Majoritatea apelor uzate industriale pot fi aduse în conformitate stabilă prin împerecherea polimerului coagulant potrivit cu un control strict al pH-ului, apoi verificând dozele cu teste în borcane și monitorizare online. În practică, problemele de performanță provin de obicei din chimie nepotrivită (coagulant/polimer greșit), controlul slab al pH-ului/alcalinității sau supradozajul care creează floc și volum mare de nămol.
Ce includ de obicei „substanțe chimice de tratare a apelor uzate industriale”.
Produsele chimice de tratare a apelor uzate industriale se împart în câteva grupuri funcționale. Selectarea dintre aceste grupuri pe baza poluantului principal (TSS, ulei, metale, COD/BOD, culoare, nutrienți) este mai rapidă și mai fiabilă decât încercarea și eroarea.
- Controlul pH-ului/alcalinității: caustic (NaOH), var (Ca(OH)₂), sodă carbonică (Na₂CO₃), acizi (HCl, H₂SO₄), amplificatori de alcalinitate (bicarbonat)
- Coagulante: alaun, clorură/sulfat feric, clorură de polialuminiu (PACl), săruri poliferice
- Floculanti (polimeri): poliacrilamide anionice/cationice/nonionice; emulsie sau pulberi uscate
- Precipitarea metalelor: sulfuri (NaHS), precipitarea hidroxidului prin pH, precipitarea carbonatului, spargetori de chelanți speciali
- Oxidare/reducere: peroxid de hidrogen, hipoclorit de sodiu, permanganat; bisulfit pentru declorinare
- Ajutoare de ulei și grăsimi: demulgatori, argilă organică, adjuvanți de tensioactiv DAF (dependenți de caz), antispumanți (silicon/non-silicon)
- Suport biologic: nutrienți (N/P), micronutrienți, tampon pH, antispumante; biocide selective pentru fluxurile secundare nebiologice
- Controlul scalei/coroziunii: fosfonați, polimeri, inhibitori (mai frecvente în trenurile de reutilizare și ZLD)
Hartă de selecție chimică în funcție de tipul de problemă
Utilizați aceasta ca o comandă rapidă practică. Nu va înlocui testarea, dar restrânge drastic substanțele chimice „corecte” de tratare a apelor uzate industriale la un set ușor de gestionat.
| Simptomul/ținta apei uzate | Pârghie chimică primară | Fereastra de doză tipică (punctul de pornire) | Atenție la cheie |
|---|---|---|---|
| TSS/turbiditate mare | Sare metalică coagulant polimer anionic | 20–200 mg/L coagulant; 0,2–3 mg/L polimer | Supradozajul polimerului provoacă un transfer „stringy” și o clarificare slabă |
| Ulei și grăsime / emulsii | Polimer cationic coagulant demulgator (adesea DAF) | 10–300 mg/L demulgator; polimer 0,5–5 mg/L | Surfactanții pot inversa răspunsul polimerului; testați la pH 5-9 |
| Metale dizolvate (Ni, Zn, Cu) | Ajutor pentru creșterea pH-ului (hidroxid) sau precipitarea sulfurilor | pH-ul de obicei 9–11 pentru hidroxizi; sulfură 1–3× stoichiometrice | Chelanții (EDTA, amoniac) pot bloca precipitarea; poate avea nevoie de oxidare sau de rupere de specialitate |
| Culoare / refractar COD | Oxidare avansată feric/PACl (H₂O₂/permanganat) | Coagulant 50–400 mg/L ; oxidant specific de caz | Oxidanții pot dăuna biologiei din aval; stingeți după cum este necesar |
| Spumă/report | Controlul cauzei principale antispumant (doza minimizata). | 1–50 mg/L intermitent | Utilizarea excesivă poate murdări membranele și reduce transferul de oxigen |
Sfat: tratați ferestrele de doză ca „intervale de screening” inițiale, nu puncte de referință finale. Cererea reală poate varia de 5-10 ori cu modificările de producție, încărcarea de surfactant, temperatură și calitatea egalizării.
Un flux de lucru practic de testare a borcanelor care se traduce prin dozare la scară completă
Testarea borcanelor este cea mai utilă atunci când imită energia de amestecare a plantei tale, timpul de contact și separarea solidelor. Scopul nu este „cel mai frumos floc”, ci cea mai mică turbiditate/COD a efluentului la cea mai mică doză chimică stabilă și volum acceptabil de nămol.
