Dangosyddion Ansawdd Dŵr Gwastraff: Cysyniad A Rôl Arweiniol Alcalinedd

Rhagair: Mae dŵr gwastraff yn cynnwys llawer o ddangosyddion, ac mae alcalinedd yn un o'r rhai llai amlwg. Yn wahanol i ddangosyddion eraill (fel COD a BOD), nid yw'n ymddangos mor aml, ond mae'n chwarae rhan hanfodol wrth gomisiynu gweithfeydd trin dŵr gwastraff, gan wasanaethu fel dangosydd arweiniol ar gyfer prosesau fel hydrolysis anaerobig a dadnitreiddiad.

Mae alcalinedd mewn dŵr gwastraff yn un o'r paramedrau craidd sy'n effeithio ar effeithlonrwydd trin dŵr gwastraff, gan chwarae rhan allweddol, yn enwedig mewn triniaeth fiolegol, adweithiau niwtraleiddio, a sefydlogi ansawdd dŵr. Heddiw, byddwn yn archwilio'r diffiniad, ffynonellau, arwyddocâd arweiniol ar gyfer prosesau trin dŵr, a thechnegau canfod a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer alcalinedd, gan ddarparu cefnogaeth ddamcaniaethol ar gyfer rheolaeth wyddonol trin dŵr gwastraff.

1. Diffiniad o Alcalinedd

Mae alcalinedd dŵr gwastraff yn cyfeirio at gyfanswm y sylweddau alcalïaidd mewn dŵr sy'n gallu niwtraleiddio asidau cryf. Mae'n cynnwys yn bennaf bicarbonad (HCO₃⁻), carbonad (CO₃²⁻), hydrocsid (OH⁻), a rhai anionau asid gwan (fel ffosffadau a silicadau). Mae ei uned yn mg/L (a gyfrifir fel CaCO₃), sy'n adlewyrchu gallu'r dŵr gwastraff i glustogi newidiadau pH. Yn ogystal, mae alcalinedd yn darparu ffynhonnell carbon anorganig, yn bennaf ar gyfer micro-organebau heterotroffig (fel bacteria nitreiddio).

2. Ffynonellau Alcalinedd mewn Dŵr Gwastraff

Carthffosiaeth Domestig: Dadelfeniad deunydd organig mewn carthion domestig, ymdreiddiad dŵr daear, ac ati.

Dŵr Gwastraff Diwydiannol: Dŵr gwastraff cemegol a fferyllol (yn cynnwys gweddillion adweithyddion alcalïaidd); Dŵr gwastraff prosesu bwyd (sy'n cynnwys nitrogen amonia o ddadelfennu protein a braster); Dŵr gwastraff trin wyneb metel (yn cynnwys asiantau glanhau alcalïaidd).

Rheolaeth Ddynol: Ychwanegu calch (CaO), lludw soda (Na₂CO₃), ac asiantau eraill yn ystod triniaeth dŵr gwastraff.

1. Cynnal Sefydlogrwydd Systemau Trin Biolegol

Proses Llaid Actifedig: Mae bacteria nitreiddio yn defnyddio alcalinedd yn ystod nitreiddiad (mae angen alcalinedd 7.14 mg CaCO₃ i nitreiddio 1 mg NH₃{-N). Mae alcalinedd annigonol yn arwain at ostyngiad mewn pH, gan atal gweithgaredd microbaidd, gan olygu bod angen ychwanegu sodiwm bicarbonad (NaHCO₃) neu galch.

Treuliad Anaerobig: Mae methanogenau yn sensitif i pH (pH optimaidd 6.5-7.5). Mae alcalinedd (HCO₃⁻) yn niwtraleiddio asidau brasterog anweddol (VFAs) ac yn atal asideiddio. Mae angen alcalinedd > 2000 mg/L fel arfer i gynnal sefydlogrwydd y system.

2. Paramedrau Allweddol Prosesau Trin Cemegol

Dyodiad Cemegol: Er enghraifft, mae tynnu ffosffadau trwy ychwanegu calch (gan ffurfio hydroxyapatite) yn gofyn am ddigon o alcalinedd i hyrwyddo'r adwaith dyddodiad.

Adwaith Niwtralu: Mae dŵr gwastraff asidig (fel dŵr gwastraff electroplatio) yn gofyn am ychwanegu sylweddau alcalïaidd (NaOH, CaCO₃) i addasu'r pH. Mae alcalinedd yn pennu dos yr adweithydd.

