Блог системах очистки сточных вод, водоподготовке и применяемых для очистки воды химических реагентах

Для выделения ионов хрома из сточной воды используются различные методы очистки. Но самым распространенным является его удаление путем получения нерастворимого осадка гидрооксида хрома с трехвалентной степенью окисления, получаемый с помощью реакций ионного обмена. Так как чаще всего в сточной воде содержатся ионы хрома с высшей, шестивалентной степенью окисления, то их сначала следует восстановить до трехвалентного хрома.

Хром и его соединения хрома довольно широко используются в разных сферах промышленного производства. В первую очередь это касается металлургической промышленности, где он используется для получения различных сплавов, имеющих высокую температуру плавления, обладающих высокой твердостью и коррозионной стойкостью к воздействию агрессивных сред. Одним из самых распространенных сплавов хрома является нержавеющая сталь.

В качестве примера подобных систем очистки можно указать установки, выпускаемые компанией Nijhuis Water Technology, к которым относятся аквагребни, имеющие ширину прозора решетки от 1 до 15 миллиметров, для отделения грубой фазы загрязнений.

При переработке макулатуры, а так же другого вторичного сырья, после их измельчения полученную массу смешивают с горячей водой. При этом из полученной массы удалятся посторонние включения, а так же типографскую краску, путем нагревания до 60-70оС и обработки растворяющими ее химическими веществами.

Основные процессы, проходящие при переработке древесины, состоят получении древесной массы, целлюлозы или вторичной волокнистой массы. Технология переработки на древесную массу состоят в обработке на размалывающем жернове дефибрера, специальной установки, которая путем механического измельчения превращает древесину в волокнистую массу, в которой волокна удерживаются с помощью лигнина. Выход древесной массы составляет порядка 90 процентов от веса исходного сырья.

Целлюлозно-бумажное производство является одним из самых крупных производств по объем получаемой продукции. Основным ее продуктом является производство бумаги различного качества и картона, фанеры, древесностружечных плит, альфа-целлюлозы, а так же побочных продуктов, позволяющих максимально использовать объем исходного сырья.

Системы очищения сточной воды целлюлозно-бумажного производства включают в себя установки механической, химической и биологической очистки. Они предназначены для удаления взвешенной, коллоидной и растворенной фазы загрязнений из сточной воды. Выбор методов и их комбинации на каждом этапе определяются исходными свойствами сточной воды, а так же требованиями, предъявляемыми к качеству очищенных стоков. Механические методы очистки используются для удаления грубодисперсных загрязняющих веществ.

Что же касается сточных вод целлюлозно-бумажного производства, то они в первую очередь содержат большие количества взвешенных и растворенных веществ органического и неорганического происхождения. Это связано с тем, что технологические процессы получения целлюлозы основываются на ее переводе в растворенное состояние с путем обработки древесины концентрированными щелочными растворами, которые, само собой частично попадают в производственные стоки.

Образование стоков целлюлозно-бумажного производства ведет свое начало из основных технологических процессов, транспортирования сырья и вспомогательных материалов, промывания оборудования, а так же его водяного охлаждения. В целом, несмотря на общие источники происхождения стоков, в каждом конкретном случае их состав определяется спецификой технологического процесса и прочими производственными факторами, что влияет на состав и объемы образующейся сточной воды.

Центрифугирование является одним из методов по обезвоживанию и сгущению осадка, получаемого на разных стадиях очищения сточной воды. Смысл этого процесса заключается в ускорении разделения твердой и жидкой фазы за счет действия на них центробежных сил.

В производстве шампанского резервуарным способом все стадии обработки виноматериала проходят в нескольких последовательных резервуарах, при этом соблюдаются условия, оптимальные для каждой стадии процесса брожения, в том числе обеспечивающие полное отсутствие кислорода в процессах вторичного брожения.

Далее идет стадия шампанизации вина, которая заключается в связывании углекислого газа, образующегося на стадии вторичного брожения. При растворении диоксида углерода в воде происходит образование угольной и пироугольной кислот, взаимодействующих со спиртами и другими органическими соединениями, входящими в состав вина, с образованием сложных эфироподобных веществ. Фактически, диоксид углерода находится в вине в трех состояниях: газообразном, растворенном в воде и связанном в сложных эфирах.

Следующей после отделения сусла операцией является его осветление, которое проводится путем его отстаивания при охлаждении от десяти до четырнадцати градусов Цельсия и добавлением четырехвалентного оксида серы, с целью торможения реакций окисления и выделения нерастворимого осадка. Для интенсификации этого процесса в сусло добавляется определенное количество сорбента минерального происхождения.