Secvență de pași (funcționează pentru clarificatoare și DAF)
- Măsurați pH-ul brut, alcalinitatea, conductibilitatea, turbiditatea/TSS și (dacă este relevant) uleiul, grăsimea și metalele.
- Ajustați mai întâi pH-ul (acid/caustic/var). Țineți 1-3 minute de amestec rapid pentru a se stabiliza.
- Adăugați coagulant sub amestec rapid (30-60 de secunde). Ecran cel putin 5 doze într-un interval de 5-10×.
- Adăugați polimer sub amestec lent. Ecran 0,2–5 mg/L în funcţie de solide şi rezistenţa emulsiei.
- Settle (simulare clarificator) sau plutire (simulare DAF, dacă aveți flotație pe banc). Înregistrați claritatea la momente fixe (de exemplu, 5, 10, 20 de minute).
- Selectați cea mai mică doză care atinge ținta efluentului cu floc robust (nu se forfecă instantaneu).
Date de înregistrat (deci rezultatul poate fi susținut)
- Turbiditatea efluentului (NTU) și/sau TSS (mg/L) față de doză
- Indicatorul indicelui volumului nămolului (mL decantat la 1 L după 10-20 de minute)
- Note de filtrare (cum se deshidratează nămolul de pe presa/curea dvs.)
- Deviația pH-ului după adăugarea de coagulant (indică consumul de alcalinitate)
Regula generală: dacă adăugarea mai multor polimer înrăutățește efluentul (strălucire neclară, uleioasă, „microfloc”), probabil că depășiți optimul de neutralizare a sarcinii - reduceți polimerul și verificați din nou coagulant și pH.
Controlul dozării chimice: ceea ce menține performanța stabilă de zi cu zi
Odată ce chimia este aleasă, stabilitatea vine din controlul variabilității. Majoritatea instalațiilor îmbunătățesc rezultatele combinând controlul feed-forward (dozare pe bază de flux/proxy) cu reglaje de feedback (turbiditate/pH/ORP online).
Puncte de control cu impact ridicat
- Calitatea egalizării: EQ-ul mai bun poate reduce în mod dramatic cererea de vârf de substanțe chimice prin netezirea încărcăturilor slug.
- pH și alcalinitate: coagulanții consumă alcalinitate; alcalinitatea insuficientă provoacă scăderea pH-ului și floc slab.
- Energie de amestec rapid: subamestecarea deșeurilor chimice; supra-amestecarea poate forfeca flocul înainte de a se forma punțile polimerice.
- Compoziție polimerică: concentrarea greșită sau îmbătrânirea slabă pot reduce activitatea și crește consumul.
- Schimbări de temperatură: apa mai rece încetinește cinetica și modifică vâscozitatea; doza de polimer poate necesita reglaj sezonier.
Logica practică de dozare „de pornire”.
O abordare comună și eficientă este: doza de coagulant proporțională cu turbiditatea influentului (sau proxy UV254/COD), doza de polimer proporțională cu turbiditatea efluentului clarificat/DAF. Puneți balustrade, astfel încât buclele de control să nu urmărească zgomotul.
- Coagulant în avans: debit × turbiditate (sau UV254) cu limite min/max
- Reducerea feedback-ului polimerului: creșteți doza numai dacă turbiditatea efluentului rămâne peste țintă pentru o întârziere definită (de exemplu, 5-10 minute)
- Decuplarea buclei de pH: stabilizați pH-ul înainte de a schimba coagulant în mod agresiv
Depanare după simptom: diagnosticare rapidă pentru defecțiuni comune
Când substanțele chimice de tratare a apelor uzate industriale „încetează să funcționeze”, calea cea mai rapidă este simptom → cauza probabilă → test țintit. Evitați modificările simultane ale pH-ului, coagulantului și polimerului; vei pierde semnalul.
