Өнеркәсіптік суды тазарту процестері және химиялық қолданылуы
Фон
Индустрияландырудың қарқынды дамуымен әртүрлі өнеркәсіптік өндірісте суды тазартудың маңыздылығы барған сайын айқындала түсуде. Өнеркәсіптік суды тазарту процестің үздіксіз жүруін қамтамасыз етудің маңызды буыны ғана емес, сонымен қатар қоршаған ортаны қорғау ережелері мен тұрақты даму талаптарына сай келетін негізгі шара болып табылады.
Суды тазарту түрі
| Суды тазарту түрі | Негізгі мақсат | Негізгі емдеу нысандары | Негізгі процестер. |
| Шикі суды алдын ала өңдеу | Тұрмыстық немесе өнеркәсіптік су талаптарын қанағаттандыру | Табиғи су көзінен алынған су | Фильтрация, тұндыру, коагуляция. |
| Процесс суын тазарту | Белгілі бір процесс талаптарын орындаңыз | Өнеркәсіптік процесс суы | Жұмсарту, тұзсыздандыру, оттегісіздендіру. |
| Айналымдағы салқындатқыш суды тазарту | Жабдықтардың қалыпты жұмысын қамтамасыз ету | Айналымдағы салқындатқыш су | Дозалаумен емдеу. |
| Ағынды суларды тазарту | Қоршаған ортаны қорғаңыз | Өнеркәсіптік ағынды сулар | Физикалық, химиялық, биологиялық өңдеу. |
| Қайта өңделген суды тазарту | Тұщы су тұтынуды азайтыңыз | Пайдаланылған су | Ағынды суларды тазартуға ұқсас. |
Суды тазарту үшін жиі қолданылатын химиялық заттар
| Санат | Жиі қолданылатын химиялық заттар | Функция |
| Флокуляциялық агент | PAC, PAM, PDADMAC, полиаминдер, алюминий сульфаты және т.б. | Қатты заттар мен органикалық заттарды алып тастаңыз |
| Дезинфекциялық құралдар | мысалы, TCCA, SDIC, озон, хлор диоксиді, кальций гипохлориті және т.б. | Судағы микроорганизмдерді (бактерияларды, вирустарды, саңырауқұлақтарды және қарапайымдыларды) өлтіреді |
| рН реттегіші | Аминосульфон қышқылы, NaOH, әк, күкірт қышқылы және т.б. | Судың рН деңгейін реттеңіз |
| Металл иондарын кетіргіштер | ЭДТА, ион алмасу шайыры | Судағы ауыр металл иондарын (мысалы, темір, мыс, қорғасын, кадмий, сынап, никель және т.б.) және басқа да зиянды металл иондарын кетіріңіз |
| Масштаб ингибиторы | Органофосфаттар, органофосфор карбон қышқылдары | Кальций және магний иондарының қақтың пайда болуына жол бермейді. Сондай-ақ металл иондарын кетіруге белгілі бір әсер етеді |
| Тотықсыздандырғыш | Натрий сульфиті, гидразин және т.б. | Оттегі коррозиясының алдын алу үшін еріген оттегін алып тастаңыз |
| Тазалағыш зат | Лимон қышқылы, күкірт қышқылы, аминосульфон қышқылы | Қақпақ пен қоспаларды кетіріңіз |
| Тотықтырғыштар | озон, персульфат, сутегі хлориді, сутегі асқын тотығы және т.б. | Дезинфекциялау, ластаушы заттарды кетіру және судың сапасын жақсарту және т.б. |
| Жұмсартқыштар | мысалы, әк және натрий карбонаты. | Қаттылық иондарын (кальций, магний иондары) жояды және қақ түзілу қаупін азайтады |
| Көбіктен тазартқыштар/Көбікке қарсы | Көбікті басу немесе жою | |
| Алып тастау | Кальций гипохлориті | ағынды суларды шығару стандарттарына сәйкестендіру үшін NH₃-N алып тастаңыз |
Біз жеткізе алатын су тазарту химиялық заттары:
Өнеркәсіптік суды тазарту дегеніміз - өндірістік суды және оның ағызылатын суын физикалық, химиялық, биологиялық және басқа әдістер арқылы тазарту процесі. Өнеркәсіптік суды тазарту өнеркәсіптік өндірістің ажырамас бөлігі болып табылады және оның маңыздылығы келесі аспектілерден көрінеді:
1.1 Өнімнің сапасын қамтамасыз ету
Өндірістік қажеттіліктерді қанағаттандыру және өнім сапасын қамтамасыз ету үшін судағы металл иондары, қалқымалы қатты заттар және т.б. сияқты қоспаларды кетіріңіз.
