Išplėstiniai nuotekų valymo metodai

Išplėstiniai nuotekų valymo metodai!

Iš tipinio antrinio valymo įrenginio nuotekų vis dar yra 20-40 mg / l BOD, kuris kai kuriuose srautuose gali būti nepageidaujamas. Suspensijos kietosios medžiagos, be BSP, gali nusėsti ant upelio sluoksnio ir slopinti tam tikras vandens organizmo formas.

Jei BDS išleidžiamas į mažo srauto srautą, jis gali pakenkti vandens organizmui, sumažindamas ištirpusio deguonies kiekį. Be to, antrinėje nuotekoje yra daug augalų maistinių medžiagų ir ištirpusių kietųjų dalelių. Jei nuotekos yra pramoninės kilmės, jose taip pat gali būti organinių cheminių medžiagų, sunkiųjų metalų ir kitų teršalų.

Pažangaus atliekų apdorojimo procese naudojami įvairūs metodai, siekiant patenkinti bet kurį iš keleto konkrečių tikslų, tarp jų - pašalinti

1. Suspenduotos kietosios medžiagos

2. BOD

3. Augalų maistinės medžiagos

4. Ištirpintos kietosios medžiagos

5. Toksiškos medžiagos

Šie metodai gali būti taikomi bet kuriame viso apdorojimo proceso etape, kaip ir pramoninių vandens kelių atveju, arba gali būti naudojami visiškai pašalinus teršalus po antrinio apdorojimo.

1. Sustabdytų kietųjų dalelių pašalinimas:

Šis apdorojimas reiškia, kad reikia pašalinti medžiagas, perkeltas iš antrinio apdorojimo įrenginio. Buvo pasiūlyta daug metodų, iš kurių dažniausiai buvo naudojami du metodai.

Šie du metodai yra mikro dažymas ir cheminis koaguliavimas, po kurio susikaupia ir sumaišomas terpės filtravimas:

Mikro dažymas:

Tai specialus filtravimo procesas, kuris naudoja filtrus, pagamintus iš nerūdijančio plieno laidų su labai smulkiomis 60–70 mikronų poromis. Šis filtras padeda pašalinti labai smulkias daleles. Siūlomi dideli srautai ir žemas nugaros slėgis

Koaguliacija ir flokuliacija:

Koaguliacijos tikslas yra pakeisti šias daleles taip, kad jos galėtų prilipti viena prie kitos. Dauguma susidomėjusių koloidų vandens apdorojime lieka suspenduoti tirpale, nes jie turi neto neigiamą paviršiaus įkrovą, dėl kurios dalelės susilpnina viena kitą. Numatomas koaguliatoriaus poveikis yra neutralizuoti šį krūvį, leisdamas dalelėms susirinkti, kad susidarytų didesnės dalelės, kurias galima lengviau pašalinti iš žaliavinio vandens.

Įprastas koaguliantas yra aliuminis [AI 2 (S0 4 ) 2 '18H 2 0], nors gali būti naudojamas FeCI3, FeS04 ir kiti koaguliantai, tokie kaip polielektrolitai. Aliuminis, pridėtas prie vandens, aliuminio druska hidrolizuoja reakcijomis, kurios suvartoja šarmingumą vandenyje, pavyzdžiui:

Al (HO) 6 ] + 3 3HC0 3 - AI (OH) 3 (s) + 3Co 2 + 6H 2 o …………………… .. (1)

Tokiu būdu susidaręs želatinis hidroksidas su juo susideda su suspenduota medžiaga. Metalų jonai koaguliantuose taip pat reaguoja su virusų proteinais ir sunaikina iki 99% viruso vandenyje. Bevandenis jonų (III) sulfatas taip pat gali veikti kaip efektyvus koaguliatorius, panašus į aliuminio sulfatą. Geležies (III) sulfato pranašumas, kad jis veikia plačiame pH diapazone.

Filtravimas:

Tinkamai suformavus chemikalus, skatinančius koaguliaciją ir flokuliaciją, galima pašalinti ir suspenduotas, ir koloidines kietąsias medžiagas. Sukūrus plūdes, tirpalas patenka į nusodinimo talpyklą, kurioje leidžiama nusileisti.

Nors didžioji dalis flokuliacinės medžiagos yra pašalinama į nusodinimo talpyklą, kai kurie plūduriuojančios medžiagos nenusileidžia. Šie plūdurai pašalinami filtravimo būdu, kuris paprastai atliekamas naudojant poringas terpes, pvz., Smėlį arba anglis. Dabartinė tendencija yra naudoti mišrios terpės filtrą, kurį sudaro smulkus granatas apatiniame sluoksnyje, silicio smėlis viduriniame sluoksnyje ir šiurkštus anglis viršutiniame sluoksnyje, kuris sumažina užsikimšimą.

