Nhiều người không rõ ràng về điều này, và ngay cả những chuyên gia dày dạn kinh nghiệm cũng thường có sự hiểu biết mơ hồ. PAC, PAM, PFS, natri hypoclorit, chất ức chế cặn, chất khử flo, nguồn cacbon... những cái tên khó nhớ, chức năng dễ bị nhầm lẫn và các hóa chất thường được bổ sung một cách bừa bãi- khi không cần thiết hoặc bỏ qua khi cần thiết. Không phải là người vận hành không thông minh; chỉ đơn giản là chưa có ai sắp xếp rõ ràng mọi việc cho họ.
Thách thức với các hóa chất xử lý nước nằm ở sự đa dạng của chúng: có nhiều loại, một số phục vụ cho nhiều mục đích và quy ước đặt tên cũng khác nhau. Khi một số được sử dụng cùng nhau, vấn đề không chỉ là quên chúng-mà còn trộn lẫn chúng. Hôm nay, chúng ta hãy chia nhỏ chúng một cách có hệ thống.
01
Chất keo tụ và chất keo tụ: Bộ đôi năng động của xử lý hóa lý
Một cầu nối làm mất ổn định, các cầu nối khác-không trộn lẫn chúng với nhau.
Hai loại hóa chất này hầu như luôn được sử dụng cùng nhau nhưng chức năng của chúng hoàn toàn khác nhau; đừng nhầm lẫn chúng.
Chất đông tụ xử lý tình trạng mất ổn định: chúng trung hòa điện tích bề mặt của các hạt keo trong nước, khiến các hạt mịn-mà lẽ ra sẽ lơ lửng-kết tụ lại với nhau thành các "khối{2}}vi mô nhỏ". Chất keo tụ xử lý việc bắc cầu: chúng liên kết các khối-vi mô nhỏ này lại với nhau thành các khối lớn, nặng có thể lắng xuống hoặc khử nước một cách hiệu quả.
Người ta trung hòa điện tích trên bề mặt các hạt để chúng không còn đẩy nhau nữa; loại còn lại sử dụng các polyme chuỗi dài-để liên kết các hạt không ổn định với nhau. Thứ tự của phép cộng cũng quan trọng: sự mất ổn định phải đến trước khi bắc cầu; đảo ngược trật tự hầu như không mang lại kết quả.
02
Lựa chọn giữa ba loại chất đông máu
Chọn PAC để loại bỏ độ đục thường xuyên; chọn chất-dựa trên sắt để loại bỏ phốt pho.
Có ba chất keo tụ thường được sử dụng.
PAC (Polyaluminum Chloride): Kinh tế, hiệu quả trong việc loại bỏ độ đục và thích ứng với phạm vi pH rộng. Thích hợp cho cả nước thải đô thị và nước thải công nghiệp, đây là-lựa chọn phù hợp cho các hoạt động thông thường. PFS (Polyferric Sulfate): Cung cấp khả năng loại bỏ phốt pho mạnh hơn PAC và tạo ra các bông cặn lắng-đậm đặc và nhanh chóng. Đây là lựa chọn ưu tiên cho nước thải có hàm lượng phốt pho cao, chẳng hạn như nước thải từ lò mổ, nhà máy giấy và nhà máy hóa chất phốt pho. Ferric Chloride: Có hiệu quả cao trong việc loại bỏ photpho và đông tụ, nhưng có tính ăn mòn cao. Nó yêu cầu các biện pháp chống-ăn mòn cho thiết bị và thường không phải là lựa chọn đầu tiên, mặc dù nó được sử dụng trong các trường hợp cụ thể. Để loại bỏ độ đục thường xuyên, chọn PAC; để loại bỏ phốt pho chuyên dụng, hãy chọn{10}chất làm đông tụ dựa trên sắt{11}}quy tắc ngón tay cái này hiếm khi thất bại. Một số cây trồng gặp khó khăn trong việc giảm hàm lượng phốt pho trong khi vẫn sử dụng PAC; chuyển sang sản phẩm làm từ sắt sẽ mang lại kết quả ngay lập tức. Không phải PAC không hiệu quả; đơn giản là nó không phải là công cụ phù hợp cho công việc cụ thể đó.
