Від попереднього очищення до вдосконаленого очищення: всебічне розуміння принципів, процесів і застосування різних технологій очищення стічних вод

Стічні води можуть одночасно містити зважені тверді речовини, колоїди, органічні речовини, жири, солі, важкі метали та забруднюючі речовини, такі як азот і фосфор. Оскільки властивості різних забруднювачів суттєво відрізняються, рідко коли один окремий процес може вирішити всі проблеми якості води.

Суть очищення стічних вод полягає не просто в тому, щоб «зробити воду чистою», а радше в раціональному поєднанні різних процесів на основі якості води, складу забруднюючих речовин, цілей очищення та вимог до остаточного скидання або повторного використання, щоб забруднювачі поступово відокремлювалися, деградували або перетворювалися з води.

З точки зору інженерних застосувань, загальні методи очищення стічних вод в основному включають фізичні методи, хімічні методи, біологічні методи, електрохімічні методи та методи мембранного розділення. Різні технології відіграють різні ролі на етапах попереднього лікування, первинного лікування та розширеного лікування. Додані матеріали також представляють ці п’ять основних категорій як основні технічні системи.

Для промислових підприємств раціональне рішення для очищення промислових стічних вод зазвичай складається з кількох установок, об’єднаних у технологічну лінію, а не одного обладнання. ECOLINK TECHNOLOGY може підбирати хімікати та обладнання для очищення води відповідно до характеристик якості води, цілей очищення та вимог проекту, надаючи клієнтам концепції рішень, починаючи від вибору продукту до інтеграції процесу.

I. Чому системи очищення стічних вод повинні використовувати комбіновані процеси?

Різні забруднюючі речовини мають різні фізичні та хімічні властивості.

Наприклад:

Великі зважені тверді частинки можна видалити за допомогою седиментації, просіювання та інших методів;

Колоїдні частинки зазвичай вимагають дестабілізації та агрегації за допомогою коагуляції та флокуляції;

Біорозкладна органічна речовина придатна для розкладання за допомогою мікроорганізмів;

Тугоплавка органічна речовина може вимагати інтенсивної обробки, такої як окислення та електрохімія;

Стічні води з високою-солоністю можуть потребувати передових технологій очищення, таких як мембранне розділення;

Деякі забруднювачі важких металів потрібно очищати за допомогою хімічних реакцій, осадження, іонного обміну або іншими методами.

Тому при фактичному проектуванні технології очищення стічних вод, як правило, необхідно спочатку визначити типи забруднюючих речовин, а потім визначити послідовність очищення.

Типовий підхід до очищення промислових стічних вод можна підсумувати так: необроблена вода $\\rightarrow$ попередня обробка $\\rightarrow$ тверда-відділення рідини $\\rightarrow$ хімічна очистка / біологічна очистка $\\rightarrow$ вдосконалена очистка $\\rightarrow$ скидання до стандартів або повторне використання

Фактичний технологічний потік не є фіксованим і повинен бути скоригований відповідно до конкретної якості води.

II. Фізичне очищення стічних вод: придатне для етапів попереднього очищення та відокремлення твердої-рідини

1. Основи фізичних методів

Фізичні методи в першу чергу використовують відмінності в щільності, розмірі частинок і розчинності між забруднювачами та водою, досягаючи розділення забруднюючих речовин за допомогою фізичних дій.

Загальні технології включають:

Гравітаційне розділення

Відцентрова сепарація

Повітряна флотація

Зворотній осмос

Додані документи вказують на те, що фізичні методи можуть бути націлені на завислі тверді речовини, колоїди, жири та солоні забруднювачі, і їх можна застосовувати як для попередньої обробки, так і для розширеної обробки.

2. Типові етапи лікування

Крок 1: Попередня обробкаПо-перше, установіть необхідні сітки, сітки або інше обладнання для розділення твердої-рідини відповідно до умов сирої води, щоб видалити більші уламки та частки.