Ultra filtravimas:

a. Selektyviai filtruoja tik tam tikro dydžio ir svorio molekules.

b. Pašalina, pvz., Įvairius virusus.

c. Naudojamas sterilizavimui, aiškinimui, nuotekų valymui.

d. 1 - 0, 01 µm membranos dydis. yra naudojamas

Tai dinamiškas filtravimo procesas, kurio metu vyrauja fiziniai (mechaniniai) reiškiniai, kuriuose taip pat dalyvauja cheminiai reiškiniai. Naudojamos membranos, polimerinės arba mineralinės, leidžia ištirpintų druskų praeiti, o selektyviai atmetamos didelės molekulinės masės.

Selektyvumas priklauso nuo membranos struktūros ir yra apibrėžiamas kaip molekulinės masės ribinė vertė, kurią membrana gali atskirti 90% efektyvumu (nors šis apibrėžimas gali būti ne toks griežtas, priklausomai nuo molekulinės formos).

Komercinės membranos, naudojamos ultra filtruojant, gali atskirti medžiagas, kurių molekulinė masė yra nuo 1.000 iki 10.000. Ultra filtravimo sistemos paprastai veikia nuo 1, 5 iki 7 barų slėgio diapazone Pramoninių nuotekų vanduo permeato srautai paprastai svyruoja tarp 0, 5 ir 1 - 5 m 3 / h / m2 paviršiaus, priklausomai nuo atskiriamų medžiagų koncentracijos. energijos suvartojimas svyruoja nuo 2 iki 20 KWh per m3 permeato. Vienkartinis ultra filtravimo procesas yra paprasčiausias ir dažniausiai naudojamas vandens valymo procesas, nes jis leidžia atgauti didelius permeato procentus (apie 90-95%).

Pastaruoju metu metalo apdailos sektoriuje šis metodas buvo taikomas palyginti riebalų šalinimo vonių (pirmosios valymo vonios metalo apdailos procesuose) atkūrimui.

Apdorojamas tirpalas per membraną patenka tam tikru greičiu ir hidrostatiniu slėgiu, gaunamas koncentruotas aliejų ir riebalų frakcija, o filtratas išgaunamas ir pakartotinai panaudojamas naujoms vonioms ruošti.

Nano filtravimas:

Nano filtravimo technika daugiausia naudojama dviejų vertingų jonų pašalinimui ir didesniems mono vertingiems jonams, tokiems kaip sunkieji metalai. Šis metodas gali būti vertinamas kaip rupi RO (atvirkštinė osmoso) membrana. Kadangi nano filtravimas naudoja mažiau smulkių membranų, NF sistemos slėgis paprastai yra mažesnis, palyginti su RO sistemomis. Be to, užteršimo greitis yra mažesnis nei Ro sistemose.

2. Ištirpusių kietųjų medžiagų pašalinimas:

Ištirpusios kietosios medžiagos yra organinių ir neorganinių tipų. Buvo tirta nemažai metodų, kaip pašalinti neorganines sudedamąsias dalis iš nuotekų.

Trys būdai, kurie padeda plačiai taikyti pažangius atliekų apdorojimo būdus, yra jonų mainai, elektro dializė ir atvirkštinė osmozė. Tirpių organinių medžiagų pašalinimui iš nuotekų dažniausiai naudojamas adsorbcija ant aktyvintos anglies. Tirpiklių ekstrahavimas taip pat naudojamas tam tikroms organinėms cheminėms medžiagoms, tokioms kaip fenolio ir aminų išgavimui iš pramoninių nuotekų.

Jonų mainai:

Šis metodas buvo plačiai naudojamas pašalinti kietumą, geležies ir mangano druskas geriamojo vandens tiekimuose. Jis taip pat buvo naudojamas pasirinktinai siekiant pašalinti konkrečias priemaišas ir atgauti vertingus pėdsakus, pvz., Chromą, nikelį, varį, šviną ir kadmį iš pramoninių atliekų. Procesas naudoja tam tikrų natūralių ir sintetinių medžiagų galimybes keistis vienu iš jų jonų.

Keletas natūralių mineralų turi jonų mainų savybes. Tarp jų pastebimi aliuminio silikato mineralai, vadinami zeolitais. Sintetiniai ceolitai buvo pagaminti naudojant natrio silikato ir natrio aliuminato tirpalus.

Arba sintetinės jonų mainų dervos, susidedančios iš organinio polimero su prijungtomis funkcinėmis grupėmis, tokiomis kaip (stipriai rūgštinės katijonų mainų dervos), arba - COO-3 -SOH + H + (silpnai rūgštinės katijonų mainų dervos arba -N + (CH3) 3 Galima naudoti OH ~ (stiprios bazinės anijonų mainų dervos).

