انعقاد آب به روشهای اولیه فیزیکی و شیمیایی تصفیه آن اطلاق می شود. ماهیت این فرآیند در بزرگ شدن و رسوب ناخالصی های مکانیکی یا مواد امولسیون شده نهفته است. این فناوری در تصفیه خانه های مدرن فاضلاب و آب استفاده می شود.
مبانی فیزیکی
انعقاد آب، یا به عبارت دیگر شفاف سازی آن، فرآیندی است که در آن ذرات کوچک در حالت تعلیق به صورت کنگلومراهای بزرگتر ترکیب می شوند. انجام این روش به شما این امکان را می دهد که ناخالصی های ریز پراکنده شده را در طول ته نشین شدن، فیلتر کردن یا شناورسازی بیشتر از مایع جدا کنید.
برای اینکه ذرات به هم بچسبند، لازم است بر نیروهای دافعه متقابل بین آنها غلبه کنیم که پایداری محلول کلوئیدی را تضمین می کند. اغلب ناخالصی ها بار منفی ضعیفی دارند. بنابراین برای تصفیه آب به روش انعقاد، موادی با بارهای مخالف معرفی می شوند. در نتیجه، ذرات تعلیق از نظر الکتریکی خنثی می شوند، نیروهای دافعه متقابل خود را از دست می دهند و شروع به چسبیدن به هم می کنند و سپس می افتند.در رسوبات.
مواد استفاده شده
2 انواع معرف های شیمیایی به عنوان منعقد کننده استفاده می شوند: معدنی و آلی. از گروه اول مواد، متداول ترین نمک های آلومینیوم، آهن و مخلوط آنهاست. نمک های تیتانیوم، منیزیم و روی. گروه دوم شامل پلی الکترولیت ها (ملامین- فرمالدئید، اپی کلروهیدریندی متیل آمین، پلی کلرودیاللد متیل آمونیوم) می باشد.
در شرایط صنعتی، فاضلاب اغلب با نمک های آلومینیوم و آهن منعقد می شود:
- کلرید آلومینیوم AlCl3∙6H2O;
- کلرید آهن FeCl3∙6H2O;
- سولفات آل 2O;
- سولفات آهن FeSO4 7H2O;
- آلومینات سدیم NaAl(OH)4 و دیگران.
منعقد کننده ها پوسته هایی با سطح ویژه بزرگ تشکیل می دهند که ظرفیت جذب خوب آنها را تضمین می کند. انتخاب نوع بهینه ماده و دوز آن در شرایط آزمایشگاهی و با در نظر گرفتن خواص مایع جسم درمان انجام می شود. برای شفاف سازی آب های طبیعی، غلظت مواد منعقد کننده معمولاً در محدوده 80-25 میلی گرم در لیتر است.
عملاً همه این معرفها به کلاس خطر 3 یا 4 تعلق دارند. بنابراین، مناطقی که از آنها استفاده می شود باید در اتاق های ایزوله یا ساختمان های مجزا باشد.
مقصد
فرایند انعقاد هم در سیستم های تصفیه آب و هم برای نظافت صنعتی وفاضلاب خانگی این فناوری به کاهش میزان ناخالصی های مضر کمک می کند:
- آهن و منگنز - تا 80%؛
- سورفکتانت های مصنوعی - 30-100٪؛
- سرب، کروم - 30%؛
- محصولات نفتی - 10-90٪؛
- مس و نیکل - 50%؛
- آلودگی ارگانیک - 50-65٪؛
- مواد رادیواکتیو - 70-90٪ (به جز ید، باریم و استرانسیوم که به سختی قابل حذف هستند؛ غلظت آنها را فقط می توان یک سوم کاهش داد)؛
- آفت کش ها - 10-90%.
تصفیه آب با انعقاد و به دنبال آن ته نشینی اجازه می دهد تا محتوای باکتری ها و ویروس ها در آن را به میزان 1-2 مرتبه کاهش دهیم و غلظت ساده ترین میکروارگانیسم ها را 2-3 مرتبه قدر کاهش دهیم. این فناوری در برابر پاتوژن های زیر موثر است:
- Coxsackievirus;
- انتروویروس;
- ویروس هپاتیت A؛
- E. coli و باکتریوفاژهای آن؛
- کیست ژیاردیا.
عوامل کلیدی
سرعت و کارایی انعقاد آب به شرایط مختلفی بستگی دارد:
- درجه ظرافت و غلظت ناخالصی ها. افزایش کدورت به دوزهای بالاتر منعقد کننده نیاز دارد.
- اسیدیته محیط. تصفیه مایعات اشباع شده با اسیدهای هیومیک و فولویک در مقادیر pH کمتر بهتر انجام می شود. با شفاف سازی آب معمولی، فرآیند در PH بالا فعال تر است. برای افزایش خاصیت قلیایی، آهک، سودا، سود سوزآور را اضافه کنید.
- ترکیب یونی. در غلظت کممخلوطی از الکترولیت‌ها، راندمان انعقاد آب کاهش می‌یابد.
- وجود ترکیبات آلی.
