Pramoniniai vandens valymo procesai ir cheminis pritaikymas
Fonas
Sparčiai vystantis industrializacijai, vandens valymo svarba įvairioje pramoninėje gamyboje tampa vis akivaizdesnė. Pramoninis vandens valymas yra ne tik svarbi grandis, užtikrinanti sklandžią proceso eigą, bet ir pagrindinė priemonė, siekiant atitikti aplinkosaugos reglamentus ir tvaraus vystymosi reikalavimus.
Vandens valymo tipas
| Vandens valymo tipas | Pagrindinis tikslas | Pagrindiniai gydymo objektai | Pagrindiniai procesai. |
| Neapdoroto vandens išankstinis apdorojimas | Atitikti buitinio ar pramoninio vandens reikalavimus | Natūralaus vandens šaltinio vanduo | Filtravimas, sedimentacija, koaguliacija. |
| Proceso vandens valymas | Atitikti konkrečius proceso reikalavimus | Pramoninis technologinis vanduo | Minkštinimas, gėlinimas, deguonies pašalinimas. |
| Cirkuliacinio aušinimo vandens valymas | Užtikrinti normalų įrangos veikimą | Cirkuliuojantis aušinimo vanduo | Dozavimo gydymas. |
| Nuotekų valymas | Saugoti aplinką | Pramoninės nuotekos | Fizinis, cheminis, biologinis apdorojimas. |
| Perdirbto vandens valymas | Sumažinkite gėlo vandens suvartojimą | Panaudotas vanduo | Panašiai kaip ir nuotekų valymas. |
Dažniausiai naudojamos vandens valymo cheminės medžiagos
| Kategorija | Dažniausiai naudojamos cheminės medžiagos | Funkcija |
| Flokuliacijos agentas | PAC, PAM, PDADMAC, poliaminai, aliuminio sulfatas ir kt. | Pašalinkite suspenduotas kietąsias daleles ir organines medžiagas |
| Dezinfekavimo priemonės | pavyzdžiui, TCCA, SDIC, ozonas, chloro dioksidas, kalcio hipochloritas ir kt. | Naikina vandenyje esančius mikroorganizmus (pvz., bakterijas, virusus, grybelius ir pirmuonis) |
| pH reguliatorius | Aminosulfono rūgštis, NaOH, kalkės, sieros rūgštis ir kt. | Reguliuokite vandens pH |
| Metalo jonų šalinimo priemonės | EDTA, jonų mainų derva | Pašalinkite sunkiųjų metalų jonus (pvz., geležį, varį, šviną, kadmį, gyvsidabrį, nikelį ir kt.) ir kitus kenksmingus metalų jonus vandenyje |
| Kalkakmenio inhibitorius | Organiniai fosfatai, organinės fosforo karboksirūgštys | Kalcio ir magnio jonai apsaugo nuo kalkių susidarymo. Taip pat turi tam tikrą metalo jonų šalinimo poveikį. |
| Deoksidantas | Natrio sulfitas, hidrazinas ir kt. | Pašalinkite ištirpusį deguonį, kad išvengtumėte deguonies korozijos |
| Valymo priemonė | Citrinų rūgštis, sieros rūgštis, aminosulfono rūgštis | Pašalinkite kalkes ir nešvarumus |
| Oksidantai | ozonas, persulfatas, vandenilio chloridas, vandenilio peroksidas ir kt. | Dezinfekcija, teršalų šalinimas ir vandens kokybės gerinimas ir kt. |
| Minkštikliai | pavyzdžiui, kalkės ir natrio karbonatas. | Pašalina kietumo jonus (kalcio, magnio jonus) ir sumažina kalkių susidarymo riziką |
| Putplasčio slopintuvai/Antiputojimas | Slopinkite arba pašalinkite putas | |
| Pašalinimas | Kalcio hipochloritas | pašalinti NH₃-N iš nuotekų, kad jos atitiktų išleidimo standartus |
Vandens valymo chemikalai, kuriuos galime tiekti:
Pramoninis vandens valymas – tai pramoninio vandens ir iš jo išleidžiamo vandens valymo procesas, kurio metu taikomi fizikiniai, cheminiai, biologiniai ir kiti metodai. Pramoninis vandens valymas yra neatsiejama pramoninės gamybos dalis, o jo svarba atsispindi šiuose aspektuose:
1.1 Užtikrinkite produkto kokybę
Pašalinkite vandenyje esančias priemaišas, tokias kaip metalo jonai, suspenduotos kietosios dalelės ir kt., kad patenkintumėte gamybos poreikius ir užtikrintumėte produkto kokybę.
