Ջրի կոագուլյացիան վերաբերում է դրա մաքրման նախնական ֆիզիկական և քիմիական մեթոդներին: Գործընթացի էությունը մեխանիկական կեղտերի կամ էմուլսացված նյութերի մեծացման և տեղումների մեջ է: Այս տեխնոլոգիան օգտագործվում է ժամանակակից կեղտաջրերի և ջրի մաքրման կայաններում:
Ֆիզիկական հիմքեր
Ջրի կոագուլյացիան կամ այլ կերպ ասած՝ նրա պարզաբանումը գործընթաց է, որի ժամանակ կասեցված փոքր մասնիկները միավորվում են ավելի մեծ կոնգլոմերատների մեջ: Այս ընթացակարգի իրականացումը թույլ է տալիս հեղուկից հեռացնել նուրբ ցրված կեղտերը դրա հետագա նստեցման, զտման կամ ֆլոտացիայի ընթացքում:
Մասնիկները «կպչելու» համար անհրաժեշտ է հաղթահարել նրանց միջև եղած փոխադարձ վանման ուժերը, որոնք ապահովում են կոլոիդային լուծույթի կայունությունը։ Ամենից հաճախ կեղտերը թույլ բացասական լիցք ունեն։ Ուստի ջուրը կոագուլյացիայի միջոցով մաքրելու համար ներմուծվում են հակադիր լիցքերով նյութեր։ Արդյունքում, կախոցների մասնիկները դառնում են էլեկտրականորեն չեզոք, կորցնում են իրենց փոխադարձ վանող ուժերը և սկսում կպչել իրար, իսկ հետո թափվում են։նստվածքի մեջ։
Օգտագործված նյութեր
Որպես կոագուլանտներ օգտագործվում են 2 տեսակի քիմիական ռեակտիվներ՝ անօրգանական և օրգանական: Նյութերի առաջին խմբից առավել տարածված են ալյումինի, երկաթի աղերը և դրանց խառնուրդները. տիտանի, մագնեզիումի և ցինկի աղեր. Երկրորդ խումբը ներառում է պոլիէլեկտրոլիտներ (մելամին-ֆորմալդեհիդ, էպիքլորհիդրինդիմեթիլամին, պոլիքլորոդիալիլդիմեթիլ-ամոնիում):
Արդյունաբերական պայմաններում կեղտաջրերը ամենից հաճախ մակարդվում են ալյումինի և երկաթի աղերով.
- Ալյումինի քլորիդ AlCl3∙6H2O;
- երկաթի քլորիդ FeCl3∙6H2O;
- Ալ սուլֆատ 2O;
- երկաթի սուլֆատ FeSO4 7H2O;
- նատրիումի ալյումին NaAl(OH)4 և այլն:
Կոագուլանտները ձևավորում են փաթիլներ մեծ հատուկ մակերեսով, որն ապահովում է դրանց լավ կլանման կարողությունը: Նյութի օպտիմալ տեսակի և դրա չափաբաժնի ընտրությունը կատարվում է լաբորատոր պայմաններում՝ հաշվի առնելով մշակման օբյեկտի հեղուկի հատկությունները։ Բնական ջրերի մաքրման համար կոագուլանտների կոնցենտրացիան սովորաբար գտնվում է 25-80 մգ/լ սահմաններում։
Գրականում այս բոլոր ռեակտիվները պատկանում են 3-րդ կամ 4-րդ վտանգի դասին: Հետևաբար, տարածքները, որտեղ դրանք օգտագործվում են, պետք է լինեն մեկուսացված սենյակներում կամ առանձնացված շենքերում:
Նպատակակետ
կոագուլյացիայի գործընթացը օգտագործվում է ինչպես ջրի մաքրման համակարգերում, այնպես էլ արդյունաբերական ևկենցաղային կեղտաջրեր. Այս տեխնոլոգիան օգնում է նվազեցնել վնասակար կեղտերի քանակը՝
- երկաթ և մանգան - մինչև 80%;
- սինթետիկ մակերևութաակտիվ նյութեր՝ 30-100%-ով;
- կապար, քրոմ՝ 30%-ով;
- նավթամթերք – 10-90%-ով;
- պղինձ և նիկել՝ 50%-ով;
- օրգանական աղտոտվածություն՝ 50-65%-ով;
- ռադիոակտիվ նյութեր - 70-90%-ով (բացառությամբ դժվար հեռացվող յոդի, բարիումի և ստրոնցիումի. դրանց կոնցենտրացիան կարող է կրճատվել միայն մեկ երրորդով);
- թունաքիմիկատներ՝ 10-90%-ով.
