İleri Atıksu Arıtma Yöntemleri
İleri Atık Su Arıtma Yöntemleri!
Tipik bir ikincil arıtma tesisinden çıkan atık, hala bazı akışlarda sakıncalı olabilecek 20-40 mg / L BOİ içermektedir. Askıda katı maddeler, BOİ'ye katkıda bulunmaya ek olarak, akarsu yatağına yerleşebilir ve belirli su yaşam biçimlerini engelleyebilir.
BOİ düşük debili bir akıma boşalırsa, çözünmüş oksijen içeriğini azaltarak sucul yaşam için hasara neden olabilir. Ek olarak, ikincil atık su önemli miktarlarda bitki besinleri ve çözünmüş katılar içerir. Atık sular endüstriyel kaynaklı ise, organik kimyasallar, ağır metaller ve diğer kirleticilerin izlerini de içerebilir.
Gelişmiş atık arıtma işleminde, atıkların uzaklaştırılmasını da içeren çeşitli özel hedeflerin herhangi birinin karşılanması için farklı yöntemler kullanılmaktadır.
1. Askıda Katılar
2. BOD
3. Bitki besinleri
4. Çözünmüş katılar
5. Zehirli maddeler
Bu yöntemler, endüstriyel su yollarında olduğu gibi, toplam arıtma işleminin herhangi bir aşamasında uygulanabilir veya ikincil işlemden sonra kirleticilerin tamamen giderilmesi için kullanılabilir.
1. Askıdaki katıların giderilmesi:
Bu muamele, ikincil muamele uygulayıcıdan taşınan malzemelerin kaldırılması anlamına gelir. İki yöntemin yaygın olarak kullanıldığı birçok yöntem önerilmiştir.
İki yöntem mikro lekeleme ve kimyasal pıhtılaşma olup, ardından çökeltme ve karışık ortam filtrasyonudur:
Mikro boyama:
60-70 mikron büyüklüğünde çok ince gözenekli paslanmaz çelik tellerden filtre fırını kullanan özel bir filtreleme işlemidir. Bu filtre çok ince parçacıkların giderilmesine yardımcı olur. Yüksek akış hızları ve düşük sırt basınçları elde edilir
Pıhtılaşma ve topaklanma:
Pıhtılaşmanın amacı, bu parçacıkları birbirlerine yapışmalarına izin verecek şekilde değiştirmektir. Su arıtımında ilgilenilen çoğu kolloid, çözeltide asılı kalır, çünkü taneciklerin birbirlerini itmelerini sağlayan net bir negatif yüzey yüküne sahiptirler. Pıhtılaştırıcının amaçlanan etkisi, bu yükü etkisiz hale getirerek, parçacıkların bir araya gelmesini, ham sudan daha kolay çıkarılabilecek daha büyük parçacıklar oluşturmasını sağlar.
Normal pıhtılaştırıcı alumdur [AI 2 (S0 4 ) 2 '18H 2 0], ancak FeCI3, FeS04 ve polielektrolitler gibi diğer pıhtılaştırıcılar kullanılabilir. Suya eklendiğinde, bu tuzdaki alüminyum, sudaki alkalinite tüketen reaksiyonlarla hidrolize olur:
Al (HO) 6 ] + 3 3HC0 3 - AI (OH) 3 (s) + 3Co2 + 6H2 o …………………… .. (1)
Böylece oluşan jelatinimsi hidroksit, kuruduğu gibi onunla birlikte askıya alınmış malzeme taşır. Pıhtılaştırıcılardaki metal iyonları ayrıca virüs proteinleriyle reaksiyona girer ve sudaki virüsün% 99'una kadar yok eder. Susuz iyon (III) sülfat ayrıca alüminyum sülfata benzer etkili pıhtılaştırıcı olarak da işlev görebilir. Demir (III) 'ün avantajı sülfatla geniş bir pH aralığında çalıştığını gösterir.
Filtrasyon:
Düzgün bir şekilde oluşturulmuşsa, pıhtılaşmayı ve topaklanmayı teşvik etmek için kimyasalların eklenmesi hem askıda kalan hem de koloidal katı maddeleri çıkarabilir. Yüzler oluştuktan sonra, çözelti yüzelerin yerleşmesine izin verilen bir çökeltme tankına yönlendirilir.
Topaklanmış malzemenin çoğu çökeltme tankında uzaklaştırılırken, bazı kütleler çökelmez. Bu yüzdeler, genellikle kum veya kömür gibi gözenekli ortam yatakları kullanılarak gerçekleştirilen süzme işlemi ile uzaklaştırılır. Mevcut eğilim, alt tabakadaki ince granül, orta tabakadaki silika kumu ve üst tabakadaki kaba kömürden oluşan ve tıkanmayı azaltan karışık kömür içeren bir filtre kullanmaktır.
