کلرید پلی آلومینیوم به طور گسترده برای انعقاد مواد جامد معلق و ذرات کلوئیدی استفاده می شود. با این حال، بسیاری از تصفیه خانه های شیرابه دفن زباله متوجه می شوند که افزایش دوز PAC همیشه منجر به بهبود متناسب در حذف رنگ نمی شود.
دلیل این امر این است که شیرابه تیره دفن زباله صرفاً آب حاوی کثیفی معلق نیست. رنگ آن ممکن است از مواد آلی پیچیده محلول و کلوئیدی، از جمله ترکیبات هیومیک و فولوییک که در طول تجزیه طولانی مدت زباله تشکیل می شوند، ناشی شود. برخی از این مواد حتی پس از انعقاد معمولی پایدار باقی می مانند.
ترکیب تصفیه آزمایش شده
عامل رنگبر کننده آب → PAC → تنظیم pH به حدود 7 → PAM آنیونی
این فرآیند با تخصیص یک عملکرد خاص به هر مرحله تصفیه، رنگ زدایی قابل مشاهده و بهبود تشکیل لخته را تولید کرد.
چرا شیرابه دفن زباله به سختی رنگ زدایی می شود
ترکیب شیرابه دفن زباله با افزایش سن دفن زباله تغییر می کند. شیرابه جوان ممکن است حاوی مواد آلی نسبتاً زیست تخریب پذیر باشد، در حالی که شیرابه بالغ اغلب حاوی نسبت بالاتری از ترکیبات مقاوم، نیتروژن آمونیاکی، نمک ها و مواد هیومیک تیره است.
چالش تصفیه ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- رنگ قهوه ای، سیاه یا زرد قوی
- COD بالا با زیست تخریب پذیری محدود
- ذرات کلوئیدی ریز
- قلیائیت بالا
- مواد جامد معلق متغیر
- نیتروژن آمونیاکی بالا
- پاسخ ناسازگار به منعقد کننده های معمولی
- لجن نامناسب برای تهنشینی یا شناور شدن
- تغییرات سریع پس از بارندگی شدید
از آنجایی که این آلاینده ها دارای خواص شیمیایی و فیزیکی متفاوتی هستند، ممکن است یک منعقد کننده نتواند همه آنها را به طور موثر حذف کند.
هنگام استفاده از PAC به تنهایی چه اتفاقی می افتد؟
PAC در آب هیدرولیز می شود و گونه های با بار مثبت و رسوبات هیدروکسید آلومینیوم تشکیل می دهد. این گونه ها ذرات با بار منفی را خنثی کرده و از طریق انعقاد و لخته سازی جاروب آنها را به دام می اندازند. این مکانیسم برای بسیاری از آلاینده های معلق و کلوئیدی به خوبی کار می کند.
با این حال، PAC به تنهایی ممکن است در موارد زیر با مشکل مواجه شود:
- بسیاری از رنگ محلول است تا معلق
- مواد آلی رنگی دارای پایداری شیمیایی قوی هستند
- فاضلاب دارای غلظت بالایی از مواد هیومیک است
- دوز PAC pH را به زیر محدوده بهینه کاهش می دهد
- ریز لخته های تشکیل شده برای تهنشینی خیلی کوچک هستند
- PAC بیش از حد لجن اضافی را بدون بهبود رنگ کافی تولید می کند
افزایش صرف دوز PAC ممکن است هزینه های تصفیه و حجم لجن را افزایش دهد در حالی که تنها شفافیت اضافی محدودی را ارائه می دهد. یک رویکرد شیمیایی چند مرحله ای می تواند تصفیه کنترل شده تری را فراهم کند.
چهار عملکرد مورد نیاز برای شفاف سازی موثر
| عملکرد مورد نیاز |
مواد شیمیایی تصفیه |
هدف |
| رنگ زدایی و بی ثبات سازی |
عامل رنگبر کننده آب |
ترکیبات آلی رنگی دشوار را هدف قرار می دهد |
| انعقاد |
PAC |
ذرات را خنثی کرده و ریز لخته ها را تشکیل می دهد |
| کنترل واکنش |
قلیا |
pH را به حدود 7 تنظیم می کند |
| بزرگ شدن لخته |
PAM آنیونی |
لخته های بزرگتر برای جداسازی می سازد |
ارزش فرآیند نه تنها از محصولات شیمیایی بلکه از استفاده صحیح از آنها نیز ناشی می شود.
مرحله 1: هدف قرار دادن مواد آلی رنگی
اولین مرحله از عامل رنگبر کننده آب استفاده شد. این پلیمر رنگبر کننده کاتیونی با مواد رنگی با بار منفی برهمکنش دارد. این امر خنثی سازی بار، تجمع مولکولی و بی ثبات سازی مواد آلی رنگی را ترویج می کند.
