Viele Menschen sind sich darüber nicht im Klaren und selbst erfahrene Profis haben oft unklare Vorstellungen. PAC, PAM, PFS, Natriumhypochlorit, Kalkinhibitoren, Entfluorierungsmittel, Kohlenstoffquellen ... die Namen sind schwer zu merken, Funktionen werden verwechselt und Chemikalien werden oft willkürlich dosiert-hinzugefügt, wenn sie nicht sein sollten, oder bei Bedarf weggelassen. Es ist nicht so, dass die Betreiber nicht schlau wären; Es ist einfach so, dass niemand jemals alles klar für sie geklärt hat.
Die Herausforderung bei Wasseraufbereitungschemikalien liegt in ihrer schieren Vielfalt: Es gibt viele Arten, einige dienen mehreren Zwecken und die Namenskonventionen variieren. Wenn mehrere zusammen verwendet werden, besteht das Problem nicht nur darin, sie zu vergessen-sondern darin, sie zu verwechseln. Lassen Sie uns sie heute systematisch aufschlüsseln.
01
Gerinnungsmittel und Flockungsmittel: Das dynamische Duo der physikalisch-chemischen Behandlung
Eine destabilisiert, die anderen Brücken-verwirren sie nicht.
Diese beiden Arten von Chemikalien werden fast immer zusammen verwendet, ihre Funktionen sind jedoch völlig unterschiedlich. Verwirren Sie sie nicht.
Gerinnungsmittel wirken der Destabilisierung entgegen: Sie neutralisieren die Oberflächenladung kolloidaler Partikel im Wasser, wodurch feine Partikel, die sonst in der Schwebe bleiben würden, zu winzigen „Mikroflocken“ verklumpen. Flockungsmittel sorgen für die Brückenbildung: Sie binden diese winzigen Mikroflocken zu großen, schweren Flocken zusammen, die sich absetzen oder effektiv entwässert werden können.
Man neutralisiert die Ladung auf den Partikeloberflächen, sodass diese sich nicht mehr gegenseitig abstoßen. das andere verwendet langkettige Polymere, um die destabilisierten Partikel miteinander zu verbinden. Auch die Reihenfolge der Hinzufügung ist wichtig: Die Destabilisierung muss vor der Überbrückung erfolgen. Das Umkehren der Reihenfolge führt praktisch zu keinem Ergebnis.
02
Auswahl zwischen drei Arten von Gerinnungsmitteln
Wählen Sie PAC für die routinemäßige Entfernung von Trübungen. Wählen Sie Mittel auf Eisenbasis-zur Phosphorentfernung.
Es gibt drei häufig verwendete Gerinnungsmittel.
PAC (Polyaluminiumchlorid): Wirtschaftlich, wirksam bei der Entfernung von Trübungen und anpassbar an einen weiten pH-Bereich. Es eignet sich sowohl für kommunales als auch industrielles Abwasser und ist die erste Wahl für den Routinebetrieb. PFS (Polyferric Sulfate): Bietet eine stärkere Fähigkeit zur Phosphorentfernung als PAC und erzeugt dichte, schnell absetzende Flocken. Es ist die bevorzugte Wahl für Abwässer mit hohem -Phosphorgehalt, beispielsweise aus Schlachthöfen, Papierfabriken und Phosphor-Chemiefabriken. Eisenchlorid: Hochwirksam bei der Koagulation und Phosphorentfernung, aber stark ätzend. Es erfordert Korrosionsschutzmaßnahmen für die Ausrüstung und ist im Allgemeinen nicht die erste Wahl, obwohl es in bestimmten Szenarien eingesetzt wird. Für die routinemäßige Entfernung von Trübungen wählen Sie PAC; Wählen Sie für eine spezielle Phosphorentfernung Gerinnungsmittel auf Eisenbasis-. Diese Faustregel versagt selten. Einige Pflanzen haben Schwierigkeiten, den Phosphorgehalt zu senken, während sie weiterhin PAC verwenden. Der Wechsel zu einem eisenbasierten Produkt führt zu sofortigen Ergebnissen. Es ist nicht so, dass PAC unwirksam wäre; Es ist einfach nicht das richtige Werkzeug für diese spezielle Aufgabe.