03
Chất keo tụ cốt lõi: PAM
Sử dụng Anion để hỗ trợ lắng đọng; Sử dụng Cationic để khử nước
Chất keo tụ cốt lõi là PAM (polyacrylamide). Nó có ba loại dựa trên điện tích ion, mỗi loại có ứng dụng riêng biệt.
PAM anion hiệu quả nhất đối với nước thải có hàm lượng bùn và chất vô cơ cao-lý tưởng cho nước rửa than, nước thải gốm sứ và hỗ trợ quá trình lắng trong bể lắng sơ cấp. PAM cation mang điện tích dương và chuyên dụng để khử nước bùn; thêm nó vào trước máy ép lọc sẽ cải thiện khả năng giải phóng nước, có khả năng làm giảm độ ẩm của bùn từ 97% xuống dưới 80%. PAM không chứa ion có phạm vi ứng dụng hẹp và hiếm khi được sử dụng.
Chỉ cần nhớ: sử dụng anion để hỗ trợ lắng đọng và cation để khử nước. Tuy nhiên, có một nhược điểm với PAM: việc chọn sai trọng lượng phân tử hoặc độ ion sẽ dẫn đến những kết quả rất khác nhau. Ngay cả trong số các sản phẩm PAM cation, sự khác biệt về trọng lượng phân tử (ví dụ: 8 triệu so với. 12 triệu) hoặc mức độ ion (ví dụ: 20 so với. 40) có thể gây ra sự thay đổi đáng kể về độ ẩm của bánh bùn thu được. Chất lượng nước khác nhau cần phải được thử nghiệm trên quy mô{11}}bàn ghế để lựa chọn phù hợp; đừng mong đợi một loại PAM duy nhất có thể hoạt động cho mọi tình huống.
Tôi đã thấy nhiều nhà máy có hiệu suất PAM dao động sau khi chuyển đổi nhãn hiệu, chỉ để phát hiện ra mức độ ion khác với lô trước. Vì vậy, khi thay đổi nhà cung cấp, đừng chỉ tập trung vào giá-hãy đảm bảo các thông số trọng lượng phân tử và độ ion phù hợp với yêu cầu của bạn.
04
Nguồn carbon: Nhiên liệu cho hệ thống khử nitrat
Bốn loại nguồn carbon: Ưu và nhược điểm
Trong quá trình khử nitrat, nếu nguồn carbon không đủ, vi khuẩn sẽ đói và tổng lượng nitơ không giảm. Đây là một vấn đề phổ biến. Các nhà máy có tỷ lệ cacbon-to-nitơ (C/N) (C/N) đầy đủ không cần bổ sung thêm, nhưng các nhà máy xử lý nước thải công nghiệp có tỷ lệ C/N thấp hầu như luôn cần bổ sung.
Mỗi nguồn trong số bốn nguồn carbon đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Trước đây tôi đã viết một bài đánh giá so sánh-"Nguồn metanol, Natri axetat, Glucose hoặc Carbon tổng hợp: Bạn nên chọn loại nào để khử nitrat?"-nhưng đây là bản tóm tắt ngắn gọn. Methane mang lại lượng carbon tương đương cao nhất và chi phí thấp nhất, nhưng là một hóa chất độc hại Loại A nên việc lưu trữ và vận chuyển nó cần có sự phê duyệt về an toàn phòng cháy-một rào cản mà các nhà máy nhỏ thường không thể vượt qua. Natri axetat có tỷ lệ sử dụng cao và không cần thời gian thích ứng khi chuyển đổi, khiến nó trở thành lựa chọn tuyệt vời để kiểm soát độ chính xác; tuy nhiên, nó kết tinh và làm tắc nghẽn đường ống vào mùa đông, gây đau đầu cho cây trồng ở các vùng phía Bắc. Glucose an toàn nhưng tác dụng-chậm; không nên chọn nếu thời gian lưu thủy lực trong bể không đủ. Nguồn carbon tổng hợp, được tạo thành từ nhiều thành phần, mang lại hiệu quả sử dụng cao cho các quần thể vi sinh vật đa dạng; chúng hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ-thấp, an toàn và không{10}}kết tinh, đồng thời thích hợp để sử dụng liều lượng ổn định,{11}}lâu dài.