Slopina koroziją: vandenyje ištirpęs deguonis, anglies dioksidas ir kt. gali sukelti metalinės įrangos koroziją ir sutrumpinti jos tarnavimo laiką.
Mikroorganizmų kontrolė: bakterijos, dumbliai ir kiti vandenyje esantys mikroorganizmai gali užteršti produktus, o tai turi įtakos produktų kokybei ir sveikatos saugai.
1.2 Pagerinti gamybos efektyvumą
Sumažinti prastovas: reguliarus vandens valymas gali veiksmingai užkirsti kelią įrangos apnašoms ir korozijai, sumažinti įrangos priežiūros ir keitimo dažnumą ir taip pagerinti gamybos efektyvumą.
Optimizuokite proceso sąlygas: Vandens valymo būdu galima pasiekti proceso reikalavimus atitinkančią vandens kokybę, kad būtų užtikrintas gamybos proceso stabilumas.
1.3 Sumažinti gamybos sąnaudas
Taupyti energiją: Valant vandenį, galima sumažinti įrangos energijos suvartojimą ir sutaupyti gamybos sąnaudas.
Apsaugokite nuo kalkių susidarymo: Kietumo jonai, tokie kaip kalcio ir magnio jonai vandenyje, sudarys nuosėdas, prilips prie įrangos paviršiaus ir sumažins šilumos laidumo efektyvumą.
Prailginkite įrangos tarnavimo laiką: sumažinkite įrangos koroziją ir apnašų susidarymą, pailginkite įrangos tarnavimo laiką ir sumažinkite įrangos nusidėvėjimo sąnaudas.
Sumažinti medžiagų sunaudojimą: Valant vandenį, galima sumažinti biocidų atliekas ir gamybos sąnaudas.
Sumažinti žaliavų sunaudojimą: Valant vandenį, likusios žaliavos atliekose gali būti atgautos ir vėl panaudotos gamybai, taip sumažinant žaliavų švaistymą ir gamybos sąnaudas.
1.4 Saugoti aplinką
Sumažinti teršalų išmetimą: Išvalius pramonines nuotekas, galima sumažinti teršalų išmetimo koncentraciją ir apsaugoti vandens aplinką.
Supraskite vandens išteklių perdirbimą: Valant vandenį, galima perdirbti pramoninį vandenį ir sumažinti priklausomybę nuo gėlo vandens išteklių.
1.5 Laikytis aplinkosaugos taisyklių
Atitikti išmetamųjų teršalų standartus: Pramoninės nuotekos turi atitikti nacionalinius ir vietinius išmetamųjų teršalų standartus, o vandens valymas yra svarbi priemonė šiam tikslui pasiekti.
Apibendrinant galima teigti, kad pramoninis vandens valymas yra susijęs ne tik su produkto kokybe ir gamybos efektyvumu, bet ir su įmonių ekonomine nauda bei aplinkos apsauga. Moksliškai ir pagrįstai valant vandenį galima optimaliai panaudoti vandens išteklius ir skatinti tvarų pramonės vystymąsi.
Pramoninis vandens valymas apima platų sričių spektrą, įskaitant energetikos, chemijos, farmacijos, metalurgijos, maisto ir gėrimų pramonę ir kt. Jo valymo procesas paprastai pritaikomas pagal vandens kokybės reikalavimus ir išleidimo standartus.