Крок 2: Гравітаційне осадженняДля зважених часток із щільністю, вищою за воду, і хорошими характеристиками осідання можна використовувати відстійники для гравітаційного розділення. Наприклад: Стічні води- Видалення піску/Осадження- Супернатант надходить у наступні процеси - Донний осад скидається

Крок 3: повітряна флотаціяДля легких зважених твердих частинок, жиру та дрібних частинок, густина яких близька до води та важко осідати природним шляхом, можна застосувати технологію повітряної флотації. Бульбашки повітря поєднуються із забруднювачами, утворюючи накип, який потім відокремлюється за допомогою-пристрою для видалення накипу.

Крок 4: Розширене лікування мембранЯкщо цілі очищення включають солоність, органічну речовину або якість відновленої води, технологія мембранного розділення може бути додатково застосована.

Тому фізичні методи не обов'язково діють незалежно; більш поширений режим застосування – це передній-або внутрішній-блок у всьому процесі очищення стічних вод.

3. Переваги та недоліки фізичних методів

Переваги:

Операція відносно проста;

Ефекти розділення твердої-рідини є стабільними;

Деякі цінні речовини можна відновити;

Може служити попередньою обробкою для інших процесів обробки.

Обмеження:

Фізичні методи мають обмежену здатність видаляти розчинені органічні речовини та мікроорганізми; отже, у багатьох промислових проектах їх потрібно поєднувати з хімічними, біологічними або мембранними методами розділення. Додані матеріали також вказують на те, що фізичні методи мають певні обмеження в обробці розчинених забруднюючих речовин.

III. Хімічна очистка стічних вод: боротьба з колоїдами, кольоровістю, важкими металами та іншими забруднювачами

1. Принципи роботи хімічних методів

Хімічні методи в першу чергу використовують хімічні реагенти для реакції із забруднювачами в стічних водах, змінюючи властивості, стани або існуючі форми забруднювачів для перетворення їх у речовини, які легко відокремлюються.

Загальні технології хімічного очищення стічних вод включають:

Метод коагуляції

Метод нейтралізації

Окислювально-відновний-метод

Іонообмінний метод

Документи, що додаються, показують, що хімічні методи можна використовувати для очищення зважених речовин, колоїдів, кольоровості, важких металів, а також забруднювачів азоту та фосфору та можуть зменшити такі показники, як ХПК, БПК та SS.

2. Етапи коагуляції-флокуляції

Коагуляція є дуже поширеним хімічним методом попередньої обробки промислових стічних вод.

Основний процес можна розуміти як: Необроблена вода - Коагуляція-Флокуляція -Осадження / повітряна флотація -Відокремлення осаду- Подальша обробка

Стадія коагуляції в першу чергу дестабілізує стабільні колоїдні частинки; на етапі коагуляції мікро-частинки стикаються одна з одною, утворюючи більші пластівці.

У реальній експлуатації вибір коагулянтів і флокулянтів вимагає перевірки в поєднанні з якістю води. Наприклад,поліалюміній хлорид (PAC)можна використовувати для коагуляції, при цьомуполіакриламід (ПАМ)може використовуватися як допоміжний засіб флокуляції відповідно до вимог якості води та процесу.

Слід зазначити, що PAM не використовує однакову модель для всіх типів стічних вод. Катіонні, аніонні та не{1}}іонні PAM відрізняються характеристиками заряду та застосовними сценаріями; таким чином, проекти очищення промислових стічних вод зазвичай вимагають визначення відповідної моделі та дозування за допомогою випробувань у склянках або-пілотних випробувань на місці.

3. Нейтралізуюча обробка

Для стічних вод з виразною кислотністю або лужністю нейтралізація є важливим етапом попередньої обробки.

Основним підходом є: визначення рН-дозування та коригування- ретельне змішування -стабілізація рН- початок подальшої обробки

Нейтралізація не тільки зменшує вплив кислотності та лужності на обладнання, але й створює більш сприятливі умови для подальшої біологічної обробки або хімічних реакцій.

4. Окислювально-відновна обробка

Коли у стічних водах присутні тугоплавкі органічні речовини, ціаніди, сульфіди та інші забруднюючі речовини, окислювальна або відновна обробка може бути обрана на основі властивостей забруднюючих речовин.

Основний процес зазвичай включає: аналіз якості води - визначення шляху окислення/відновлення - дозування реагенту -реакцію - тверду-відділення рідини -подальшу обробку

У доданих матеріалах окислювально{0}}відновлення вказано як важливий компонент хімічних методів із посиланням на такі напрямки застосування, як хімічні стічні води, стічні води пестицидів і стічні води фарбування.

