Flotácia rozpusteným vzduchom (DAF) je široko používaný proces čistenia odpadových vôd, ktorý oddeľuje suspendované pevné látky, oleje a iné kontaminanty z vody pomocou jemných vzduchových bublín. Koagulanty hrajú kľúčovú úlohu v procese DAF, pretože pomáhajú agregovať malé častice do väčších vločiek, ktoré potom môžu vzduchové bubliny ľahšie vyplávať na povrch. Ako dodávateľ flotácie rozpusteným vzduchom DAF mám rozsiahle znalosti o rôznych typoch koagulantov používaných v tomto procese. V tomto blogu budem diskutovať o rôznych typoch koagulantov, ich vlastnostiach a ich aplikáciách v systémoch DAF.
Anorganické koagulanty
Koagulanty na báze hliníka
Koagulanty na báze hliníka patria medzi najbežnejšie používané koagulanty v systémoch DAF. Dva hlavné typy sú síran hlinitý (alum) a polyalumíniumchlorid (PACl).
Síran hlinitý (alum)
Kamenec je tradičný koagulant, ktorý sa už mnoho rokov používa pri čistení vôd a odpadových vôd. Jeho chemický vzorec je Al₂(SO₄)3. Po pridaní do vody kamenec hydrolyzuje za vzniku hydroxidu hlinitého, ktorý môže neutralizovať záporné náboje na suspendovaných časticiach a spôsobiť ich agregáciu. Kamenec je účinný v širokom rozsahu pH, typicky medzi 5,5 a 8,5. Je relatívne lacný a ľahko dostupný, vďaka čomu je obľúbenou voľbou pre mnohé aplikácie DAF. Môže však produkovať veľké množstvo kalu, ktorý môže vyžadovať dodatočnú manipuláciu a likvidáciu.
Chlorid polyhlinitý (PACl)
PACl je pokročilejší koagulant na báze hliníka. Ide o polymerizovanú formu chloridu hlinitého, ktorý má v porovnaní s kamencom vyššiu hustotu kladného náboja. PACl môže vytvárať väčšie a silnejšie vločky rýchlejšie ako kamenec. Je účinný v širšom rozsahu pH, zvyčajne od 4 do 9, a môže dobre fungovať vo vodách s nízkym aj vysokým zákalom. PACl tiež produkuje menej kalu ako kamenec, čo znižuje náklady a zložitosť manipulácie s kalom. Vďaka svojmu vynikajúcemu výkonu sa PACl stále viac používa v moderných systémoch DAF.
Koagulanty na báze železa
Koagulanty na báze železa sú ďalšou dôležitou skupinou anorganických koagulantov používaných v DAF. Dva hlavné typy sú chlorid železitý (FeCl3) a síran železnatý (FeSO4).
Chlorid železitý
Chlorid železitý je silný koagulant, ktorý dokáže účinne odstrániť širokú škálu kontaminantov vrátane suspendovaných pevných látok, organických látok a fosfátov. Po pridaní do vody chlorid železitý hydrolyzuje za vzniku hydroxidu železitého, ktorý môže neutralizovať náboje na časticiach a podporovať flokuláciu. Chlorid železitý je účinný v rozsahu pH 3,5 až 6,5. Môže dobre fungovať vo vodách s vysokým obsahom organických látok a môže sa použiť aj na kontrolu zápachu. Môže však spôsobiť koróziu zariadenia, ak sa s ním nesprávne zaobchádza, a môže tiež odfarbiť upravenú vodu, ak je dávkovanie príliš vysoké.
Síran železnatý
Síran železnatý, tiež známy ako meďnatý, je lacnejší koagulant na báze železa. Často sa používa v kombinácii s oxidačným činidlom, ako je chlór alebo peroxid vodíka, na premenu dvojmocného železa na trojmocné železo, ktoré je účinnejšie pre koaguláciu. Síran železnatý je účinný v rozsahu pH 8 až 9. Bežne sa používa pri čistení priemyselných odpadových vôd, najmä v aplikáciách, kde sa vyžaduje odstraňovanie ťažkých kovov. Rovnako ako chlorid železitý však môže spôsobiť koróziu a môže produkovať značné množstvo kalu.
Organické koagulanty
Syntetické organické koagulanty
Syntetické organické koagulanty sú polyméry, ktoré sú navrhnuté tak, aby mali vysokú hustotu kladného náboja. Typicky sú vyrobené z monomérov na báze akrylamidu. Tieto koagulanty môžu účinne neutralizovať záporné náboje na suspendovaných časticiach a vytvárať veľké, stabilné vločky.
Jednou z výhod syntetických organických koagulantov je ich vysoká účinnosť. Môžu dosiahnuť dobrú flokuláciu pri relatívne nízkych dávkach, čo môže znížiť celkové náklady na liečbu. Sú tiež menej citlivé na zmeny pH a teploty v porovnaní s anorganickými koagulantmi. Niektoré syntetické organické koagulanty však môžu obsahovať zvyškové monoméry, ktoré môžu byť toxické. Preto je dôležité vybrať koagulanty, ktoré spĺňajú príslušné bezpečnostné normy.
Prírodné organické koagulanty
Prírodné organické koagulanty pochádzajú z prírodných zdrojov, ako sú rastliny a zvieratá. Príklady zahŕňajú chitosan, ktorý sa získava zo schránok kôrovcov, a taníny, ktoré sa nachádzajú v rastlinách.
