קרישת מים מתייחסת לשיטות הפיזיקליות והכימיות הראשוניות לטיהורם. המהות של התהליך טמונה בהגדלה ומשקעים של זיהומים מכניים או חומרים מתחלבים. טכנולוגיה זו משמשת במפעלי שפכים וטיהור מים מודרניים.
יסודות פיזיים
קרישת מים, או במילים אחרות בירורם, הוא תהליך שבו חלקיקים קטנים בתרחיף משולבים לקונגלומרטים גדולים יותר. ביצוע הליך זה מאפשר לך להסיר זיהומים מפוזרים דק מהנוזל במהלך המשך שקיעתו, סינון או הצפתו.
כדי שהחלקיקים "יצמדו", יש צורך להתגבר על כוחות הדחייה ההדדיים ביניהם, המבטיחים את יציבות התמיסה הקולואידית. לרוב, לזיהומים יש מטען שלילי חלש. לכן, כדי לטהר מים על ידי קרישה, מכניסים חומרים בעלי מטענים מנוגדים. כתוצאה מכך, חלקיקי מתלים נעשים ניטרליים מבחינה חשמלית, מאבדים את כוחות הדחייה ההדדיים ומתחילים להיצמד זה לזה, ואז נושרים החוצה.במשקע.
חומרים בשימוש
2 סוגים של ריאגנטים כימיים משמשים כחומרי קרישה: אנאורגניים ואורגניים. מבין קבוצת החומרים הראשונה, הנפוצים ביותר הם מלחים של אלומיניום, ברזל ותערובות שלהם; מלחי טיטניום, מגנזיום ואבץ. הקבוצה השנייה כוללת פוליאלקטרוליטים (מלמין-פורמלדהיד, אפיכלורוהידר-דימתילאמין, פולי-כלורודיאלדימתיל-אמוניום).
בתנאים תעשייתיים, מי שפכים קרושים לרוב עם מלחי אלומיניום וברזל:
- אלומיניום כלוריד AlCl3∙6H2O;
- ברזל כלוריד FeCl3∙6H2O;
- Al sulfate 2O;
- ברזל סולפט FeSO4 7H2O;
- sodium aluminate NaAl(OH)4 ואחרים.
חומרי קרישה יוצרים פתיתים בעלי שטח פנים ספציפי גדול, מה שמבטיח את יכולת הספיגה הטובה שלהם. הבחירה בסוג החומר האופטימלי ומינון שלו נעשית בתנאי מעבדה, תוך התחשבות בתכונות הנוזל של אובייקט הטיפול. לצורך בירור מים טבעיים, ריכוז חומרי הקרישה הוא בדרך כלל בטווח של 25-80 מ ג/ליטר.
כמעט כל הריאגנטים הללו שייכים לדרגת הסיכונים השלישית או הרביעית. לכן, האזורים שבהם הם משמשים חייבים להיות בחדרים מבודדים או בבניינים מנותקים.
Destination
תהליך הקרישה משמש הן במערכות לטיפול במים והן לניקוי תעשייתי ושפכים ביתיים. טכנולוגיה זו עוזרת להפחית את כמות הזיהומים המזיקים:
- ברזל ומנגן - עד 80%;
- חומרי שטח סינתטיים - ב-30-100%;
- עופרת, כרום - ב-30%;
- מוצרי נפט – ב-10-90%;
- נחושת וניקל - ב-50%;
- זיהום אורגני - ב-50-65%;
- חומרים רדיואקטיביים - ב-70-90% (פרט ליוד, בריום וסטרונציום שקשה להסרה; ניתן להפחית את ריכוזם רק בשליש);
- חומרי הדברה - ב-10-90%.
טיהור מים באמצעות קרישה ואחריו שיקוע מאפשר להפחית את תכולת החיידקים והנגיפים בו ב-1-2 סדרי גודל, ואת ריכוז המיקרואורגניזמים הפשוטים ביותר - ב-2-3 סדרי גודל. הטכנולוגיה יעילה נגד הפתוגנים הבאים:
- Coxsackievirus;
- enteroviruses;
- נגיף הפטיטיס A;
- E. coli והבקטריופאג'ים שלו;
- ציסטות גיארדיה.
גורמי מפתח
המהירות והיעילות של קרישת המים תלויות במספר תנאים:
- דרגת עדינות וריכוז זיהומים. עכירות מוגברת דורשת מינונים גבוהים יותר של חומר קרישה.
- חומציות של הסביבה. טיהור של נוזלים רוויים בחומצות הומיות וחומצות פולוויות מתרחש טוב יותר בערכי pH נמוכים יותר. עם בירור מים רגיל, התהליך פעיל יותר ב-pH גבוה יותר. כדי להגביר את הבסיסיות הוסף ליים, סודה, סודה קאוסטית.
- הרכב יוני. בריכוז נמוךתערובת של אלקטרוליטים, יעילות קרישת המים מופחתת.
- נוכחות של תרכובות אורגניות.