Vandens minkštinimo procese kietumą gaminantys elementai, tokie kaip kalcio ir magnio, pakeičiami natrio jonais. Paprastai naudojama katijonitinė derva natrio pavidalu. Vandens minkštinimo katijonų mainų gebėjimą galima pamatyti, kai natrio jonas dervoje yra pakeistas kalcio jonu tirpale

Grįžtamoji osmozė:

Atvirkštinio osmoso metu de-mineralizacijos vanduo gaminamas vandeniu per didelio slėgio pusiau laidžias membranas. Paprastame osmoze, jei indas yra padalintas iš pusiau laidžios membranos (viena, kuri yra pralaidi vandeniui, bet ne ištirpusiai medžiagai), o vienas skyrius yra užpildytas vandeniu ir kita su koncentruotu druskos tirpalu, per membraną skleidžiamas vanduo į skyrių druskos tirpalas, kol vandens lygio skirtumai abiejose membranos pusėse sukelia pakankamą spaudimą, kad būtų galima neutralizuoti pradinį vandens srautą. Lygių skirtumai rodo tirpalo osmosinį slėgį.

Pramoninių nuotekų valymas, naudojant atvirkštinį osmosą, gali būti taikomas šiuose pagrindiniuose sektoriuose:

a. Išpylimų, kurių sudėtyje yra spalvų, apdorojimas ir jų galimas regeneravimas.

b. Išpylimų, turinčių aliejinių emulsijų, latekso ir elektroforetinių dažų, apdorojimas.

c. Metalo apdailos pramonės nutekėjimų apdorojimas susikaupus koncentruotiems metalo druskų tirpalams ir pakartotinai naudojant vandenį valant

d. Organinių cheminių medžiagų nuotekų valymas ekologinės chemijos ir farmacijos pramonėje

Grįžtamojo osmoso taikymas nuotekų valymui žymiai skiriasi nuo bendro vandens valymo. Taip yra visų pirma dėl to, kad nuotekose paprastai yra didesnis kiekis ir įvairesnis teršalų kiekis. Be to, pramoninės nuotekos yra labai įvairios. Nuotekos skiriasi įvairiose pramonės šakose ir gali keistis bet kuriuo atskiru įrenginiu.

Svarbiausias pramoninių nuotekų valymo su RO veiksnys yra organinio užteršimo, mineralinio skalavimo ir cheminio skaidymo veiksnys. Prieš pradedant apsvarstyti RO, reikalingas visas katijonų / anijonų balansas ir turi būti nustatyti galimi flokuliantai.

Galimi neorganiniai RO membranų ir hermetikų sandarikliai yra kalcis, geležis, aliuminis ir kiti netirpūs sunkieji metalai. Galimi organiniai teršalai yra paviršinio aktyvumo medžiagos, spalvos korpusai, flokuliantai ir bakterijos. Aukštas BDS ir COD kiekis taip pat gali prisidėti prie membranos užteršimo.

Yra daug įvairių išankstinio apdorojimo technologijų. Konkrečiai metalo apdailos, spausdintinių plokščių ir mikroelektronikos pramonėje, skalavimo vandenys iš gamybos operacijų paprastai apdorojami sunkiesiems metalams pašalinti ir po to išleidžiami į kanalizaciją.

Į kanalizaciją išleidžiamas nuotekas paprastai sudaro nuo 200 iki 10 000 dalių milijono (ppm) ištirpusių kietųjų dalelių (TDS). Tinkamai apdorojus technologiją, po kurios RO, ši nuotekos gali būti apdorojamos ir perdirbamos. RO produkto vandens jonų mainų apdorojimas gali dar labiau poliruoti vandenį ir padaryti jį tinkamas visiems skalavimui.

Siekiant sukurti sėkmingą ir ekonomiškai efektyvią sistemą, būtina įvertinti kiekvieną atskirą taikymą, nes nuotekų nuotekų pH, oksidavimo potencialas ir tirpių druskų koncentracija dažnai viršija RO sistemų veikimo ribas. Atlikus išsamų nuotekų įvertinimą, reikia nustatyti optimalią išankstinio kondicionavimo chemiją ir parinkti geriausią paraiškos apdorojimo technologiją.

Grįžtamojo osmoso procesas sukuria didelį TDS atliekų srautą atmesti. Maždaug 25–40% atliekų, kurių koncentracija TDS koncentracijoje, bus gaunama iš pašarų vandens. Šios atliekos turi būti išgarintos priverstinėmis garinimo sistemomis, kad iš jo būtų koncentruojamos ir pašalintos organinės priemaišos.