2.1 Įtekančio vandens valymo chemikalai ir principai (neapdoroto vandens išankstinis valymas)
Pramoninio vandens valymo metu neapdoroto vandens išankstinis valymas daugiausia apima pirminį filtravimą, koaguliaciją, flokuliaciją, sedimentaciją, flotaciją, dezinfekavimą, pH sureguliavimą, metalų jonų pašalinimą ir galutinį filtravimą. Dažniausiai naudojamos cheminės medžiagos:
Koaguliantai ir flokuliantai: tokie kaip PAC, PAM, PDADMAC, poliaminai, aliuminio sulfatas ir kt.
Minkštikliai: pavyzdžiui, kalkės ir natrio karbonatas.
Dezinfekavimo priemonės: pvz., TCCA, SDIC, kalcio hipochloritas, ozonas, chloro dioksidas ir kt.
pH reguliatoriai: pavyzdžiui, aminosulfono rūgštis, natrio hidroksidas, kalkės, sieros rūgštis ir kt.
Metalų jonų šalinimo priemonės (EDTA, jonų mainų derva ir kt.)
nuosėdų inhibitorius: organofosfatai, organofosforo karboksirūgštys ir kt.
Adsorbentai: pavyzdžiui, aktyvuota anglis, aktyvuotas aliuminio oksidas ir kt.
Šių cheminių medžiagų derinys ir naudojimas gali padėti pramoniniam vandens valymui efektyviai pašalinti vandenyje esančias suspenduotas medžiagas, organinius teršalus, metalų jonus ir mikroorganizmus, užtikrinti, kad vandens kokybė atitiktų gamybos poreikius, ir sumažinti vėlesnio valymo naštą.
2.2 Cheminės medžiagos ir technologinio vandens valymo principai
Pramoninio vandens valymo procese daugiausia naudojamas išankstinis vandens valymas, minkštinimas, deoksidacija, geležies ir mangano šalinimas, gėlinimas, sterilizavimas ir dezinfekavimas. Kiekvienam etapui reikalingos skirtingos cheminės medžiagos, siekiant optimizuoti vandens kokybę ir užtikrinti normalų įvairių pramoninių įrenginių veikimą. Įprastos cheminės medžiagos apima:
| Koaguliantai ir flokuliantai: | pavyzdžiui, PAC, PAM, PDADMAC, poliaminai, aliuminio sulfatas ir kt. |
| Minkštikliai: | pavyzdžiui, kalkės ir natrio karbonatas. |
| Dezinfekavimo priemonės: | pavyzdžiui, TCCA, SDIC, kalcio hipochloritas, ozonas, chloro dioksidas ir kt. |
| pH reguliatoriai: | pavyzdžiui, aminosulfono rūgštis, natrio hidroksidas, kalkės, sieros rūgštis ir kt. |
| Metalo jonų šalinimo priemonės: | EDTA, jonų mainų derva |
| Kalkių inhibitorius: | organofosfatai, organofosforo karboksirūgštys ir kt. |
| Adsorbentai: | pavyzdžiui, aktyvuota anglis, aktyvuotas aliuminio oksidas ir kt. |
Šios cheminės medžiagos gali patenkinti skirtingus technologinio vandens poreikius, taikant skirtingus vandens valymo procesų derinius, užtikrinti, kad vandens kokybė atitiktų gamybos standartus, sumažinti įrangos gedimo riziką ir pagerinti gamybos efektyvumą.
2.3 Cirkuliacinio aušinimo vandens valymo cheminės medžiagos ir principai
Cirkuliacinio aušinimo vandens valymas yra labai svarbi pramoninio vandens valymo dalis, ypač daugumoje pramoninių objektų (pvz., chemijos gamyklose, elektrinėse, plieno gamyklose ir kt.), kur aušinimo vandens sistemos plačiai naudojamos įrangai ir procesams aušinti. Dėl didelio vandens tūrio ir dažnos cirkuliacijos cirkuliuojančios aušinimo vandens sistemos yra jautrios kalkių nuosėdoms, korozijai, mikrobų augimui ir kitoms problemoms. Todėl, norint kontroliuoti šias problemas ir užtikrinti stabilų sistemos veikimą, reikia naudoti veiksmingus vandens valymo metodus.