این مرحله به محدودیت تصفیه PAC معمولی می پردازد: PAC ممکن است ذرات معلق را به طور موثر منعقد کند اما ممکن است ترکیبات رنگی محلول یا بسیار پایدار را به اندازه کافی به دام نگیرد. با تصفیه این مواد ابتدا، فرآیند آنها را برای انعقاد PAC بعدی آماده می کند.
مرحله 2: ساختار انعقاد با PAC
پس از بی ثبات شدن سیستم آلی رنگی، PAC به جذب ترکیبات بی ثبات شده همراه با ذرات معلق و کلوئیدی کمک کرد. عملکردهای اصلی آن در این مرحله عبارت بودند از:
- خنثی سازی بیشتر بار
- تشکیل رسوبات هیدروکسید آلومینیوم
- جذب ذرات ریز
- تشکیل ریز لخته های اولیه
- بهبود تجمع کلی آلاینده ها
عامل رنگبر کننده و PAC نقش یکسانی ندارند. عملکردهای آنها مکمل یکدیگر هستند.
مرحله 3: بازیابی pH مناسب
سومین مرحله افزودن قلیا تا رسیدن pH به حدود 7 بود. عملکرد شیمیایی به شدت به pH بستگی دارد. اگر PAC pH را بیش از حد پایین بیاورد، شرایط هیدرولیز، بار ذرات و عملکرد لخته سازی PAM همگی می توانند تحت تأثیر قرار گیرند.
تنظیم pH پس از افزودن PAC به حساب تغییر واقعی ناشی از منعقد کننده کمک می کند. pH صحیح باید به صورت تجربی تعیین شود زیرا شیرابه دفن زباله ممکن است قلیائیت بالا یا متغیری داشته باشد. هدف حدود 7 برای این نمونه کار کرد، اما نباید آن را به عنوان یک مقدار جهانی برای هر کارخانه در نظر گرفت.
مرحله 4: تبدیل ریز لخته ها به لخته های قابل جداسازی
چهارمین مرحله استفاده از PAM آنیونی بود. پس از رنگ زدایی و انعقاد، بسیاری از توده های کوچک در آب پراکنده باقی ماندند. PAM آنیونی پل زنی پلیمری را فراهم کرد و این توده ها را به لخته های بزرگتر متصل کرد.
لخته سازی موثر PAM می تواند ارائه دهد:
- جداسازی سریع جامد-مایع
- لخته های بزرگتر قابل مشاهده
- شفافیت بهتر مایع رویی
- بهبود جذب لجن
- بار جامدات کمتر به فیلتراسیون پایین دست
- عملکرد بهتر تهنشینی یا شناورسازی
PAM فقط پس از بی ثبات شدن آلاینده ها و تأیید pH باید اضافه شود.
چرا ترتیب نمی تواند تصادفی باشد
توالی توصیه شده
عامل رنگبر کننده → PAC → تنظیم pH → PAM آنیونی
هر مرحله فاضلاب را برای مرحله بعدی آماده می کند. اگر PAC ابتدا اضافه شود، ممکن است قبل از اینکه مواد آلی رنگی دشوار به اندازه کافی بی ثبات شوند، توسط مواد جامد معلق موجود مصرف شود.
اگر PAM خیلی زود اضافه شود، ممکن است با ذرات تصفیه نشده و مواد شیمیایی محلول برهمکنش داشته باشد، مصرف پلیمر را افزایش داده و لخته های ضعیف یا نامنظم تولید کند. اگر pH قبل از PAC تنظیم شود اما بعداً بررسی نشود، منعقد کننده ممکن است pH را دوباره پایین بیاورد و فرآیند را از محدوده ترجیحی خارج کند.
ترتیب دوز صحیح، کارایی شیمیایی را بهبود می بخشد و تست ژار را آسان تر می کند.
استراتژی اختلاط توصیه شده
اختلاط سریع
اختلاط سریع پس از افزودن عامل رنگبر کننده آب و PAC استفاده می شود. هدف آن توزیع سریع هر ماده شیمیایی و ترویج تماس با آلاینده ها است. یک شرط مرجع آزمایشگاهی معمولی ممکن است از حدود 1000 دور در دقیقه به مدت 30-60 ثانیه استفاده کند، بسته به تستر ژار و حجم نمونه.
تنظیم pH
pH را پس از انعقاد PAC اندازه گیری کرده و قلیا را به تدریج اضافه کنید. از افزودن مقدار زیاد در یکباره خودداری کنید زیرا مناطق با pH بالا ممکن است بر لخته های در حال توسعه تأثیر بگذارند.
