Klassísk efnamýkingaraðferð fyrir endurnotkun skólps

Efnamýking er ferli sem felur í sér að tilteknum efnum er bætt við vatn til að breyta harðnandi kalsíum- og magnesíumjónum í óleysanleg efnasambönd, sem síðan eru fjarlægð með úrkomu og síun. Þetta er klassísk og áhrifarík tækni til að fjarlægja herðingu.

Fræðilegur grundvöllur þessarar aðferðar er meginreglan um leysniafurð. Það er að segja, með því að bæta efnum í vatnið eykst styrkur anjóna sem geta myndað óleysanlegt botnfall með kalsíum- og magnesíumjónum (svo sem CO3^2-, OH-, PO4^3- o.s.frv.), sem veldur því að jónaafurðin fer yfir leysniafurðarfastann og myndar þar með úrkomu.

Helstu úrkomuviðbrögðin eru:

1. Fjarlæging á karbónat hörku:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 ->2CaCO3↓ + 2H2O

Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 ->2CaCO3↓ + Mg(OH)2↓ + 2H2O

Kalk gefur OH- jónir til að breyta bíkarbónatjónum í karbónatjónir og hækkar pH til að mynda magnesíumhýdroxíð botnfall.

2. Fjarlæging á ó-karbónathörku (kalsíum):

CaSO4 + Na2CO3 ->CaCO3↓ + Na2SO4

CaCl2 + Na2CO3 ->CaCO3↓ + 2NaCl

Sodaska gefur CO3^2- jónir, sem sameinast kalsíumjónum og mynda kalsíumkarbónatbotnfall.

3. Fjarlæging á ó-karbónathörku (magnesíum):

MgSO4 + Ca(OH)2 ->Mg(OH)2↓ + CaSO4

Enn þarf að fjarlægja CaSO4 sem myndast með gosaska. Kalk er notað til að útvega OH- jónir til að mynda magnesíumhýdroxíð botnfall með minni leysni.

1. Kalk: Aðalhluti þess er Ca(OH)2.

Fjarlægir karbónat hörku (þar á meðal kalsíum og magnesíum karbónat hörku) og veitir hátt pH umhverfi. Skammtinn þarf að vera nákvæmlega reiknaður; óhófleg viðbót er ekki aðeins sóun heldur getur það einnig leitt til endurupplausnar magnesíumjóna eða komið á nýrri hörku.

2. Soda Ash: Aðalhluti þess er Na2CO3.

Fjarlægir ekki-karbónathörku (kalsíumhörku) úr vatni. Það leysist upp í vatni sjálfu án þess að setja inn nýjar hörkujónir, heldur innleiðir Na+, sem hefur tiltölulega lítil áhrif á vatnsgæði.

3. Natríumhýdroxíð: NaOH.

Stundum notað sem staðgengill að hluta fyrir kalk, gefur OH- jónir, sem gerir aðgerðina einfaldari en dýrari. Viðbrögðin eru svipuð og í lime.

4. Fosföt: Svo sem natríumtrípólýfosfat, natríumhexametafosfat osfrv.

Þessi aðferð er ekki hefðbundin úrkomuaðferð, heldur kemur í veg fyrir myndun bólgna með því að mynda dreifða kvoða eða flétta kalsíum- og magnesíumjónir. Það er „falin aðferð“ eða „þröskuldsáhrif“, oft notuð til aðstoðarmeðferðar eða við aðstæður þar sem kröfur eru litlar.

Þetta er dæmigerðasta efnamýkingarferlið og flæði þess er sem hér segir:

1. Viðbragðstankur/mýkingartankur:

Hrávatn fer fyrst inn í hvarftankinn, þar sem kalkgleypa og gosöskulausn er bætt við í samræmi við útreiknaðan skammt. Tankurinn er búinn vélrænum hræribúnaði til að tryggja ítarlega blöndun og hvarf hvarfefnanna og til að veita nægan tíma og skilyrði fyrir botnfallsmyndun.

Öllum kjarnaefnahvörfum sem nefnd eru hér að ofan er lokið hér, sem myndar mikið magn af CaCO3 og Mg(OH)2 flóknum botnfalli.

2. Settankur/hreinsunartankur:

Vatnið sem hvarfað er rennur inn í botnfallstankinn þar sem rennslishraðinn hægir á sér. Þar sem CaCO3 er mikið botnfall, sest það fljótt náttúrulega; á meðan Mg(OH)2 er létt flókandi botnfall, sest það hægar. Flokkunarefni (eins og PAM) er venjulega bætt við til að stuðla að vexti hraða og flýta fyrir setmyndun. Skýrari efri hlutinn heldur áfram í næsta skref, en botnleðjan er fjarlægð reglulega.

3. Síunartankur:

Vatnið eftir botnfall getur enn innihaldið örsmáar svifagnir, sem þarfnast nákvæmrar síunar í gegnum fjöl-miðilsíu (eins og antrasít eða kísilsand) til að fjarlægja fínt setleifar og tryggja að grugg frárennslis uppfylli staðla.

4. pH Stillingartankur:

Vatnið sem er meðhöndlað með kalki hefur mjög hátt pH (venjulega yfir 10), sem gerir það ætandi og óhentugt til síðari notkunar eða losunar.

Þess vegna verður að bæta við sýru (eins og brennisteinssýru eða saltsýru) eða CO2 eftir síun til að hlutleysa pH og koma því aftur í hlutlaust svið (td 6,5-8,5). Aðferðin við að innleiða CO2, einnig þekkt sem „endurkolefnisgjöf“, getur einnig umbreytt litlu magni af uppleystum kalsíumjónum í kalsíumkarbónat til frekari fjarlægingar.

Kostir:

1. Mikilvægar og áreiðanlegar niðurstöður: Tæknin er þroskuð og getur dregið úr hörku niður í lágt (afgangshörku getur náð 0,5-1,0 mmól/L).

2. Samtímis fjarlæging annarra óhreininda: Í því ferli að fjarlægja hörku getur það einnig í raun dregið úr basa, sílikoninnihaldi, sumum þungmálmum og sviflausnum í vatni.

3. Lágur meðferðarkostnaður: Hvarfefnin sem notuð eru (kalk, gosaska) eru víða fáanleg og tiltölulega ódýr.

Ókostir og takmarkanir:

1. Stór seyruframleiðsla: Það myndar mikið magn af efnaseðju (aðallega samsett úr kalsíumkarbónati og magnesíumhýdroxíði), og meðhöndlun og förgun þessarar seyru mun auka viðbótarkostnað og umhverfisþrýsting.

2. Flókinn rekstur og stjórnun: Skammtur hvarfefna þarf að vera nákvæmlega reiknaður út og stilltur í samræmi við breytingar á gæðum hrávatns, sem krefst mjög hæfra rekstraraðila.

3. Takmörkuð frárennslisgæði: Það er erfitt að ná fram mjög lágu hörkukröfum um djúpmýkingu (td.<0.03 mmol/L), and the residual hardness is still higher than that of advanced treatment processes such as ion exchange.

4. Stórt fótspor: Búnaðurinn krefst fjölda mannvirkja eins og hvarf-, botnfalls- og síunaraðstöðu, sem leiðir til mikillar innviðafjárfestingar.