Tööstuslikud veetöötlusprotsessid ja keemilised rakendused
Taust
Industrialiseerimise kiire arenguga muutub veetöötluse tähtsus mitmesuguses tööstuslikus tootmises üha ilmsemaks. Tööstuslik veetöötlus pole mitte ainult oluline lüli protsessi sujuva kulgemise tagamiseks, vaid ka peamine meede keskkonnaalaste eeskirjade ja säästva arengu nõuete täitmiseks.
Veetöötluse tüüp
| Veetöötluse tüüp | Peamine eesmärk | Peamised raviobjektid | Peamised protsessid. |
| Toorvee eeltöötlus | Vastab kodumajapidamise või tööstusliku vee nõuetele | Loodusliku vee allikavesi | Filtreerimine, settimine, koagulatsioon. |
| Töötleva vee töötlemine | Vastama konkreetsetele protsessinõuetele | Tööstuslik protsessivesi | Pehmendamine, magestamine, hapniku eemaldamine. |
| Tsirkuleeriva jahutusvee töötlemine | Tagage seadmete normaalne töö | Ringlev jahutusvesi | Annustamisravi. |
| Reovee puhastamine | Kaitske keskkonda | Tööstuslik reovesi | Füüsikaline, keemiline, bioloogiline töötlemine. |
| Taaskasutatud vee töötlemine | Vähendage värske vee tarbimist | Kasutatud vesi | Sarnaselt reovee puhastamisega. |
Tavaliselt kasutatavad veepuhastuskemikaalid
| Kategooria | Tavaliselt kasutatavad kemikaalid | Funktsioon |
| Flokuleeriv aine | PAC, PAM, PDADMAC, polüamiinid, alumiiniumsulfaat jne. | Eemaldage hõljuvad tahked ained ja orgaaniline aine |
| Desinfitseerimisvahendid | näiteks TCCA, SDIC, osoon, kloordioksiid, kaltsiumhüpoklorit jne | Hävitab vees elavaid mikroorganisme (näiteks baktereid, viiruseid, seeni ja algloomi) |
| pH regulaator | Aminosulfoonhape, NaOH, lubi, väävelhape jne. | Reguleerige vee pH-d |
| Metalliioonide eemaldajad | EDTA, ioonvahetusvaik | Eemaldab veest raskmetallide ioonid (nt raud, vask, plii, kaadmium, elavhõbe, nikkel jne) ja muud kahjulikud metalliioonid |
| Katlakivi inhibiitor | Organofosfaadid, organofosforkarboksüülhapped | Väldib kaltsiumi- ja magneesiumioonide katlakivi teket. Samuti eemaldab see teatud määral metalliioone. |
| Deoksüdeerija | Naatriumsulfit, hüdrasiin jne. | Hapniku korrosiooni vältimiseks eemaldage lahustunud hapnik |
| Puhastusvahend | Sidrunhape, väävelhape, aminosulfoonhape | Eemalda katlakivi ja lisandid |
| Oksüdeerijad | osoon, persulfaat, vesinikkloriid, vesinikperoksiid jne. | Desinfitseerimine, saasteainete eemaldamine ja vee kvaliteedi parandamine jne. |
| Pehmendajad | näiteks lubi ja naatriumkarbonaat. | Eemaldab kõvadust põhjustavad ioonid (kaltsiumi- ja magneesiumioonid) ja vähendab katlakivi tekkimise ohtu. |
| Vahutamisvastased ained/Vahutamisvastane | Vahu summutamine või eemaldamine | |
| Eemaldamine | Kaltsiumhüpoklorit | Eemaldage reoveest NH₃-N, et see vastaks heitvee standarditele |
Veepuhastuskemikaalid, mida saame tarnida:
Tööstuslik veepuhastus viitab tööstusliku vee ja selle väljalaskevee töötlemise protsessile füüsikaliste, keemiliste, bioloogiliste ja muude meetodite abil. Tööstuslik veepuhastus on tööstusliku tootmise lahutamatu osa ning selle olulisus kajastub järgmistes aspektides:
1.1 Tagage toote kvaliteet
Eemaldage vees olevad lisandid, näiteks metalliioonid, hõljuvad tahked ained jne, et rahuldada tootmisvajadusi ja tagada toote kvaliteet.
Korrosiooni pärssimine: Vees lahustunud hapnik, süsinikdioksiid jne võivad põhjustada metallseadmete korrosiooni ja lühendada seadmete eluiga.
Mikroorganismide tõrje: bakterid, vetikad ja muud vees leiduvad mikroorganismid võivad põhjustada toodete saastumist, mõjutades toote kvaliteeti ja terviseohutust.