Ultra Filtrasyon:
a. Seçmeli olarak yalnızca belirtilen boyut ve ağırlıktaki molekülleri filtreler.
b. Örneğin çeşitli virüsleri temizler.
c. Sterilizasyon, arıtma, atık su arıtma için kullanılır.
d. Membran büyüklüğü 1 _ - 0.01 um. kullanıldı
Bu, kimyasal olayların da dahil olduğu fiziksel (mekanik) olayların baskın olduğu dinamik bir filtreleme işlemidir. Kullanılan membranlar, polimerik veya mineral, çözünmüş tuzların selektif olarak yüksek moleküler ağırlıkları reddederken geçmesine izin verir.
Seçicilik, zar yapısına bağlıdır ve zarın% 90 verimle ayırabileceği moleküler ağırlığın kesilmesi olarak tanımlanır (bu tanım, moleküler şekline bağlı olarak titiz olmamasına rağmen)
Ultra filtrelemede uygulanan ticari membranlar, moleküler ağırlığı 1.000 ila 10.000 arasında olan maddeleri ayırabilir. Ultra filtreleme sistemleri genellikle 1, 5 ile 7 bar arasındaki bir basınç aralığında çalışırlar. Endüstriyel deşarj sularında, nüfuzun akışkanları, ayrılacak maddelerin konsantrasyonuna bağlı olarak genellikle 0, 5 - 1 - 5 m3 / sa / m2 yüzeyinde dalgalanır, enerji tüketimi ile, m3 permeat başına 2 ila 20 KWh arasında değişmektedir. Tek geçişli ultra filtreleme işlemi, su arıtımı için en basit ve en yaygın kullanılan işlemdir, çünkü yüksek oranda permeasyonun geri kazanılmasını sağlar (yaklaşık% 90-95).
Metal bitirme sektöründe yağ alma banyolarının geri kazanılması için bu tekniğin nispeten yeni bir uygulaması olmuştur (yağlama maddeleriyle hala kirli olan parçalar için metal bitirme işlemlerinde ilk temizleme banyosu).
Muamele edilecek çözelti, membrandan belirli bir hızda ve hidrostatik basınç altında geçirilir, bertaraf için yağların ve gresin konsantre bir fraksiyonu elde edilirken, filtrat geri kazanılır ve yeni banyolar hazırlamak için tekrar kullanılır.
Nano Filtreleme:
Nano filtrasyon tekniği esas olarak iki değerli iyonun ve ağır metaller gibi daha büyük mono değerli iyonların uzaklaştırılması için kullanılır. Bu teknik, kaba RO (ters osmoz) zarı olarak görülebilir. Nano filtrasyon daha az ince membran kullandığından, NF sisteminin besleme basıncı genellikle RO sistemlerine kıyasla daha düşüktür. Ayrıca kirlenme hızı Ro sistemlerine göre daha düşüktür.
2. Çözünmüş Katıların Giderilmesi:
Çözünmüş katılar hem organik hem de inorganik tiptedir. İnorganik bileşenlerin atık sudan uzaklaştırılması için çeşitli yöntemler araştırılmıştır.
Gelişmiş atık arıtımında geniş uygulama alanı bulmuş üç yöntem, iyon değişimi, elektro diyaliz ve ters ozmozdur. Çözünür organiklerin atık sudan uzaklaştırılması için en yaygın kullanılan yöntem aktif karbon üzerinde adsorpsiyondur. Solvent ekstraksiyonu, fenol ve aminler gibi bazı organik kimyasalların endüstriyel atık sulardan geri kazanılması için de kullanılır.
İyon değişimi:
Bu teknik, içme suyunda sertliği ve demir ve manganez tuzlarını gidermek için yaygın olarak kullanılmıştır. Spesifik safsızlıkları gidermek ve endüstriyel atık deşarjlarından krom, nikel, bakır, kurşun ve kadmiyum gibi değerli eser metalleri geri kazanmak için seçici olarak kullanılmıştır. İşlem, bazı doğal ve sentetik malzemelerin iyonlarından birini değiştirme kabiliyetinden faydalanır.
Doğal olarak oluşan bazı mineraller iyon değişim özelliklerine sahiptir. Bunlar arasında dikkat çekenler, zeolitler adı verilen alüminyum silikat mineralleridir. Sentetik zeolitler, sodyum silikat ve sodyum alüminat çözeltileri kullanılarak hazırlanmıştır.
Alternatif olarak (kuvvetli asidik katyon değişim reçineleri) veya -COO - 3-SH + + H + (zayıf asidik katyon değişim reçineleri veya -N + (CH3) 3 gibi ekli fonksiyonel gruplara sahip organik polimerden oluşan sentetik iyon değişim reçineleri OH ~ (kuvvetli bazik anyon değişim reçineleri) kullanılabilir.