Chitosan je biologicky odbúrateľný a netoxický koagulant, ktorý má vysokú hustotu kladného náboja. Dokáže účinne odstraňovať suspendované pevné látky, ťažké kovy a organické látky z vody. Chitosan je tiež šetrný k životnému prostrediu, pretože pochádza z obnoviteľných zdrojov. Taníny sú na druhej strane polyfenolové zlúčeniny, ktoré môžu reagovať s bielkovinami a inými organickými látkami vo vode za vzniku vločiek. Často sa používajú pri čistení priemyselných odpadových vôd, najmä v potravinárskom a nápojovom priemysle.
Výber koagulantov pre DAF
Výber vhodného koagulantu pre systém DAF závisí od niekoľkých faktorov vrátane charakteristík odpadovej vody, požadovanej účinnosti čistenia a nákladov.
Charakteristika odpadových vôd
Zloženie odpadovej vody, ako je typ a koncentrácia suspendovaných pevných látok, pH a prítomnosť iných kontaminantov, je rozhodujúcim faktorom pri výbere koagulantu. Napríklad, ak má odpadová voda vysoký organický obsah, chlorid železitý alebo PACl môže byť účinnejší ako kamenec. Ak odpadová voda obsahuje ťažké kovy, lepšou voľbou môže byť síran železnatý alebo chitosan.
Účinnosť liečby
Požadovaná úroveň účinnosti úpravy, ako je odstraňovanie suspendovaných pevných látok, olejov a fosfátov, tiež ovplyvňuje výber koagulantu. Syntetické organické koagulanty môžu byť preferované, ak sa vyžaduje vysoká úroveň účinnosti spracovania, pretože môžu vytvárať väčšie a stabilnejšie vločky.
náklady
Náklady sú vždy dôležitým faktorom pri každom procese čistenia odpadových vôd. Anorganické koagulanty, ako je kamenec a síran železnatý, sú vo všeobecnosti lacnejšie ako organické koagulanty. Treba však brať do úvahy aj náklady na manipuláciu s kalom a jeho likvidáciu. Napríklad, hoci PACl môže byť drahší ako kamenec, jeho nižšia produkcia kalu môže kompenzovať vyššie počiatočné náklady.
Aplikácie koagulantov v systémoch DAF
Koagulanty sa používajú v širokej škále aplikácií DAF vrátane čistenia komunálnych odpadových vôd, čistenia priemyselných odpadových vôd a úpravy vody pre rôzne priemyselné odvetvia.
Čistenie komunálnych odpadových vôd
V komunálnych čistiarňach odpadových vôd sa systémy DAF často používajú na odstraňovanie nerozpustených látok, olejov a tukov z pritekajúcej odpadovej vody. Koagulanty sa pridávajú do odpadovej vody na zlepšenie flokulačného procesu, čo zlepšuje separačnú účinnosť systému DAF. Koagulanty na báze hliníka, ako je kamenec a PACl, sa bežne používajú pri čistení komunálnych odpadových vôd kvôli ich účinnosti a relatívne nízkej cene.
Čistenie priemyselných odpadových vôd
Priemyselná odpadová voda môže obsahovať rôzne kontaminanty, ako sú ťažké kovy, organické rozpúšťadlá a oleje. Systémy DAF vybavené vhodnými koagulantmi dokážu tieto kontaminanty účinne odstrániť. Napríklad v priemysle na konečnú úpravu kovov sa na odstránenie ťažkých kovov môže použiť chlorid železitý alebo síran železnatý. V potravinárskom a nápojovom priemysle sa na odstránenie organických látok môžu použiť prírodné organické koagulanty, ako je chitosan a taníny.
Úprava vody pre rôzne odvetvia
Systémy DAF sa tiež používajú pri úprave vody v priemyselných odvetviach, ako je papier a celulóza, textilný priemysel a ropa a plyn. Koagulanty zohrávajú v týchto aplikáciách zásadnú úlohu tým, že odstraňujú suspendované pevné látky a iné kontaminanty z vodného zdroja. V závislosti od špecifických požiadaviek priemyslu sa môžu použiť rôzne typy koagulantov. Napríklad v papierenskom a celulózovom priemysle môže byť PACI použitý na odstránenie koloidných častíc a zlepšenie kvality procesnej vody.
Ako dodávateľ flotácie rozpusteným vzduchom DAF ponúkame širokú škálu systémov DAF, vrátaneČistenie odpadových vôd jednotky DAF,DAF Plant Water Treatment, aFlotačný systém rozpusteného vzduchu DAF. Môžeme tiež poskytnúť odborné poradenstvo pri výbere a používaní koagulantov, aby sme zabezpečili optimálny výkon vášho systému DAF. Ak máte záujem o naše produkty alebo potrebujete viac informácií o koagulantoch pre DAF, neváhajte nás kontaktovať kvôli obstarávaniu a ďalšej diskusii.
Referencie
- Letterman, RD (2019). Kvalita a úprava vody: Príručka pre komunitné zásobovanie vodou. McGraw - Hill Education.
- Metcalf & Eddy (2014). Odpadové inžinierstvo: čistenie a obnova zdrojov. McGraw - Hill Education.
- USEPA (2018). Manuál praktík zásobovania vodou - Koagulácia a flokulácia. Agentúra na ochranu životného prostredia Spojených štátov amerických.