Хүнд усан цэвэрлэлтийн хувьд электроагрегаци болон агаарын флотаци яагаад хүчтэй хослол болдог вэ?

Үйлдвэрийн бохир усны нарийн төвөгтэй байдал ба Агааржуулах машинууд

Өсөн нэмэгдэж буй үйлдвэрийн шаардлага ба өндөр COD, эмульсит бүхий бохир усны урсгал

Үйлдвэрлэлийн салбарын өсөлт нь усан хангилах системийг илүү нарийн төвөгтэй болгосон бөгөөд ялангуяа хоол, хувцас үйлдвэрлэлтэй холбоотой хэсгүүдэд илүү их ачаалал өгч байна. Эдгээр салбаруудын бохирдсон ус нь ихэвчлэн маш өндөр хэмжээний химийн хүчилтөрөгчийн хэрэгцээтэй (COD) байдаг бөгөөд зарим тохиолдолд 10,000 мг/л-ээс дээш хүрдэг. Үүнийг хүндрүүлэх нь стандарт аргаар тусгаарлагдах боломжгүй, эмульсит чийс, янз бүрийн гадаргын идэвхит бодис, тэсвэрт органик нэгдлүүд зэрэг олон төрлийн хүнд бодисуудыг агуулдагт оршдог. Жишээлбэл, сүүн бүтээгдэхүүний үйлдвэрийн бохирдсон ус нь литрд 30-60 грамм хүртэл өөх, уураг агуулж болно. Түүнээс ч муу нь металл таслах шингэнүүдийн үүсгэсэн тогтвортой нано эмульсийг долоо хоног тутамд хадгалж чаддаг. Ихэнх устөрөгчийн агааржуулалтын (DAF) системүүд энэ төрлийн хувьсах чанартай усыг цэвэрлэхэд маш ихээр хэцүү цохилттой тулгардаг. Салбарын 2024 оны сүүлийн үеийн тайлангийн мэдээллээр хэлбэл, эдгээр хүнд урсгалтай бохирдсон усыг цэвэрлэх үед боловсролын төвүүдийн бараг гурван хоёр (ойролцоогоор 68%) нь тэдгээрийн анхны багтаамжаас хэтрэх явдал гарч байна.

Үйлдвэрийн гаралтай усанд агуулагдах тос, өөх, уураг, тогтворжуулсан эмульсийн бэрхшээл

Тогтворжуулсан эмульс болон коллоид төрлийн өөхүүд нь үр дүнтэй цэвэрлэх арга хэмжээнд дараах дөрвөн их бэрхшээлийг тавьдаг:

• Цөөн хэмжээний тос-усны хоорондох таталцлын хүч (<25 mN/м), энэ нь хүндийн хүчний тусламжгүй салгах үйл явцыг саатуулдаг
• Уураг-полисахаридийн нэгдлээс үүссэн тогтвортой хөөс үүсэх
• Хэмжээ нь 20 микрон доорх, гадаргын идэвхит бодисаар тогтворжсон дусал, нэгдэхэд эсэргүүцдэг
• Температураас хамааран вискоз байдал өөрчлөгдөх нь туннагчийн ажиллагааг алдагдуулдаг

Жишээлбэл, мах боловсруулах үйлдвэрийн гаралтай ус нь 5-15% липид агуулдаг бөгөөд микробиологийн үйл ажиллагааг дарангуйлах тул хотын бытовын бохирдлоос 40%-иар бага үр дүнтэй биологийн цэвэрлэлтийг шаарддаг.

Яагаад харьдмол коагуляци, флоккуляци нь нарийн бүрдэлт матрикс дээр үр дүнгүй байдаг вэ?

Харьдмол химийн коагуляци нь нарийн бүрдэлт үйлдвэрийн матрикс дээр гурван үндсэн шалтгаанаар үр дүнгүй байдаг:

1. pH мэдрэгшил : Алюминийн сульфат нь 6-7 гэсэн нарийн pH мужид бусад үед өөрийн үйлчлэлийн 70%-иас дээш хэмжээг алддаг бөгөөд холимог гарсан усаар сорьцонд энэхүү мужийг хадгалах нь хэцүү байдаг.
2. Илүүдэл шороо үүсэх : Химийн арга нь дэвшилтэт электрохимийн аргаас 30-40% илүү хатуу биет үүсгэдэг.
3. Эмульсийг тогтворгүй болгох чадваргүй байдал : Тэд -30 mV-ийн доорх зета потенциал дахь дусал бүрхэвчийг тогтворжуулдаг хялгасан давсны давхаргуудыг саармагжуулах чадваргүй байдаг.

2023 оны харьцуулсан судалгаанд уламжлалт коагуляци нь эмийн бүтээгдэхүүний үйлдвэрийн бохирдсон уснаас COD-ийг зөвхөн 55-65% хүртэл зайлуулдаг бол гибрид электрокоагуляци-агаарын флотацийн систем 85-92% хүртэл зайлуулдаг байв.