- دما. با کاهش آن، سرعت واکنش های شیمیایی کاهش می یابد. حالت بهینه گرمایش تا 30-40 درجه سانتیگراد است.
فرایند فناوری
2 روش اصلی انعقاد در تصفیه خانه های فاضلاب استفاده می شود:
- در حجم رایگان. برای این کار از میکسرها و محفظه های لخته سازی استفاده می شود.
- لنتینگ تماس بگیرید. ابتدا یک ماده منعقد کننده به آب اضافه می شود و سپس از لایه ای از مواد دانه ای عبور می کند.
آخرین روش انعقاد آب به دلیل مزایای زیر بیشترین استفاده را دارد:
- سرعت تمیز کردن بالا.
- دوزهای کمتر منعقدکننده.
- بدون تأثیر قوی فاکتور دما.
- نیازی به قلیایی کردن مایع نیست.
فرایند تکنولوژیکی تصفیه فاضلاب با انعقاد شامل 3 مرحله اصلی است:
- دوز معرف و مخلوط کردن با آب. منعقد کننده ها به صورت محلول ها یا سوسپانسیون های 10-17 درصد وارد مایع می شوند. اختلاط در ظروف به صورت مکانیکی یا هوادهی با هوای فشرده انجام می شود.
- تشکیل لخته در محفظه های ویژه (تماس، لایه نازک، جهش یا گردش مجدد).
- استقرار در مخازن ته نشینی.
ته نشینی فاضلاب با روش دو مرحله ای کارآمدتر است، زمانی که ابتدا بدون مواد منعقدکننده و سپس پس از تصفیه با مواد شیمیایی انجام شود.معرفها.
طرحهای شیرهای سنتی
وارد کردن محلول منعقد کننده به آب تصفیه شده با استفاده از انواع مختلف مخلوط کن انجام می شود:
- لوله ای. عناصر استاتیک به شکل مخروط، دیافراگم، پیچ در داخل خط لوله فشار نصب می شوند. معرف از طریق ونتوری تامین می شود.
- هیدرولیک: کلوزون، سوراخ دار، گرداب، واشر. اختلاط به دلیل ایجاد یک جریان متلاطم آب که در امتداد پارتیشن ها عبور می کند، از سوراخ ها، لایه ای از رسوبات منعقد کننده معلق یا یک درج به شکل واشر (دیافراگم) با سوراخ رخ می دهد.
- مکانیکی (تیغه و ملخ).
ترکیب با فلوتاسیون
تصفیه فاضلاب با انعقاد به دلیل تغییر مداوم کیفیت مایع، کنترل فرآیند دشوار است. برای تثبیت این پدیده از فلوتاسیون استفاده می شود - جداسازی ذرات معلق به شکل فوم. همراه با منعقد کننده ها، لخته سازها به آب تصفیه شده وارد می شوند. آنها رطوبت پذیری سوسپانسیون ها را کاهش می دهند و چسبندگی دومی را با حباب های هوا بهبود می بخشند. اشباع گاز در کارخانه های فلوتاسیون انجام می شود.
این تکنیک به طور گسترده برای انعقاد آب آلوده به محصولات صنایع زیر استفاده می شود:
- صنعت پالایش؛
- تولید فیبر مصنوعی؛
- صنایع خمیر و کاغذ، چرم و صنایع شیمیایی؛
- مهندسی مکانیک؛
- تولیدغذا.
3 نوع فلوکولانت استفاده می شود:
- منشا طبیعی (نشاسته، مخمر علوفه هیدرولیز شده، باگاس)؛
- مصنوعی (پلی آکریل آمید، VA-2، VA-3);
- غیر آلی (سیلیکات سدیم، دی اکسید سیلیکون).
این مواد باعث کاهش دوز مورد نیاز منعقد کننده ها، کوتاه شدن مدت زمان تمیز کردن و افزایش سرعت ته نشین شدن پوسته می شوند. افزودن پلی آکریل آمید حتی در مقادیر بسیار کم (0.5-2.0 میلی گرم بر کیلوگرم) به طور قابل توجهی بر روی تکه های ته نشین شده وزن می کند که باعث افزایش سرعت افزایش آب در زلال کننده های نوع عمودی می شود.
روشهای تشدید فرآیند
بهبود فرآیند انعقاد آب در چندین جهت انجام می شود:
- حالت پردازش را تغییر دهید (انعقاد کسری، جداگانه، متناوب).
- تنظیم اسیدیته آب.
- استفاده از مات کننده های معدنی که ذرات آن نقش مراکز اضافی برای تشکیل کنگلومراها، مواد جذبی (رس، کلینوپتیلولیت، ساپونیت) را ایفا می کنند.
- پردازش ترکیبی. ترکیب انعقاد با مغناطش آب، اعمال میدان الکتریکی، قرار گرفتن در معرض امواج فراصوت.
- استفاده از مخلوطی از کلرید آهن و سولفات آلومینیوم.
- استفاده از همزن مکانیکی که دوز منعقد کننده ها را 30-50 درصد کاهش می دهد و کیفیت تمیز کردن را بهبود می بخشد.
- معرفی اکسید کننده ها (کلر و ازن).