Коррозияны тежеу: Судағы еріген оттегі, көмірқышқыл газы және т.б. металл жабдықтардың коррозиясын тудыруы және жабдықтың қызмет ету мерзімін қысқартуы мүмкін.
Микроорганизмдерді бақылау: Судағы бактериялар, балдырлар және басқа да микроорганизмдер өнімнің ластануына әкелуі мүмкін, бұл өнімнің сапасы мен денсаулық қауіпсіздігіне әсер етеді.
1.2 Өндіріс тиімділігін арттыру
Жұмыс уақытының тоқтап қалуын азайту: Суды үнемі тазарту жабдықтың қақтануы мен коррозиясының алдын алуға, жабдыққа техникалық қызмет көрсету және ауыстыру жиілігін азайтуға және осылайша өндіріс тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді.
Процесс жағдайларын оңтайландыру: Суды тазарту арқылы өндіріс процесінің тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін процестің талаптарына сай келетін су сапасына қол жеткізуге болады.
1.3 Өндіріс шығындарын азайту
Энергияны үнемдеңіз: Суды тазарту арқылы жабдықтың энергия шығынын азайтуға және өндіріс шығындарын үнемдеуге болады.
Қақ түзілуінің алдын алыңыз: Судағы кальций және магний иондары сияқты қаттылық иондары қақты түзеді, жабдықтың бетіне жабысып, жылу өткізгіштік тиімділігін төмендетеді.
Жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзарту: жабдықтың коррозиясын және масштабталуын азайтыңыз, жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзартыңыз және жабдықтың тозу шығындарын азайтыңыз.
Материал шығынын азайту: Суды тазарту арқылы биоцидтердің қалдықтарын азайтуға және өндіріс шығындарын азайтуға болады.
Шикізатты тұтынуды азайту: Суды тазарту арқылы қалдық сұйықтықтағы қалған шикізатты қалпына келтіріп, өндіріске қайта енгізуге болады, осылайша шикізат қалдықтарын азайтып, өндіріс шығындарын төмендетеді.
1.4 Қоршаған ортаны қорғау
Ластаушы заттардың шығарындыларын азайту: Өнеркәсіптік ағынды суларды тазартқаннан кейін ластаушы заттардың шығарындыларының концентрациясын азайтуға және су ортасын қорғауға болады.
Су ресурстарын қайта өңдеуді жүзеге асыру: Суды тазарту арқылы өнеркәсіптік суды қайта өңдеуге болады және тұщы су ресурстарына тәуелділікті азайтуға болады.
1.5 Қоршаған ортаны қорғау ережелерін сақтаңыз
Шығарындылар стандарттарына сай болу: Өнеркәсіптік ағынды сулар ұлттық және жергілікті шығарындылар стандарттарына сәйкес келуі керек, ал суды тазарту бұл мақсатқа жетудің маңызды құралы болып табылады.
Қорытындылай келе, өнеркәсіптік суды тазарту тек өнім сапасы мен өндіріс тиімділігімен ғана емес, сонымен қатар кәсіпорындардың экономикалық пайдасы мен қоршаған ортаны қорғауымен де байланысты. Ғылыми және ақылға қонымды суды тазарту арқылы су ресурстарын оңтайлы пайдалануға және өнеркәсіптің тұрақты дамуына қол жеткізуге болады.
Өнеркәсіптік суды тазарту энергетика, химия, фармацевтика, металлургия, тамақ және сусындар өнеркәсібі және т.б. сияқты көптеген салаларды қамтиды. Оны тазарту процесі әдетте су сапасының талаптары мен ағызу стандарттарына сәйкес реттеледі.