03
Das zentrale Flockungsmittel: PAM
Verwenden Sie Anion als Sedimentationshilfe. Verwenden Sie zur Entwässerung kationisch
Das Kernflockungsmittel ist PAM (Polyacrylamid). Es gibt drei Typen, die auf der Ionenladung basieren und jeweils unterschiedliche Anwendungen haben.
Anionisches PAM ist am effektivsten für Abwasser mit einem hohen Anteil an Schlamm und anorganischen Stoffen. -Ideal für Kohlewaschwasser, Keramikabwasser und zur Unterstützung der Sedimentation in primären Absetzbecken. Kationisches PAM trägt eine positive Ladung und ist auf die Schlammentwässerung spezialisiert; Die Zugabe vor einer Filterpresse verbessert die Wasserfreisetzung und senkt möglicherweise den Feuchtigkeitsgehalt des Schlamms von 97 % auf unter 80 %. Nicht-ionisches PAM hat einen engen Anwendungsbereich und wird selten verwendet.
Denken Sie daran: Verwenden Sie anionische Substanzen als Sedimentationshilfe und kationische Substanzen zur Entwässerung. Allerdings gibt es bei PAM eine Falle: Die Wahl des falschen Molekulargewichts oder Ionengrades führt zu völlig unterschiedlichen Ergebnissen. Selbst bei kationischen PAM-Produkten können Unterschiede im Molekulargewicht (z. B. 8 Millionen vs. . 12 Millionen) oder im Ionengrad (z. B. 20 vs. . 40) zu erheblichen Schwankungen im Feuchtigkeitsgehalt des resultierenden Schlammkuchens führen. Unterschiedliche Wasserqualitäten erfordern für die richtige Auswahl Tests im Labormaßstab. Erwarten Sie nicht, dass ein einziger PAM-Typ für jede Situation funktioniert.
Ich habe viele Anlagen gesehen, in denen die PAM-Leistung nach einem Markenwechsel schwankte, nur um dann festzustellen, dass sich der Ionengehalt von der vorherigen Charge unterschied. Wenn Sie also den Lieferanten wechseln, konzentrieren Sie sich nicht nur auf den Preis-Stellen Sie sicher, dass die Parameter Molekulargewicht und Ionengrad Ihren Anforderungen entsprechen.
04
Kohlenstoffquellen: Brennstoff für Denitrifikationssysteme
Vier Arten von Kohlenstoffquellen: Vor- und Nachteile
Wenn bei der Denitrifikation die Kohlenstoffquelle nicht ausreicht, hungern die Bakterien und der Gesamtstickstoffgehalt sinkt nicht. Dies ist ein häufiges Problem. Anlagen mit einem ausreichenden Kohlenstoff-{2}zu-Stickstoff-Verhältnis (C/N) im Zulauf müssen nicht mehr hinzugefügt werden, Industrieabwasseranlagen mit niedrigen C/N-Verhältnissen erfordern jedoch fast immer eine Ergänzung.
Jede der vier Kohlenstoffquellen hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Ich habe zuvor eine vergleichende Rezension geschrieben-„Methanol, Natriumacetat, Glucose oder zusammengesetzte Kohlenstoffquellen: Welche sollten Sie für die Denitrifizierung wählen?“-aber hier ist eine kurze Zusammenfassung. Methanol bietet die höchste Kohlenstoffäquivalenz und die niedrigsten Kosten, aber da es sich um eine gefährliche Chemikalie der Klasse A handelt, erfordern Lagerung und Transport eine Brandschutzgenehmigung-eine Hürde, die sich kleine Betriebe oft nicht leisten können. Natriumacetat zeichnet sich durch hohe Ausnutzungsraten aus und erfordert beim Umschalten keine Eingewöhnungszeit, was es zu einer ausgezeichneten Wahl für die Präzisionssteuerung macht; Allerdings kristallisiert es und verstopft im Winter die Rohre, was bei Pflanzen in nördlichen Regionen zu Kopfschmerzen führt. Glukose ist sicher, wirkt aber nur langsam. Es sollte nicht gewählt werden, wenn die hydraulische Verweilzeit im Tank nicht ausreicht. Zusammengesetzte Kohlenstoffquellen, die aus mehreren Komponenten bestehen, bieten eine hohe Nutzungseffizienz für verschiedene mikrobielle Populationen. Sie eignen sich hervorragend für niedrige{9}Temperaturbedingungen, sind sicher und nicht-kristallisierend und eignen sich für eine stabile Langzeitdosierung.
