Pembekuan air merujuk kepada kaedah fizikal dan kimia awal penulenannya. Intipati proses terletak pada pembesaran dan pemendakan kekotoran mekanikal atau bahan teremulsi. Teknologi ini digunakan dalam air sisa moden dan loji rawatan air.
Asas fizikal
Pembekuan air, atau dengan kata lain penjelasannya, ialah proses di mana zarah-zarah kecil dalam ampaian digabungkan menjadi konglomerat yang lebih besar. Menjalankan prosedur ini membolehkan anda mengeluarkan kekotoran yang tersebar halus daripada cecair semasa mendap, penapisan atau pengapungan selanjutnya.
Agar zarah "melekat", adalah perlu untuk mengatasi daya tolakan bersama antara mereka, yang memastikan kestabilan larutan koloid. Selalunya, bendasing mempunyai cas negatif yang lemah. Oleh itu, untuk membersihkan air dengan pembekuan, bahan dengan cas bertentangan diperkenalkan. Akibatnya, zarah ampaian menjadi neutral secara elektrik, kehilangan daya tolakan bersama dan mula melekat bersama, dan kemudian jatuh.dalam sedimen.
Bahan yang digunakan
2 jenis reagen kimia digunakan sebagai koagulan: bukan organik dan organik. Daripada kumpulan pertama bahan, yang paling biasa ialah garam aluminium, besi, dan campurannya; titanium, magnesium dan garam zink. Kumpulan kedua termasuk polielektrolit (melamin-formaldehid, epichlorohydrindimethylamine, polychlorodiallyldimethyl-ammonium).
Dalam keadaan perindustrian, air sisa paling kerap tergumpal dengan aluminium dan garam besi:
- Aluminium klorida AlCl3∙6H2O;
- ferric chloride FeCl3∙6H2O;
- Al sulfate 2O;
- besi sulfat FeSO4 7H2O;
- natrium aluminat NaAl(OH)4 dan lain-lain.
Koagulan membentuk kepingan dengan luas permukaan khusus yang besar, yang memastikan kapasiti penjerapannya yang baik. Pilihan jenis bahan yang optimum dan dosnya dibuat dalam keadaan makmal, dengan mengambil kira sifat cecair objek rawatan. Untuk penjelasan perairan semula jadi, kepekatan koagulan biasanya dalam julat 25-80 mg/l.
Secara praktikal semua reagen ini tergolong dalam kelas bahaya ke-3 atau ke-4. Oleh itu, kawasan di mana ia digunakan mestilah dalam bilik terpencil atau bangunan berasingan.
Destinasi
Proses pembekuan digunakan dalam sistem rawatan air dan untuk pembersihan industri danair buangan isi rumah. Teknologi ini membantu mengurangkan jumlah kekotoran berbahaya:
- besi dan mangan - sehingga 80%;
- surfaktan sintetik - sebanyak 30-100%;
- plumbum, kromium - sebanyak 30%;
- produk petroleum – sebanyak 10-90%;
- tembaga dan nikel - sebanyak 50%;
- pencemaran organik - sebanyak 50-65%;
- bahan radioaktif - sebanyak 70-90% (kecuali iodin, barium dan strontium yang sukar disingkirkan; kepekatannya hanya boleh dikurangkan sebanyak satu pertiga);
- racun perosak - sebanyak 10-90%.
Pemurnian air melalui pembekuan diikuti dengan pemendapan membolehkan untuk mengurangkan kandungan bakteria dan virus di dalamnya sebanyak 1-2 urutan magnitud, dan kepekatan mikroorganisma paling mudah - sebanyak 2-3 pesanan magnitud. Teknologi ini berkesan terhadap patogen berikut:
- Coxsackievirus;
- enterovirus;
- virus hepatitis A;
- E. coli dan bakteriofajnya;
- sista giardia.
Faktor Utama
Kelajuan dan kecekapan pembekuan air bergantung pada beberapa syarat:
- Tahap kehalusan dan kepekatan kekotoran. Peningkatan kekeruhan memerlukan dos koagulan yang lebih tinggi.
- Keasidan alam sekitar. Pembersihan cecair tepu dengan asid humik dan fulvik berlaku lebih baik pada nilai pH yang lebih rendah. Dengan penjernihan air biasa, proses ini lebih aktif pada pH tinggi. Untuk meningkatkan kealkalian tambah kapur, soda, soda kaustik.
- Komposisi ionik. Pada kepekatan rendahcampuran elektrolit, kecekapan pembekuan air berkurangan.
- Kehadiran sebatian organik.
