ნაგავსაყრელის გამონაჟონის გაუფერულება: ოთხსაფეხურიანი ქილის ტესტის შემთხვევის შესწავლა
ნაგავსაყრელიმაგრამატატი ერთ-ერთი ყველაზე რთულად გასაწმენდი ჩამდინარე წყლების ნაკადია, რადგან შეიძლება შეიცავდეს მუქი ფერის ორგანულ ნივთიერებებს, სუსპენზიურ მყარ ნივთიერებებს, კოლოიდურ ნაწილაკებს, ამიაკის აზოტს, გახსნილ მარილებს და ცეცხლგამძლე ნაერთებს.
ამ ლაბორატორიულ ქილის ტესტში, ბნელი ნაგავსაყრელის ლემაგრამნიმუში დამუშავდა ოთხსაფეხურიანი ქიმიური პროცესით:
წყლის ფერის გამწმენდი აგენტი → PAC → pH-ის რეგულირება → ანიონური PAM
ტესტის მიზანი იყო ხილული ფერის შემცირება, სუსპენზიური და კოლოიდური დამაბინძურებლების დესტაბილიზაცია, უფრო დიდი ნალექების წარმოქმნა და მყარი და თხევადი გამოყოფის გაუმჯობესება.
ტესტირებული ქიმიური ნივთიერებების დოზები იყო:
- წყლის ფერის გამწმენდი აგენტი: 500 ppm
- პოლიალუმინის ქლორიდი (PAC): 1,000 ppm
- ტუტე: ემატება pH-ის აღდგენამდემაგრამდაახლოებით 7
- ანიონური პოლიაკრილამიდი: დამატებულია ფლოკულაციისთვის, დოზირება კორექტირდება ფლოკულაციის წარმოქმნის მიხედვით
საბოლოო ვიზუალურმა შედეგმა აჩვენა ფერის შესამჩნევი შემცირება და უფრო დიდი, უფრო გამოყოფადი ფლოკების წარმოქმნა.
მკურნალობის გამოწვევა
ნაგავსაყრელის გამონაჟონის შემადგენლობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება ნაგავსაყრელის ასაკის, ნარჩენების შემადგენლობის, ნალექების, სეზონური პირობებისა და ნაგავსაყრელის ბიოლოგიური სტადიის მიხედვით.
მუქი ფერის გამონაჟონის ნიმუშმა შეიძლება დამუშავებასთან დაკავშირებული რამდენიმე სირთულე წარმოშვას:
- მაღალი და მდგრადი ფერი
- გახსნილი ჰუმუსური და ფულვიკური ნივთიერებები
- წვრილი, შეწონილი და კოლოიდური ნაწილაკები
- ცუდი ბუნებრივი დალექვა
- pH-ის და დამაბინძურებლის კონცენტრაციის ცვალებადობა
- ცეცხლგამძლე ორგანული ნაერთები
- ქიმიკატების მაღალი მოხმარება, როდესაც ჩვეულებრივი კოაგულანტები გამოიყენება დამოუკიდებლად
PAC-ს შეუძლია ზოგიერთი სუსპენზიური მყარი ნივთიერების და კოლოიდური დამაბინძურებლების მოცილება, თუმცა, როდესაც გამონაჟონი შეიცავს გახსნილი ფერადი ორგანული ნივთიერების მაღალ კონცენტრაციას, შესაძლოა ფერის შემცირება საკმარისად ვერ მოხდეს.
ამ მიზეზით, ტესტში PAC კოაგულაციამდე დანერგილი იყო სპეციალიზებული წყლის ფერის გამათხელებელი აგენტი.
ქილის ტესტის დამუშავების პროცესი
| მკურნალობის ეტაპი | ქიმიური | ტესტის დოზირება | მთავარი ფუნქცია |
|---|---|---|---|
| 1 | წყლის ფერის გამწმენდი აგენტი | 500 ppm | ახდენს ფერადი ორგანული ნაერთების დესტაბილიზაციას და შეკავებას |
| 2 | PAC | 1000 ppm | კოაგულაციას უკეთებს წვრილ ნაწილაკებს და ქმნის მიკროფლოკებს |
| 3 | ტუტე | საჭიროებისამებრ | pH-ს დაახლოებით 7-მდე არეგულირებს |
| 4 | ანიონური PAM | ოპტიმიზირებულია jar ტესტით | ქმნის უფრო დიდ და მკვრივ ფლოკებს |
ეს დოზები შეირჩა ამ კონკრეტული წყლის ნიმუშისთვის. ფაქტობრივი ოპერაციული დოზები ყოველთვის უნდა დადასტურდეს წარმომადგენლობითი ჩამდინარე წყლებით ქილის ტესტირებით.