Berücksichtigen Sie bei der Auswahl einer Kohlenstoffquelle drei Faktoren: Besitz gefährlicher Chemikalien, Schwankungen der Wassertemperatur im Winter und Aufbereitungsvolumen. Wenn es qualifiziert ist, ist Methanol die wirtschaftlichste Wahl; Ohne Einschränkungen reicht Natriumacetat aus, wenn die Wassertemperatur das ganze Jahr über über 15 Grad bleibt. Wenn die Wintertemperaturen jedoch unter 12 Grad fallen, können zusammengesetzte Kohlenstoffquellen, die eine hohe Ausnutzung bei niedrigen Temperaturen bieten und nicht kristallisieren, zu niedrigeren Gesamtkosten führen als Natriumacetat.
In Bezug auf Kohlenstoffquellen gibt es viel zu diskutieren, aber da dieses Thema in früheren Artikeln ausführlich behandelt wurde, werde ich es hier nicht wiederholen.
05
Spezialisten für fortgeschrittene Behandlung
Wird nur für bestimmte Parameter eingesetzt, die Grenzwerte überschreiten
Die ersten beiden Kategorien werden von fast allen Kläranlagen verwendet. Diese Kategorie ist anders:-Sie wird nur zur Behandlung bestimmter Parameter eingesetzt, die die Abflussgrenzwerte überschreiten.
Fluoridentfernungsmittel: Diese werden hauptsächlich für fluoridhaltiges Abwasser aus Branchen wie Photovoltaik, Elektronik, Halbleiter, Bergbau und Metallurgie sowie Phosphorchemikalien verwendet. Die meisten Anlagen, die mit Fluorid beladenes Abwasser behandeln, verwenden einen zweistufigen Entfernungsprozess: Eine erste Fällungsstufe mit Kalziumsalz reduziert den Fluoridgehalt auf 20–30 mg/l, gefolgt von einer Aufbereitungsstufe mit speziellen Fluoridentfernungsmitteln, um den Wert auf unter 2 mg/l zu senken. Die Calciumsalzstufe stellt Herausforderungen hinsichtlich des hohen Schlammvolumens und der schwierigen pH-Kontrolle dar, während es bei der Spezialmittelstufe auf die Auswahl der richtigen Dosierung und die erneute Anpassung des pH-Werts an den geeigneten Bereich ankommt. Wenn die beiden Stufen gut integriert sind, sind die Gesamtkosten niedriger als bei der reinen Calciumsalzmethode und das Schlammvolumen kann um die Hälfte reduziert werden. Ich habe dies in früheren Artikeln ausführlich analysiert, daher belasse ich es vorerst dabei.
Schwermetall-Chelatbildner: Diese zielen auf Schwermetalle wie Quecksilber, Blei, Kupfer, Nickel und Chrom ab, die in Abwässern aus der Galvanisierung, der Leiterplattenherstellung und dem Bergbau vorkommen. Der Mechanismus beinhaltet die Chelatisierung von Gruppen innerhalb des Wirkstoffs, die stabile Niederschläge mit Schwermetallionen bilden und so die Schwermetalle effektiv aus dem Wasser einfangen. Im Vergleich zur herkömmlichen Hydroxid-Fällungsmethode bieten Schwermetall-Chelatbildner mehrere Vorteile: einen breiten effektiven pH-Bereich (sie sind nicht so pH-{2}empfindlich wie Alkali-Fällung), Wirksamkeit gegen komplexierte Schwermetalle (während die Hydroxid-Fällung gegen komplexiertes Kupfer oder Nickel weitgehend unwirksam ist) und die Produktion von stabilem Schlamm in kleineren Mengen, der sich nicht leicht wieder auflöst.