Ջրի մաքրումը կոագուլյացիայի միջոցով, որին հաջորդում է նստվածքը, թույլ է տալիս նրանում բակտերիաների և վիրուսների պարունակությունը նվազեցնել 1-2 աստիճանով, իսկ ամենապարզ միկրոօրգանիզմների կոնցենտրացիան՝ 2-3 աստիճանով: Տեխնոլոգիան արդյունավետ է հետևյալ պաթոգենների դեմ՝
- Coxsackievirus;
- էնտերովիրուսներ;
- հեպատիտ A վիրուս;
- E. coli և նրա բակտերիոֆագները;
- giardia cysts.
Հիմնական գործոններ
Ջրի կոագուլյացիայի արագությունն ու արդյունավետությունը կախված են մի քանի պայմաններից.
- Մաքուրության և կեղտերի խտության աստիճանը. Պղտորության բարձրացման համար անհրաժեշտ է կոագուլանտի ավելի մեծ չափաբաժիններ:
- Շրջակա միջավայրի թթվայնությունը. Հումիկ և ֆուլվիկ թթուներով հագեցած հեղուկների մաքրումը ավելի լավ է տեղի ունենում ավելի ցածր pH արժեքների դեպքում: Ջրի նորմալ մաքրման դեպքում պրոցեսն ավելի ակտիվ է բարձր pH-ի դեպքում: Ալկալայնությունը բարձրացնելու համար ավելացրեք կրաքարի, սոդա, կաուստիկ սոդա:
- Իոնային բաղադրություն. Ցածր կոնցենտրացիայի դեպքումէլեկտրոլիտների խառնուրդ, ջրի կոագուլյացիայի արդյունավետությունը նվազում է։
- Օրգանական միացությունների առկայություն.
- Ջերմաստիճան. Նրա նվազմամբ նվազում է քիմիական ռեակցիաների արագությունը։ Օպտիմալ ռեժիմը ջեռուցումն է մինչև 30-40 ° С։
Տեխնոլոգիական գործընթաց
Կեղտաջրերի մաքրման կայաններում օգտագործվում են կոագուլյացիայի 2 հիմնական եղանակ՝
- Անվճար ծավալով։ Դրա համար օգտագործվում են խառնիչներ և ֆլոկուլյացիայի խցիկներ:
- Կոնտակտային լուսավորություն. Ջրի մեջ սկզբում ավելացնում են կոագուլանտ, այնուհետև այն անցնում են հատիկավոր նյութերի շերտով։
Ջրի կոագուլյացիայի վերջին մեթոդը ամենաշատ կիրառվողն է հետևյալ առավելությունների շնորհիվ.
- Մաքրման բարձր արագություն։
- կոագուլանտների ավելի փոքր չափաբաժիններ.
- Ջերմաստիճանի գործոնի ուժեղ ազդեցություն չկա:
- Հեղուկը ալկալիզացնելու կարիք չկա:
Կեղտաջրերի մաքրման տեխնոլոգիական գործընթացը կոագուլյացիայի միջոցով ներառում է 3 հիմնական փուլ՝
- Ռեագենտի չափաբաժին և խառնում ջրի հետ։ Կոագուլանտները հեղուկի մեջ ներմուծվում են 10-17% լուծույթների կամ կասեցումների տեսքով։ Տարաների մեջ խառնումն իրականացվում է մեխանիկական կամ սեղմված օդով օդափոխության միջոցով։
- Նստեցում տանկերում։
|
Կեղտաջրերի նստեցումն ավելի արդյունավետ է երկփուլ մեթոդով, երբ այն սկզբում իրականացվում է առանց կոագուլանտների, իսկ հետո քիմիական նյութերով մշակումից հետո.ռեակտիվներ.