1.2 Tootmise efektiivsuse parandamine
Seisakuaja vähendamine: Regulaarne veetöötlus aitab tõhusalt vältida seadmete katlakivi ja korrosiooni teket, vähendada seadmete hoolduse ja asendamise sagedust ning seega parandada tootmise efektiivsust.
Protsessitingimuste optimeerimine: Vee töötlemise abil on võimalik saavutada protsessi nõuetele vastav veekvaliteet, et tagada tootmisprotsessi stabiilsus.
1.3 Vähendage tootmiskulusid
Energia säästmine: Vee töötlemise abil saab vähendada seadmete energiatarbimist ja säästa tootmiskulusid.
Katlakivi tekkimise vältimine: Kõvaduse ioonid, näiteks vees olevad kaltsiumi- ja magneesiumioonid, moodustavad katlakivi, kleepuvad seadme pinnale ja vähendavad soojusjuhtivuse efektiivsust.
Pikendage seadmete eluiga: vähendage seadmete korrosiooni ja katlakivi teket, pikendage seadmete kasutusiga ja vähendage seadmete amortisatsioonikulusid.
Materjali tarbimise vähendamine: Vee töötlemise abil saab vähendada biotsiidide jäätmeid ja tootmiskulusid.
Tooraine tarbimise vähendamine: Vee töötlemise abil saab jäätmevedelikus olevad ülejäänud toorained taaskasutada ja tootmisse tagasi panna, vähendades seeläbi tooraine raiskamist ja tootmiskulusid.
1.4 Keskkonnakaitse
Saasteainete heitkoguste vähendamine: Pärast tööstusliku reovee puhastamist saab vähendada saasteainete heitkoguste kontsentratsiooni ja kaitsta veekeskkonda.
Veevarude ringlussevõtu realiseerimine: Vee töötlemise abil saab tööstusvett ringlusse võtta ja vähendada sõltuvust mageveevarudest.
1.5 Järgige keskkonnaeeskirju
Heitkoguste standarditele vastamine: Tööstuslik reovesi peab vastama riiklikele ja kohalikele heitkoguste standarditele ning vee puhastamine on selle eesmärgi saavutamiseks oluline vahend.
Kokkuvõttes ei ole tööstuslik veetöötlus seotud mitte ainult toote kvaliteedi ja tootmise efektiivsusega, vaid ka ettevõtete majandusliku kasu ja keskkonnakaitsega. Teadusliku ja mõistliku veetöötluse abil on võimalik saavutada veevarude optimaalne kasutamine ja edendada tööstuse säästvat arengut.
Tööstuslik veetöötlus hõlmab laia valikut valdkondi, sealhulgas energeetika-, keemia-, farmaatsia-, metallurgia-, toidu- ja joogitööstust jne. Selle puhastusprotsess kohandatakse tavaliselt vastavalt vee kvaliteedinõuetele ja heitvee standarditele.
2.1 Sissevoolu töötlemise kemikaalid ja põhimõtted (toorvee eeltöötlus)
Tööstusliku vee töötlemisel hõlmab toorvee eeltöötlus peamiselt esmast filtreerimist, koagulatsiooni, flokulatsiooni, settimist, flotatsiooni, desinfitseerimist, pH reguleerimist, metalliioonide eemaldamist ja lõplikku filtreerimist. Tavaliselt kasutatavate kemikaalide hulka kuuluvad:
Koagulandid ja flokulandid: näiteks PAC, PAM, PDADMAC, polüamiinid, alumiiniumsulfaat jne.
Pehmendajad: näiteks lubi ja naatriumkarbonaat.
Desinfitseerimisvahendid: näiteks trikloroisotsüanaat, diklorodimetüüljononaat (TCCA), diklorodimetüüljononaat (SDIC), kaltsiumhüpoklorit, osoon, kloordioksiid jne.
pH regulaatorid: näiteks aminosulfoonhape, naatriumhüdroksiid, lubi, väävelhape jne.
Metalliioonide eemaldajadEDTA, ioonvahetusvaik jne.
katlakivi inhibiitor: organofosfaadid, organofosforkarboksüülhapped jne.
Adsorbendid: näiteks aktiivsüsi, aktiveeritud alumiiniumoksiid jne.
Nende kemikaalide kombineerimine ja kasutamine aitab tööstuslikul veepuhastusel tõhusalt eemaldada veest hõljuvaid aineid, orgaanilisi saasteaineid, metalliioone ja mikroorganisme, tagada vee kvaliteedi vastavus tootmisvajadustele ning vähendada järgneva töötlemise koormust.
