Veel mensen zijn hier onduidelijk over, en zelfs doorgewinterde professionals hebben er vaak een vaag begrip van. PAC, PAM, PFS, natriumhypochloriet, kalkremmers, defluoreermiddelen, koolstofbronnen... de namen zijn moeilijk te onthouden, functies raken in de war en chemicaliën worden vaak lukraak gedoseerd-toegevoegd wanneer dat niet zou moeten, of weggelaten wanneer dat nodig is. Het is niet zo dat de operators niet slim zijn; het is gewoon zo dat niemand het ooit allemaal duidelijk voor hen heeft geregeld.
De uitdaging met chemicaliën voor waterbehandeling ligt in hun enorme verscheidenheid: er zijn veel soorten, sommige dienen meerdere doeleinden en de naamgevingsconventies variëren. Als er meerdere tegelijk worden gebruikt, is het probleem niet alleen dat je ze vergeet-, maar ook dat je ze door elkaar haalt. Laten we ze vandaag systematisch opsplitsen.
01
Stollingsmiddelen en vlokmiddelen: het dynamische duo van fysisch-chemische behandeling
De ene destabiliseert, de andere bruggen-verwarren ze niet.
Deze twee soorten chemicaliën worden bijna altijd samen gebruikt, maar hun functies zijn totaal verschillend; verwar ze niet.
Stollingsmiddelen gaan destabilisatie tegen: ze neutraliseren de oppervlaktelading van colloïdale deeltjes in het water, waardoor fijne deeltjes-die anders in suspensie zouden blijven-samenklonteren tot kleine "micro-vlokken." Flocculanten zorgen voor brugvorming: ze binden deze kleine micro-vlokken samen tot grote, zware vlokken die kunnen bezinken of effectief kunnen worden ontwaterd.
Men neutraliseert de lading op deeltjesoppervlakken zodat ze elkaar niet langer afstoten; de andere gebruikt lange- polymeren om de gedestabiliseerde deeltjes met elkaar te verbinden. De volgorde van toevoeging is ook van belang: destabilisatie moet vóór overbrugging komen; het omkeren van de volgorde levert vrijwel geen resultaat op.
02
Kiezen tussen drie soorten stollingsmiddelen
Kies PAC voor routinematige verwijdering van troebelheid; kies op ijzer-gebaseerde middelen voor fosforverwijdering.
Er zijn drie veelgebruikte coagulanten.
PAC (polyaluminiumchloride): Economisch, effectief in het verwijderen van troebelheid en aanpasbaar aan een breed pH-bereik. Het is geschikt voor zowel gemeentelijk als industrieel afvalwater en is de beste keuze voor routinematige werkzaamheden. PFS (Polyferric Sulfate): Biedt sterkere fosforverwijderingscapaciteiten dan PAC en produceert dichte, snel-bezinkende vlokken. Het heeft de voorkeur voor afvalwater met een hoog-fosforgehalte, zoals dat van slachthuizen, papierfabrieken en chemische fosforfabrieken. IJzerchloride: Zeer effectief bij coagulatie en fosforverwijdering, maar zeer corrosief. Het vereist anti-corrosiemaatregelen voor apparatuur en is over het algemeen niet de eerste keuze, hoewel het in specifieke scenario's wordt gebruikt. Voor routinematige verwijdering van troebelheid kiest u PAC; voor gespecialiseerde fosforverwijdering kiest u op ijzer-gebaseerde stollingsmiddelen-deze vuistregel faalt zelden. Sommige planten hebben moeite om het fosforgehalte te verlagen terwijl ze nog steeds PAC gebruiken; overstappen op een product op basis van ijzer- levert onmiddellijk resultaat op. Het is niet zo dat PAC niet effectief is; het is simpelweg niet het juiste gereedschap voor die specifieke taak.
03
Het kernvlokmiddel: PAM
Gebruik anionisch als hulpmiddel bij sedimentatie; Gebruik kationisch voor ontwatering
Het kernvlokmiddel is PAM (polyacrylamide). Het is verkrijgbaar in drie typen op basis van ionische lading, elk met verschillende toepassingen.
Anionische PAM is het meest effectief voor afvalwater met een hoog gehalte aan slib en anorganisch materiaal-ideaal voor het wassen van kolen, keramisch afvalwater en het bevorderen van sedimentatie in primaire bezinkingstanks. Kationische PAM heeft een positieve lading en is gespecialiseerd voor slibontwatering; het toevoegen ervan vóór een filterpers verbetert de waterafgifte, waardoor het vochtgehalte van het slib mogelijk wordt verlaagd van 97% naar minder dan 80%. Niet-ionische PAM heeft een beperkt toepassingsbereik en wordt zelden gebruikt.