Ավանդական ծորակների դիզայն
Մաքրված ջրի մեջ կոագուլանտ լուծույթի ներմուծումն իրականացվում է տարբեր տեսակի խառնիչներով.
- Խողովակային. Ճնշման խողովակաշարի ներսում տեղադրվում են ստատիկ տարրեր՝ կոնների, դիֆրագմների, պտուտակների տեսքով։ Ռեակտիվը մատակարարվում է վենտուրիի միջոցով:
- Հիդրավլիկ՝ փակված, ծակոտկեն, պտտվող, լվացքի մեքենա: Խառնումը տեղի է ունենում միջնորմների երկայնքով անցնող ջրի տուրբուլենտ հոսքի ստեղծման պատճառով, անցքերի միջով, կախովի կոագուլացնող նստվածքի շերտի կամ անցք ունեցող լվացքի (դիֆրագմայի) տեսքով::
- Մեխանիկական (սայր և պտուտակներ).
Համադրություն ֆլոտացիայի հետ
Կեղտաջրերի մաքրումը կոագուլյացիայի միջոցով դժվար է վերահսկել գործընթացը՝ հեղուկի որակի մշտական փոփոխության պատճառով: Այս երեւույթը կայունացնելու համար օգտագործվում է ֆլոտացիա՝ փրփուրի տեսքով կասեցված մասնիկների բաժանումը։ Կոագուլանտների հետ միասին ֆլոկուլանտները ներմուծվում են մաքրված ջրի մեջ: Նրանք նվազեցնում են կախոցների թրջելիությունը և բարելավում վերջիններիս կպչունությունը օդային պղպջակների հետ։ Գազի հագեցվածությունն իրականացվում է ֆլոտացիոն կայաններում։
Այս տեխնիկան լայնորեն կիրառվում է հետևյալ արդյունաբերության արտադրանքներով աղտոտված ջրի կոագուլյացիայի համար.
- զտման արդյունաբերություն;
- արհեստական մանրաթելերի արտադրություն;
- ցելյուլոզ և թղթի, կաշվի և քիմիական արդյունաբերություն;
- մեխանիկական ճարտարագիտություն;
- արտադրությունսնունդ.
Օգտագործվում են 3 տեսակի ֆլոկուլանտներ՝
- բնական ծագման (օսլա, հիդրոլիզացված կերային խմորիչ, բագաս);
- սինթետիկ (պոլիակրիլամիդ, VA-2, VA-3);
- անօրգանական (նատրիումի սիլիկատ, սիլիցիումի երկօքսիդ).
Այս նյութերը հնարավորություն են տալիս նվազեցնել կոագուլանտների անհրաժեշտ չափաբաժինը, կրճատել մաքրման տևողությունը և մեծացնել փաթիլների նստեցման արագությունը: Պոլիակրիլամիդի ավելացումը նույնիսկ շատ փոքր քանակությամբ (0,5-2,0 մգ/կգ) էապես ծանրացնում է նստեցվող փաթիլները, ինչը մեծացնում է ջրի բարձրացման արագությունը ուղղահայաց տիպի պարզացուցիչներում:
Գործընթացի ինտենսիվացման մեթոդներ
Ջրի կոագուլյացիայի գործընթացի բարելավումն իրականացվում է մի քանի ուղղություններով.
- Փոխեք մշակման ռեժիմը (կոտորակային, առանձին, ընդհատվող կոագուլյացիա):
- Ջրի թթվայնության կարգավորում.
- Հանքանյութերի անթափանցիկ նյութերի օգտագործում, որոնց մասնիկները խաղում են կոնգլոմերատների, սորբցիոն նյութերի (կավ, կլինոպթիլոլիտ, սապոնիտ) առաջացման լրացուցիչ կենտրոնների դեր։
- Համակցված մշակում. Կոագուլյացիայի համակցություն ջրի մագնիսացման հետ, էլեկտրական դաշտի կիրառում, ուլտրաձայնային ազդեցություն։
- Օգտագործելով երկաթի քլորիդի և ալյումինի սուլֆատի խառնուրդ:
- Մեխանիկական գրգռման կիրառում, որը նվազեցնում է կոագուլանտների դոզան 30-50%-ով և բարելավում մաքրման որակը։
- Օքսիդացնող նյութերի (քլոր և օզոն) ներդրում.