3. Atal Cyrydiad Offer a Graddio

Risg Alcalinedd Isel: Pan fydd dŵr gwastraff pH < 6.5, mae pibellau ac adweithyddion yn cael eu cyrydu'n hawdd gan asid, gan ryddhau metelau trwm (fel haearn a phlwm).

Risg Alcalinedd Uchel: Pan fo pH > 8.3, mae ïonau calsiwm a magnesiwm yn ffurfio graddfa carbonad, pibellau clocsio neu systemau pilen yn hawdd.

4. Optimeiddio Effeithlonrwydd Tynnu Nitrogen a Ffosfforws

Proses dadnitreiddio: Mae bacteria dadnitreiddio angen ffynhonnell carbon ac alcalinedd addas (pH 7-8). Gall adferiad alcalinedd wneud iawn yn rhannol am y defnydd alcalinedd yn ystod y cam nitreiddiad.

Tynnu Ffosfforws Biolegol: Polyffosffad-yn cronni bacteria yn rhyddhau ac yn amsugno ffosfforws mewn amgylcheddau anaerobig/aerobig bob yn ail. Gall amrywiadau alcalinedd effeithio ar eu gweithgaredd metabolig.

1. Dull Titradiad (Dull Safonol)

Egwyddor: Titradwch y sampl dŵr ag asid cryf safonol (ee, H₂SO₄), a darganfyddwch y diweddbwynt trwy newid lliw dangosydd.

Camau: 1. Terfynbwynt ffenolffthalein (pH 8.3): Darganfyddwch gyfanswm yr OH⁻ a CO₃²⁻; 2. Endpoint Methyl oren (pH 4.5): Darganfyddwch gyfanswm alcalinedd HCO₃⁻ a CO₃²⁻.

Cymhwysedd: Penderfyniad labordy cywir, ond rhaid dileu ymyrraeth o solidau crog (rhaid hidlo sampl dŵr ymlaen llaw).

2. Titradiad Potentiometrig Awtomataidd

Mae'r dull hwn yn defnyddio electrod pH i fonitro'r broses titradiad mewn amser real, ac yn cyfrifo alcalinedd yn awtomatig gan ddefnyddio meddalwedd. Mae'n addas ar gyfer samplau dŵr gwastraff lliw uchel neu gymylog.

3. Technolegau Monitro Ar-lein

Ïon{0}}Dull Electrod Dethol: Mae'r dull hwn yn mesur alcalinedd mewn gweithfeydd trin dŵr gwastraff mewnlifiad yn uniongyrchol gan ddefnyddio electrod dethol HCO₃⁻, gan alluogi-monitro amser real.

Dull Sbectrosgopig: Mae bron-sbectrosgopeg isgoch ynghyd â model cemometrig yn caniatáu ar gyfer rhagfynegi alcalinedd yn gyflym, sy'n addas ar gyfer senarios trin dŵr gwastraff diwydiannol.

4. Dull Cyfrifo (Amcangyfrif Anuniongyrchol)

Mae'r dull hwn yn mesur y crynodiadau pH, CO₂, HCO₃⁻, a CO₃²⁻ dŵr gwastraff, ac yn cyfrifo'r alcalinedd damcaniaethol gan ddefnyddio'r fformiwla cydbwysedd asid carbonig. Mae'n addas ar gyfer ymchwil neu efelychu prosesau.

1. Atebion ar gyfer Alcalinedd Isel

Ychwanegu Asiantau Alcalin

Calch (CaO): Cost isel, ond gall gynyddu cynhyrchiant llaid;

Sodiwm Hydrocsid (NaOH): Adwaith cyflym, sy'n addas ar gyfer addasiad alcalinedd brys;

Sodiwm Bicarbonad (NaHCO₃): Alcalinedd rhyddhau'n araf, sy'n addas ar gyfer systemau triniaeth fiolegol.

Adfer Alcalinedd trwy Ddenitreiddiad

Mewn prosesau dadnitreiddiad, mae gostyngiad o 1 mg NO₃⁻-N yn ystod dadnitreiddiad yn cynhyrchu alcalinedd 3.57 mg CaCO₃.

2. Atebion ar gyfer Alcalinedd Uchel

Ychwanegu Sylweddau Asidig: Asid sylffwrig (H₂SO₄), asid hydroclorig (HCl), neu nwy CO₂ (cost isel, dim llygredd eilaidd).

Stripio Awyru: Tynnu CO₂ trwy awyru i leihau crynodiad HCO₃⁻, sy'n addas ar gyfer dŵr gwastraff ag alcalinedd carbonad uchel.