IV. Біологічне очищення стічних вод: використання мікроорганізмів для зменшення навантаження органічних речовин і азоту-фосфору

1. Основні принципи біологічного очищення

Біологічні методи в першу чергу використовують метаболічну дію мікроорганізмів для розкладання та перетворення органічних речовин, що біологічно розкладаються, і деяких забруднювачів азоту та фосфору в стічних водах.

Загальні методи біологічного очищення включають:

Аеробний метод

Анаеробний метод

Безкисневий метод

Метод біоплівки

У доданих матеріалах зазначено, що біологічні методи можуть знижувати такі показники, як ХПК, БПК, $\\text{NH}_3\\text{--}\\text{N}$, TP, а також можуть служити основним процесом очищення або поєднуватися з іншими технологіями.

2. Етапи аеробного лікування

Типовий потік можна розуміти як: попередню обробку - коригування якості води -аерацію - мікробну деградацію - вторинне осадження - повернення/скидання осаду

Аеробні мікроорганізми розкладають біорозкладану органічну речовину в умовах достатньої кількості кисню. Загальні процеси включають процес активованого мулу, процес біологічного аерованого фільтра (BAF) і процес обертового біологічного контактора (RBC).

3. Анаеробна обробка

Для деяких промислових стічних вод, що містять більш високі концентрації органічних речовин, можна розглянути анаеробне очищення.

Типовий процес: попередня обробка $\\rightarrow$ Анаеробна реакція $\\rightarrow$ Відділення твердої-рідинної речовини $\\rightarrow$ Подальша аеробна обробка або розширена обробка

Загальні технології включають анаеробне зброджування, анаеробні фільтри та UASB. У доданих матеріалах ці процеси чітко вказуються як застосування анаеробної обробки.

4. Безкиснева обробка та біологічне видалення азоту

Для стічних вод, що потребують контролю показників азоту, видалення азоту може бути досягнуто шляхом мікробних реакцій у безкисневому середовищі. A/O та $\\text{A}^2\\text{/O}$ є поширеними шляхами біологічної обробки.

У фактичному проекті, чи застосовувати біологічне видалення азоту та яку комбінацію використовувати, слід оцінювати на основі впливового $\\text{NH}_3\\text{--}\\text{N}$, загального азоту, ХПК, здатності до біологічного розкладання та вимог до викидів.

5. Що потребує уваги в біологічних методах?

Біологічні системи чутливі до умов експлуатації.

Основні фактори, на які потрібно звернути увагу, включають:

pH;

температура;

Розчинений кисень;

Стан мулу;

Органічне навантаження;

Токсичні інгібуючі речовини.

У доданих документах також зазначено, що такі фактори, як температура, рН і токсичні речовини, можуть впливати на ефективність біологічного очищення, тоді як біологічне очищення створює біологічний мул, який потребує подальшої обробки.

V. Електрохімічна очистка стічних вод: для інтенсивної обробки тугоплавких забруднюючих речовин

1. Принципи електрохімічної обробки

Електрохімічні методи використовують електричний струм, що проходить через електроди та стічні води, щоб ініціювати окислювально-відновні реакції на поверхнях електродів і реагувати із забруднювачами за допомогою утворених пов’язаних речовин для досягнення видалення забруднюючих речовин.

Основні технології включають:

Метод електроосадження

Метод електро{0}}окиснення

Метод електро{0}}відновлення

Метод електро-флотації

Документи, що додаються, свідчать, що електрохімічні методи можна використовувати для обробки важких металів, органічних речовин, ціанідів, сульфідів, а також забруднювачів азоту та фосфору.

2. Основні етапи електрохімічної обробки

Типовий потік: попереднє очищення стічних вод - надходження в електрохімічний реактор - електродна реакція -трансформація/відокремлення забруднюючих речовин - тверда-відділення рідини- подальше очищення

Різні забруднюючі речовини відповідають різним електрохімічним механізмам. Наприклад:

Електроосадження:Підходить для певних стічних вод, що містять важкі метали, завдяки чому цільові метали осідають на електродах за допомогою електрохімічної дії.