Su yumuşatma işleminde, kalsiyum ve magnezyum gibi sertlik üreten elemanlar sodyum iyonlarıyla değiştirilir. Normal olarak sodyum formundaki bir katyon değişim reçinesi kullanılır. Katyon değişiminin su yumuşatma kabiliyeti reçinedeki sodyum iyonu çözelti içindeki kalsiyum iyonu ile değiştirildiği zaman görülebilmektedir.
Ters osmoz:
Ters ozmoz işleminde, suyun yarı geçirgen membranlardan yüksek basınçta geçirilmesi suretiyle de-mineralizasyon suyu üretilir. Sıradan ozmozda, eğer bir kap yarı geçirgen bir zarla (su geçirgen olan, ancak erimiş materyali değil) bölünürse ve bir bölme suyla ve diğer konsantre tuz çözeltisi ile doldurulur, membrandan bölmeye doğru yayılan su Membranın iki tarafındaki su seviyelerindeki farklılığa kadar tuz çözeltisi içerenler, orijinal su akışını önlemek için yeterli bir basınç oluşturur. Seviyelerdeki fark, çözeltinin ozmotik basıncını temsil eder.
Ters ozmoz kullanan endüstriyel atık su arıtımı, aşağıdaki ana sektörlerde uygulanabilir:
a. Renklendiriciler içeren çıkışların olası iyileşmeleri ile arıtılması.
b. Yağlı emülsiyonlar, lateks ve elektroforetik boyalar içeren çıkışların tedavisi.
c. Konsantre metal tuz çözeltilerinin geri kazanılması ve suyun temizlikte tekrar kullanılması ile metal işleme endüstrisinden çıkan çıkışların arıtılması
d. Organik kimyasallardan, organik kimya ve farmasötik endüstrilerinden atık suların arıtılması
Atıksu arıtımı için ters ozmoz uygulaması, genel işlem suyu arıtmasından önemli ölçüde farklıdır. Bunun başlıca nedeni, atık suyun genellikle daha yüksek seviyeler ve daha çeşitli kirletici maddeler içermesidir. Ek olarak, endüstriyel atıksular yüksek derecede değişkenliğe sahiptir. Atık sular sanayiden sanayiye değişiklik gösterir ve herhangi bir tesiste saatten saate kadar değişebilir.
Endüstriyel atık suların RO ile arıtılmasında en önemli faktör organik kirlenmelere, mineral ölçeklendirmelerine ve kimyasal bozulmaya karşıdır. RO'nun düşünülmesinden önce, tam bir katyon / anyon dengesi gereklidir ve olası topaklaştırıcılar tanımlanmalıdır.
RO membranlarının potansiyel inorganik faul karıncaları ve sızdırmazlık maddeleri kalsiyum, demir, alüminyum ve diğer çözünmeyen ağır metalleri içerir. Olası organik kirleticiler, yüzey aktif cisimlerini, renk gövdelerini, topaklaştırıcıları ve bakterileri içerir. Yüksek BOİ ve KOİ seviyeleri de membran tıkanmasına katkıda bulunabilir.
Çok çeşitli ön işleme teknolojileri mevcuttur. Özellikle metal terbiye, baskılı devre kartı ve mikroelektronik endüstrilerinde, imalat işlemlerinden gelen durulama suları normal olarak ağır metalleri çıkarmak için arıtılır ve daha sonra lağımlara boşaltılır.
Kanalizasyona boşaltılan atık su, tipik olarak milyonda 200 ila 10.000 parça (ppm) toplam çözünmüş katı madde (TDS) içerir. RO tarafından takip edilen uygun ön arıtma teknolojisi ile bu atık su arıtılabilir ve geri dönüştürülebilir. RO ürün suyunun iyon değiştirme işlemi, suyu daha da parlatabilir ve tüm durulamalar için uygun hale getirebilir.
Başarılı ve uygun maliyetli bir sistem tasarlamak için her bir uygulamanın değerlendirilmesi gereklidir, çünkü atık su atıklarının pH'ı, oksitleyici potansiyeli ve çözülebilir tuzlarının konsantrasyonu çoğu zaman RO sistemlerinin çalışma sınırlarını aşmaktadır. Atık suların ayrıntılı bir şekilde değerlendirilmesi tamamlandıktan sonra, optimum ön koşullandırma kimyasının belirlenmesi ve uygulama için en iyi ön arıtma teknolojisinin seçilmesi gerekir.
Ters Osmoz işlemi yüksek TDS atık akışı reddetme oluşturur. Yüksek TDS konsantrasyonlu reddedilen atıkların yaklaşık% 25-40'ı besleme suyundan üretilecektir. Bu atığın, içindeki organik yabancı maddeleri konsantre etmek ve uzaklaştırmak için zorlu buharlaşma sistemlerinde buharlaştırılması gerekir.