اختلاط آهسته
پس از افزودن PAM آنیونی، سرعت اختلاط را کاهش دهید. یک مرحله اختلاط آهسته تر حدود 200 دور در دقیقه به مدت دو تا سه دقیقه می تواند به عنوان یک شرط مرجع اولیه استفاده شود، بسته به تجهیزات. هدف این است که پل زنی پلیمر بدون شکستن لخته های تازه تشکیل شده امکان پذیر شود.
چگونه دوزهای شیمیایی را بهینه کنیم
دوزهای مورد استفاده در یک آزمایش شیرابه دفن زباله باید به عنوان شرایط آزمایش در نظر گرفته شوند تا توصیه های جهانی. یک برنامه بهینه سازی مناسب باید مقایسه کند:
- چندین دوز عامل رنگبر کننده
- چندین دوز PAC در سطح عامل رنگبر کننده انتخاب شده
- مقادیر نهایی pH متفاوت
- درجات مختلف PAM آنیونی
- سطوح مختلف دوز PAM
- رفتار تهنشینی در مقابل شناورسازی
- حجم لجن و قابلیت آبگیری
بهترین تصفیه لزوماً آزمایشی با کمترین رنگ قابل مشاهده نیست. دوز کل شیمیایی، تولید لجن، سرعت جداسازی و الزامات تصفیه پایین دست نیز باید در نظر گرفته شوند.
پس از تست ژار چه چیزی باید اندازه گیری شود؟
مقایسه بصری برای غربالگری مفید است، اما اندازه گیری های آزمایشگاهی برای تأیید عملکرد لازم است.
- رنگ
- کدورت
- COD
- کل مواد جامد معلق
- نیتروژن آمونیاکی
- pH
- هدایت
- حجم لجن
- نرخ تهنشینی
- آلومینیوم باقیمانده، در صورت لزوم
- رفتار فیلتراسیون یا آبگیری
آزمایش این پارامترها از تبدیل یک نمونه شفاف بصری به آب کاملاً تصفیه شده جلوگیری می کند.
این فرآیند در یک تصفیه خانه کجا قرار می گیرد
فرآیند عامل رنگبر کننده-PAC-PAM عمدتاً یک مرحله شفاف سازی فیزیکوشیمیایی است. بسته به طراحی کارخانه می توان آن را در نقاط مختلف قرار داد.
قبل از تصفیه بیولوژیکی
پیش تصفیه می تواند مواد جامد معلق، رنگ و بخشی از بار آلی ورودی به سیستم بیولوژیکی را کاهش دهد. این ممکن است به محافظت از تصفیه پایین دست در برابر نوسانات ناگهانی ورودی کمک کند.
پس از تصفیه بیولوژیکی
این فرآیند می تواند به عنوان یک مرحله پولیش زمانی که تصفیه بیولوژیکی رنگ باقیمانده، مواد معلق یا آلاینده های آلی غیر قابل تجزیه زیستی را باقی می گذارد، استفاده شود.
قبل از تصفیه غشایی
شفاف سازی می تواند بار مواد جامد معلق و کلوئیدی را قبل از اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون یا اسمز معکوس کاهش دهد. با این حال، سازگاری غشا و سطوح شیمیایی باقیمانده باید ارزیابی شود.
قبل از اکسیداسیون پیشرفته
حذف آلاینده های منعقد شده در ابتدا ممکن است مقدار اکسید کننده مصرف شده توسط جامدات غیر هدف و ترکیبات رنگی را کاهش دهد.
تهنشینی یا شناورسازی هوای محلول؟
روش جداسازی نهایی باید از رفتار واقعی لجن پیروی کند. تهنشینی زمانی مناسب است که لخته های تولید شده متراکم بوده و به طور موثر تهنشین شوند. شناورسازی هوای محلول ممکن است ترجیح داده شود زمانی که:
- لجن به طور طبیعی شناور می شود
- لخته ها چگالی پایینی دارند
- نفت یا گاز وجود دارد
- تهنشینی کند است
- یک سیستم جداسازی فشرده مورد نیاز است
اگر تست ژار لجن رو به بالا تولید کند، طراحی در مقیاس کامل باید DAF را به جای اجبار لجن به یک فرآیند تهنشینی معمولی ارزیابی کند.
این ترکیب چه کاری می تواند انجام دهد و چه کاری نمی تواند انجام دهد
این فرآیند عمدتاً برای بهبود طراحی شده است:
- کاهش رنگ
- انعقاد
- تشکیل لخته
- حذف مواد جامد معلق
- جداسازی جامد-مایع
همچنین ممکن است بخشی از COD مرتبط با مواد آلی معلق، کلوئیدی یا قابل انعقاد را حذف کند. با این حال، نباید به عنوان یک راه حل کامل برای موارد زیر ارائه شود:
- نیتروژن آمونیاکی
- غلظت های بالای نمک های محلول
- تمام COD محلول مقاوم
- هر فلز سنگین
- سمیت بیولوژیکی
- انطباق نهایی تخلیه
شیرابه دفن زباله معمولاً به جای یک مرحله شیمیایی واحد به یک خط تصفیه نیاز دارد.