Cirkuliacinio aušinimo vandens valymo tikslas – užkirsti kelią sistemos kalkių nuosėdoms, korozijai ir biologiniam užterštumui bei užtikrinti aušinimo efektyvumą. Stebėti pagrindinius aušinimo vandens parametrus (pvz., pH, kietumą, drumstumą, ištirpusio deguonies kiekį, mikroorganizmus ir kt.) ir analizuoti vandens kokybės problemas, siekiant pritaikyti tikslinį valymą.
| Koaguliantai ir flokuliantai: | pavyzdžiui, PAC, PAM, PDADMAC, poliaminai, aliuminio sulfatas ir kt. |
| Minkštikliai: | pavyzdžiui, kalkės ir natrio karbonatas. |
| Dezinfekavimo priemonės: | pavyzdžiui, TCCA, SDIC, kalcio hipochloritas, ozonas, chloro dioksidas ir kt. |
| pH reguliatoriai: | pavyzdžiui, aminosulfono rūgštis, natrio hidroksidas, kalkės, sieros rūgštis ir kt. |
| Metalo jonų šalinimo priemonės: | EDTA, jonų mainų derva |
| Kalkių inhibitorius: | organofosfatai, organofosforo karboksirūgštys ir kt. |
| Adsorbentai: | pavyzdžiui, aktyvuota anglis, aktyvuotas aliuminio oksidas ir kt. |
Šios cheminės medžiagos ir apdorojimo metodai padeda išvengti kalkių susidarymo, korozijos ir mikrobų užterštumo, užtikrina ilgalaikį stabilų aušinimo vandens sistemos veikimą, sumažina įrangos pažeidimus ir energijos suvartojimą bei pagerina sistemos efektyvumą.
2.4 Cheminės medžiagos ir nuotekų valymo principai
Pramoninių nuotekų valymo procesą galima suskirstyti į kelis etapus pagal nuotekų charakteristikas ir valymo tikslus, daugiausia įskaitant išankstinį valymą, rūgščių ir šarmų neutralizavimą, organinių medžiagų ir suspenduotų kietųjų dalelių pašalinimą, tarpinį ir pažangų valymą, dezinfekavimą ir sterilizavimą, dumblo valymą ir perdirbto vandens valymą. Kiekvienai grandiai reikalingos skirtingos cheminės medžiagos, kurios veiktų kartu, kad būtų užtikrintas nuotekų valymo proceso efektyvumas ir kruopštumas.
Pramoninių nuotekų valymas skirstomas į tris pagrindinius metodus: fizinį, cheminį ir biologinį, siekiant atitikti išmetamųjų teršalų standartus ir sumažinti aplinkos taršą.
Fizinis metodas:sedimentacija, filtravimas, flotacija ir kt.
Cheminis metodas:neutralizavimas, redoksas, cheminis nusodinimas.
Biologinis metodas:aktyvuoto dumblo metodas, membraninis bioreaktorius (MBR) ir kt.
Įprastos cheminės medžiagos apima:
| Koaguliantai ir flokuliantai: | pavyzdžiui, PAC, PAM, PDADMAC, poliaminai, aliuminio sulfatas ir kt. |
| Minkštikliai: | pavyzdžiui, kalkės ir natrio karbonatas. |
| Dezinfekavimo priemonės: | pavyzdžiui, TCCA, SDIC, kalcio hipochloritas, ozonas, chloro dioksidas ir kt. |
| pH reguliatoriai: | pavyzdžiui, aminosulfono rūgštis, natrio hidroksidas, kalkės, sieros rūgštis ir kt. |
| Metalo jonų šalinimo priemonės: | EDTA, jonų mainų derva |
| Kalkių inhibitorius: | organofosfatai, organofosforo karboksirūgštys ir kt. |
| Adsorbentai: | pavyzdžiui, aktyvuota anglis, aktyvuotas aliuminio oksidas ir kt. |
Efektyviai naudojant šias chemines medžiagas, pramonines nuotekas galima valyti ir išleisti laikantis standartų ir netgi pakartotinai panaudoti, taip sumažinant aplinkos taršą ir vandens išteklių sunaudojimą.