2.2 Tööstusvee töötlemise kemikaalid ja põhimõtted
Tööstusliku vee töötlemise protsessivee töötlemine hõlmab peamiselt eeltöötlust, pehmendamist, deoksüdeerimist, raua ja mangaani eemaldamist, magestamist, steriliseerimist ja desinfitseerimist. Iga etapp nõuab erinevaid kemikaale vee kvaliteedi optimeerimiseks ja erinevate tööstusseadmete normaalse töö tagamiseks. Levinud kemikaalide hulka kuuluvad:
| Koagulandid ja flokulandid: | näiteks PAC, PAM, PDADMAC, polüamiinid, alumiiniumsulfaat jne. |
| Pehmendajad: | näiteks lubi ja naatriumkarbonaat. |
| Desinfektsioonivahendid: | näiteks trikloroisotsüanaati, diklorodioksiidi, kaltsiumhüpokloriti, osooni, kloordioksiidi jne. |
| pH regulaatorid: | näiteks aminosulfoonhape, naatriumhüdroksiid, lubi, väävelhape jne. |
| Metalliioonide eemaldajad: | EDTA, ioonvahetusvaik |
| Katlakivi inhibiitor: | organofosfaadid, organofosforkarboksüülhapped jne. |
| Adsorbendid: | näiteks aktiivsüsi, aktiveeritud alumiiniumoksiid jne. |
Need kemikaalid suudavad erinevate veetöötlusprotsesside kombinatsioonide abil rahuldada protsessivee erinevaid vajadusi, tagada vee kvaliteedi vastavus tootmisstandarditele, vähendada seadmete kahjustamise ohtu ja parandada tootmise efektiivsust.
2.3 Tsirkuleeriva jahutusvee töötlemise kemikaalid ja põhimõtted
Tsirkuleeriva jahutusvee töötlemine on tööstusliku vee töötlemise väga oluline osa, eriti enamikus tööstusrajatistes (näiteks keemiatehastes, elektrijaamades, terasetehastel jne), kus jahutusveesüsteeme kasutatakse laialdaselt seadmete ja protsesside jahutamiseks. Tsirkuleeriva jahutusvee süsteemid on oma suure veemahu ja sagedase ringluse tõttu vastuvõtlikud katlakivi tekkele, korrosioonile, mikroobide kasvule ja muudele probleemidele. Seetõttu tuleb nende probleemide kontrollimiseks ja süsteemi stabiilse töö tagamiseks kasutada tõhusaid veetöötlusmeetodeid.
Tsirkuleeriva jahutusvee töötlemise eesmärk on vältida katlakivi, korrosiooni ja bioloogilise saastumise teket süsteemis ning tagada jahutuse efektiivsus. Jälgida jahutusvee peamisi parameetreid (nt pH, karedus, hägusus, lahustunud hapnik, mikroorganismid jne) ja analüüsida vee kvaliteediprobleeme sihipäraseks töötlemiseks.
| Koagulandid ja flokulandid: | näiteks PAC, PAM, PDADMAC, polüamiinid, alumiiniumsulfaat jne. |
| Pehmendajad: | näiteks lubi ja naatriumkarbonaat. |
| Desinfektsioonivahendid: | näiteks trikloroisotsüanaati, diklorodioksiidi, kaltsiumhüpokloriti, osooni, kloordioksiidi jne. |
| pH regulaatorid: | näiteks aminosulfoonhape, naatriumhüdroksiid, lubi, väävelhape jne. |
| Metalliioonide eemaldajad: | EDTA, ioonvahetusvaik |
| Katlakivi inhibiitor: | organofosfaadid, organofosforkarboksüülhapped jne. |
| Adsorbendid: | näiteks aktiivsüsi, aktiveeritud alumiiniumoksiid jne. |
Need kemikaalid ja töötlusmeetodid aitavad vältida katlakivi teket, korrosiooni ja mikroobset saastumist, tagavad jahutusveesüsteemi pikaajalise stabiilse töö, vähendavad seadmete kahjustusi ja energiatarbimist ning parandavad süsteemi tõhusust.
2.4 Reovee puhastamise kemikaalid ja põhimõtted
Tööstusliku reovee puhastamise protsessi saab jagada mitmeks etapiks vastavalt reovee omadustele ja puhastamise eesmärkidele, mis hõlmavad peamiselt eelpuhastust, happe-aluse neutraliseerimist, orgaanilise aine ja hõljuvainete eemaldamist, vahepealset ja edasijõudnud puhastamist, desinfitseerimist ja steriliseerimist, sette puhastamist ja ringlussevõetud vee puhastamist. Iga lüli nõuab erinevate kemikaalide koostööd, et tagada reovee puhastamise protsessi tõhusus ja põhjalikkus.
Tööstusliku reovee puhastamine jaguneb kolmeks peamiseks meetodiks: füüsikaliseks, keemiliseks ja bioloogiliseks, et täita heitkoguste standardeid ja vähendada keskkonnareostust.
Füüsiline meetod:settimine, filtreerimine, flotatsioon jne.
