Water coagulation: prinsipyo ng pagkilos, layunin ng aplikasyon

2024 May -akda: Angel Austin | [email protected]. Huling binago: 2024-01-02 17:57

Ang coagulation ng tubig ay tumutukoy sa mga paunang pisikal at kemikal na pamamaraan ng paglilinis nito. Ang kakanyahan ng proseso ay nakasalalay sa pagpapalaki at pag-ulan ng mga mekanikal na dumi o mga emulsified na sangkap. Ginagamit ang teknolohiyang ito sa mga modernong wastewater at water treatment plant.

Mga pisikal na pundasyon

Ang Coagulation ng tubig, o sa madaling salita, ang paglilinaw nito, ay isang proseso kung saan ang maliliit na particle sa suspensyon ay pinagsama-sama sa mas malalaking conglomerates. Ang pagsasagawa ng pamamaraang ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang alisin ang mga pinong dispersed na dumi mula sa likido sa panahon ng karagdagang pag-aayos, pagsala o paglutang nito.

Upang ang mga particle ay "magkadikit", kinakailangan upang madaig ang mga puwersa ng mutual repulsion sa pagitan nila, na nagsisiguro sa katatagan ng colloidal solution. Kadalasan, ang mga impurities ay may mahinang negatibong singil. Samakatuwid, upang linisin ang tubig sa pamamagitan ng coagulation, ang mga sangkap na may magkasalungat na singil ay ipinakilala. Bilang isang resulta, ang mga particle ng mga suspensyon ay nagiging neutral sa kuryente, nawawala ang kanilang mga puwersa ng pagtutulak sa isa't isa at nagsimulang magkadikit, at pagkatapos ay mahulog.sa sediment.

Mga ginamit na materyales

2 uri ng chemical reagents ang ginagamit bilang coagulants: inorganic at organic. Sa unang pangkat ng mga sangkap, ang pinaka-karaniwan ay ang mga asing-gamot ng aluminyo, bakal, at mga halo nito; titanium, magnesium at zinc s alts. Kasama sa pangalawang grupo ang polyelectrolytes (melamin-formaldehyde, epichlorohydrindimethylamine, polychlorodiallyldimethyl-ammonium).

Sa mga kondisyong pang-industriya, ang wastewater ay kadalasang pinagsasama-sama ng aluminum at iron s alts:

• Aluminum chloride AlCl₃∙6H_2O;
• ferric chloride FeCl₃∙6H_2O;
• Al sulfate 2_O;
• iron sulfate FeSO₄ 7H_2O;
• sodium aluminate NaAl(OH)_{4 at iba pa.}

Ang mga coagulants ay bumubuo ng mga natuklap na may malaking partikular na lugar sa ibabaw, na nagsisiguro sa kanilang mahusay na kapasidad ng adsorption. Ang pagpili ng pinakamainam na uri ng sangkap at ang dosis nito ay ginawa sa mga kondisyon ng laboratoryo, na isinasaalang-alang ang mga katangian ng likido ng bagay sa paggamot. Para sa paglilinaw ng natural na tubig, ang konsentrasyon ng mga coagulants ay karaniwang nasa hanay na 25-80 mg/l.

Praktikal na lahat ng reagents na ito ay nabibilang sa ika-3 o ika-4 na klase ng peligro. Samakatuwid, ang mga lugar kung saan ginagamit ang mga ito ay dapat na nasa mga nakahiwalay na silid o nakahiwalay na mga gusali.

Destinasyon

Ang proseso ng coagulation ay ginagamit kapwa sa mga water treatment system at para sa paglilinis ng pang-industriya atbasurang tubig sa bahay. Nakakatulong ang teknolohiyang ito na bawasan ang dami ng mapaminsalang dumi:

• iron at manganese - hanggang 80%;
• synthetic surfactant - ng 30-100%;
• lead, chromium - ng 30%;
• produktong petrolyo – ng 10-90%;
• tanso at nikel - ng 50%;
• organic na polusyon - ng 50-65%;
• radioactive substances - ng 70-90% (maliban sa mahirap tanggalin na yodo, barium at strontium; mababawasan lang ang konsentrasyon ng mga ito ng ikatlong bahagi);
• pestisidyo - ng 10-90%.

Paglilinis ng tubig sa pamamagitan ng coagulation na sinusundan ng sedimentation ay nagbibigay-daan upang bawasan ang nilalaman ng bakterya at mga virus dito ng 1-2 order ng magnitude, at ang konsentrasyon ng pinakasimpleng microorganism - ng 2-3 order ng magnitude. Ang teknolohiya ay epektibo laban sa mga sumusunod na pathogens:

• Coxsackievirus;
• enteroviruses;
• hepatitis A virus;
• E. coli at mga bacteriophage nito;
• giardia cysts.

Mga Pangunahing Salik

Ang bilis at kahusayan ng water coagulation ay nakadepende sa ilang kundisyon:

• Degree ng kalinisan at konsentrasyon ng mga dumi. Ang tumaas na labo ay nangangailangan ng mas mataas na dosis ng coagulant.
• Acidity ng kapaligiran. Ang paglilinis ng mga likidong puspos ng humic at fulvic acid ay nangyayari nang mas mahusay sa mas mababang mga halaga ng pH. Sa normal na paglilinaw ng tubig, ang proseso ay mas aktibo sa mataas na pH. Para mapataas ang alkalinity magdagdag ng kalamansi, soda, caustic soda.
• Ionic na komposisyon. Sa mababang konsentrasyonpinaghalong electrolyte, nababawasan ang kahusayan ng water coagulation.
• Pagkakaroon ng mga organic compound.
• Temperatura. Sa pagbaba nito, bumababa ang rate ng mga reaksiyong kemikal. Ang pinakamainam na mode ay ang pag-init hanggang 30-40 ° С.

