βέλτιστη λειτουργία είναι η θέρμανση έως τους 30-40 ° C.

Τεχνολογική διαδικασία

Υπάρχουν 2 κύριες μέθοδοι πήξης που χρησιμοποιούνται σε μονάδες επεξεργασίας λυμάτων:

• Σε δωρεάν τόμο. Για αυτό, χρησιμοποιούνται αναμικτήρες και θάλαμοι κροκίδωσης.
• Αστραπή επαφής. Ένα πηκτικό προστίθεται πρώτα στο νερό και στη συνέχεια περνά μέσα από ένα στρώμα κοκκωδών υλικών.

Η τελευταία μέθοδος πήξης του νερού είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη λόγω των ακόλουθων πλεονεκτημάτων:

• Υψηλή ταχύτητα καθαρισμού.
• Μικρότερες δόσεις πηκτικών.
• Καμία ισχυρή επίδραση του παράγοντα θερμοκρασίας.
• Δεν χρειάζεται αλκαλοποίηση υγρού.

Η τεχνολογική διαδικασία επεξεργασίας λυμάτων με πήξη περιλαμβάνει 3 κύρια στάδια:

1. Δοσολογία αντιδραστηρίου και ανάμιξη με νερό. Τα πηκτικά εισάγονται στο υγρό με τη μορφή διαλυμάτων ή εναιωρημάτων 10-17%. Η ανάμιξη σε δοχεία πραγματοποιείται μηχανικά ή με αερισμό με πεπιεσμένο αέρα.
2. Σχηματισμός κροκύδων σε ειδικούς θαλάμους (επαφής, λεπτής στρώσης, εξώθησης ή ανακυκλοφορίας).
3. Εγκατάσταση σε δεξαμενές καθίζησης.

Η καθίζηση των λυμάτων είναι πιο αποτελεσματική με μια μέθοδο δύο σταδίων, όταν πραγματοποιείται αρχικά χωρίς πηκτικά και στη συνέχεια μετά από επεξεργασία με χημικάαντιδραστήρια.

Παραδοσιακά σχέδια βρύσης

Η εισαγωγή του πηκτικού διαλύματος στο επεξεργασμένο νερό πραγματοποιείται με τη χρήση διαφόρων τύπων αναμεικτών:

• Σωληνοειδές. Στατικά στοιχεία με τη μορφή κώνων, διαφραγμάτων, βιδών τοποθετούνται μέσα στον αγωγό πίεσης. Το αντιδραστήριο παρέχεται μέσω venturi.
• Υδραυλικό: cloisonne, διάτρητο, vortex, ροδέλα. Η ανάμειξη συμβαίνει λόγω της δημιουργίας μιας τυρβώδους ροής νερού που διέρχεται κατά μήκος των χωρισμάτων, μέσω οπών, ενός στρώματος αιωρούμενου πηκτικού ιζήματος ή ενός ενθέματος με τη μορφή ροδέλας (διάφραγμα) με οπή.
• Μηχανική (λεπίδα και έλικα).

Συνδυασμός με επίπλευση

Η επεξεργασία των λυμάτων με πήξη είναι δύσκολο να ελεγχθεί η διαδικασία λόγω της συνεχούς αλλαγής στην ποιότητα του υγρού. Για να σταθεροποιηθεί αυτό το φαινόμενο, χρησιμοποιείται επίπλευση - ο διαχωρισμός των αιωρούμενων σωματιδίων με τη μορφή αφρού. Μαζί με τα πηκτικά, τα κροκιδωτικά εισάγονται στο καθαρό νερό. Μειώνουν τη διαβρεξιμότητα των αναρτήσεων και βελτιώνουν την πρόσφυση των τελευταίων με φυσαλίδες αέρα. Ο κορεσμός αερίου πραγματοποιείται σε μονάδες επίπλευσης.

Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται ευρέως για την πήξη νερού που έχει μολυνθεί με προϊόντα των ακόλουθων βιομηχανιών:

• βιομηχανία διύλισης;
• παραγωγή τεχνητών ινών;
• βιομηχανίες χαρτοπολτού και χαρτιού, δέρματος και χημικών·
• μηχανολογία;
• παραγωγήφαγητό.

Χρησιμοποιούνται 3 τύποι κροκιδωτών:

• φυσικής προέλευσης (άμυλο, υδρολυμένη μαγιά χορτονομής, βαγάσας);
• συνθετικό (πολυακρυλαμίδιο, VA-2, VA-3);
• ανόργανο (πυριτικό νάτριο, διοξείδιο του πυριτίου).

Αυτές οι ουσίες καθιστούν δυνατή τη μείωση της απαιτούμενης δόσης πηκτικών, τη συντόμευση της διάρκειας καθαρισμού και την αύξηση του ρυθμού καθίζησης των νιφάδων. Η προσθήκη πολυακρυλαμιδίου ακόμη και σε πολύ μικρές ποσότητες (0,5-2,0 mg/kg) βαραίνει σημαντικά τις νιφάδες καθίζησης, γεγονός που αυξάνει τον ρυθμό ανόδου του νερού σε διαυγαστήρες κάθετου τύπου.

Μέθοδοι εντατικοποίησης της διαδικασίας

Η βελτίωση της διαδικασίας πήξης του νερού πραγματοποιείται προς διάφορες κατευθύνσεις:

1. Αλλαγή του τρόπου επεξεργασίας (κλασματική, χωριστή, διαλείπουσα πήξη).
2. Ρύθμιση της οξύτητας του νερού.
3. Χρήση ορυκτών αδιαφανοποιητών, των οποίων τα σωματίδια παίζουν το ρόλο πρόσθετων κέντρων για τον σχηματισμό συσσωματωμάτων, υλικών προσρόφησης (άργιλος, κλινοπτιλόλιθος, σαπωνίτης).
4. Συνδυασμένη επεξεργασία. Συνδυασμός πήξης με μαγνήτιση νερού, εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου, έκθεση σε υπερήχους.
5. Χρησιμοποιώντας ένα μείγμα χλωριούχου σιδήρου και θειικού αργιλίου.
6. Η χρήση μηχανικής ανάδευσης, που μειώνει τη δόση των πηκτικών κατά 30-50% και βελτιώνει την ποιότητα του καθαρισμού.
7. Εισαγωγή οξειδωτικών (χλώριο και όζον).