Khi lựa chọn nguồn carbon, hãy xem xét ba yếu tố: sở hữu chất lượng hóa học nguy hiểm, biến động nhiệt độ nước vào mùa đông và khối lượng xử lý. Nếu đủ tiêu chuẩn thì metanol là lựa chọn tiết kiệm nhất; không có chất lượng, natri axetat là đủ nếu nhiệt độ nước duy trì trên 15 độ quanh năm. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ mùa đông giảm xuống dưới 12 độ, các nguồn carbon tổng hợp-có khả năng tận dụng nhiệt độ-thấp ở mức cao và không kết tinh-thực sự có thể dẫn đến chi phí tổng thể thấp hơn so với natri axetat.
Có nhiều điều cần thảo luận về nguồn carbon, nhưng vì chủ đề này đã được đề cập kỹ lưỡng trong các bài viết trước nên tôi sẽ không nhắc lại ở đây.
05
Chuyên gia điều trị nâng cao
Chỉ triển khai cho các thông số cụ thể vượt quá giới hạn
Hai loại đầu tiên được hầu hết các nhà máy xử lý nước thải sử dụng. Danh mục này thì khác-nó chỉ được triển khai để giải quyết các thông số cụ thể vượt quá giới hạn xả.
Chất loại bỏ florua: Chúng chủ yếu được sử dụng cho nước thải có chứa florua-từ các ngành công nghiệp như quang điện, điện tử, chất bán dẫn, khai thác mỏ và luyện kim cũng như hóa chất phốt pho. Hầu hết các nhà máy xử lý nước thải chứa nhiều florua-áp dụng quy trình loại bỏ hai-giai đoạn: giai đoạn kết tủa muối canxi ban đầu làm giảm nồng độ florua xuống 20–30 mg/L, sau đó là giai đoạn đánh bóng sử dụng chất loại bỏ florua chuyên dụng để đưa mức florua xuống dưới 2 mg/L. Giai đoạn muối canxi đưa ra những thách thức liên quan đến lượng bùn cao và việc kiểm soát độ pH khó khăn, trong khi giai đoạn tác nhân chuyên dụng xoay quanh việc lựa chọn liều lượng chính xác và điều chỉnh độ pH trở lại phạm vi thích hợp. Khi hai giai đoạn này được-tích hợp tốt, chi phí tổng thể sẽ thấp hơn so với phương pháp sử dụng muối canxi nguyên chất và lượng bùn có thể giảm đi một nửa. Tôi đã phân tích chi tiết vấn đề này trong các bài viết trước nên bây giờ tôi sẽ tạm dừng lại ở đó.
Các chất chelat kim loại nặng: Những chất này nhắm tới các kim loại nặng như thủy ngân, chì, đồng, niken và crom được tìm thấy trong nước thải từ quá trình mạ điện, sản xuất bảng mạch và hoạt động khai thác mỏ. Cơ chế này bao gồm các nhóm chelat bên trong tác nhân tạo thành kết tủa ổn định với các ion kim loại nặng, thu giữ hiệu quả các kim loại nặng trong nước. So với phương pháp kết tủa hydroxit truyền thống, các tác nhân chelat hóa kim loại nặng có một số ưu điểm: phạm vi pH hiệu quả rộng (chúng không nhạy cảm với pH-như kết tủa kiềm), hiệu quả chống lại các kim loại nặng phức tạp (trong khi kết tủa hydroxit phần lớn không có hiệu quả đối với đồng hoặc niken phức tạp) và tạo ra bùn ổn định với số lượng nhỏ hơn và không dễ hòa tan lại.
Tuy nhiên, hãy lưu ý rằng những tác nhân này không phải là thuốc chữa lành-; các kim loại nặng khác nhau đòi hỏi các loại chất chelat khác nhau. Vì các điều kiện chelat hóa của đồng, niken và crom khác nhau nên cần phải thử nghiệm-quy mô bàn để xác minh lựa chọn. Liều lượng cũng phải chính xác:-liều lượng thấp dẫn đến nước thải vượt quá giới hạn xả thải, trong khi-liều lượng quá mức sẽ gây lãng phí tiền cho hóa chất.