3. Terminis garavimas :

Garinimas gali būti vakuuminio distiliavimo, atmosferos garavimo ir terminio garavimo pavidalu. Vakuuminis distiliavimas atliekamas, imant vakuumą kameroje ir išgarinant vandenį sumažintose temperatūrose, paprastai nuo 90 iki 150 laipsnių pagal Celsijų. Ši technologija pasižymi mažomis energijos sąnaudomis, vidutiniu ar aukštu darbo jėgos poreikiu ir labai didelėmis kapitalo sąnaudomis.

Atmosferos garavimas apima nuotekų purškimą per didelę paviršiaus terpę ir didelį oro srautą pūtžiant per terpę. Tokio tipo garavimas pasižymi vidutinėmis energijos sąnaudomis, vidutinėmis kapitalo sąnaudomis, dideliais darbo jėgos poreikiais dėl tendencijos užteršti ir sumažinti atmosferos sąlygų pokyčius.

Terminis garavimas / distiliavimas atliekamas šildant nuotekas į virimo temperatūrą ir išgarinant atliekų srautą įvairiais tempais, atsižvelgiant į energijos kiekį (BTU) į sistemą. Šio tipo garavimas pasižymi vidutinėmis ir didelėmis energijos sąnaudomis, mažais darbo jėgos poreikiais, vidutinėmis kapitalo sąnaudomis, dideliu lankstumu ir aukštu patikimumu. Ši sistema yra pajėgi išleisti vandenį kaip švarų vandenį arba atgauti vandenį kaip distiliuotą vandenį.

Terminio garavimo per cheminį apdorojimą privalumai:

Nulinis iškrovimas:

Garavimas visiškai pašalina nuotėkį iš nuotekų. Tai pašalina atskaitomybę už savo taršos kontrolės valdybą, taip pat dėl ​​galimų biudžeto įvykdymo pažeidimų kylančias problemas ir išlaidas.

Visas sprendimas:

Cheminis apdorojimas visiškai neatitinka tokių parametrų kaip emulsiniai aliejai, cheminis deguonies poreikis (COD), biologinis deguonies poreikis (BOD) arba ištirpusių kietųjų dalelių išmetimo nuotekose. Tai kasmet tampa vis svarbesnė, nes taršos kontrolės išleidimo ribos tampa vis griežtesnės

Mažesnė šalinimo kaina:

Pridėjus chemijos, susidaręs dumblo tūris bus didesnis cheminiam apdorojimui, palyginti su garinimu, kuris paprastai nereikalauja chemijos papildymo. Tai reiškia mažesnę atsakomybę už pardavimą ir išgaravimo išlaidas.

4. Ištirpusių organinių junginių pašalinimas:

Vienas iš dažniausiai naudojamų organinių medžiagų šalinimo būdų yra adsorbcijos procesas, kuris yra fizinis cheminių medžiagų prilipimas prie kieto paviršiaus. Adsorbento efektyvumas yra tiesiogiai susijęs su galimo paviršiaus ploto kiekiu, siekiant pritraukti teršalų daleles.

Dažniausiai naudojamas adsorbentas yra labai akytas granulių aktyvintos anglies matrica, kurios paviršiaus plotas yra didelis (~ 1000 m2 / g). Adsorbcija ant aktyvintos anglies galbūt yra ekonomiškiausias ir techniškai patraukliausias metodas, leidžiantis pašalinti ištirpusius organinius junginius, tokius kaip fenoliai, chlorinti angliavandeniliai, paviršinio aktyvumo medžiagos ir spalva bei kvapas gaminančios medžiagos iš nuotekų.

Granuliuotos aktyvintos anglies apdorojimo sistemos susideda iš didelių indų, iš dalies užpildytų adsorbentais. Užterštas vanduo patenka į kiekvieno indo viršutinę dalį, nuleidžiamas per granuliuotą aktyvintą anglį ir išleidžiamas apačioje.

Po tam tikro laiko anglies filtras užsikimšęs su adsorbuotais teršalais ir turi būti pakeistas arba regeneruojamas. Anglies regeneravimas atliekamas kaitinant iki 950 ° C garo oro atmosferoje. Šis procesas oksiduoja paviršių, maždaug 10% anglies nuostolių (9.3 lentelė).

Sintetiniai organiniai polimerai, tokie kaip Amberlite XAD-4, turi hidrofobinius paviršius ir yra gana naudingi šalinant santykinai netirpius organinius junginius, tokius kaip chlorinti pesticidai. Šie absorbentai lengvai regeneruojami tirpikliais, tokiais kaip izopropanolis ir acetonas.