Електро{0}}окислення:В першу чергу спрямований на певні тугоплавкі органічні речовини, ціаніди та сульфіди.

Електр{0}}відновлення:Застосовується для очищення стічних вод, що містять хлор, нітрати, сульфати тощо.

Електр{0}}флотація:Утворює бульбашки за допомогою електролізу, завдяки чому зважені тверді речовини, жир і кольорові забруднювачі утворюють накип для відділення.

У доданих матеріалах перераховані напрямки застосування стічних вод, включаючи гальванопластику, друк і фарбування, виробництво паперу, хімічну інженерію, пестициди, барвники, продукти харчування та забій.

VI. Мембранний метод розділення: важлива технологія вдосконаленого очищення та повторного використання промислових стічних вод

1. Що таке технологія мембранного розділення?

Мембранне розділення використовує вибіркові характеристики проникності напів-проникних мембран для перехоплення, розділення або концентрації різних забруднюючих речовин.

Загальні мембранні технології включають:

Мікрофільтрація (MF)

Ультрафільтрація (UF)

Нанофільтрація (NF)

Зворотний осмос (RO)

Додані матеріали вказують на те, що розділення мембраною можна використовувати для видалення зважених твердих речовин, колоїдів, органічних речовин, солоності та мікроорганізмів, а також може бути застосовано для вдосконаленого очищення та повторного використання стічних вод.

2. Мікрофільтрація (MF)

Мікрофільтрація в основному використовується для видалення великих частинок і часткових колоїдів. Типові сфери застосування включають харчові, фармацевтичні та паперові стічні води.

3. Ультрафільтрація (УФ)

Ультрафільтрація демонструє хорошу ефективність перехоплення невеликих частинок зважених твердих речовин і часткової макромолекулярної органічної речовини. Підходить для сценаріїв очищення стічних вод із водною емульсією молочних продуктів, барвників і олій-.

4. Нанофільтрація (НФ)

Нанофільтрація знаходиться між ультрафільтрацією та зворотним осмосом, здатна відокремлювати певні малі -молекулярні органічні речовини та багатовалентні іони. У доданих документах перераховані стічні води пестицидів, стічні води барвників і розчин цукру як випадки застосування нанофільтрації.

5. Зворотній осмос (RO)

Зворотний осмос зазвичай використовується для глибшого опріснення та покращення якості води, що стосується таких сценаріїв, як стічні води з високою-солоністю, повторне використання промислових стічних вод і опріснення морської води.

Типовий підхід до мембранної обробки: попередня обробка - UF- RO - повторне використання пермеату

Однак не всі проекти повинні застосовувати повну комбінацію мембран. Від того, чи достатня попередня-обробка мембранної системи безпосередньо впливає на забруднення мембрани, частоту очищення та робочу стабільність.

Таким чином, під час повторного очищення промислових стічних вод необхідно одночасно враховувати якість води, ризик забруднення мембрани, очищення концентрованої води та остаточне повторне використання.

VII. Як вибрати п’ять методів очищення стічних вод?

Немає абсолютного «найкращого» серед різних технологій; ключ лежить у характеристиках забруднюючих речовин і кінцевих цілях очищення.

Слід особливо підкреслити, що додані матеріали також вказують на те, що різні технічні види можна поєднувати з іншими методами для підвищення загальної ефективності лікування.

VIII. Етапи проектування фактичних рішень з очищення стічних вод

Крок 1: Аналіз якості сирої води

Перед проектуванням рішення з очищення стічних вод необхідно якомога більше уточнити:

COD

БПК

SS

NH3-N

TP

pH

провідність

Колірність

Мастило

Важкі метали

Солоність

Коливання об’єму води та витрати

Якщо критичні дані про якість води відсутні, важко точно визначити кінцевий процес.

Крок 2: Визначте цілі лікування

Має бути чітко визначено, чи призначені кінцеві стічні води для: скидання відповідно до стандартів, повторного використання у виробництві, переробки чи подальшого надходження в передову систему очищення. Різним цілям відповідає різна глибина процесу.

