Eglurhad Manwl o'r Broses Dyodiad Cemegol: Egwyddorion Ffosfforws, Metel Trwm, A Chaledwch Dileu Ion

Gall triniaeth fiolegol gonfensiynol ddiraddio'r rhan fwyaf o COD mewn dŵr yn effeithlon, a thrwy ychwanegu prosesau dadnitreiddio anocsig, gellir tynnu cyfanswm nitrogen yn effeithiol hefyd. Fodd bynnag, ar gyfer ffosfforws, ïonau metel trwm, ac ïonau caledwch, mae effaith tynnu prosesau biolegol syml yn gyfyngedig: dim ond ychydig bach o ffosfforws y gall micro-organebau ei gymathu trwy eu twf a'u metaboledd eu hunain, na all gyrraedd y safonau'n sefydlog; tra na ellir bioddiraddio metelau trwm ac ïonau caledwch, ac ni all systemau biolegol sicrhau gwared effeithiol. Mae ïonau metel trwm yn wenwynig i ficro-organebau, a gall crynodiadau ychydig yn uwch atal adweithiau biolegol; mae ïonau caledwch yn cael eu diddymu'n llwyr mewn dŵr, ac ni all systemau biolegol eu tynnu.

Er mwyn delio â'r sylweddau hyn, mae angen dyodiad cemegol-ychwanegu cyfryngau cemegol i achosi'r ïonau targed i newid o gyflwr toddedig i gyflwr anhydawdd a gwaddod, sydd wedyn yn cael ei dynnu trwy wahaniad hylif solet.

Rhesymeg sylfaenol dyddodiad cemegol yw'r rheol cynnyrch hydoddedd: mae ychwanegu cyfryngau gwaddodi at ddŵr gwastraff yn achosi i'r ïonau llygrydd toddedig yn y dŵr gyfuno â'r asiantau, gan ffurfio sylweddau solet sy'n anodd eu hydoddi mewn dŵr. Pan fydd crynodiad sylweddau o'r fath yn fwy na therfyn gallu cario (cynnyrch hydoddedd Ksp) y corff dŵr, byddant yn gwaddodi'n awtomatig o'r dŵr, gan ffurfio gwaddod i'w wahanu.

Yr hyn sy'n allweddol yw bod yn rhaid i swm y gwaddod a ychwanegir fod yn ddigon i leihau crynodiad yr ïonau targed i'r lefel ofynnol, ond nid yn ormodol-gall gwaddodydd gormodol achosi llygredd eilaidd (fel ïonau metel gweddilliol a halwynau) a chynyddu cynhyrchiant llaid.

Ffosfforws yw prif droseddwr ewtroffeiddio mewn cyrff dŵr, ac mae safonau gollwng ar gyfer cyfanswm ffosfforws yn dod yn fwyfwy llym. Mae tynnu ffosfforws biolegol yn dibynnu ar bolyffosffad-yn cronni bacteria i ryddhau ffosfforws yn anaerobig ac yna cael gwared ar ormodedd o ffosfforws gyda gweddill y llaid yn ystod prosesau aerobig. Fodd bynnag, mae'r gyfradd symud yn gyfyngedig. Pan fo cyfanswm y ffosfforws yn y mewnlifiad yn rhy uchel, nid yw tynnu ffosfforws biolegol yn ddigon i fodloni safonau'n ddibynadwy, a rhaid defnyddio tynnu ffosfforws cemegol fel wrth gefn.

Egwyddor: Mae ychwanegu halwynau alwminiwm (PAC) neu halwynau haearn (polyferric sylffad) yn achosi ïonau metel i adweithio ag ïonau ffosffad i ffurfio gwaddod ffosffad alwminiwm neu haearn ffosffad; Gellir ychwanegu calch (Ca(OH) ₂) hefyd, gan ffurfio gwaddod calsiwm hydroxyffosffad o dan amodau alcalïaidd.

Adwaith halen alwminiwm: Al³⁺ + PO₄³⁻ → AlPO₄↓;

Adwaith halen haearn: Fe³⁺ + PO₄³⁻ → FePO₄↓;

Adwaith calch: 5Ca²⁺ + 4OH⁻ + 3PO₄³⁻ → Ca₅(OH)(PO₄)₃↓;

Lleoliad ychwanegu: Mae yna dri opsiwn. Cyn-ychwanegu cyn y tanc triniaeth fiolegol yn arwain at amser adwaith hir, ond mae effaith halwynau alwminiwm ar ficro-organebau yn parhau i fod yn ddadleuol; mae ychwanegu cydamserol ar ddiwedd adran aerobig y tanc triniaeth fiolegol yn defnyddio awyru a chynnwrf i hyrwyddo'r adwaith, sef y dull mwyaf cyffredin mewn gweithfeydd trin dŵr gwastraff trefol, ac mae'r coagulant yn hyrwyddo llifanu llaid wedi'i actifadu; post-ychwanegiad ar ôl y tanc gwaddodi eilaidd, yn yr adran triniaeth uwch, yn uniongyrchol ac yn fanwl gywir yn tynnu ffosfforws gweddilliol, yn gofyn am y dos lleiaf, yn cynhyrchu'r lleiaf llaid, ond mae angen cyfleuster adwaith a gwaddodiad ar wahân. Mae'r dewis penodol yn dibynnu ar lif y broses a gofynion cydymffurfio ffosfforws.