Beachten Sie jedoch, dass diese Mittel kein Allheilmittel sind. Unterschiedliche Schwermetalle erfordern unterschiedliche Arten von Chelatbildnern. Da die Chelatbildungsbedingungen für Kupfer, Nickel und Chrom unterschiedlich sind, sind Tests im Labormaßstab erforderlich, um die Wahl zu überprüfen. Auch die Dosierung muss präzise sein: Eine Unterdosierung führt dazu, dass das Abwasser die Einleitungsgrenzwerte überschreitet, während eine Überdosierung Geld für Chemikalien verschwendet.
Entfärbungsmittel werden häufig beim Textildruck, beim Färben und bei der Abwasserbehandlung bei der Papierherstellung eingesetzt. Es handelt sich typischerweise um quartäre Ammoniumpolymere, die schnell Farbe absetzen. Da dies nicht unser Hauptaugenmerk ist, erwähnen wir es nur kurz.
06
System-Unterstützungschemikalien
Sie behandeln Schadstoffe nicht direkt, sind aber unverzichtbar.
Diese Arten von Chemikalien behandeln Schadstoffe nicht direkt, sind aber für den normalen Betrieb des Systems unerlässlich.
Kalkinhibitoren sind für RO-Membranen und Umlaufwassersysteme unverzichtbar. Calcium- und Magnesiumionen können Ablagerungen bilden, die die Membranporen verstopfen; Kalkinhibitoren verhindern, dass diese Salze kristallisieren und ausfallen. Organophosphonate (wie HEDP und ATMP) wirken gegen Kalziumkarbonatablagerungen, während Polymere (wie PAA) gut gegen Silikat- und Eisenablagerungen wirken. Befolgen Sie bei der Auswahl eines Inhibitors die Empfehlungen des Membranherstellers. Treffen Sie keine willkürlichen Entscheidungen.
Biozide verhindern die Vermehrung von Bakterien und Algen auf Membranoberflächen und in Rohrleitungen. Oxidierende Biozide (z. B. Natriumhypochlorit, Chlordioxid) wirken schnell-und sind kostengünstig, erschöpfen sich jedoch schnell und erfordern eine kontinuierliche Dosierung. Nicht-oxidierende Biozide (z. B. Isothiazolinone, quartäre Ammoniumsalze) bieten eine länger-dauerhafte Wirkung und werden weniger vom pH-Wert beeinflusst. Die praktische Erfahrung legt nahe, zwischen oxidierenden und nicht{10}oxidierenden Typen zu wechseln; Sich nur auf einen Typ zu verlassen, kann zu mikrobieller Resistenz führen, wodurch selbst hohe Dosierungen unwirksam werden.
Mittel zur pH-Wert-Einstellung: Natriumhydroxid ist die sauberste Option zur Erhöhung des pH-Werts, während Kalk billig ist, aber erhebliche Mengen an Schlamm erzeugt; Salz- oder Schwefelsäure werden zur Senkung des pH-Werts verwendet und auch bei der Membranreinigung eingesetzt. Diese können während des gesamten Prozesses verwendet werden, aber vermeiden Sie willkürliche Anpassungen.-Überlegen Sie sich vor der Änderung des pH-Werts genau den Grund, den Zielwert und die Frage, ob die Anpassung Auswirkungen auf nachgelagerte Prozesse hat.
07
Eine Chemikalie, mehrere Verwendungsmöglichkeiten; eine Substanz, mehrere Namen
Eine Änderung des Prozessschrittes bedeutet eine Änderung der Funktion
Der Chemikaliendosierraum beherbergt mehrere „Multitasker“-je nach Prozessschritt erfüllt dieselbe Chemikalie völlig unterschiedliche Funktionen. Dies ist auch der Grund, warum auf-Websites am häufigsten Verwirrung entsteht.
Limette ist ein klassisches Beispiel. Es wird zur pH-Wert-Einstellung, Fluoridentfernung, Wasserenthärtung und als Hilfsmittel bei der chemischen Phosphorentfernung verwendet. Es erscheint sowohl in der physikalisch-chemischen Behandlungsphase als auch in der fortgeschrittenen Behandlungsphase, aber die Dosierungsstufen unterscheiden sich um Größenordnungen, sodass man die Dosierungseinstellungen nicht einfach kopieren und einfügen kann. Eisensulfat ist ähnlich; Während es in erster Linie ein Gerinnungsmittel ist, entfernt es auch Phosphor und Farbstoffe. Unter sauren Bedingungen reduziert es sechswertiges Chrom zu dreiwertigem Chrom-ein entscheidender Schritt bei der Behandlung von mit Chrom-beladenem Galvanisierungsabwasser. Natriumhypochlorit wird nicht nur zur Sterilisation und Desinfektion, sondern auch zur Entfärbung, Zyanidzerstörung (unter alkalischen Bedingungen) und zur Reinigung von Membranen und Rohrleitungen verwendet.