Крок 3: Визначте шлях попередньої обробки

Якщо необроблена вода містить високий вміст завислих речовин, жиру або колоїдів, можна віддати перевагу таким технологіям, як седиментація, повітряна флотація та коагуляція. Метою цього етапу є не тільки видалення забруднюючих речовин, але й захист наступних біологічних систем, мембранних систем та іншого обладнання.

Крок 4: Визначте первинний процес обробки

Якщо основними забруднювачами є біорозкладна органічна речовина, можна розглянути біологічну очистку. Якщо він містить велику кількість вогнетривких забруднюючих речовин, його потрібно поєднувати з хімічними, електрохімічними чи іншими технологіями інтенсифікованого очищення.

Крок 5: Визначте розширене лікування

Коли стічні води потребують вищої якості води або повторного використання у виробництві, можна додатково налаштувати передові очисні установки, такі як мембранне розділення.

Крок 6: Виконайте обробку мулу

Хімічні, фізичні та біологічні методи можуть утворювати мул під час експлуатації. Осад повинен пройти концентрацію, зневоднення та наступні етапи утилізації; отже, увага не може бути приділена лише самій обробці води, але також має охоплювати управління мулом у всій системі.

IX. Чому хімічні речовини та обладнання для очищення води повинні бути відповідними?

У багатьох промислових проектах просте придбання хімікату чи обладнання не може вирішити всіх проблем. Наприклад, продуктивність коагуляційної-системи седиментації пов’язана не лише зі структурою відстійника, але й з коагулянтами, флокулянтами, якістю води, умовами змішування та об’ємом дозування.

PAM, як звичайний полімерний флокулянт, може бути обраний з різними типами та характеристиками відповідно до різних характеристик стічних вод; PAC зазвичай використовується в процесі коагуляції.

Таким чином, реальні проекти вимагають підтвердження хімічної адаптивності за допомогою тестів зразків води, випробувань у склянках або-тестів на місці, а не безпосереднього визначення моделей просто за назвами галузі.

Для проектів, які вимагають передової обробки, також необхідно підібрати хімічну попередню обробку та мембранне обладнання.

Раціональне рішення для очищення води має одночасно враховувати: Якість води- Процес - Хімікати - Обладнання -Експлуатацію - Осад - Стічні води

Це також є центром уваги ECOLINK TECHNOLOGY, коли постачає продукти для очищення води.

X. ТЕХНОЛОГІЯ ECOLINK: від хімікатів для очищення води до рішень для обладнання

ECOLINK TECHNOLOGY зосереджується на постачанні хімікатів для очищення води та супутнього обладнання, забезпечуючи підбір продуктів і технічну підтримку, адаптовану до різних вимог до очищення промислових стічних вод.

Що стосується хімічних речовин, PAM, PAC та інші продукти для очищення води можуть бути надані відповідно до конкретних вимог проекту, і клієнтам можна допомогти визначити відповідні напрямки продукту на основі властивостей стічних вод.

Що стосується обладнання та систем, вимоги проекту можуть включати:

Системи очищення чистої води;

системи зворотного осмосу RO;

ультрафільтраційні системи УФ;

системи EDI;

НТП систем очищення побутових стоків;

ETPсистеми очищення промислових стічних вод;

Системи опріснення морської води;

Сучасні системи очищення промислових стічних вод.

Для проектів, що вимагають одночасної закупівлі хімікатів і обладнання, раціональне підбір хімікатів і обладнання може зменшити робоче навантаження для клієнтів, яким в іншому випадку довелося б шукати окремих постачальників, неодноразово повідомляти технічні параметри та координувати різні ланцюжки поставок.

Філософія надання послуг ECOLINK TECHNOLOGY полягає у підборі продуктів на основі фактичної якості води клієнта та сценаріях застосування, надаючи технічну підтримку, тестування зразків, підтримку документації та координацію поставок, а не просто продавати один продукт.

XI. Чому різні промислові стічні води потребують різних способів очищення?

Стічні води виробництва паперу

Стічні води паперового виробництва зазвичай містять зважені тверді речовини, колоїди та органічні забруднювачі; таким чином, комбіновані процеси, такі як коагуляція, флокуляція, седиментація, повітряна флотація, біологічна очистка та вдосконалена очистка, можуть бути прийняті відповідно до якості води. PAM може відігравати роль флокуляції на стадії розділення твердої-рідини, тоді як конкретні моделі потрібно визначати за допомогою випробувань зразків води.