Onthoud: gebruik anionisch voor sedimentatiehulp en kationisch voor ontwatering. Er is echter een valkuil bij PAM: het kiezen van het verkeerde molecuulgewicht of de verkeerde ionengraad leidt tot enorm verschillende resultaten. Zelfs bij kationische PAM-producten kunnen verschillen in molecuulgewicht (bijv. 8 miljoen vs. . 12 miljoen) of ionengraad (bijv. 20 vs. . 40) aanzienlijke variaties in het vochtgehalte van de resulterende slibkoek veroorzaken. Voor verschillende waterkwaliteiten zijn testen op-schaal vereist voor een juiste selectie; verwacht niet dat één enkel type PAM voor elke situatie werkt.
Ik heb veel planten gezien waar de PAM-prestaties fluctueerden na het wisselen van merk, om vervolgens te ontdekken dat de ionengraad verschilde van de vorige batch. Concentreer u dus bij het wisselen van leverancier niet uitsluitend op de prijs-zorg ervoor dat het molecuulgewicht en de ionengraadparameters overeenkomen met uw vereisten.
04
Koolstofbronnen: brandstof voor denitrificatiesystemen
Vier soorten koolstofbronnen: voor- en nadelen
Als de koolstofbron bij denitrificatie onvoldoende is, lijden de bacteriën honger en daalt het totale stikstofniveau niet. Dit is een veelvoorkomend probleem. Installaties met een adequate koolstof{2}}tot-stikstof (C/N)-verhouding hoeven niet meer toe te voegen, maar industriële afvalwaterzuiveringsinstallaties met lage C/N-verhoudingen hebben bijna altijd suppletie nodig.
Elk van de vier koolstofbronnen heeft zijn eigen voor- en nadelen. Ik heb eerder een vergelijkende recensie geschreven-"Methanol, natriumacetaat, glucose of samengestelde koolstofbronnen: welke moet je kiezen voor denitrificatie?"-maar hier is een korte samenvatting. Methanol biedt de hoogste koolstofequivalentie en de laagste kosten, maar omdat het een gevaarlijke chemische stof van klasse A is, vereisen de opslag en het transport ervan een brandveiligheidsgoedkeuring-een barrière die kleine fabrieken vaak niet kunnen opheffen. Natriumacetaat heeft een hoge benuttingsgraad en vereist geen aanpassingsperiode bij het overschakelen, waardoor het een uitstekende keuze is voor precisiecontrole; het kristalliseert echter en verstopt de leidingen in de winter, wat hoofdpijn veroorzaakt voor planten in de noordelijke streken. Glucose is veilig, maar werkt langzaam-; deze mag niet worden gekozen als de hydraulische verblijftijd in de tank onvoldoende is. Samengestelde koolstofbronnen, samengesteld uit meerdere componenten, bieden een hoge gebruiksefficiëntie bij diverse microbiële populaties; ze blinken uit bij lage- omstandigheden, zijn veilig en-niet-kristalliserend, en zijn geschikt voor stabiele dosering op lange- termijn.
Houd bij het selecteren van een koolstofbron rekening met drie factoren: het bezit van kwalificaties voor gevaarlijke chemische stoffen, schommelingen in de watertemperatuur in de winter en het behandelingsvolume. Indien gekwalificeerd, is methanol de meest economische keuze; zonder kwalificaties is natriumacetaat voldoende als de watertemperatuur het hele jaar door boven de 15 graden blijft-. Als de wintertemperatuur echter onder de 12 graden daalt, kunnen samengestelde koolstofbronnen-die een hoog gebruik bij lage-temperaturen bieden en niet kristalliseren-in feite resulteren in lagere totale kosten dan natriumacetaat.
Er valt veel te bespreken met betrekking tot koolstofbronnen, maar omdat dit onderwerp in eerdere artikelen uitgebreid is behandeld, zal ik het hier niet herhalen.
05
Specialisten in geavanceerde behandeling
Alleen geïmplementeerd voor specifieke parameters die de limieten overschrijden
De eerste twee categorieën worden door vrijwel alle afvalwaterzuiveringsinstallaties gebruikt. Deze categorie is anders-deze wordt alleen ingezet om specifieke parameters aan te pakken die de lozingslimieten overschrijden.