اشتباهات رایج تصفیه
افزایش PAC بدون تست دوز
PAC بیشتر همیشه به معنای حذف رنگ بهتر نیست. PAC بیش از حد ممکن است حجم لجن را افزایش دهد، pH را کاهش دهد و هزینه های تصفیه را افزایش دهد.
نادیده گرفتن pH پس از افزودن PAC
pH اولیه ممکن است مناسب به نظر برسد، اما PAC می تواند آن را به طور قابل توجهی تغییر دهد. همیشه قبل از افزودن PAM pH را اندازه گیری کنید.
افزودن PAM با سرعت اختلاط بالا
برش بالا می تواند زنجیره های پلیمر را بشکند یا لخته های در حال توسعه را آسیب برساند. PAM نیاز به اختلاط کنترل شده و ملایم دارد.
انتخاب PAM فقط بر اساس نام محصول
درجات مختلف PAM آنیونی در وزن مولکولی و چگالی بار متفاوت هستند. انتخاب درجه باید بر اساس عملکرد آب و لجن باشد.
قضاوت نتیجه فقط بر اساس ظاهر
نمونه شفاف تر ممکن است همچنان حاوی COD بالا، نیتروژن آمونیاکی یا نمک های محلول باشد. تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی همچنان ضروری است.
سوالات متداول
آیا عامل رنگبر کننده همان PAC است؟
خیر. عامل رنگبر کننده آب یک پلیمر کاتیونی است که برای بی ثبات سازی ترکیبات آلی رنگی توسعه یافته است. PAC یک منعقد کننده معدنی است که عمدتاً برای خنثی سازی بار، رسوب و انعقاد استفاده می شود.
آیا عامل رنگبر کننده می تواند جایگزین PAC شود؟
لزوماً نه. در این فرآیند، عامل رنگبر کننده و PAC عملکردهای مکمل را انجام می دهند. بهترین ترکیب شیمیایی باید با تست ژار تعیین شود.
چرا از PAM آنیونی پس از مواد شیمیایی کاتیونی استفاده می شود؟
پس از اینکه عامل رنگبر کننده کاتیونی و PAC آلاینده ها را بی ثبات کردند، سطوح ذرات حاصل و ساختار ریز لخته ممکن است به طور موثر به پل زنی پلیمر آنیونی پاسخ دهند. سازگاری همچنان باید با فاضلاب واقعی تأیید شود.
چه مقدار PAM آنیونی باید استفاده شود؟
دوز به درجه PAM انتخاب شده، جامدات فاضلاب، پاسخ لخته و روش جداسازی بستگی دارد. دوز باید در طول تست ژار به تدریج افزایش یابد تا اینکه بدون آزمایش تخمین زده شود.
آیا این فرآیند می تواند COD را کاهش دهد؟
ممکن است بخشی از COD مرتبط با مواد آلی معلق، کلوئیدی و قابل انعقاد را حذف کند. حذف COD واقعی باید اندازه گیری شود. COD مقاوم محلول ممکن است به تصفیه بیولوژیکی، جذب، غشا یا اکسیداسیون پیشرفته نیاز داشته باشد.
آیا pH خنثی همیشه بهترین است؟
خیر. pH حدود 7 در این آزمایش استفاده شد. محدوده بهینه ممکن است بسته به ترکیب شیرابه، دوز PAC و هدف تصفیه متفاوت باشد.
یک برنامه تصفیه شیرابه دفن زباله سفارشی توسعه دهید
Bluwat Chemicals عامل رنگبر کننده آب، کلرید پلی آلومینیوم و پلی آکریل آمید آنیونی را برای شفاف سازی شیرابه دفن زباله و فاضلاب صنعتی ارائه می دهد. انتخاب مواد شیمیایی باید با فاضلاب واقعی شروع شود تا یک فرمول دوز ثابت.
برای ارزیابی فنی اولیه، لطفاً ارائه دهید:
- نوع دفن زباله و منبع شیرابه
- حجم تصفیه روزانه
- رنگ و ظاهر آب خام
- pH، COD، نیتروژن آمونیاکی و TSS
- فرآیند تصفیه موجود
- مواد شیمیایی و دوزهای فعلی
- رفتار تهنشینی یا شناورسازی لجن
- استاندارد آب تصفیه شده مورد نیاز
بر اساس این اطلاعات و تست های ژار نماینده، دوز عامل رنگبر کننده، دوز PAC، محدوده pH، درجه PAM و روش جداسازی را می توان برای سیستم تصفیه خاص بهینه کرد.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
हिन्दी
Türkçe
indonesia
tiếng Việt
ไทย
বাংলা
فارسی
polski