3. Termal Buharlaşma :
Buharlaşma, vakumlu damıtma, atmosferik buharlaşma ve termal buharlaşma şeklinde olabilir. Vakum damıtma, bir odaya bir vakum çekilerek ve suyun, tipik olarak 90-150 derece Fahrenheit aralığında, düşük sıcaklıklarda buharlaştırılmasıyla gerçekleştirilir. Bu teknoloji düşük enerji maliyeti, orta ila yüksek iş gücü gereksinimi ve çok yüksek sermaye maliyeti ile karakterize edilir.
Atmosferik buharlaşma, atık suların yüksek yüzey alanlı bir ortama püskürtülmesini ve ortama büyük miktarda hava üflenmesini içerir. Bu buharlaşma türü, orta derecede enerji maliyeti, orta sermaye maliyeti, atmosfer koşullarındaki değişikliklerin neden olduğu kirlenme eğilimi ve düşük verim nedeniyle yüksek iş gücü gereksinimi ile karakterize edilir.
Termal buharlaşma / damıtma, atık suyun kaynama sıcaklığına ısıtılması ve atık akışının sisteme girilen enerji miktarına (BTU'lar) bağlı olarak çeşitli oranlarda buharlaştırılmasıyla gerçekleştirilir. Bu buharlaşma türü orta ila yüksek enerji maliyeti, düşük iş gücü gereksinimi, orta sermaye maliyeti, yüksek esneklik ve yüksek güvenilirlik ile karakterizedir. Bu sistem, suyu temiz su buharı olarak tüketme veya damıtılmış su olarak suyu geri kazanma yeteneğine sahiptir.
Termal Buharlaşmanın Kimyasal Arıtıma Göre Avantajları:
Sıfır deşarj:
Buharlaşma deşarj atık suyunuzu tamamen ortadan kaldırır. Bu, kirlilik kontrol Kurulunuzun yanı sıra olası deşarj ihlalleriyle ilgili sıkıntı ve giderlerin sorumluluğunu da ortadan kaldırır.
Toplam çözüm:
Kimyasal arıtma, emülsifiye edilmiş yağlar, Kimyasal Oksijen İhtiyacı (COD), Biyolojik Oksijen İhtiyacı (BOİ) veya deşarj atık suyunda çözünmüş katı maddeler gibi parametreleri tam olarak ele almaz. Kirlilik kontrolü tahliye sınırları giderek daha katı hale geldiğinden, bu her yıl daha önemli hale geliyor
Düşük Atma Maliyeti:
Kimyanın eklenmesinden dolayı, üretilen çamur hacmi, tipik olarak kimyanın eklenmesini gerektirmeyen buharlaşma ile karşılaştırıldığında kimyasal işlem için daha büyük olacaktır. Bu düşük elden çıkarma yükümlülüğü ve buharlaşma maliyeti anlamına gelir.
4. Çözünmüş Organik Bileşiklerin Giderilmesi:
Organik maddeleri uzaklaştırmak için en yaygın kullanılan tekniklerden biri, kimyasalların katı yüzeyine fiziksel yapışması olan adsorpsiyon işlemini içerir. Adsorbanın etkinliği, doğrudan kirletici parçacıklarını çekmek için mevcut yüzey alanı miktarı ile ilgilidir.
En yaygın kullanılan adsorban, muazzam bir yüzey alanına (~ 1000 m2 / g) sahip çok gözenekli bir granüler aktif karbon matrisidir. Aktif karbon üzerindeki adsorpsiyon, fenoller, klorlu hidrokarbonlar, yüzey aktif cisimleri ve renk ve koku üreten maddelerin atık sudan uzaklaştırılması için mevcut olan en ekonomik ve teknik olarak çekici yöntemdir.
Granül aktif karbon arıtma sistemleri, kısmen adsorban ile doldurulmuş bir dizi büyük kaptan oluşur. Kirlenmiş su, her bir kabın tepesine girer, granüle edilmiş aktif karbondan aşağıya doğru akar ve alttan serbest bırakılır.
Bir süre sonra, karbon filtre adsorbe edilmiş kirleticilerle tıkanır ve ya değiştirilmeli ya da yenilenmelidir. Karbonun rejenerasyonu buharlı bir atmosferde 950 ° C'ye ısıtılarak gerçekleştirilir. Bu işlem, yaklaşık% 10 oranında karbon kaybıyla yüzeyi okside eder (Tablo 9.3).
Amberlite XAD-4 gibi sentetik organik polimerler hidrofobik yüzeylere sahiptir ve klorlu pestisitler gibi nispeten çözünmeyen organik bileşiklerin uzaklaştırılmasında oldukça faydalıdır. Bu emiciler izopropanol ve aseton gibi çözücüler tarafından kolayca rejenere edilir.