Các chất khử màu được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải dệt, nhuộm và sản xuất giấy; chúng thường là các polyme amoni bậc bốn có khả năng khử màu nhanh chóng. Vì đây không phải là trọng tâm chính của chúng tôi nên chúng tôi sẽ chỉ đề cập ngắn gọn.
06
Hệ thống-Hóa chất hỗ trợ
Chúng không xử lý các chất ô nhiễm một cách trực tiếp nhưng rất cần thiết.
Các loại hóa chất này không trực tiếp xử lý các chất ô nhiễm nhưng rất cần thiết cho hoạt động bình thường của hệ thống.
Chất ức chế cặn là không thể thiếu cho màng RO và hệ thống nước tuần hoàn. Các ion canxi và magie có thể hình thành cặn làm tắc nghẽn lỗ chân lông của màng; chất ức chế cặn ngăn chặn các muối này kết tinh và kết tủa. Organophosphonates (như HEDP và ATMP) có hiệu quả chống lại cặn canxi cacbonat, trong khi các polyme (như PAA) hoạt động tốt chống lại cặn silica và sắt. Tuân theo khuyến nghị của nhà sản xuất màng khi lựa chọn chất ức chế; đừng đưa ra những lựa chọn tùy tiện.
Chất diệt khuẩn ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn và tảo trên bề mặt màng và trong đường ống. Chất diệt khuẩn oxy hóa (ví dụ: natri hypochlorite, clo dioxide) có tác dụng nhanh-và rẻ tiền nhưng cạn kiệt nhanh chóng, cần phải dùng thuốc liên tục. Các chất diệt khuẩn không-oxy hóa (ví dụ: isothiazolinones, muối amoni bậc bốn) mang lại tác dụng-lâu dài hơn và ít bị ảnh hưởng bởi độ pH. Kinh nghiệm thực tế gợi ý nên xen kẽ giữa các loại oxy hóa và không oxy hóa; chỉ dựa vào một loại có thể dẫn đến tình trạng vi khuẩn kháng thuốc, khiến ngay cả liều lượng cao cũng không có hiệu quả.
Chất điều chỉnh độ pH: Natri hydroxit là lựa chọn sạch nhất để tăng độ pH, trong khi vôi rẻ tiền nhưng tạo ra nhiều bùn; axit clohydric hoặc sulfuric được sử dụng để giảm độ pH và cũng được sử dụng để làm sạch màng. Những điều này có thể được sử dụng trong toàn bộ quá trình nhưng tránh điều chỉnh bừa bãi-trước khi thay đổi độ pH, hãy xem xét rõ ràng lý do, mức mục tiêu và liệu việc điều chỉnh có ảnh hưởng đến các quá trình tiếp theo hay không.
07
Một hóa chất, nhiều công dụng; một chất, nhiều tên
Thay đổi trong bước quy trình có nghĩa là thay đổi chức năng
Phòng định lượng hóa chất có nhiều "bộ phận đa nhiệm"-cùng một loại hóa chất thực hiện các chức năng hoàn toàn khác nhau tùy thuộc vào bước của quy trình. Đây cũng là nơi thường xảy ra nhầm lẫn nhất trên-trang web.
Vôi là một ví dụ cổ điển. Nó được sử dụng để điều chỉnh độ pH, loại bỏ florua, làm mềm nước và hỗ trợ loại bỏ phốt pho hóa học. Nó xuất hiện ở cả giai đoạn xử lý hóa lý và giai đoạn điều trị nâng cao, nhưng mức liều lượng khác nhau theo bậc độ lớn, vì vậy người ta không thể chỉ sao chép-dán cài đặt liều lượng. Sắt sunfat cũng tương tự; tuy chủ yếu là chất keo tụ nhưng nó cũng loại bỏ phốt pho và màu. Trong điều kiện axit, nó khử crom hóa trị sáu thành crom hóa trị ba-một bước quan trọng trong việc xử lý nước thải mạ điện chứa đầy crom-. Natri hypochlorite không chỉ được sử dụng để khử trùng và khử trùng mà còn để khử màu, phá hủy xyanua (trong điều kiện kiềm) và làm sạch màng và đường ống.