2.1 Химиялық заттар және әсер етуші суды алдын ала тазарту принциптері (шикі суды алдын ала тазарту)
Өнеркәсіптік суды тазарту кезінде шикі суды алдын ала тазарту негізінен бастапқы сүзуді, коагуляцияны, флокуляцияны, тұндыруды, флотацияны, дезинфекцияны, рН реттеуді, металл иондарын жоюды және соңғы сүзуді қамтиды. Жиі қолданылатын химиялық заттарға мыналар жатады:
Коагулянттар мен флокулянттар: мысалы, PAC, PAM, PDADMAC, полиаминдер, алюминий сульфаты және т.б.
Жұмсартқыштар: мысалы, әк және натрий карбонаты.
Дезинфекциялық құралдар: мысалы, TCCA, SDIC, кальций гипохлориті, озон, хлор диоксиді және т.б.
рН реттегіштері: мысалы, аминосульфон қышқылы, натрий гидроксиді, әк, күкірт қышқылы және т.б.
Металл иондарын кетіргіштер EDTA, ион алмастырғыш шайыр және т.б.,
қабат ингибиторы: органофосфаттар, органофосфор карбон қышқылдары және т.б.
Адсорбенттер: мысалы, белсендірілген көмір, белсендірілген алюминий оксиді және т.б.
Бұл химиялық заттардың үйлесімі және қолданылуы өнеркәсіптік суды тазартуға судағы қалқымалы заттарды, органикалық ластаушы заттарды, металл иондарын және микроорганизмдерді тиімді түрде кетіруге, су сапасының өндірістік қажеттіліктерге сай болуын қамтамасыз етуге және кейінгі тазарту ауыртпалығын азайтуға көмектеседі.
2.2 Химиялық заттар және технологиялық суды тазарту принциптері
Өнеркәсіптік суды тазартудағы технологиялық суды тазарту негізінен алдын ала тазартуды, жұмсартуды, тотықсыздандыруды, темір мен марганецті кетіруді, тұзсыздандыруды, зарарсыздандыруды және дезинфекциялауды қамтиды. Әрбір кезең судың сапасын оңтайландыру және әртүрлі өнеркәсіптік жабдықтардың қалыпты жұмысын қамтамасыз ету үшін әртүрлі химиялық заттарды қажет етеді. Жалпы химиялық заттарға мыналар жатады:
| Коагулянттар және флокулянттар: | мысалы, PAC, PAM, PDADMAC, полиаминдер, алюминий сульфаты және т.б. |
| Жұмсартқыштар: | мысалы, әк және натрий карбонаты. |
| Дезинфекциялық құралдар: | мысалы, TCCA, SDIC, кальций гипохлориті, озон, хлор диоксиді және т.б. |
| рН реттегіштері: | мысалы, аминосульфон қышқылы, натрий гидроксиді, әк, күкірт қышқылы және т.б. |
| Металл иондарын кетіргіштер: | ЭДТА, ион алмасу шайыры |
| Масштаб ингибиторы: | органофосфаттар, органофосфор карбон қышқылдары және т.б. |
| Адсорбенттер: | мысалы, белсендірілген көмір, белсендірілген алюминий оксиді және т.б. |
Бұл химиялық заттар суды тазарту процестерінің әртүрлі үйлесімдері арқылы технологиялық судың әртүрлі қажеттіліктерін қанағаттандыра алады, су сапасының өндіріс стандарттарына сәйкес келуін қамтамасыз етеді, жабдықтың зақымдану қаупін азайтады және өндіріс тиімділігін арттырады.
2.3 Айналымдағы салқындатқыш суды тазартудың химиялық заттары және принциптері
Айналымдағы салқындатқыш суды тазарту өнеркәсіптік суды тазартудың өте маңызды бөлігі болып табылады, әсіресе көптеген өнеркәсіптік нысандарда (мысалы, химиялық зауыттар, электр станциялары, болат құю зауыттары және т.б.), мұнда салқындатқыш су жүйелері салқындату жабдықтары мен процестері үшін кеңінен қолданылады. Айналымдағы салқындатқыш су жүйелері судың үлкен көлеміне және жиі айналымына байланысты қабыршақтануға, коррозияға, микробтардың көбеюіне және басқа да мәселелерге бейім. Сондықтан, бұл мәселелерді бақылау және жүйенің тұрақты жұмысын қамтамасыз ету үшін тиімді суды тазарту әдістерін қолдану қажет.