ნაბიჯი 1: დაამატეთ 500 ppm წყლის ფერის გამათხელებელი აგენტი
დამუშავების პირველი ეტაპი იყო 500 ppm წყლის ფერის გამათხელებელი აგენტის დამატება.
დეკოლორიზატორი არის კათიონური პოლიმერი, რომელიც შექმნილია უარყოფითად დამუხტულ ფერად ნივთიერებებთან და ორგანულ ნაწილაკებთან ურთიერთქმედებისთვის. ის ხელს უწყობს ნაგავსაყრელის გამონაჟონის მუქ იერსახის გამომწვევი ნაერთების დესტაბილიზაციას.
ქიმიური ნივთიერების დამატების შემდეგ, საჭიროა საკმარისად სწრაფი შერევა, რათა ის გადანაწილდეს მთელ ჩამდინარე წყლებში და ხელი შეუწყოს სამიზნე დამაბინძურებლებთან კონტაქტს.
PAC-ის გამოყენებამდე დეკოლორიზატორის დამატება მნიშვნელოვანია, რადგან ის ფერადი ორგანული სისტემის სტაბილურობის დარღვევას ტრადიციული კოაგულაციის დაწყებამდე იწყებს.
ნაბიჯი 2: დაამატეთ 1000 ppm PAC
დეკოლორატორის კარგად შერევის შემდეგ, დაემატა 1000 ppm პოლიალუმინის ქლორიდი.
PAC უზრუნველყოფს მუხტის ნეიტრალიზაციას და კოაგულაციას. ის იჭერს დესტაბილიზებულ დამაბინძურებლებს, წვრილ სუსპენზიურ მყარ ნივთიერებებს და კოლოიდურ ნაწილაკებს, რაც ხელს უწყობს მათ მცირე აგრეგატების წარმოქმნას.
ამ ეტაპზე მიკროფლოკები იწყებენ გამოჩენას. თუმცა, ისინი შეიძლება ჯერ კიდევ ძალიან პატარა ან მყიფე იყოს ეფექტური დალექვის ან ფლოტაციისთვის. ამიტომ, საბოლოო დამუშავების ეტაპზე საჭიროა პოლიმერული ფლოკულანტი.
ნაბიჯი 3: pH-ის დაახლოებით 7-მდე დარეგულირება
PAC-ის დამატებამ შესაძლოა შეცვალოს ჩამდინარე წყლების pH და მოიხმაროს ტუტეობა. კოაგულაციის შემდეგ, pH-ის დაახლოებით 7-მდე მისასვლელად, დაემატა ტუტე.
შესაბამისი pH-ის შენარჩუნება მნიშვნელოვანია, რადგან ქიმიური მახასიათებლების, ფლოკის სტრუქტურისა და დამაბინძურებლების დესტაბილიზაციის გავლენა შეიძლება რეაქციის გარემოზე იყოს დამოკიდებული.
ამ ნიმუშისთვის ნეიტრალური pH-მა უზრუნველყო შესაფერისი პირობები ანიონური PAM-ის ფლოკულაციის შემდგომი ეტაპისთვის.
pH უნდა გაიზომოს და არა შეფასდეს, რადგან ნაგავსაყრელის გამონაჟონის ტუტეობა შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს ნიმუშებს შორის.
ნაბიჯი 4: ფლოკულაციისთვის ანიონური PAM-ის დამატება
pH-ის რეგულირების შემდეგ დაემატა ანიონური პოლიაკრილამიდი.
PAM-მა დააკავშირა წინა ეტაპებზე წარმოქმნილი მცირე ნაწილაკები და მიკროფლოკები, რამაც წარმოქმნა უფრო დიდი და მკვრივი ფლოკები. პოლიმერის ამგვარმა დამაკავშირებელმა მოქმედებამ გააუმჯობესა მყარი ფაზის ხილვადობა და გამოყოფადობა.