Fluorideverwijderingsmiddelen: deze worden voornamelijk gebruikt voor fluoride-houdend afvalwater uit industrieën zoals fotovoltaïsche energie, elektronica, halfgeleiders, mijnbouw en metallurgie, en fosforchemicaliën. De meeste installaties die met fluoride-geladen afvalwater behandelen, maken gebruik van een twee- verwijderingsproces: een initiële fase van calciumzoutprecipitatie verlaagt de fluorideniveaus tot 20-30 mg/l, gevolgd door een polijstfase waarbij gebruik wordt gemaakt van gespecialiseerde fluorideverwijderingsmiddelen om de niveaus onder de 2 mg/l te brengen. De fase van calciumzout brengt uitdagingen met zich mee wat betreft een hoog slibvolume en moeilijke pH-regeling, terwijl de fase van gespecialiseerde middelen draait om het selecteren van de juiste dosering en het terugstellen van de pH naar het juiste bereik. Wanneer de twee fasen goed zijn geïntegreerd-, zijn de totale kosten lager dan bij de zuivere calciumzoutmethode en kan het slibvolume met de helft worden verminderd. Ik heb dit in eerdere artikelen uitvoerig geanalyseerd, dus ik laat het hier voorlopig bij.
Chelaatvormers voor zware metalen: deze richten zich op zware metalen zoals kwik, lood, koper, nikkel en chroom die worden aangetroffen in afvalwater van galvanisatie, de productie van printplaten en mijnbouwactiviteiten. Het mechanisme omvat het cheleren van groepen in het middel, waardoor stabiele neerslagen worden gevormd met zware metaalionen, waardoor de zware metalen effectief uit het water worden opgevangen. Vergeleken met de traditionele hydroxideprecipitatiemethode bieden chelaatvormers voor zware metalen verschillende voordelen: een breed effectief pH-bereik (ze zijn niet zo pH-gevoelig als alkalische precipitatie), effectiviteit tegen complexe zware metalen (terwijl hydroxideprecipitatie grotendeels ineffectief is tegen gecomplexeerd koper of nikkel), en de productie van stabiel slib in kleinere hoeveelheden dat niet gemakkelijk opnieuw oplost.
Houd er echter rekening mee dat deze middelen geen oplossing zijn- voor alles; Verschillende zware metalen vereisen verschillende soorten chelaatvormers. Omdat de chelatieomstandigheden voor koper, nikkel en chroom verschillen, zijn testen op bench-schaal noodzakelijk om de keuze te verifiëren. De dosering moet ook nauwkeurig zijn: onder-dosering leidt ertoe dat het afvalwater de lozingslimieten overschrijdt, terwijl over-dosering geld verspilt aan chemicaliën.
Ontkleuringsmiddelen worden veel gebruikt bij het bedrukken van textiel, het verven en de afvalwaterbehandeling van papier; het zijn doorgaans quaternaire ammoniumpolymeren die de kleur snel bezinken. Omdat dit niet onze primaire focus is, zullen we dit slechts kort vermelden.
06
Systeem-Ondersteuning van chemicaliën
Ze behandelen verontreinigende stoffen niet rechtstreeks, maar zijn onmisbaar.
Dit soort chemicaliën behandelen niet direct verontreinigende stoffen, maar zijn essentieel voor de normale werking van het systeem.
Kalkremmers zijn onmisbaar voor RO-membranen en circulerende watersystemen. Calcium- en magnesiumionen kunnen aanslag vormen die de membraanporiën verstopt; kalkremmers voorkomen dat deze zouten kristalliseren en neerslaan. Organofosfonaten (zoals HEDP en ATMP) zijn effectief tegen calciumcarbonaataanslag, terwijl polymeren (zoals PAA) goed werken tegen silica- en ijzeraanslag. Volg de aanbevelingen van de membraanfabrikant bij het selecteren van een remmer; maak geen willekeurige keuzes.
Biociden voorkomen de verspreiding van bacteriën en algen op membraanoppervlakken en in pijpleidingen. Oxiderende biociden (bijv. natriumhypochloriet, chloordioxide) werken snel- en zijn goedkoop, maar raken snel uitgeput, waardoor continue dosering vereist is. Niet-oxiderende biociden (bijv. isothiazolinonen, quaternaire ammoniumzouten) bieden langer-blijvende effecten en worden minder beïnvloed door de pH. Praktische ervaring wijst uit dat je moet afwisselen tussen oxiderende en niet-{10}}oxiderende typen; vertrouwen op slechts één type kan leiden tot microbiële resistentie, waardoor zelfs hoge doseringen niet effectief zijn.
pH-regelaars: Natriumhydroxide is de schoonste optie om de pH te verhogen, terwijl kalk goedkoop is maar aanzienlijk slib produceert; zoutzuur of zwavelzuur wordt gebruikt om de pH te verlagen en wordt ook gebruikt bij membraanreiniging. Deze kunnen tijdens het hele proces worden gebruikt, maar vermijd lukrake aanpassingen-voordat u de pH wijzigt, houd duidelijk rekening met de reden, het doelniveau en of de aanpassing gevolgen heeft voor de processen verderop in het proces.