Айналымдағы салқындатқыш суды тазарту жүйеде қабыршақтанудың, коррозияның және биологиялық ластанудың алдын алуға және салқындату тиімділігін қамтамасыз етуге бағытталған. Салқындатқыш судағы негізгі параметрлерді (мысалы, рН, қаттылық, лайлылық, еріген оттегі, микроорганизмдер және т.б.) бақылап, мақсатты тазарту үшін су сапасының мәселелерін талдаңыз.
| Коагулянттар және флокулянттар: | мысалы, PAC, PAM, PDADMAC, полиаминдер, алюминий сульфаты және т.б. |
| Жұмсартқыштар: | мысалы, әк және натрий карбонаты. |
| Дезинфекциялық құралдар: | мысалы, TCCA, SDIC, кальций гипохлориті, озон, хлор диоксиді және т.б. |
| рН реттегіштері: | мысалы, аминосульфон қышқылы, натрий гидроксиді, әк, күкірт қышқылы және т.б. |
| Металл иондарын кетіргіштер: | ЭДТА, ион алмасу шайыры |
| Масштаб ингибиторы: | органофосфаттар, органофосфор карбон қышқылдары және т.б. |
| Адсорбенттер: | мысалы, белсендірілген көмір, белсендірілген алюминий оксиді және т.б. |
Бұл химиялық заттар мен өңдеу әдістері қабыршақтанудың, коррозияның және микробтық ластанудың алдын алуға, салқындатқыш су жүйесінің ұзақ мерзімді тұрақты жұмысын қамтамасыз етуге, жабдықтың зақымдануын және энергия тұтынуын азайтуға және жүйенің тиімділігін арттыруға көмектеседі.
2.4 Ағынды суларды тазартудың химиялық заттары және принциптері
Өнеркәсіптік ағынды суларды тазарту процесін ағынды сулардың сипаттамалары мен тазарту мақсаттарына сәйкес бірнеше кезеңге бөлуге болады, негізінен алдын ала тазарту, қышқыл-негізді бейтараптандыру, органикалық заттар мен қалқымалы қатты заттарды кетіру, аралық және озық тазарту, дезинфекциялау және зарарсыздандыру, шламды тазарту және қайта өңделген суды тазарту. Әрбір буын ағынды суларды тазарту процесінің тиімділігі мен мұқияттылығын қамтамасыз ету үшін әртүрлі химиялық заттардың бірге жұмыс істеуін қажет етеді.
Өнеркәсіптік ағынды суларды тазарту шығарындылар стандарттарына сәйкес келу және қоршаған ортаның ластануын азайту мақсатында үш негізгі әдіске бөлінеді: физикалық, химиялық және биологиялық.
Физикалық әдіс:тұндыру, сүзу, флотация және т.б.
Химиялық әдіс:бейтараптандыру, тотығу-тотықсыздану, химиялық тұндыру.
Биологиялық әдіс:белсендірілген тұнба әдісі, мембраналық биореактор (MBR) және т.б.
Жалпы химиялық заттарға мыналар жатады:
| Коагулянттар және флокулянттар: | мысалы, PAC, PAM, PDADMAC, полиаминдер, алюминий сульфаты және т.б. |
| Жұмсартқыштар: | мысалы, әк және натрий карбонаты. |
| Дезинфекциялық құралдар: | мысалы, TCCA, SDIC, кальций гипохлориті, озон, хлор диоксиді және т.б. |
| рН реттегіштері: | мысалы, аминосульфон қышқылы, натрий гидроксиді, әк, күкірт қышқылы және т.б. |
| Металл иондарын кетіргіштер: | ЭДТА, ион алмасу шайыры |
| Масштаб ингибиторы: | органофосфаттар, органофосфор карбон қышқылдары және т.б. |
| Адсорбенттер: | мысалы, белсендірілген көмір, белсендірілген алюминий оксиді және т.б. |
Осы химиялық заттарды тиімді қолдану арқылы өнеркәсіптік ағынды суларды стандарттарға сәйкес тазартуға және ағызуға, тіпті қайта пайдалануға болады, бұл қоршаған ортаның ластануын және су ресурстарын тұтынуды азайтуға көмектеседі.