Технология производства игристого вина с особыми свойствами, или шампанского, представляет собой вторичное брожение винного материала, полученного из винограда специально выращенных сортов с соблюдением определенных условий. Первое его появление отмечено в середине семнадцатого века, в провинции Шампань и во Франции шампанским может именоваться только игристое вино, изготовленное в пределах этой местности и из местного сырья, и выдержанное в бутылках по специальной технологии не менее трех лет.

Услуги по проведению экологического аудита, касающиеся получению сведений по образованию производственных стоков, на коммерческой основе оказывает компания Nijhuis Water Technology, предоставляющая услуги специалистов являющихся экспертами в технических и экологических аспектах проведения аудита.

Проектирование современных очистных сооружений основывается в первую очередь на всестороннем исследовании производства и оценке его влияния на окружающую среду.

Каталог химических реагентовФлокулянты, в зависимости от происхождения, делятся на неорганические и органические, как природные, так и синтетические реагенты. К неорганическим флокулянтам относится только кремниевая кислота, чей коллоидный раствор представляет собой анионный полиэлектролит.

Порог концентрации флокулянта, при котором начинается процесс флокуляции намного ниже, чем у коагулирующих реагентов, используемых для сточной воды аналогичного состава. Такая особенность объясняется тем, что начало процесса объединения частиц происходит на гораздо большем расстоянии между ними, чем при коагуляции, так как при адсорбировании полимерных молекул флокулянта происходит преодоление отталкивающих сил, не позволяющим коллоидным частицам соединиться межу собой.

Механизм флокуляции основан на способности некоторых высокомолекулярных соединений в основном органического происхождения, а так же веществ, обладающих поверхностно-активными свойствами, провоцировать создание пространственных агрегатов у гидрофобных коллоидных частиц.

Добавление флокулянтов позволяет получить более плотные и прочные агрегатные образования, в основе которых лежат гидрооксиды алюминия и железа, не разрушающиеся при более интенсивном и длительном перемешивании. Поэтому, для разрушения рыхлых первичных образований и возникновения более плотных структур хлопьевидного осадка, требуется повышенная скорость и длительность перемешивания, чем без использования флоккулирующих реагентов.

Эти столкновения могут быть следствием броуновского движения, действия силы тяжести, или других сил, благодаря которым одни частицы движутся направленным образом по отношению к другим, а также за счет перемешивания воды, за счет возникновения микро- и макропотоков.

Все технологические цепочки физико-химической очистки сточной воды включают приготовление рабочих растворов реагентов, дозирование и смешивание их с обрабатываемыми стоками, хлопьеобразование и их отделение от очищенной воды.

Результатом воздействия коагулянтов и флокулянтов на коллоидную фазу загрязняющих примесей сточной воды является не только снижение их концентрации, но и цветности, уровня загрязнения бактериями, а также улучшение органолептических характеристик воды, то есть устранение ее запаха и привкуса.

В продолжении рассмотрения темы, поднятой в прошлых публикациях, сделаем заключение, если проанализировать механизм действия коагулянтов на основе железа и алюминия, следует отметить сложность и многообразие происходящих процессов.

Кроме всего перечисленного в прошлых публикациях, структуры коагулянтов способны восстанавливаться после их разрушения механическим путем. Такое свойство называется тиксотропной обратимостью. Кроме того, в местах контакта коллоидных частиц сохраняются тонкие прослойки водной среды, которые одновременно со снижением прочности пространственной структуры, придают ей определенную пластичность.

Действие коагулянтов на основе железа и алюминия основано на образовании при гидролизе этих солей малорастворимых гидрооксидов, выпадающих в осадок и положительно заряженных ионов водорода, по три на каждую молекулу гидрооксида, которые и принимают участие в компенсации заряда отрицательно заряженных коллоидных частиц.

Процесс слипания коллоидных частиц, происходящий при снижении или полной ликвидации энергетического барьера, происходящего за счет повышения в растворе концентрации веществ с электролитическими свойствами, носит название коагуляции и является основополагающим в физико-химических методах очистки сточной воды.

Структурно-механическая агрегативная устойчивость имеет место, если поверхность коллоидных частиц покрыта слоем стабилизирующих молекул, отличающихся структурной вязкостью и механической прочностью.

В процессах стабилизации основная роль отводится адсорбции на поверхности фазового раздела. Причина в том, что ионы, атомы и молекулы, существующие на поверхности межфазного разделения, имеют более слабые связи, чем те, что находятся во внутрифазовом пространстве.