การแข็งตัวของน้ำ: หลักการทำงาน วัตถุประสงค์ของการใช้

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-02 17:57

การแข็งตัวของน้ำหมายถึงวิธีการทำให้บริสุทธิ์ทางกายภาพและทางเคมีเบื้องต้น สาระสำคัญของกระบวนการอยู่ที่การขยายตัวและการตกตะกอนของสิ่งเจือปนทางกลหรือสารอิมัลซิไฟเออร์ เทคโนโลยีนี้ใช้ในโรงบำบัดน้ำเสียและบำบัดน้ำเสียที่ทันสมัย

พื้นฐานทางกายภาพ

การแข็งตัวของน้ำ หรืออีกนัยหนึ่งคือการทำให้น้ำกระจ่างเป็นกระบวนการที่อนุภาคขนาดเล็กในสารแขวนลอยรวมกันเป็นกลุ่มก้อนที่ใหญ่ขึ้น การดำเนินการตามขั้นตอนนี้จะทำให้คุณสามารถขจัดสิ่งสกปรกที่กระจายตัวอย่างละเอียดออกจากของเหลวในระหว่างการตกตะกอน กรอง หรือลอยตัวต่อไป

เพื่อให้อนุภาค "เกาะติดกัน" จำเป็นต้องเอาชนะแรงผลักระหว่างกัน ซึ่งทำให้มั่นใจเสถียรภาพของสารละลายคอลลอยด์ บ่อยครั้งที่สิ่งเจือปนมีประจุลบที่อ่อนแอ ดังนั้นในการทำน้ำให้บริสุทธิ์โดยการจับตัวเป็นก้อนจึงแนะนำสารที่มีประจุตรงข้ามกัน เป็นผลให้อนุภาคของสารแขวนลอยกลายเป็นกลางทางไฟฟ้าสูญเสียแรงผลักซึ่งกันและกันและเริ่มเกาะติดกันแล้วหลุดออกมาในตะกอน

วัสดุที่ใช้

สารเคมี 2 ชนิดที่ใช้เป็นสารตกตะกอน ได้แก่ อนินทรีย์และอินทรีย์ ในกลุ่มของสารกลุ่มแรก เกลือของอะลูมิเนียม เหล็ก และของผสมดังกล่าว เกลือไทเทเนียม แมกนีเซียม และสังกะสี กลุ่มที่สองประกอบด้วยพอลิอิเล็กโทรไลต์ (เมลามีน-ฟอร์มาลดีไฮด์, อิพิคลอโรไฮดรินไดเมทิลลามีน, พอลิคลอโรไดอัลลิลไดเมทิล-แอมโมเนียม)

ในสภาพอุตสาหกรรม น้ำเสียมักจะจับตัวเป็นก้อนด้วยเกลืออะลูมิเนียมและเหล็ก:

• อะลูมิเนียมคลอไรด์ AlCl₃∙6H_2O;
• เฟอริกคลอไรด์ FeCl₃∙6H_2O;
• อัลซัลเฟต 2_O;
• เหล็กซัลเฟต FeSO₄ 7H_2O;
• โซเดียมอะลูมิเนต NaAl(OH)_{4 และอื่นๆ}

สารตกตะกอนก่อตัวเป็นสะเก็ดที่มีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ ซึ่งช่วยให้สามารถดูดซับได้ดี การเลือกชนิดของสารที่เหมาะสมและปริมาณของสารจะทำในห้องปฏิบัติการโดยคำนึงถึงคุณสมบัติของของเหลวของวัตถุที่ทำการรักษา เพื่อความกระจ่างของน้ำธรรมชาติ ความเข้มข้นของสารตกตะกอนมักจะอยู่ในช่วง 25-80 มก./ล.

ในทางปฏิบัติแล้ว รีเอเจนต์เหล่านี้ทั้งหมดอยู่ในประเภทความเป็นอันตรายที่ 3 หรือ 4 ดังนั้นพื้นที่ที่ใช้จะต้องอยู่ในห้องแยกหรืออาคารแยก

ปลายทาง

กระบวนการจับตัวเป็นก้อนใช้ทั้งในระบบบำบัดน้ำและสำหรับทำความสะอาดอุตสาหกรรมและน้ำเสียในครัวเรือน เทคโนโลยีนี้ช่วยลดปริมาณสิ่งสกปรกที่เป็นอันตราย:

• เหล็กและแมงกานีส - มากถึง 80%;
• สารลดแรงตึงผิวสังเคราะห์ - โดย 30-100%;
• ตะกั่ว โครเมียม - 30%;
• ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม – โดย 10-90%;
• ทองแดงและนิกเกิล - 50%;
• มลพิษอินทรีย์ - 50-65%;
• สารกัมมันตภาพรังสี - 70-90% (ยกเว้นไอโอดีน แบเรียม และสตรอนเทียมที่กำจัดยาก ความเข้มข้นของพวกมันลดลงได้เพียงหนึ่งในสามเท่านั้น)
• ยาฆ่าแมลง - โดย 10-90%

การทำน้ำให้บริสุทธิ์โดยการจับตัวเป็นก้อนตามด้วยการตกตะกอนช่วยลดปริมาณแบคทีเรียและไวรัสในนั้นได้ 1-2 ลำดับความสำคัญและความเข้มข้นของจุลินทรีย์ที่ง่ายที่สุด - ระดับ 2-3 เทคโนโลยีนี้มีประสิทธิภาพในการต่อต้านเชื้อโรคต่อไปนี้:

• คอกซากีไวรัส;
• เอนเทอโรไวรัส;
• ไวรัสตับอักเสบเอ;
• E. coli และแบคทีเรียของมัน;
• ไจอาร์เดียซีสต์

ปัจจัยสำคัญ

ความเร็วและประสิทธิภาพของการแข็งตัวของน้ำขึ้นอยู่กับเงื่อนไขหลายประการ:

• ความละเอียดและความเข้มข้นของสิ่งสกปรก ความขุ่นที่เพิ่มขึ้นต้องใช้ปริมาณสารตกตะกอนในปริมาณที่สูงขึ้น
• ความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อม. การทำให้ของเหลวที่อิ่มตัวด้วยกรดฮิวมิกและกรดฟุลวิคทำให้บริสุทธิ์ได้ดีกว่าที่ค่า pH ที่ต่ำกว่า ด้วยการทำให้น้ำใสปกติ กระบวนการนี้จะทำงานได้ดีขึ้นที่ pH ที่สูงขึ้น เพื่อเพิ่มความเป็นด่าง ใส่มะนาว โซดา โซดาไฟ
• องค์ประกอบอิออน. ที่ความเข้มข้นต่ำส่วนผสมของอิเล็กโทรไลต์ทำให้ประสิทธิภาพของการแข็งตัวของน้ำลดลง
• การปรากฏตัวของสารประกอบอินทรีย์
• อุณหภูมิ. เมื่อลดลงอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะลดลง โหมดที่เหมาะสมที่สุดคือให้ความร้อนสูงถึง 30-40 ° C

กระบวนการทางเทคโนโลยี

มี 2 วิธีการจับกลุ่มหลักที่ใช้ในโรงบำบัดน้ำเสีย:

• ในวอลุ่มฟรี ด้วยเหตุนี้จึงใช้เครื่องผสมและห้องจับตะกอน
• ติดต่อลดน้ำหนัก. ขั้นแรกให้เติมสารตกตะกอนลงในน้ำ จากนั้นจึงผ่านชั้นวัสดุที่เป็นเม็ดๆ

วิธีสุดท้ายในการจับตัวเป็นก้อนของน้ำเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดเนื่องจากข้อดีดังต่อไปนี้:

• ความเร็วในการทำความสะอาดสูง
• ปริมาณสารตกตะกอนในปริมาณที่น้อยลง
• ปัจจัยอุณหภูมิไม่มีอิทธิพลอย่างแรง
• ไม่ต้องทำให้เป็นด่าง

กระบวนการทางเทคโนโลยีของการบำบัดน้ำเสียโดยการจับตัวเป็นก้อนประกอบด้วย 3 ขั้นตอนหลัก:

1. การเติมน้ำยาและการผสมน้ำ. สารตกตะกอนถูกนำเข้าสู่ของเหลวในรูปของสารละลายหรือสารแขวนลอย 10-17% การผสมในภาชนะจะดำเนินการด้วยเครื่องจักรหรือโดยการเติมอากาศด้วยอากาศอัด
2. การตกตะกอนในห้องพิเศษ (หน้าสัมผัส ชั้นบาง การดีดออกหรือการหมุนเวียน)
3. ตกตะกอนในถังตกตะกอน