დამატების შემდეგ PAM ფრთხილად უნდა აურიოთ. ზედმეტად მაღალსიჩქარიანმა შერევამ შესაძლოა ახლად წარმოქმნილი ნალექები დააზიანოს და გამოყოფის ეფექტურობა შეამციროს.
ამ შემთხვევის აღწერაში PAM-ის ზუსტი დოზა არ იყო დადგენილი და უნდა იყოს ოპტიმიზირებული შემდეგის მიხედვით:
- ფლოკის ზომა
- ფლოკის სიძლიერე
- დასახლების ან ფლოტაციის ქცევა
- ზედაპირული ფენოვანი გამჭვირვალობა
- ნალექის მოცულობა
- ნარჩენი სიმღვრივე
PAM-ის ჭარბმა დოზირებამ შეიძლება გაზარდოს სიბლანტე, წარმოქმნას ფხვიერი ნალექები ან გამოიწვიოს ცუდი გამოყოფა. ამიტომ რეკომენდებულია დოზა-რეაქციის ქილაში ტესტის ჩატარება.
რატომ არის მნიშვნელოვანი ქიმიური დამატების თანმიმდევრობა
ოთხი ქიმიური ნივთიერება ასრულებს განსხვავებულ, მაგრამ ურთიერთშემავსებელ ფუნქციებს:
- წყლის ფერის გამაფხვიერებელი აგენტი მიზნად ისახავს ძნელად შეფერილი ორგანული ნაერთების წინააღმდეგ ბრძოლას.
- PAC კოაგულაციას უკეთებს დესტაბილიზებულ დამაბინძურებლებს და წვრილ სუსპენზიურ ნაწილაკებს.
- ტუტე აღადგენს რეაქციის pH-ს შესაბამის დიაპაზონში.
- ანიონური PAM ფიზიკური გამოყოფისთვის დიდ ფლოკებს წარმოქმნის.
ამ თანმიმდევრობის შეცვლამ შეიძლება შეამციროს მკურნალობის ეფექტურობა.
მაგალითად, კოაგულაციამდე PAM-ის დამატებამ შეიძლება გამოიწვიოს პოლიმერის ზედმეტი მოხმარება, რადგან დამაბინძურებლები ჯერ კიდევ საკმარისად არ არის დესტაბილიზებული. pH-ის მხოლოდ დასაწყისში რეგულირება ასევე შეიძლება არაეფექტური იყოს, თუ PAC შემდგომში მას შეამცირებს.
დაკვირვებული მკურნალობის შედეგი
მკურნალობის შემდეგ ვიზუალურმა შედარებამ აჩვენა:
- შესამჩნევი ფერის შემცირება
- ხილული ფლოკების წარმოქმნა
- შეწონილი ნივთიერებების გაუმჯობესებული აგრეგაცია
- თხევად და მყარ ფაზებს შორის უფრო მკაფიო გამიჯვნა
- უკეთესი პირობები დანალექის ან გახსნილი ჰაერის ფლოტაციისთვის
ტესტი აჩვენებს, რომ დეკოლორაციის, კოაგულაციისა და ფლოკულაციის კომბინირებული პროცესი შეიძლება უფრო ეფექტური იყოს, ვიდრე მხოლოდ PAC-ზე დაყრდნობა.
თუმცა, ეს იყო ვიზუალური ქილის ტესტი. არ იყო მოცემული ფერის, COD-ის, ამიაკის აზოტის ან სუსპენზიური მყარი ნივთიერებების საერთო რაოდენობის რიცხვითი შედეგები. ამიტომ, მხოლოდ ამ ექსპერიმენტიდან არ უნდა გაკეთდეს რაიმე პრეტენზია რაოდენობრივი მოცილების პროცენტული მაჩვენებლის ან გამონადენის შესაბამისობის შესახებ.