07
Eén chemische stof, meerdere toepassingen; één stof, meerdere namen
Een verandering in processtap betekent een verandering in functie
De chemische doseerkamer herbergt verschillende "multitaskers"-dezelfde chemische stof vervult totaal verschillende functies, afhankelijk van de processtap. Dit is ook waar verwarring het vaakst ontstaat op-site.
Kalk is een klassiek voorbeeld. Het wordt gebruikt voor pH-aanpassing, fluorideverwijdering, waterontharding en als hulpmiddel bij chemische fosforverwijdering. Het komt voor in zowel de fysisch-chemische behandelingsfase als de geavanceerde behandelingsfase, maar de doseringsniveaus verschillen in ordes van grootte, dus je kunt de doseringsinstellingen niet zomaar kopiëren-. Ferrosulfaat is vergelijkbaar; hoewel het in de eerste plaats een stollingsmiddel is, verwijdert het ook fosfor en kleur. Onder zure omstandigheden reduceert het zeswaardig chroom tot driewaardig chroom-een cruciale stap bij de behandeling van met chroom-gegalvaniseerd afvalwater. Natriumhypochloriet wordt niet alleen gebruikt voor sterilisatie en desinfectie, maar ook voor ontkleuring, vernietiging van cyanide (onder alkalische omstandigheden) en het reinigen van membranen en leidingen.
Discrepanties in naamgevingsconventies veroorzaken nog meer verwarring. Verschillende mensen gebruiken verschillende namen voor dezelfde stof: PAC staat voor Polyaluminium Chloride, hoewel sommigen het Basic Aluminium Chloride noemen; vloeibare alkali, bijtende soda en natriumhydroxide verwijzen allemaal naar hetzelfde; natriumcarbonaat is natriumcarbonaat; PAM staat voor Polyacrylamide, dat verder wordt onderverdeeld in anionische, kationische en niet-ionische typen. "Samengestelde koolstofbronnen" zijn het meest typische voorbeeld; verschillende leveranciers gebruiken verschillende handelsnamen en formuleringen, dus de naam alleen zegt weinig.
Onthoud chemicaliën daarom niet bij naam; onthoud ze op basis van de functie die ze binnen het systeem vervullen. Als dezelfde chemische stof in een andere processtap wordt gebruikt, zullen de doserings- en controleparameters volledig veranderen; omgekeerd hoeven twee producten met dezelfde naam niet noodzakelijkerwijs dezelfde samenstelling te hebben. Wanneer er een discrepantie bestaat tussen inkooporders en de realiteit op-site, verduidelijk dan precies wat de stof is en waarvoor deze bedoeld is voordat u de prijs bespreekt.
08
Afsluitend met een samenvattende tabel
Beknopte referentie voor acht categorieën chemicaliën
Stollingsmiddelen: Representatieve producten omvatten PAC, PFS en ijzerchloride. Hun primaire functies zijn het destabiliseren van deeltjes om vlokken te vormen, en het verwijderen van troebelheid en fosfor. Typische toepassingsscenario's zijn onder meer primaire sedimentatietanks en geavanceerde fosforverwijdering.
Vlokmiddelen: Representatieve producten zijn onder meer PAM (anionisch/kationisch). Hun primaire functies zijn het overbruggen van deeltjes tot grote vlokken en het helpen bij sedimentatie en ontwatering. Typische toepassingsscenario's zijn bezinkingstanks en filterpersen. Koolstofbronnen: Representatieve producten zijn onder meer methanol, natriumacetaat en samengestelde koolstofbronnen. Hun primaire functie is het aanvullen van koolstof om denitrificatie (stikstofverwijdering) te bevorderen, wat doorgaans wordt gebruikt in anoxische tanks.
Defluoreermiddelen: Representatieve producten omvatten calciumzouten en gespecialiseerde defluoreermiddelen. Hun primaire functie is een diepe verwijdering van fluoride in secundaire zuiveringsfasen, die doorgaans worden gebruikt voor afvalwater bij de productie van fotovoltaïsche energie en elektronica.