Diskrepanzen in den Namenskonventionen sorgen für noch mehr Verwirrung. Verschiedene Menschen verwenden unterschiedliche Namen für dieselbe Substanz: PAC steht für Polyaluminiumchlorid, obwohl einige es auch als basisches Aluminiumchlorid bezeichnen; flüssiges Alkali, Natronlauge und Natriumhydroxid beziehen sich alle auf dasselbe; Soda ist Natriumcarbonat; PAM steht für Polyacrylamid, das weiter in anionische, kationische und nicht{1}ionische Typen unterteilt wird. „Verbundkohlenstoffquellen“ sind das typischste Beispiel; Verschiedene Anbieter verwenden unterschiedliche Handelsnamen und Formulierungen, sodass der Name allein wenig verrät.
Merken Sie sich deshalb Chemikalien nicht namentlich; Merken Sie sie sich anhand der Funktion, die sie im System ausführen. Wird dieselbe Chemikalie in einem anderen Prozessschritt verwendet, ändern sich die Dosierungs- und Steuerungsparameter vollständig; Umgekehrt müssen zwei Produkte mit demselben Namen nicht unbedingt dieselbe Zusammensetzung haben. Wenn es eine Diskrepanz zwischen Bestellungen und der Realität vor Ort gibt, klären Sie genau, was der Stoff ist und was er bewirken soll, bevor Sie über den Preis sprechen.
08
Zum Abschluss eine Übersichtstabelle
Kurzreferenz für acht Kategorien von Chemikalien
Gerinnungsmittel: Repräsentative Produkte sind PAC, PFS und Eisenchlorid. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, Partikel zu destabilisieren und Flocken zu bilden sowie Trübungen und Phosphor zu entfernen. Zu den typischen Anwendungsszenarien gehören Vorklärbecken und die erweiterte Phosphorentfernung.
Flockungsmittel: Zu den repräsentativen Produkten gehört PAM (anionisch/kationisch). Ihre Hauptfunktion besteht darin, Partikel zu großen Flocken zu verbinden und die Sedimentation und Entwässerung zu unterstützen. Typische Anwendungsszenarien sind Absetzbecken und Filterpressen. Kohlenstoffquellen: Zu den repräsentativen Produkten gehören Methanol, Natriumacetat und zusammengesetzte Kohlenstoffquellen. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Kohlenstoff zu ergänzen, um die Denitrifikation (Stickstoffentfernung) zu fördern, die typischerweise in anoxischen Tanks eingesetzt wird.
Entfluorierungsmittel: Zu den repräsentativen Produkten gehören Calciumsalze und spezielle Entfluorierungsmittel. Ihre Hauptfunktion ist die gründliche Fluoridentfernung in sekundären Behandlungsstufen, die typischerweise für Abwässer aus der Photovoltaik- und Elektronikfertigung eingesetzt werden.
Fällungsmittel für Schwermetalle: Zu den repräsentativen Produkten gehören chelatbildende Fällungsmittel. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Schwermetalle einzufangen und stabile Niederschläge zu bilden, die typischerweise für Abwässer aus der Galvanisierung und der Leiterplattenherstellung verwendet werden.
Antiscalants: Repräsentative Produkte sind HEDP und PAA. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Ablagerungen auf Membranen und in Rohrleitungen zu verhindern, die typischerweise in Umkehrosmosesystemen und Umlaufwassersystemen verwendet werden.
Biozide: Zu den repräsentativen Produkten gehören Natriumhypochlorit und Isothiazolinone. Ihre Hauptfunktion besteht in der Sterilisation und Algenhemmung und wird typischerweise in Membransystemen und Umlaufwassersystemen eingesetzt.
pH-Regler: Repräsentative Produkte sind flüssige Natronlauge (NaOH), Salzsäure und Kalk. Ihre Hauptfunktion besteht darin, den pH-Wert anzupassen und ist in allen Prozessstufen anwendbar.