სად შეიძლება ამ პროცესის გამოყენება
გამონაჟონის მახასიათებლებისა და დამუშავების მიზნებიდან გამომდინარე, ეს ქიმიური პროცესი შეიძლება გამოყენებულ იქნას შემდეგნაირად:
- ბიოლოგიურ დამუშავებამდე წინასწარი დამუშავება
- მემბრანული ფილტრაციის წინ წინასწარი დამუშავება
- გაწმენდის ეტაპი მოწინავე დაჟანგვამდე
- ბიოლოგიური დამუშავების შემდეგ გასაპრიალებელი პროცედურა
- გადაუდებელი მკურნალობა ზემოქმედების ქვეშ მყოფი რყევების დროს
- ნალექის გამოყოფის გაუმჯობესების ეტაპი
ოპტიმალური დამუშავების ადგილი უნდა შეირჩეს სრული პროცესის ნაკადისა და მოსაშორებელი დამაბინძურებლების მიხედვით.
დალექვა თუ DAF?
საბოლოო გამოყოფის მეთოდი დამოკიდებულია ფლოკების ქცევაზე.
თუ ნალექები მკვრივია და სწრაფად ილექება, შესაძლოა შესაფერისი იყოს სალექარი ავზი. თუ ნალექი მიდრეკილია ტივტივისკენ ან შეიცავს გაზის, ნავთობის ან დაბალი სიმკვრივის მყარ ნივთიერებებს, გახსნილი ჰაერის ფლოტაციამ შესაძლოა უკეთესი გამოყოფა უზრუნველყოს.
ამგვარად, ქილის ტესტმა უნდა შეაფასოს არა მხოლოდ ფერის შემცირება, არამედ ისიც, ილექება თუ ტივტივებს თუ არა წარმოქმნილი ნალექი.
მასშტაბირების მნიშვნელოვანი მოსაზრებები
ლაბორატორიული შედეგის ნაგავსაყრელის გამონაჟონის სრულმასშტაბიან გამწმენდ ნაგებობაში გადატანამდე უნდა დადასტურდეს შემდეგი პარამეტრები:
- დღიური ჩამდინარე წყლების მოცულობა
- pH-ისა და ტუტეობის გავლენა
- ფერი და სიმღვრივე
- COD და BOD
- ამიაკის აზოტი
- სულ შეწონილი მყარი ნივთიერებები
- გამტარობა და გახსნილი მარილები
- არსებული ბიოლოგიური ან მემბრანული პროცესი
- ხელმისაწვდომი შერევის აღჭურვილობა
- დალექვა ან DAF ტევადობა
- ნალექის წარმოებისა და გაუწყლოების მოთხოვნები
ქიმიური დოზები უნდა შემოწმდეს გამონაჟონის სხვადასხვა ნიმუშზე, რადგან სეზონურმა ნალექებმა და ნაგავსაყრელის პირობებმა შეიძლება შეცვალოს წყლის ხარისხი.
რასაც ეს პროცესი სრულად არ აშორებს
ქიმიური კოაგულაცია და ფლოკულაცია აუმჯობესებს ფერს, სიმღვრივეს და მყარი და სითხის გამოყოფას, თუმცა არ უნდა იყოს მოსალოდნელი, რომ ისინი ავტომატურად მოაშორებენ ნაგავსაყრელის გამონაჟონში არსებულ ყველა დამაბინძურებელს.
დამატებითი მკურნალობა შეიძლება კვლავ საჭირო გახდეს:
- ამიაკის აზოტი
- გახსნილი მარილები
- ცეცხლგამძლე გახსნილი COD
- მძიმე მეტალები
- სპეციფიკური ტოქსიკური ნაერთები
- საბოლოო განტვირთვის შესაბამისობა
სამიზნე წყლის ხარისხის მიხედვით, შესაძლოა საჭირო გახდეს ბიოლოგიური დამუშავება, ამიაკის მოცილება, მემბრანული ფილტრაცია, გააქტიურებული ნახშირბადი ან მოწინავე დაჟანგვა.
ხშირად დასმული კითხვები
?შეუძლია თუ არა მხოლოდ PAC-ს ნაგავსაყრელის გამონაჟონის დამუშავება?
PAC-ს შეუძლია მოაშოროს სუსპენზიური მყარი ნაწილაკები და ზოგიერთი კოლოიდური დამაბინძურებელი, თუმცა, როდესაც გამონაჟონი შეიცავს გახსნილი ჰუმუსური ნივთიერებების და ცეცხლგამძლე ფერადი ორგანული ნივთიერებების მაღალ დონეს, შესაძლოა ფერის შეზღუდული მოცილება უზრუნველყოს. სპეციალიზებულმა დეკოლორიზატორმა შესაძლოა გააუმჯობესოს შედეგი.