Neerslagmiddelen voor zware metalen: Representatieve producten zijn onder meer chelerende neerslagmiddelen. Hun primaire functie is het opvangen van zware metalen en het vormen van stabiele neerslagen, die doorgaans worden gebruikt voor het galvaniseren en het vervaardigen van afvalwater voor printplaten.
Antiscalants: Representatieve producten zijn onder meer HEDP en PAA. Hun primaire functie is het voorkomen van aanslag op membranen en in pijpleidingen, die doorgaans worden gebruikt in RO-systemen en circulerende watersystemen.
Biociden: Representatieve producten zijn onder meer natriumhypochloriet en isothiazolinonen. Hun primaire functie is sterilisatie en algenremming, meestal gebruikt in membraansystemen en circulerende watersystemen.
pH-regelaars: Representatieve producten zijn onder meer vloeibare natronloog (NaOH), zoutzuur en kalk. Hun primaire functie is het aanpassen van de pH-niveaus, toepasbaar in alle procesfasen.
09
Drie principes voor chemische selectie
Voer eerst bench-schaaltests uit · Bereken de totale kosten · Denk na over het proces
Voer eerst bench-schaaltests uit voordat u opschaalt. De waterkwaliteit heeft een aanzienlijke invloed op de prestaties van chemicaliën; De PAC-dosering kan bijvoorbeeld variëren van 50 tot 300 mg/l-hoe kun je dat weten zonder te testen? Luister niet alleen naar de ‘typische dosering’ van een leverancier; jouw "typische" is niet hetzelfde als die van hen.
Ten tweede: bereken de totale kosten, niet alleen de eenheidsprijzen. Dure chemicaliën vereisen mogelijk lagere doseringen en bieden stabiele prestaties, wat mogelijk resulteert in lagere kosten per ton behandeld water. Omgekeerd kunnen voor goedkope chemicaliën hoge doseringen nodig zijn of slechte resultaten opleveren-wat kan leiden tot herbewerking en hogere totale kosten.
Ten derde: zorg ervoor dat de chemicaliën bij het proces passen. Opgeloste luchtflotatie (DAF) vereist lichte vlokken, terwijl sedimentatie zware vlokken vereist, wat betekent dat de selectie van PAC en PAM volledig verschilt. Biochemische systemen zijn gevoelig voor chemische toxiciteit; voeg nooit sterke oxidatiemiddelen toe aan biochemische tanks. Raadpleeg voor membraansystemen de compatibiliteitslijst van de fabrikant bij het selecteren van antiscalanten en biociden; het gebruik van onverenigbare chemicaliën kan de membranen kapot maken.
Deze drie principes klinken eenvoudig, maar toch volgt minder dan de helft van alle planten ze ook daadwerkelijk.-De meesten denken er pas aan om tests uit te voeren als er zich een probleem voordoet, waarbij ze vaak te laat ontdekken dat ze al die tijd de verkeerde chemicaliën hebben gebruikt. Drie principes voor het selecteren van chemicaliën
Voer tests op kleine- schaal uit voordat u de dosering opschaalt (PAC-doseringen kunnen variëren van 50 tot 300 mg/l; zonder testen weet u de juiste hoeveelheid niet). Bereken de totale kosten in plaats van eenheidsprijzen (dure chemicaliën vereisen mogelijk lagere doseringen en bieden stabiele prestaties, wat resulteert in lagere kosten per ton behandeld water). Zorg ervoor dat de chemicaliën overeenkomen met het proces (opgeloste luchtflotatie vereist lichte vlokken, sedimentatie vereist zware vlokken en membraansystemen vereisen het controleren van compatibiliteitslijsten).
Laatste gedachten
Chemische stoffen lijken misschien complex, maar ze worden duidelijk wanneer ze worden gecategoriseerd naar functie: het fysisch-chemische stadium is afhankelijk van coagulatie en uitvlokking; de biochemische fase is afhankelijk van koolstofbronnen; de geavanceerde behandelingsfase is afhankelijk van speciale chemicaliën; en deze worden aangevuld met kalkremmers, biociden en pH-regelaars. De echte uitdaging is niet het onthouden van namen, maar het precies bepalen welke chemische stof past bij uw specifieke waterkwaliteit en procesprestaties- kan drastisch variëren tussen hetzelfde type chemische stof van verschillende fabrikanten. Bespaar dus niet: voer tests op kleine- schaal uit, bereken de totale kosten en evalueer de procescompatibiliteit. Als u deze drie stappen nauwgezet volgt, kunt u later een hoop herwerk besparen.