การตกตะกอนของน้ำเสียมีประสิทธิภาพมากกว่าด้วยวิธีการแบบสองขั้นตอน เมื่อดำเนินการครั้งแรกโดยไม่ใช้สารตกตะกอน และหลังการบำบัดด้วยสารเคมีรีเอเจนต์

การออกแบบ faucet ดั้งเดิม

การนำสารละลายตกตะกอนลงในน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วจะดำเนินการโดยใช้เครื่องผสมประเภทต่างๆ:

• ท่อ. องค์ประกอบคงที่ในรูปแบบของกรวยไดอะแฟรมสกรูถูกติดตั้งภายในท่อแรงดัน รีเอเจนต์จ่ายผ่าน venturi
• ไฮดรอลิค: คลอยด์, เจาะรู, กระแสน้ำวน, เครื่องซักผ้า การผสมเกิดขึ้นเนื่องจากการสร้างกระแสน้ำปั่นป่วนไหลผ่านตามพาร์ติชั่น ผ่านรู ชั้นของตะกอนตะกอนแขวนลอย หรือเม็ดมีดในรูปของแหวนรอง (ไดอะแฟรม) ที่มีรู
• เครื่องกล (ใบมีดและใบพัด).

รวมกับลอย

การบำบัดน้ำเสียโดยการจับตัวเป็นก้อนนั้นยากต่อการควบคุมกระบวนการเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงคุณภาพของของเหลวอย่างต่อเนื่อง เพื่อทำให้ปรากฏการณ์นี้เสถียรขึ้นจึงใช้การลอย - การแยกอนุภาคแขวนลอยในรูปของโฟม ร่วมกับสารตกตะกอน สารตกตะกอนจะถูกนำเข้าไปในน้ำบริสุทธิ์ พวกเขาลดความสามารถในการเปียกของสารแขวนลอยและปรับปรุงการยึดเกาะของหลังด้วยฟองอากาศ เติมแก๊สที่โรงลอย

เทคนิคนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการจับตัวของน้ำที่ปนเปื้อนด้วยผลิตภัณฑ์ในอุตสาหกรรมต่อไปนี้:

• อุตสาหกรรมการกลั่น;
• การผลิตเส้นใยเทียม;
• อุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ หนังและเคมี
• วิศวกรรมเครื่องกล
• การผลิตอาหาร

ใช้ตกตะกอน 3 ชนิด:

• จากแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติ (แป้ง, ยีสต์อาหารสัตว์ไฮโดรไลซ์, ชานอ้อย);
• สังเคราะห์ (โพลีอะคริลาไมด์, VA-2, VA-3);
• อนินทรีย์ (โซเดียมซิลิเกต, ซิลิกอนไดออกไซด์).

สารเหล่านี้ช่วยลดปริมาณสารตกตะกอนที่ต้องการ ลดระยะเวลาในการทำความสะอาด และเพิ่มอัตราการตกตะกอนของเกล็ด การเติมโพลิอะคริลาไมด์แม้ในปริมาณที่น้อยมาก (0.5-2.0 มก./กก.) จะทำให้สะเก็ดตกตะกอนหนักลงอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งจะเป็นการเพิ่มอัตราการเพิ่มขึ้นของน้ำในบ่อพักน้ำใสแบบแนวตั้ง

วิธีการเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการ

การปรับปรุงกระบวนการจับตัวเป็นก้อนในน้ำมีการดำเนินการในหลายทิศทาง:

1. เปลี่ยนโหมดการประมวลผล (เศษส่วน แยกส่วน การแข็งตัวเป็นช่วงๆ)
2. ระเบียบความเป็นกรดของน้ำ
3. การใช้แร่ opacifiers ซึ่งอนุภาคทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางเพิ่มเติมสำหรับการก่อตัวของกลุ่ม บริษัท วัสดุดูดซับ (ดินเหนียว clinoptilolite, saponite)
4. การประมวลผลแบบผสมผสาน การรวมตัวของการจับตัวเป็นก้อนกับการทำให้เป็นแม่เหล็กของน้ำ การประยุกต์ใช้สนามไฟฟ้า การสัมผัสอัลตราซาวนด์
5. ใช้ส่วนผสมของเฟอร์ริกคลอไรด์และอะลูมิเนียมซัลเฟต
6. การใช้เครื่องกวนแบบกลไกซึ่งช่วยลดปริมาณสารตกตะกอนลง 30-50% และปรับปรุงคุณภาพการทำความสะอาด
7. แนะนำตัวออกซิไดเซอร์ (คลอรีนและโอโซน).