2.5 Қайта өңделген суды тазартудың химиялық заттары және принциптері
Қайта өңделген суды тазарту дегеніміз - өнеркәсіптік ағынды суларды тазартудан кейін қайта пайдаланатын су ресурстарын басқару әдісі. Су ресурстарының тапшылығының артуына байланысты көптеген өнеркәсіп салалары қайта өңделген суды тазарту шараларын қабылдады, бұл тек су ресурстарын үнемдеп қана қоймай, сонымен қатар тазарту мен ағызу құнын да төмендетеді. Қайта өңделген суды тазартудың кілті - ағынды сулардағы ластаушы заттарды кетіру, сонда судың сапасы қайта пайдалану талаптарына сай келеді, бұл жоғары өңдеу дәлдігі мен технологиясын қажет етеді.
Қайта өңделген суды тазарту процесі негізінен келесі негізгі кезеңдерді қамтиды:
Алдын ала өңдеу:PAC, PAM және т.б. пайдаланып, қоспалар мен майдың ірі бөлшектерін кетіріңіз.
рН түзету:рН реттеңіз, жиі қолданылатын химиялық заттарға натрий гидроксиді, күкірт қышқылы, кальций гидроксиді және т.б. жатады.
Биологиялық өңдеу:органикалық заттарды кетіру, микробтардың ыдырауын қолдау, аммоний хлоридін, натрий дигидрофосфатын және т.б. пайдалану.
Химиялық өңдеу:органикалық заттар мен ауыр металдарды тотығу арқылы жою, кеңінен қолданылатын озон, персульфат, натрий сульфиді және т.б.
Мембрананы бөлу:еріген заттарды кетіру және судың сапасын қамтамасыз ету үшін кері осмос, нанофильтрация және ультрафильтрация технологиясын қолданыңыз.
Дезинфекция:микроорганизмдерді жою, хлор, озон, кальций гипохлоритін және т.б. пайдалану.
Бақылау және түзету:Қайта пайдаланылатын судың стандарттарға сәйкес келетініне көз жеткізіңіз және реттеу үшін реттегіштер мен бақылау жабдықтарын пайдаланыңыз.
Көбіктенбейтіндер:Олар сұйықтықтың беттік керілуін азайту және көбіктің тұрақтылығын бұзу арқылы көбікті басады немесе жояды. (Көбіксіздендірілген заттарды қолдану сценарийлері: биологиялық тазарту жүйелері, химиялық ағынды суларды тазарту, фармацевтикалық ағынды суларды тазарту, тамақ ағынды суларын тазарту, қағаз өндірісіндегі ағынды суларды тазарту және т.б.)
Кальций гипохлориті:Олар аммиак азоты сияқты ластаушы заттарды кетіреді
Бұл процестер мен химиялық заттарды қолдану тазартылған ағынды сулардың сапасының қайта пайдалану стандарттарына сәйкес келуін қамтамасыз етеді, бұл оны өнеркәсіптік өндірісте тиімді пайдалануға мүмкіндік береді.
Өнеркәсіптік суды тазарту қазіргі заманғы өнеркәсіптік өндірістің маңызды бөлігі болып табылады. Оның процесі мен химиялық заттарды таңдауы нақты технологиялық талаптарға сәйкес оңтайландырылуы керек. Химиялық заттарды ұтымды қолдану тазарту әсерін жақсартып қана қоймай, сонымен қатар шығындарды азайтып, қоршаған ортаға әсерін азайта алады. Болашақта технологияның дамуымен және қоршаған ортаны қорғау талаптарының жақсаруымен өнеркәсіптік суды тазарту ақылды және жасыл бағытта дамиды.