Nákvæm útskýring á efnaúrkomuferli: Meginreglur um fjarlægingu fosfórs, þungmálma og hörku jóna

Hefðbundin líffræðileg meðhöndlun getur á skilvirkan hátt brotið niður flesta COD í vatni og með því að bæta við súrefnislausum denitrification ferlum er einnig hægt að fjarlægja heildarköfnunarefni á áhrifaríkan hátt. Hins vegar, fyrir fosfór, þungmálmjónir og hörkujónir, eru fjarlægingaráhrif einfaldra líffræðilegra ferla takmörkuð: örverur geta aðeins tileinkað sér lítið magn af fosfór í gegnum eigin vöxt og efnaskipti, sem geta ekki staðist staðlana stöðugt; á meðan ekki er hægt að brjóta niður þungmálma og hörkujónir og líffræðileg kerfi geta ekki náð árangursríkri fjarlægð. Þungmálmjónir eru eitraðar fyrir örverur og örlítið hærri styrkur getur hamlað líffræðileg viðbrögð; hörkujónir eru alveg uppleystar í vatni og líffræðileg kerfi geta ekki fjarlægt þær.

Til að takast á við þessi efni er efnafelling nauðsynleg-að bæta við efnafræðilegum efnum til að valda því að markjónirnar breytist úr uppleystu ástandi í óleysanlegt ástand og botnfalli, sem síðan er fjarlægt með því að-vökva aðskilnað er í föstu formi.

Undirliggjandi rökfræði efnaúrfellingar er leysniafurðareglan: að bæta útfellingarefnum við frárennslisvatn veldur því að uppleystu mengunarjónirnar í vatninu sameinast efnum og mynda fast efni sem erfitt er að leysa upp í vatni. Þegar styrkur slíkra efna fer yfir burðarþolsmörk (Ksp leysniafurð) vatnshlotsins, falla þau sjálfkrafa úr vatninu og mynda set til að skilja.

Lykillinn er sá að magn botnfalls sem bætt er við verður að vera nægilegt til að draga úr styrk markjónanna niður í tilskilið magn, en ekki of-of mikið botnfall getur valdið aukamengun (eins og málmjónum og söltum leifar) og aukið seyruframleiðslu.

Fosfór er helsti sökudólgur ofauðgunar í vatnshlotum og losunarstaðlar fyrir heildarfosfór verða sífellt strangari. Líffræðileg fosfóreyðing byggir á fjölfosfati-söfnunarbakteríum til að losa fosfór á loftfirrtan hátt og fjarlægja síðan umfram fosfór með afgangseðjunni við loftháð ferli. Hins vegar er flutningshlutfallið takmarkað. Þegar magn fosfórs í innstreymi er of mikið er líffræðilegur fosfórfjarlæging ófullnægjandi til að uppfylla staðla á áreiðanlegan hátt og verður að nota efnafræðilega fosfóreyðingu sem bakslag.

Meginregla: Að bæta við álsöltum (PAC) eða járnsöltum (pólýferrísúlfati) veldur því að málmjónir hvarfast við fosfatjónir til að mynda álfosfat eða járnfosfatútfellingar; Einnig er hægt að bæta við kalki (Ca(OH)₂), sem myndar kalsíumhýdroxýfosfatútfellingar við basískar aðstæður.

Álsalt hvarf: Al³⁺ + PO₄³⁻ → AlPO₄↓;

Járnsalt hvarf: Fe³⁺ + PO₄³⁻ → FePO₄↓;

Kalkhvarf: 5Ca²⁺ + 4OH⁻ + 3PO₄³⁻ → Ca₅(OH)(PO₄)₃↓;

Staðsetning viðbót: Það eru þrír valkostir. For-viðbót fyrir líffræðilega meðhöndlunartankinn hefur í för með sér langan viðbragðstíma, en áhrif álsalta á örverur eru enn umdeild; samtímis viðbót við lok loftháðs hluta líffræðilegrar meðhöndlunartanks notar loftun og hræringu til að stuðla að viðbrögðum, sem er algengasta aðferðin í skólphreinsistöðvum sveitarfélaga, og storkuefnið stuðlar að virkjaðri seyruflokkun; eftir-viðbót á eftir seinni botnfallsgeymi, í kaflanum um háþróaða meðferð, fjarlægir beint og nákvæmlega leifar fosfórs, krefst minnsta skammta, framleiðir minnst seyru, en krefst sérstakrar hvarf- og botnfallsaðstöðu. Sérstakt val fer eftir kröfum um vinnsluflæði og fosfórsamræmi.