- Suhu. Dengan penurunannya, kadar tindak balas kimia berkurangan. Mod optimum ialah memanaskan sehingga 30-40 ° С.
Proses teknologi
Terdapat 2 kaedah pembekuan utama yang digunakan dalam loji rawatan air sisa:
- Dalam volum percuma. Untuk ini, pengadun dan ruang pemberbukuan digunakan.
- Pencerahan kenalan. Satu koagulan mula-mula ditambahkan ke dalam air, dan kemudian ia disalurkan melalui lapisan bahan berbutir.
Kaedah terakhir pembekuan air adalah yang paling banyak digunakan kerana kelebihan berikut:
- Kelajuan pembersihan tinggi.
- Dos koagulan yang lebih kecil.
- Tiada pengaruh kuat faktor suhu.
- Tidak perlu mengalkalikan cecair.
Proses teknologi rawatan air sisa melalui pembekuan merangkumi 3 peringkat utama:
- Dos reagen dan mencampurkan dengan air. Koagulan dimasukkan ke dalam cecair dalam bentuk larutan 10-17% atau penggantungan. Pencampuran dalam bekas dilakukan secara mekanikal atau melalui pengudaraan dengan udara termampat.
- Pembentukan flok dalam ruang khas (sentuhan, lapisan nipis, lenting atau peredaran semula).
- Mengendap dalam tangki pengendapan.
Pemendapan air sisa adalah lebih cekap dengan kaedah dua peringkat, apabila ia pertama kali dijalankan tanpa koagulan, dan kemudian selepas rawatan dengan bahan kimiareagen.
Reka bentuk paip tradisional
Pengenalan larutan koagulan ke dalam air terawat dijalankan menggunakan pelbagai jenis pengadun:
- Tiub. Unsur statik dalam bentuk kon, diafragma, skru dipasang di dalam saluran paip tekanan. Reagen dibekalkan melalui venturi.
- Hidraulik: cloisonne, berlubang, pusaran, mesin basuh. Percampuran berlaku disebabkan oleh penciptaan aliran bergelora air yang melalui sekatan, melalui lubang, lapisan sedimen terampai pembekuan atau sisipan dalam bentuk pencuci (diafragma) dengan lubang.
- Mekanikal (bilah dan kipas).
Gabungan dengan pengapungan
Perawatan air sisa melalui pembekuan sukar dikawal proses kerana perubahan berterusan dalam kualiti cecair. Untuk menstabilkan fenomena ini, pengapungan digunakan - pemisahan zarah terampai dalam bentuk buih. Bersama-sama dengan koagulan, flokulan dimasukkan ke dalam air yang telah disucikan. Mereka mengurangkan kebolehbasahan ampaian dan meningkatkan lekatan yang terakhir dengan gelembung udara. Ketepuan gas dijalankan di loji pengapungan.
Teknik ini digunakan secara meluas untuk penggumpalan air yang tercemar dengan produk industri berikut:
- industri penapisan;
- pengeluaran gentian tiruan;
- industri pulpa dan kertas, kulit dan kimia;
- kejuruteraan mekanikal;
- pengeluaranmakanan.
3 jenis flokulan digunakan:
- asal semula jadi (kanji, yis makanan terhidrolisis, bagasse);
- sintetik (polyacrylamide, VA-2, VA-3);
- tak organik (natrium silikat, silikon dioksida).
Bahan ini memungkinkan untuk mengurangkan dos koagulan yang diperlukan, memendekkan tempoh pembersihan dan meningkatkan kadar mendap serpihan. Penambahan poliakrilamida walaupun dalam jumlah yang sangat kecil (0.5-2.0 mg/kg) dengan ketara memberatkan serpihan pengendapan, yang meningkatkan kadar kenaikan air dalam penjernih jenis menegak.
Kaedah intensifikasi proses
Peningkatan proses pembekuan air dijalankan dalam beberapa arah:
- Tukar mod pemprosesan (penggumpalan pecahan, berasingan, terputus-putus).
- Peraturan keasidan air.
- Penggunaan opacifier mineral, yang zarahnya memainkan peranan sebagai pusat tambahan untuk pembentukan konglomerat, bahan serapan (tanah liat, klinoptilolit, saponit).
- Pemprosesan gabungan. Gabungan pembekuan dengan kemagnetan air, penggunaan medan elektrik, pendedahan kepada ultrasound.
- Menggunakan campuran ferik klorida dan aluminium sulfat.
- Penggunaan pengadukan mekanikal, yang mengurangkan dos koagulan sebanyak 30-50% dan meningkatkan kualiti pembersihan.
- Pengenalan pengoksida (klorin dan ozon).