Keemiline meetod:neutraliseerimine, redoks, keemiline sadestamine.
Bioloogiline meetod:aktiivmudameetod, membraanbioreaktor (MBR) jne.
Levinud kemikaalide hulka kuuluvad:
| Koagulandid ja flokulandid: | näiteks PAC, PAM, PDADMAC, polüamiinid, alumiiniumsulfaat jne. |
| Pehmendajad: | näiteks lubi ja naatriumkarbonaat. |
| Desinfektsioonivahendid: | näiteks trikloroisotsüanaati, diklorodioksiidi, kaltsiumhüpokloriti, osooni, kloordioksiidi jne. |
| pH regulaatorid: | näiteks aminosulfoonhape, naatriumhüdroksiid, lubi, väävelhape jne. |
| Metalliioonide eemaldajad: | EDTA, ioonvahetusvaik |
| Katlakivi inhibiitor: | organofosfaadid, organofosforkarboksüülhapped jne. |
| Adsorbendid: | näiteks aktiivsüsi, aktiveeritud alumiiniumoksiid jne. |
Nende kemikaalide tõhusa kasutamise abil saab tööstuslikku reovett puhastada ja ära juhtida vastavalt standarditele ning isegi taaskasutada, mis aitab vähendada keskkonnareostust ja veevarude tarbimist.
2.5 Kemikaalid ja ringlussevõetud vee töötlemise põhimõtted
Ringlussevõetud vee puhastamine viitab veevarude majandamise meetodile, mis taaskasutab tööstuslikku reovett pärast töötlemist. Veevarude üha suureneva nappuse tõttu on paljud tööstusvaldkonnad võtnud kasutusele ringlussevõetud vee puhastamise meetmed, mis mitte ainult ei säästa veevarusid, vaid vähendab ka puhastamise ja äravoolu kulusid. Ringlussevõetud vee puhastamise võti on reoveest saasteainete eemaldamine, et vee kvaliteet vastaks taaskasutamise nõuetele, mis nõuab suurt töötlemise täpsust ja tehnoloogiat.
Ringlussevõetud vee töötlemise protsess hõlmab peamiselt järgmisi põhietappe:
Eeltöötlus:Eemaldage suured lisandite ja rasva osakesed, kasutades PAC-i, PAM-i jne.
pH reguleerimine:pH reguleerimiseks kasutatakse tavaliselt kemikaale, näiteks naatriumhüdroksiidi, väävelhapet, kaltsiumhüdroksiidi jne.
Bioloogiline töötlemine:Eemalda orgaaniline aine, toeta mikroobset lagunemist, kasuta ammooniumkloriidi, naatriumdivesinikfosfaati jne.
Keemiline töötlemine:Orgaanilise aine ja raskmetallide oksüdatiivne eemaldamine, tavaliselt kasutatakse osooni, persulfaati, naatriumsulfiidi jne.
Membraanide eraldamine:Lahustunud ainete eemaldamiseks ja vee kvaliteedi tagamiseks kasutage pöördosmoosi, nanofiltratsiooni ja ultrafiltratsiooni tehnoloogiat.
Desinfitseerimine:mikroorganismide eemaldamiseks kasutage kloori, osooni, kaltsiumhüpokloriti jne.
Jälgimine ja kohandamine:Veenduge, et taaskasutatud vesi vastab standarditele, ning kasutage reguleerimiseks regulaatoreid ja jälgimisseadmeid.
Vahutamisvastased ained:Need pärsivad või kõrvaldavad vahu tekkimise, vähendades vedeliku pindpinevust ja hävitades vahu stabiilsuse. (Vahutamisvastaste ainete rakendusalad: bioloogilised puhastussüsteemid, keemiline reoveepuhastus, farmaatsiatoodete reoveepuhastus, toiduainete reoveepuhastus, paberitootmise reoveepuhastus jne.)
Kaltsiumhüpoklorit:Nad eemaldavad saasteaineid, näiteks ammooniumlämmastikku
Nende protsesside ja kemikaalide rakendamine tagab, et töödeldud reovee kvaliteet vastab taaskasutusstandarditele, võimaldades seda tõhusalt tööstuslikus tootmises kasutada.
Tööstuslik veetöötlus on tänapäevase tööstusliku tootmise oluline osa. Selle protsessi ja kemikaalide valikut tuleb optimeerida vastavalt konkreetsetele protsessinõuetele. Kemikaalide ratsionaalne kasutamine mitte ainult ei paranda töötlusefekti, vaid vähendab ka kulusid ja keskkonnamõju. Tulevikus areneb tööstuslik veetöötlus tehnoloogia arengu ja keskkonnakaitsenõuete paranemisega intelligentsemas ja rohelisemas suunas.