Стічні води друку та фарбування

Друкування та фарбування стічних вод зазвичай вимагає зосередження на таких питаннях, як кольоровість, органічні забруднювачі та здатність до біологічного розкладання. Технології хімічного очищення, біологічного очищення, електрохімічного очищення та мембранного розділення можна комбінувати на основі фактичної якості води.

Хімічні стічні води

Склад стічних вод хімічної промисловості значно відрізняється, і деякі стічні води можуть містити тугоплавкі органічні речовини або інші особливі забруднювачі. Тому спочатку слід провести аналіз якості води, а потім прийняти рішення щодо таких шляхів, як окислювально-відновлення, хімічне очищення, біологічне очищення або вдосконалене очищення.

Харчові стічні води

Харчові стічні води зазвичай містять більше біорозкладаної органіки; отже, біологічна очистка має значний простір для застосування, тоді як -методи попередньої обробки, такі як повітряна флотація та седиментація, можна комбінувати, щоб зменшити навантаження забруднення, що потрапляє в біологічну систему.

Гальванопластика та стічні води,-що містять важкі метали

Для стічних вод, що містять важкі метали, слід звернути увагу на типи та концентрації іонів металів; Такі технології, як хімічне осадження, іонний обмін і електрохімія, можуть бути прийняті відповідно до характеристик забруднювачів.

XII. Як визначити, чи підходить технологія очищення стічних вод?

Вирішуючи, чи прийнятне рішення для очищення промислових стічних вод, слід покладатися не лише на ціни окремого обладнання чи окремі -швидкості видалення, а скоріше на комплексний розгляд:

Адаптація до якості води:Чи може технологія націлюватися на цільові забруднювачі та діяти на них.

Вимоги до стічних вод:Розрядити чи повторно використовувати? Різні вимоги до якості кінцевої води вимагають різної глибини очищення.

Операційні витрати:Всебічне врахування споживання електроенергії, хімікатів, витратних матеріалів для мембран, утилізації мулу та витрат на технічне обслуговування.

Стабільність системи:Обсяг і якість води в промисловому виробництві можуть коливатися, що потребує розгляду адаптивності системи до коливань якості води.

Очищення осаду та концентрованої води:Жодне рішення не повинно зосереджуватися виключно на тому, «чи стала вода чистою»; він також повинен враховувати, куди зрештою йдуть забруднювачі.

Пізніше технічне обслуговування:Технічне обслуговування обладнання, очищення мембран, заміна електродів, зберігання хімікатів і обробка осаду впливають на довготривалу-роботу.

XIII. Резюме: Раціональне поєднання важливіше, ніж одна технологія

Немає фіксованого методу очищення стічних вод, який би застосовувався до всіх галузей промисловості та будь-якої якості води.

Фізичні методи є кращими у відокремленні забруднюючих речовин; хімічні методи придатні для коагуляції, нейтралізації та деяких вогнетривких забруднювачів; біологічні методи використовують мікроорганізми для розкладання біорозкладаної органіки та часткового видалення азоту та фосфору; електрохімічні методи можуть служити засобом інтенсифікації деяких тугоплавких забруднюючих речовин; мембранне відділення відіграє важливу роль у передовій обробці, опрісненні та повторному використанні.

Додані матеріали так само підкреслюють, що різні методи очищення відрізняються за принципами, ефектами, вартістю та діапазонами застосування, вимагаючи комплексного вибору на основі характеристик стічних вод, цілей очищення та економічних умов.

Таким чином, раціональна система очищення стічних вод зазвичай потребує: аналізу якості води - попередньої обробки -цільової обробки забруднюючих речовин -твердої-відділення рідини - біологічної/хімічної/електрохімічної обробки - вдосконаленої обробки -скиду до стандартів або повторного використання

ECOLINK TECHNOLOGY може надати клієнтам підбір продуктів, технічну підтримку, тестування зразків і послуги з координації поставок, зосереджених на хімікатах для очищення води та обладнанні. Для конкретних проектів рекомендується проводити розробку рішення в поєднанні з якістю сирої води, об’ємом води, цільовими показниками стічних вод і кінцевим використанням.