Lykilatriði í rekstri: Lykillinn að efnafræðilegri fosfórfjarlægingu er að passa skammtastærð efnisins við heildar fosfórstyrk í innstreymi. Þegar heildarstyrkur fosfórs í innstreymi sveiflast verulega er nauðsynlegt að nota heildarfosfórmæli á netinu eða reglubundnar sýnatökur til að stilla skammtinn. Gæta þarf að pH-gildi frárennslis-að bæta við ál- og járnsöltum eyðir basagildi og skilvirkni fosfórfjarlægingar minnkar þegar pH er undir 6; að bæta við kalki mun hækka pH frárennslis, sem þarfnast aðlögunar. Efnaseðjan sem framleidd er með því að fjarlægja fosfór inniheldur mikið magn af ólífrænum efnum og hefur góða afvötnunarafköst; því skal fargað aðskilið frá líffræðilegri seyru eins mikið og mögulegt er.

Afrennsli frá iðnaði eins og rafhúðun, málmvinnslu, námuvinnslu og rafeindatækni inniheldur þungmálmjónir eins og kopar, sink, blý, kadmíum, nikkel og króm. Þungmálmar eru mjög eitraðir og ekki-brjótanlegir og krefjast strangs eftirlits.

Meginregla: Bæta við basa (NaOH, Ca(OH)₂) eða súlfíðum (Na₂S, NaHS) veldur því að þungmálmjónir falla út sem hýdroxíð eða súlfíð. Hýdroxíðúrkoma er einföld og ódýr-aðferð, sem gerir hana að almennri aðferð. Súlfíðútfelling hefur minni leysni og meiri skilvirkni í fjarlægingu (sérstaklega fyrir kvikasilfur og kadmíum), en óhófleg súlfíð viðbót framleiðir eitrað H₂S gas, sem krefst basískra skilyrða til að koma í veg fyrir að H₂S sleppi út. Fyrir sexgilt króm (Cr⁶⁺) í afrennsli sem inniheldur króm- verður fyrst að minnka það í þrígilt króm (Cr³⁺) með afoxunarefni (natríumbísúlfít, natríummetabísúlfít) og síðan botnfellt sem Cr(OH)₃ með basa.

Lykilatriði í rekstri: pH-stjórnun er í fyrirrúmi-hver þungmálmur hefur ákjósanlegt pH-svið fyrir hýdroxíðútfellingu (almennt á milli 8 og 10), og þessi svið eru mismunandi. Íhuga verður sambúð margra þungmálma í blönduðu frárennsli ítarlega, velja málamiðlunargildi fyrir pH eða úrkomu í þrepum. Eftir að útfellingarhvarfinu er lokið verður að bæta við storkuefni (PAC+PAM) til að auka aðskilnað fasta-vökva; annars munu fínar botnfallsagnir streyma inn í frárennslið. Fléttur geta truflað úrkomu-til dæmis, sýaníð-sem innihalda þungmálmfléttur krefjast þess að flóknar séu brotnar fyrir úrkomu.

Hörkujónir eru aðallega kalsíum (Ca²⁺) og magnesíumjónir (Mg²⁺). Þeir valda kölkun í himnukerfum (RO, NF), mynda kvarða í varmaskiptabúnaði sem dregur úr skilvirkni varmaskipta og hafa áhrif á hreinsunargæði í þvottaiðnaðinum.

Meginregla: Með því að nota efnafræðileg efni til að breyta kalsíum- og magnesíumjónum í CaCO₃ og Mg(OH)₂ er hægt að fjarlægja flestar kalsíum- og magnesíumjónir.

Vinnslupunktar: Sýrustig mildaðs frárennslis er hátt og þarf að stilla það í hlutlaust með því að bæta við sýru áður en farið er inn í síðari meðhöndlunareiningar eða losað. Úrkomuhvarfið krefst nægilegs varðveislutíma og ætti að sameina það með storknun og flokkun til að bæta úrkomuáhrifin. Mýkt seyru er framleidd í miklu magni, aðallega úr kalsíumkarbónati og magnesíumhýdroxíði, sem hægt er að afvatna og nota sem byggingarefni eða senda á urðunarstaði.

Kemísk fosfórfjarlæging er oft framkvæmd samtímis líffræðilegu meðferðarstigi eða eftir langt gengið; Fjarlæging þungmálma er formeðferð á áhrifaendanum til að vernda líffræðilega kerfið; mýking til að fjarlægja hörku fer venjulega fram í framenda endurnýtingarmeðferðarinnar (fyrir himnukerfið). Hægt er að nota þetta þrennt saman, allt eftir kröfum um vatnsgæði-þungmálms-sem inniheldur afrennsli fer venjulega í efnaúrfellingu til að fjarlægja þungmálma áður en farið er í líffræðilega meðhöndlun; samtímis fosfórhreinsun + háþróaður fosfórhreinsun er algeng venja fyrir frárennslisvatn sveitarfélaga; og í endurnýtingarverkefnum er mýking framkvæmd fyrir himnuna.