Pwyntiau Gweithredu Allweddol: Yr allwedd i dynnu ffosfforws cemegol yw paru dos y cemegyn â chyfanswm crynodiad ffosfforws yn y mewnlif. Pan fydd cyfanswm y crynodiad ffosfforws yn y mewnlif yn amrywio'n sylweddol, mae angen mesurydd cyfanswm ffosfforws ar-lein neu samplu cyfnodol i addasu'r dos. Mae angen rhoi sylw i pH yr elifiant-mae ychwanegu halwynau alwminiwm a haearn yn defnyddio alcalinedd, ac mae effeithlonrwydd tynnu ffosfforws yn gostwng pan fo'r pH yn is na 6; bydd ychwanegu calch yn codi pH yr elifiant, a bydd angen ei addasu. Mae'r llaid cemegol a gynhyrchir trwy dynnu ffosfforws yn cynnwys llawer iawn o fater anorganig ac mae ganddo berfformiad dihysbyddu da; dylid ei waredu ar wahân i slwtsh biolegol cymaint â phosibl.

Mae dŵr gwastraff o ddiwydiannau fel electroplatio, meteleg, mwyngloddio ac electroneg yn cynnwys ïonau metel trwm fel copr, sinc, plwm, cadmiwm, nicel a chromiwm. Mae metelau trwm yn wenwynig iawn ac nid ydynt yn-ddiraddadwy, ac mae angen rheolaeth lem arnynt.

Egwyddor: Mae ychwanegu alcali (NaOH, Ca(OH)₂) neu sylffidau (Na₂S, NaHS) yn achosi i ïonau metel trwm waddodi fel hydrocsidau neu sylffidau. Mae dyddodiad hydrocsid yn ddull syml a chost isel, sy'n golygu mai dyma'r dull prif ffrwd. Mae gan wlybaniaeth sylffid gynnyrch hydoddedd llai ac effeithlonrwydd tynnu uwch (yn enwedig ar gyfer mercwri a chadmiwm), ond mae ychwanegiad sylffid gormodol yn cynhyrchu nwy H₂S gwenwynig, sy'n gofyn am amodau alcalïaidd i atal H₂S rhag dianc. Ar gyfer cromiwm chwefalent (Cr⁶⁺) mewn cromiwm-sy'n cynnwys dŵr gwastraff, yn gyntaf rhaid ei leihau i gromiwm trifalent (Cr³⁺) gydag asiant rhydwytho (sodiwm bisulfite, sodiwm metabisulfite), ac yna ei waddodi fel Cr(OH)₃ ag alcali.

Pwyntiau gweithredu allweddol: mae rheoli pH yn hollbwysig-mae gan bob metel trwm ystod pH optimaidd ar gyfer dyddodiad hydrocsid (yn gyffredinol rhwng 8 a 10), ac mae'r amrediadau hyn yn amrywio. Rhaid ystyried yn gynhwysfawr gydfodolaeth metelau trwm lluosog mewn dŵr gwastraff cymysg, gan ddewis gwerth pH cyfaddawd neu wlybaniaeth fesul cam. Ar ôl i'r adwaith dyddodiad ddod i ben, rhaid ychwanegu ceulydd (PAC+PAM) i wella gwahaniad hylif solet; fel arall, bydd gronynnau gwaddod mân yn treiddio i'r elifiant. Gall cymhlygion ymyrryd â dyodiad-er enghraifft, mae cyanid-sy'n cynnwys cymhlygion metel trwm angen torri cymhleth cyn dyddodiad.

Mae ïonau caledwch yn ïonau calsiwm (Ca²⁺) a magnesiwm (Mg²⁺) yn bennaf. Maent yn achosi graddio mewn systemau bilen (RO, NF), yn ffurfio graddfa mewn offer cyfnewid gwres gan leihau effeithlonrwydd cyfnewid gwres, ac yn effeithio ar ansawdd glanhau yn y diwydiant golchi dillad.

Egwyddor: Trwy ddefnyddio cyfryngau cemegol i drawsnewid ïonau calsiwm a magnesiwm yn CaCO₃ a Mg(OH)₂, gellir tynnu'r rhan fwyaf o ïonau calsiwm a magnesiwm.

Pwyntiau Gweithredu: Mae pH yr elifiant wedi'i feddalu yn uchel ac mae angen ei addasu i niwtral trwy ychwanegu asid cyn mynd i mewn i unedau trin dilynol neu gael ei ollwng. Mae'r adwaith dyddodiad yn gofyn am ddigon o amser cadw a dylid ei gyfuno â cheulo a ffloculation i wella'r effaith dyddodiad. Mae llaid meddal yn cael ei gynhyrchu mewn symiau mawr, sy'n cynnwys calsiwm carbonad a magnesiwm hydrocsid yn bennaf, y gellir ei ddad-ddyfrio a'i ddefnyddio fel deunydd adeiladu neu ei anfon i safleoedd tirlenwi.

Mae tynnu ffosfforws cemegol yn aml yn cael ei berfformio ar yr un pryd â'r cam triniaeth fiolegol neu ar ôl y cam datblygedig; tynnu metel trwm yn pretreatment ar y pen dylanwadol i amddiffyn y system fiolegol; mae meddalu i gael gwared ar galedwch fel arfer yn cael ei wneud ar ben blaen y driniaeth ailddefnyddio (cyn y system bilen). Gellir defnyddio'r tri gyda'i gilydd yn dibynnu ar y gofynion ansawdd dŵr-metel trwm-sy'n cynnwys dŵr gwastraff, fel arfer yn destun dyddodiad cemegol i gael gwared â metelau trwm cyn mynd i mewn i'r broses driniaeth fiolegol; mae tynnu ffosfforws ar yr un pryd + tynnu ffosfforws uwch yn arfer cyffredin ar gyfer dŵr gwastraff trefol; ac mewn prosiectau ailddefnyddio, perfformir meddalu cyn y bilen.