09
Drei Prinzipien für die chemische Auswahl
Führen Sie zunächst Tests im Labormaßstab durch. · Berechnen Sie die Gesamtkosten. · Berücksichtigen Sie den Prozess
Führen Sie vor der Skalierung zunächst Tests im Labor-maßstab durch. Die Wasserqualität hat erheblichen Einfluss auf die Leistung von Chemikalien. Die PAC-Dosierung könnte beispielsweise zwischen 50 und 300 mg/L liegen. -Wie können Sie das ohne Tests wissen? Hören Sie nicht nur auf die „typische Dosierung“ eines Lieferanten; Ihr „typisches“ ist nicht dasselbe wie ihres.
Zweitens: Berechnen Sie die Gesamtkosten, nicht nur die Stückpreise. Teure Chemikalien erfordern möglicherweise niedrigere Dosierungen und bieten eine stabile Leistung, was möglicherweise zu geringeren Kosten pro Tonne behandeltem Wasser führt. Umgekehrt erfordern billige Chemikalien möglicherweise hohe Dosierungen oder liefern schlechte Ergebnisse-, was zu Nacharbeit und höheren Gesamtkosten führt.
Drittens stellen Sie sicher, dass die Chemikalien zum Prozess passen. Die Flotation mit gelöster Luft (DAF) erfordert leichte Flocken, während die Sedimentation schwere Flocken erfordert, was bedeutet, dass die Auswahl von PAC und PAM völlig unterschiedlich ist. Biochemische Systeme reagieren empfindlich auf chemische Toxizität; Geben Sie niemals starke Oxidationsmittel in biochemische Tanks. Konsultieren Sie bei Membransystemen die Kompatibilitätsliste des Herstellers, wenn Sie Antikalkmittel und Biozide auswählen. Die Verwendung inkompatibler Chemikalien kann die Membranen zerstören.
Diese drei Prinzipien klingen einfach, doch weniger als die Hälfte aller Betriebe befolgt sie tatsächlich. {0}Die meisten denken erst daran, Tests durchzuführen, wenn ein Problem auftritt, und stellen oft zu spät fest, dass sie die ganze Zeit über die falschen Chemikalien verwendet haben. Drei Grundsätze für die Auswahl von Chemikalien
Führen Sie kleine Tests-durch, bevor Sie die Dosierung erhöhen (PAC-Dosierungen können zwischen 50 und 300 mg/L liegen; ohne Tests wissen Sie nicht, welche Menge die richtige ist). Berechnen Sie die Gesamtkosten und nicht die Stückpreise (teure Chemikalien erfordern möglicherweise niedrigere Dosierungen und bieten eine stabile Leistung, was zu niedrigeren Kosten pro Tonne behandeltem Wasser führt). Stellen Sie sicher, dass die Chemikalien zum Prozess passen (die Flotation mit gelöster Luft erfordert leichte Flocken, die Sedimentation erfordert starke Flocken und bei Membransystemen müssen die Kompatibilitätslisten überprüft werden).
Letzte Gedanken
Chemikalien mögen komplex erscheinen, aber sie werden klar, wenn man sie nach Funktion kategorisiert: Die physikalisch-chemische Stufe beruht auf Koagulation und Flockung; die biochemische Stufe ist auf Kohlenstoffquellen angewiesen; die fortgeschrittene Behandlungsstufe basiert auf Spezialchemikalien; und diese werden durch Kalkinhibitoren, Biozide und pH-Regler ergänzt. Die eigentliche Herausforderung besteht nicht darin, sich Namen zu merken, sondern genau zu bestimmen, welche Chemikalie zu Ihrer spezifischen Wasserqualität und Prozessqualität passt. -Die Leistung derselben Art von Chemikalie verschiedener Hersteller kann drastisch variieren. Machen Sie also keine Abstriche: Führen Sie kleine-Tests durch, berechnen Sie die Gesamtkosten und bewerten Sie die Prozesskompatibilität. Wenn Sie diese drei Schritte sorgfältig befolgen, können Sie sich später viel Nacharbeit ersparen.