2.5 Cheminės medžiagos ir perdirbto vandens valymo principai
Perdirbto vandens valymas – tai vandens išteklių valdymo metodas, kai po valymo pakartotinai panaudojamos pramoninės nuotekos. Didėjant vandens išteklių trūkumui, daugelyje pramonės šakų diegiamos perdirbto vandens valymo priemonės, kurios ne tik taupo vandens išteklius, bet ir sumažina valymo bei išleidimo išlaidas. Svarbiausia perdirbto vandens valymo priemonė – pašalinti teršalus iš nuotekų, kad vandens kokybė atitiktų pakartotinio naudojimo reikalavimus, o tam reikalingas didelis apdorojimo tikslumas ir technologijos.
Perdirbto vandens valymo procesas daugiausia apima šiuos pagrindinius veiksmus:
Išankstinis apdorojimas:pašalinkite dideles priemaišų ir riebalų daleles naudodami PAC, PAM ir kt.
pH reguliavimas:pH reguliavimui dažniausiai naudojamos cheminės medžiagos yra natrio hidroksidas, sieros rūgštis, kalcio hidroksidas ir kt.
Biologinis apdorojimas:pašalinti organines medžiagas, skatinti mikrobų skaidymą, naudoti amonio chloridą, natrio divandenilio fosfatą ir kt.
Cheminis apdorojimas:Oksidacinis organinių medžiagų ir sunkiųjų metalų šalinimas, dažniausiai naudojamas ozonas, persulfatas, natrio sulfidas ir kt.
Membranų atskyrimas:Naudokite atvirkštinio osmoso, nanofiltracijos ir ultrafiltracijos technologijas ištirpusioms medžiagoms pašalinti ir vandens kokybei užtikrinti.
Dezinfekcija:pašalinti mikroorganizmus, naudoti chlorą, ozoną, kalcio hipochloritą ir kt.
Stebėjimas ir koregavimas:Užtikrinkite, kad pakartotinai naudojamas vanduo atitiktų standartus, ir naudokite reguliatorius bei stebėjimo įrangą koregavimui.
Putplasčio slopintojai:Jie slopina arba pašalina putas, sumažindami skysčio paviršiaus įtempimą ir sunaikindami putų stabilumą. (Putų slopintuvų taikymo scenarijai: biologinio valymo sistemos, cheminis nuotekų valymas, farmacijos nuotekų valymas, maisto nuotekų valymas, popieriaus gamybos nuotekų valymas ir kt.)
Kalcio hipochloritas:Jie pašalina teršalus, tokius kaip amoniakinis azotas.
Šių procesų ir cheminių medžiagų taikymas užtikrina, kad išvalytų nuotekų kokybė atitiktų pakartotinio naudojimo standartus, todėl jas būtų galima efektyviai naudoti pramoninėje gamyboje.
Pramoninis vandens valymas yra svarbi šiuolaikinės pramoninės gamybos dalis. Jo procesas ir cheminių medžiagų parinkimas turi būti optimizuoti pagal konkrečius proceso reikalavimus. Racionalus cheminių medžiagų naudojimas gali ne tik pagerinti valymo efektą, bet ir sumažinti sąnaudas bei poveikį aplinkai. Ateityje, tobulėjant technologijoms ir gerinant aplinkos apsaugos reikalavimus, pramoninis vandens valymas vystysis protingesne ir ekologiškesne kryptimi.