Efluent neclar / pin floc
- Cauză probabilă: subdoză de coagulant sau pH în afara ferestrei efective a coagulantului
- Verificați: efectuați un test rapid pe scară de coagulare la pH-ul curent și la pH ±1
- Acțiune: corectați mai întâi pH-ul/alcalinitatea; apoi optimizați coagulant înainte de a ajusta polimerul
Se formează apoi flocurile
- Cauză probabilă: forfecare excesivă (amestec/supape/pompe) sau supradozare de polimeri care creează floc fragil
- Verificați: comparați stabilitatea flocului la două intensități de amestecare; reduce polimerul prin 25–50% ca diagnostic
- Acțiune: puncte de forfecare inferioare; luați în considerare schimbarea densității de sarcină a polimerului sau a greutății moleculare
Plutitorul DAF este umed, greu sau se transportă dedesubt
- Cauza probabilă: emulsia nu este spartă (necesită demulgator/schimbarea pH-ului) sau nepotrivire polimer/coagulant
- Verificare: test pe banc cu coagulant demulgator la doua valori pH; evaluează timpul „divizat” și claritatea
- Acțiune: acordați mai întâi demulgatorul; apoi strângeți coagulant/polimer; verificați separat saturația reciclării și calitatea bulelor
Exemplu practic: dacă o schimbare de linie introduce noi agenți tensioactivi, „cel mai bun” polimer poate trece de la anionic la cationic (sau invers). O reecrare de 30 de minute poate preveni zile de urmărire a punctelor de referință.
Realitatea costurilor și a nămolului: cum să evitați să plătiți de două ori
Costul chimiei este doar jumătate din poveste. Supradozajul coagulantului sau utilizarea sării metalice greșite poate crește masa nămolului, taxele de transport și consumul de polimer de deshidratare. Cel mai mic produs $/galon este rareori cel mai mic cost total.
O listă simplă de verificare a costurilor totale
- $/m³ tratat la doza care îndeplinește limitele în mod fiabil (nu doza pentru „cea mai bună zi”)
- Volumul nămolului și deshidratarea (% solide de turtă presată, utilizarea polimerului la deshidratare)
- Impacturi de coroziune/manipulare (clorura ferică și acizii puternici pot crește costurile materialelor de construcție)
- Efecte în aval (oxidanții sau clorurile mari pot stresa biologia și reutiliza membranele)
Benchmark util: la optimizarea coagulării/floculării, a 10–30% reducerea dozei chimice este obișnuită dacă pH-ul/alcalinitatea și amestecul sunt corectate mai întâi - adesea cu o îmbunătățire simultană a manipulării nămolului.
Noțiuni de bază privind siguranța și conformitatea pentru programele chimice
Produsele chimice de tratare a apelor uzate industriale sunt eficiente din punct de vedere operațional, dar pot crea pericole (corozivitate, reactivitate, gaz toxic). Un program sigur reduce incidentele și, de asemenea, previne tulburările de proces care provoacă excursii de permis.
Combinații cu risc ridicat de controlat
- Hipoclorit acid: potențial eliberare de clor gazos
- Sulfuri la pH scăzut: eliberare potențială de hidrogen sulfurat
- Peroxid de metale/organice: descompunere rapidă și căldură; controlează punctele de dozare și diluția
Controale operaționale care contează
- Reținere secundară dimensionată pentru volumul rezervorului în cel mai rău caz
- Interblocări de alimentare cu substanțe chimice legate de debit și pH (evitați „deadheading” a substanțelor chimice în liniile goale)
- Etichetare clară și depozitare separată pentru oxidanți, acizi, substanțe caustice și sulfuri
Accentul de conformitate: păstrați un jurnal de modificări (chimic, interval de doză, modificări ale punctului de referință, rezultatele testului borcanului). Face excursiile diagnosticabile și demonstrează controlul în timpul auditurilor.
Concluzie: cea mai scurtă cale către un program chimic de încredere
Pentru a alege substanțele chimice de tratare a apelor uzate industriale care funcționează în mod constant, începeți cu controlul pH-ului/alcalinității, selectați un coagulant potrivit cu profilul dvs. de solide/emulsie/metal, apoi blocați un polimer folosind teste de borcan care imită procesul dumneavoastră. În cele din urmă, stabilizați-vă cu controale simple de dozare și confirmați performanța utilizând turbiditate/TSS (și metale/COD acolo unde este cazul) în timp ce urmăriți volumul și deshidratarea nămolului.