- טמפרטורה. עם הירידה שלו, קצב התגובות הכימיות יורד. המצב האופטימלי הוא חימום עד 30-40 מעלות צלזיוס.
תהליך טכנולוגי
ישנן 2 שיטות קרישה עיקריות בשימוש במפעלי טיהור שפכים:
- בנפח חופשי. לשם כך, משתמשים במיקסרים ובתאי צפצופים.
- הבהרת קשר. תחילה מוסיפים למים חומר קרישה, ולאחר מכן מעבירים אותו דרך שכבה של חומרים גרגירים.
השיטה האחרונה של קרישת מים היא הנפוצה ביותר בשל היתרונות הבאים:
- מהירות ניקוי גבוהה.
- מינונים קטנים יותר של חומרי קרישה.
- אין השפעה חזקה של גורם הטמפרטורה.
- אין צורך לבצע אלקליזציה של נוזל.
התהליך הטכנולוגי של טיפול בשפכים באמצעות קרישה כולל 3 שלבים עיקריים:
- מינון ריאגנט וערבוב עם מים. חומרי קרישה מוכנסים לנוזל בצורה של פתרונות או תרחיפים של 10-17%. הערבוב במיכלים מתבצע באופן מכני או על ידי אוורור עם אוויר דחוס.
- יצירת פלוק בחדרים מיוחדים (מגע, שכבה דקה, פליטה או מחזור).
- התיישבות במיכלי שיקוע.
שיקוע שפכים יעיל יותר בשיטה דו-שלבית, כאשר היא מתבצעת תחילה ללא חומרי קרישה, ולאחר מכן לאחר טיפול בכימיקליםריאגנטים.
עיצובים מסורתיים של ברזים
החדרת תמיסת הקרישה למים המטופלים מתבצעת באמצעות סוגים שונים של מערבלים:
- צינורית. אלמנטים סטטיים בצורה של קונוסים, דיאפרגמות, ברגים מותקנים בתוך צינור הלחץ. ריאגנט מסופק דרך ונטורי.
- הידראולית: קלואסון, מחורר, מערבולת, מכונת כביסה. ערבוב מתרחש עקב יצירת זרימה סוערת של מים העוברת לאורך המחיצות, דרך חורים, שכבת משקעי קרישה תלויים או תוספת בצורת מכונת כביסה (דיאפרגמה) עם חור.
- מכני (להב ומדחף).
שילוב עם הנפקה
טיפול בשפכים באמצעות קרישה קשה לשלוט בתהליך עקב השינוי המתמיד באיכות הנוזל. כדי לייצב תופעה זו, נעשה שימוש בציפה - הפרדה של חלקיקים מרחפים בצורת קצף. יחד עם חומרי קרישה מכניסים למים המטוהרים חומרי פקקים. הם מפחיתים את יכולת ההרטבה של מתלים ומשפרים את הידבקותם של האחרונים עם בועות אוויר. רוויה בגז מתבצעת במפעלי ציפה.
טכניקה זו נמצאת בשימוש נרחב לקרישת מים המזוהמים במוצרים של התעשיות הבאות:
- תעשיית הזיקוק;
- ייצור סיבים מלאכותיים;
- תעשיות עיסת ונייר, עור וכימיקלים;
- הנדסת מכונות;
- הפקהאוכל.
3 סוגים של זרמים משמשים:
- ממקור טבעי (עמילן, שמרי מספוא שעברו הידרוליזה, בגאס);
- סינטטי (פוליאקרילאמיד, VA-2, VA-3);
- אינאורגני (סיליקט נתרן, דו תחמוצת הסיליקון).
חומרים אלו מאפשרים להפחית את המינון הנדרש של חומרי הקרישה, לקצר את משך הניקוי ולהגביר את קצב שקיעת הפתיתים. תוספת של פוליאקרילאמיד אפילו בכמויות קטנות מאוד (0.5-2.0 מ"ג/ק"ג) מכבידה משמעותית על פתיתי השקיעה, מה שמגביר את קצב עליית המים במבהירים מסוג אנכי.
שיטות להעצמת תהליכים
שיפור תהליך קרישת המים מתבצע במספר כיוונים:
- שנה את מצב העיבוד (שברית, נפרדת, קרישה לסירוגין).
- וויסות חומציות המים.
- שימוש בחומרי אטימות מינרלים, שחלקיקיהם ממלאים תפקיד של מרכזים נוספים להיווצרות קונגלומרטים, חומרי ספיגה (חימר, קלינופטילוליט, ספוניט).
- עיבוד משולב. שילוב של קרישה עם מגנטיזציה של מים, הפעלת שדה חשמלי, חשיפה לאולטרסאונד.
- באמצעות תערובת של כלוריד ברזל ואלומיניום גופרתי.
- שימוש בערבול מכני, המפחית את מינון חומרי הקרישה ב-30-50% ומשפר את איכות הניקוי.
- הכנסת חומרים מחמצנים (כלור ואוזון).