?რატომ ემატება წყლის ფერის გამაფხვიერებელი საშუალება PAC-ის წინ?
დეკოლორატორი თავდაპირველად ახდენს შეღებილი ორგანული ნაერთების დესტაბილიზაციას და შეკავებას. შემდეგ PAC კოაგულაციას უკეთებს ამ დესტაბილიზებულ დამაბინძურებლებს სუსპენზიურ და კოლოიდურ ნაწილაკებთან ერთად.
?რატომ დაარეგულირეს pH-ი PAC-ის დამატების შემდეგ?
PAC-მა შეიძლება შეამციროს ჩამდინარე წყლების pH და მოიხმაროს ტუტეობა. PAC-ის შემდეგ pH-ის რეგულირება უზრუნველყოფს, რომ საბოლოო რეაქციის გარემო შესაფერისი იყოს PAM-ის ფლოკულაციისთვის.
?შეუძლია თუ არა კათიონურ PAM-ს ამ პროცესში ანიონური PAM-ის ჩანაცვლება?
ავტომატურად არა. პოლიმერის შერჩევა დამოკიდებულია დამუშავებული ნაწილაკების მუხტის მახასიათებლებზე, ნალექის ქცევასა და სასურველ გამოყოფის მეთოდზე. ამ ტესტში ფლოკულაციის როლი შეასრულა ანიონურმა PAM-მა, თუმცა ალტერნატიული სახეობები უნდა შევადაროთ ქილის ტესტირების გზით.
?გამოდგება თუ არა 500 ppm დეკოლორიზატორი და 1000 ppm PAC ყველა სახის გამონაჟონისთვის?
არა. ეს იყო ამ კონკრეტული ნიმუშისთვის გამოყენებული დოზები. სხვადასხვა ნაგავსაყრელის გამონაჟონს შეიძლება დასჭირდეს უფრო დაბალი ან მაღალი დოზები ფერის, COD-ის, pH-ის, ტუტეობის და სუსპენზიური მყარი ნივთიერებების მიხედვით.
?ხილული გამჭვირვალობა ნიშნავს თუ არა, რომ წყალი აკმაყოფილებს ჩაშვების სტანდარტებს?
არა. ვიზუალური გაუმჯობესება არ ადასტურებს COD-ის, ამიაკის აზოტის, მძიმე მეტალების ან სხვა მარეგულირებელი ნორმების შესაბამისობას. დამუშავების შემდეგ საჭიროა ლაბორატორიული ანალიზი.
მოითხოვეთ ნაგავსაყრელის გამონაჟონის ქილის ტესტი
„Bluwat Chemicals“-ი სამრეწველო ჩამდინარე წყლების გასასუფთავებლად წყლის ფერის გამაფხვიერებელ აგენტს, PAC-ს და პოლიაკრილამიდს აწვდის.
ნაგავსაყრელის გამონაჟონის დამუშავების პროგრამის შესაფასებლად, გირჩევთ, მოგვაწოდოთ შემდეგი ინფორმაცია:
- გამონაჟონის წყარო
- დღიური ჩამდინარე წყლების მოცულობა
- მიმდინარე მკურნალობის პროცესი
- გავლენის მქონე pH
- ფერი, COD, ამიაკის აზოტი და TSS
- არსებული ქიმიური დოზები
- საჭირო განტვირთვის ან ხელახალი გამოყენების სტანდარტი
- გაუწმენდავი წყლისა და ნალექის ფოტოები ან ვიდეოები
შემდეგ შესაძლებელია წარმომადგენლობითი წყლის ნიმუშის ტესტირება შესაბამისი ქიმიური კომბინაციის, დოზირების დიაპაზონის და მყარი-სითხეული გამოყოფის მეთოდის დასადგენად.
ნაგავსაყრელის გამონაჟონის დამუშავებისა და ქილის ტესტირების ინდივიდუალური პროგრამის განსახილველად დაუკავშირდით Bluwat Chemicals-ს.