Sự khác biệt trong quy ước đặt tên thậm chí còn gây ra nhiều nhầm lẫn hơn. Những người khác nhau sử dụng các tên khác nhau cho cùng một chất: PAC là viết tắt của Polyaluminum Chloride, mặc dù một số người gọi nó là Basic Aluminium Chloride; kiềm lỏng, xút và natri hydroxit đều đề cập đến cùng một thứ; tro soda là natri cacbonat; PAM là viết tắt của Polyacrylamide, được phân loại thành các loại anion, cation và không{1}}ion. “Nguồn carbon tổng hợp” là ví dụ điển hình nhất; các nhà cung cấp khác nhau sử dụng tên thương mại và công thức khác nhau, vì vậy chỉ riêng cái tên thôi đã tiết lộ rất ít.
Vì vậy, đừng ghi nhớ tên hóa chất; ghi nhớ chúng theo chức năng chúng thực hiện trong hệ thống. Nếu sử dụng cùng một loại hóa chất trong một bước quy trình khác, liều lượng và các thông số kiểm soát sẽ thay đổi hoàn toàn; ngược lại, hai sản phẩm có cùng tên có thể không nhất thiết phải có cùng thành phần. Khi có sự không khớp giữa đơn đặt hàng và thực tế-tại chỗ, hãy làm rõ chính xác nội dung đó là gì và mục đích của nó trước khi thảo luận về giá cả.
08
Kết thúc bằng một bảng tóm tắt
Tham khảo nhanh về tám loại hóa chất
Chất keo tụ: Các sản phẩm tiêu biểu bao gồm PAC, PFS và clorua sắt. Chức năng chính của chúng là làm mất ổn định các hạt để hình thành các khối, cũng như loại bỏ độ đục và phốt pho. Các kịch bản ứng dụng điển hình bao gồm bể lắng sơ cấp và loại bỏ phốt pho nâng cao.
Chất keo tụ: Sản phẩm tiêu biểu bao gồm PAM (anion/cation). Chức năng chính của chúng là kết nối các hạt thành các khối lớn và hỗ trợ quá trình lắng và khử nước. Các kịch bản ứng dụng điển hình bao gồm bể lắng và máy ép lọc. Nguồn carbon: Các sản phẩm tiêu biểu bao gồm metanol, natri axetat và nguồn carbon tổng hợp. Chức năng chính của chúng là bổ sung carbon để thúc đẩy quá trình khử nitrat (loại bỏ nitơ), thường được sử dụng trong bể anoxic.
Chất khử florua: Sản phẩm tiêu biểu bao gồm muối canxi và chất khử florua chuyên dụng. Chức năng chính của chúng là loại bỏ sâu fluoride trong các giai đoạn xử lý thứ cấp, thường được sử dụng cho nước thải sản xuất quang điện và điện tử.
Chất kết tủa kim loại nặng: Sản phẩm tiêu biểu bao gồm chất kết tủa chelat. Chức năng chính của chúng là thu giữ kim loại nặng và tạo thành kết tủa ổn định, thường được sử dụng cho nước thải sản xuất mạ điện và bảng mạch.
Chất chống cặn: Các sản phẩm tiêu biểu bao gồm HEDP và PAA. Chức năng chính của chúng là ngăn chặn sự đóng cặn trên màng và trong đường ống, thường được sử dụng trong hệ thống RO và hệ thống nước tuần hoàn.
Chất diệt khuẩn: Các sản phẩm tiêu biểu bao gồm natri hypochlorite và isothiazolinones. Chức năng chính của chúng là khử trùng và ức chế tảo, thường được sử dụng trong hệ thống màng và hệ thống nước tuần hoàn.
Chất điều chỉnh độ pH: Các sản phẩm tiêu biểu bao gồm xút lỏng (NaOH), axit clohydric và vôi. Chức năng chính của chúng là điều chỉnh độ pH, áp dụng cho tất cả các giai đoạn của quy trình.