Teknolohikal na proseso

Mayroong 2 pangunahing paraan ng coagulation na ginagamit sa wastewater treatment plant:

• Sa libreng volume. Para dito, ginagamit ang mga mixer at flocculation chamber.
• Contact lightening. Ang isang coagulant ay unang idinagdag sa tubig, at pagkatapos ay dadaan ito sa isang layer ng mga butil na materyales.

Ang huling paraan ng water coagulation ay ang pinakamalawak na ginagamit dahil sa mga sumusunod na pakinabang:

• Mataas na bilis ng paglilinis.
• Mas maliliit na dosis ng coagulants.
• Walang malakas na impluwensya ng temperature factor.
• Hindi na kailangang mag-alkalize ng fluid.

Ang teknolohikal na proseso ng wastewater treatment sa pamamagitan ng coagulation ay may kasamang 3 pangunahing yugto:

1. Reagent dosing at paghahalo sa tubig. Ang mga coagulants ay ipinakilala sa likido sa anyo ng 10-17% na mga solusyon o suspensyon. Ang paghahalo sa mga lalagyan ay isinasagawa sa mekanikal o sa pamamagitan ng aeration gamit ang compressed air.
2. Floc formation sa mga espesyal na silid (contact, thin-layer, ejection o recirculation).
3. Pag-aayos sa mga tangke ng pag-aayos.

Ang wastewater sedimentation ay mas mahusay na may dalawang yugto na pamamaraan, kapag ito ay unang isinasagawa nang walang mga coagulants, at pagkatapos ay pagkatapos ng paggamot gamit ang kemikalreagents.

Mga tradisyonal na disenyo ng gripo

Ang pagpapapasok ng coagulant solution sa ginagamot na tubig ay isinasagawa gamit ang iba't ibang uri ng mga mixer:

• Tubular. Ang mga static na elemento sa anyo ng mga cones, diaphragms, screws ay naka-install sa loob ng pipeline ng presyon. Ang reagent ay ibinibigay sa pamamagitan ng venturi.
• Hydraulic: cloisonne, butas-butas, vortex, washer. Nagaganap ang paghahalo dahil sa paglikha ng magulong daloy ng tubig na dumadaan sa mga partisyon, sa pamamagitan ng mga butas, isang layer ng nasuspinde na coagulating sediment o isang insert sa anyo ng washer (diaphragm) na may butas.
• Mekanikal (blade at propeller).

Kombinasyon na may flotation

Wastewater treatment sa pamamagitan ng coagulation ay mahirap kontrolin ang proseso dahil sa patuloy na pagbabago sa kalidad ng likido. Upang patatagin ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, ginagamit ang flotation - ang paghihiwalay ng mga nasuspinde na mga particle sa anyo ng foam. Kasama ng mga coagulants, ang mga flocculant ay ipinapasok sa purified water. Binabawasan nila ang pagkabasa ng mga suspensyon at pinapabuti ang pagdirikit ng huli na may mga bula ng hangin. Ang saturation ng gas ay isinasagawa sa mga flotation plant.

Ang pamamaraan na ito ay malawakang ginagamit para sa coagulation ng tubig na kontaminado ng mga produkto ng mga sumusunod na industriya:

• industriyang pinino;
• artificial fiber production;
• mga industriya ng pulp at papel, katad at kemikal;
• mechanical engineering;
• produksyonpagkain.

3 uri ng flocculant ang ginagamit:

• ng natural na pinagmulan (starch, hydrolyzed fodder yeast, bagasse);
• synthetic (polyacrylamide, VA-2, VA-3);
• inorganic (sodium silicate, silicon dioxide).

Ang mga sangkap na ito ay ginagawang posible na bawasan ang kinakailangang dosis ng mga coagulants, paikliin ang tagal ng paglilinis, at pataasin ang rate ng pag-aayos ng flake. Ang pagdaragdag ng polyacrylamide kahit na sa napakaliit na halaga (0.5-2.0 mg/kg) ay makabuluhang nagpapabigat sa settling flakes, na nagpapataas ng rate ng pagtaas ng tubig sa mga vertical type clarifier.

Mga paraan ng pagpapaigting ng proseso

Ang pagpapabuti ng proseso ng water coagulation ay isinasagawa sa ilang direksyon:

1. Baguhin ang processing mode (fractional, hiwalay, intermittent coagulation).
2. Regulation of water acidity.
3. Paggamit ng mga mineral opacifier, na ang mga particle ay gumaganap ng papel ng mga karagdagang sentro para sa pagbuo ng mga conglomerates, sorption materials (clay, clinoptilolite, saponite).
4. Pinagsamang pagproseso. Kumbinasyon ng coagulation na may magnetization ng tubig, paglalagay ng electric field, exposure sa ultrasound.
5. Paggamit ng pinaghalong ferric chloride at aluminum sulfate.
6. Ang paggamit ng mechanical agitation, na binabawasan ang dosis ng coagulants ng 30-50% at pinapabuti ang kalidad ng paglilinis.
7. Introduction of oxidizers (chlorine and ozone).