09
Ba nguyên tắc lựa chọn hóa chất
Trước tiên, hãy tiến hành-kiểm tra quy mô trên băng ghế · Tính toán tổng chi phí · Xem xét quy trình
Đầu tiên, hãy tiến hành-các thử nghiệm trên quy mô dự phòng trước khi mở rộng quy mô. Chất lượng nước ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động của hóa chất; Ví dụ: liều lượng PAC có thể dao động từ 50 đến 300 mg/L-làm sao bạn có thể biết nếu không xét nghiệm? Đừng chỉ nghe theo “liều lượng điển hình” của nhà cung cấp; "điển hình" của bạn không giống với của họ.
Thứ hai, tính tổng chi phí chứ không chỉ tính đơn giá. Các hóa chất đắt tiền có thể yêu cầu liều lượng thấp hơn và mang lại hiệu suất ổn định, có khả năng dẫn đến chi phí cho mỗi tấn nước được xử lý thấp hơn. Ngược lại, hóa chất rẻ tiền có thể yêu cầu liều lượng cao hoặc mang lại kết quả kém-dẫn đến việc phải làm lại và chi phí tổng thể cao hơn.
Thứ ba, đảm bảo hóa chất phù hợp với quy trình. Tuyển nổi không khí hòa tan (DAF) yêu cầu các khối bông nhẹ, trong khi quá trình lắng yêu cầu các khối bông nặng, nghĩa là việc lựa chọn PAC và PAM hoàn toàn khác nhau. Hệ thống sinh hóa rất nhạy cảm với độc tính hóa học; không bao giờ thêm chất oxy hóa mạnh vào bể sinh hóa. Đối với hệ thống màng, hãy tham khảo danh sách tương thích của nhà sản xuất khi lựa chọn chất chống cặn và chất diệt khuẩn; sử dụng hóa chất không tương thích có thể làm hỏng màng.
Ba nguyên tắc này nghe có vẻ đơn giản nhưng chưa đến một nửa số thực vật thực sự tuân theo chúng-hầu hết chỉ nghĩ đến việc chạy thử nghiệm sau khi có vấn đề phát sinh, thường phát hiện ra quá muộn rằng họ đã sử dụng sai hóa chất từ trước đến nay. Ba nguyên tắc lựa chọn hóa chất
Tiến hành-các thử nghiệm quy mô nhỏ trước khi tăng liều lượng (liều lượng PAC có thể dao động từ 50 đến 300 mg/L; bạn sẽ không biết lượng phù hợp nếu không thử nghiệm). Tính tổng chi phí thay vì tính đơn giá (hóa chất đắt tiền có thể yêu cầu liều lượng thấp hơn và mang lại hiệu suất ổn định, dẫn đến chi phí cho mỗi tấn nước được xử lý thấp hơn). Đảm bảo các hóa chất phù hợp với quy trình ( tuyển nổi không khí hòa tan yêu cầu các khối nhẹ, quá trình lắng yêu cầu các khối nặng và hệ thống màng yêu cầu kiểm tra danh sách tương thích).
suy nghĩ cuối cùng
Hóa chất có vẻ phức tạp, nhưng chúng trở nên rõ ràng khi được phân loại theo chức năng: giai đoạn hóa lý phụ thuộc vào quá trình đông tụ và keo tụ; giai đoạn sinh hóa phụ thuộc vào nguồn carbon; giai đoạn xử lý nâng cao dựa vào hóa chất chuyên dụng; và những chất này được bổ sung bằng chất ức chế cặn, chất diệt khuẩn và chất điều chỉnh độ pH. Thử thách thực sự không phải là ghi nhớ tên mà là việc xác định chính xác loại hóa chất nào phù hợp với chất lượng nước và hiệu suất xử lý- cụ thể của bạn có thể khác nhau đáng kể giữa cùng một loại hóa chất từ các nhà sản xuất khác nhau. Vì vậy, đừng đi tắt: hãy chạy thử nghiệm-quy mô nhỏ, tính toán tổng chi phí và đánh giá khả năng tương thích của quy trình. Việc siêng năng làm theo ba bước này có thể giúp bạn tránh được rất nhiều việc phải làm lại sau này.