Электрокоагуляци хэрхэн ажилладаг вэ: Ион ялгаруулалт, цэнэг саармагжуулалт, микроскопын флок үүсэлт

Электрокоагуляци гэж мөн л богиноор EC гэж нэрлэдэг энэхүү процесс нь ихэвчлэн хөнгөн цагаан эсвэл төмрөөр үйлдвэрлэдэг тусгаарлагчийн металл электродуудыг өөрсдийн шатахуйгаар усан дохиурт нь шингэрүүлэх замаар зохицуулсан электрохимийн урвал үүсгэдэг. Цахилгаан гүйдэл энэ байгууламжийг дамжин өнгөрөх үед Al3+ эсвэл Fe2+ шиг металл ионууд ялгарч, коллоид, нягтруулсан тос, түүнчлэн усанд хөвж буй олон төрлийн хатуу хэсгүүд дээрх саад болдог гадаргын цэнэгийг сааруулдаг. Дараа нь маш сонирхолтой зүйл болдог: эдгээр цэнэгүүд сааруулахад бохирдуулагч бодисууд үндсэн тогтвортой байдлаа алдаж, хоорондоо наалдах болно, жижиг флокнууд үүсэж, эцэст нь уснаас физик аргаар зайлуулахад хангалттай хэмжээний том хэмжээтэй болно. Уламжлалт химийн коагуляциар цэвэрлэх арга замтай харьцуулахад электро-коагуляцид нэг гол давуу тал байдаг: ямар ч гадны химийн бодис, нэмэлт бодис хэрэггүй. Энэ нь дараа үеийн хоёрдогч бохирдол үүсгэх магадлалыг багасгаж, үүссэн шороог зохицуулах ажлыг нийтдээ хялбар болгодог.

Хамгаалах электродын үүрэг болон үйл ажиллагааны гол хүчин зүйлс

Электродын материал сонгох нь шууд эмчилгээний үр дүнд нөлөөлдөг:

• Хөнгөн цагаан электрод органик бодис, туяарлыг зайлуулахад маш үр дүнтэй.
• Төмрийн электрод хүнд металл тунадасжуулах, өнгийг авахад илүү сайн үр дүнтэй байдаг.

Чухал үйл ажиллагааны параметрүүдтэй:

• pH : Хөнгөн цагааны хувьд 6-8, төмрийн хувьд 5-7 байх нь ионы уусамхай чанар, үр ашигтай лугшилт үүсэхийг хангана.
• Гүйдлийн нягт : 10-50 мА/см² завсарт байх нь бохирдлыг хурдан зайлуулах, цахилгаан энерги хэмнэхийг тэнцвэржүүлдэг.
• Барьж байх хугацаа : 15-60 минутын холбоосын үргэлжлэх хугацаа нь бүрэн флоккийг хөгжүүлэх боломжийг олгоно, гэхдээ нийт гарцад тохируулах шаардлагатай.

Үндсэн давуу талууд: Химийн нэмэлтгүй, Тунамал багасах, Эмчилгээний нарийвчлал сайжрах

Цахилгаан коагуляци (EC) систем нь уламжлалт арга барилаас илүү дараах давуу талуудтай:

• Химийн коагулянт ашиглах хэрэгцээг арилгана , үйлдлийн зардлыг 30-50%-иар бууруулна (Ponemon 2023).
• 40-60% бага тунамал үүсгэнэ нарийвчлалтай тунгаалт болон инерт химийн үлдэгдэл байхгүйгээс шалтгаалан.
• Гүйдэл, pH-ийн бодит цагийн удирдлагыг боломжжуулна , усны найрлага өөрчлөгдөх үед динамик сайжруулалт хийх боломжтой.

Энэ зохицуулагч чанар нь электролизоор үүсэх устөрөгчийн микробулингар нь флоккийн салхинд үлэвхийг нэмэгдүүлдэг Агаарын Флотацийн Машин төхөөрөмжтэй нэгдүүлэхэд цахилгаан коагуляцийг онцгойлоход тохиромжтой болгодог бөгөөд механик скрейпергүй хүнд усны эмчилгээг хялбаршуулдаг.

Гибрид энерги: Хөнгөн хийн микробуцалгаагаар электроагломерацид байгалийн салхины тусгалыг хэрхэн идэвхжүүлэх вэ

Хөнгөн хийг газар доор үүсгэх нь салхины тусгал болон туяа өргөх үйл явцад хоёрдмол үүрэг гүйцэтгэдэг

Электроагломерацийн үед катод дээр ус задлахад хөнгөн хийн микробуцалгаа (<100 мкм диаметртэй) үүсдэг бөгөөд энэ нь хоёр чухал үүрэгтэй:

1. Флотаци : Микробуцалгаа нь тос, элс шиг сорбцдоо муу бодисуудад наалдах бөгөөд тэдгээрийн үр дүнт нягтыг бууруулж, гадаргуугийн тусгалыг хурдасгадаг.
2. Туяа өргөх : Тасралтгүй буцалгаа үүсэх нь туяанууд сунарахыг саатуулж, жижиг туяануудыг гадаргуу руу өргөж, амархан авах боломжийг олгодог.

A 2023 Усны судалгааны институт судалгаанд энэ хоёрдмол механизм нь зөвхөн химийн коагуляци харьцуулахад шорооны хэмжээг 40%-иар бууруулдаг гэж олжээ.

Микробуцалгаагаар дэмжигдсэн тос, өөхийг тусгаарлах үйл явцыг сайжруулах

Хөнгөн хийн микробуцалгаа нь өөх, тос шиг сорбцдоо муу бодисуудтай хүчтэй харилцан үйлчлэлцдэг. Үүнийг Гадаргуугийн амтанд хамгийн сайн машин , нийлмэл процесс эмульсчилсэн усан болон тосны бохирдлыг харъягаас 92-97%-иар цэвэрлэх бөгөөд энгийн DAF-аас 75% илүү хурдан ажилладаг. Үзүүлэлтүүдийн харьцуулалт давуу талыг харуулж байна:

Цахилгаан коагуляци болон агаар саварлах төхөөрөмжийн нэгдэлтийн симбиоз

Цахилгаан коагуляцийг агаар саварлах төхөөрөмжтэй нэгтгэх нь Гадаргуугийн амтанд хамгийн сайн машин технологи нь синергетик, хаалттай системийг бий болгодог:

• Цахилгаан коагуляци нь эмульсчилсэн бохирдлын гадаргуугийн цэнэгийг бөглөж засна.
• Устөрөгчийн микро болорууд механик холих үйл явцгүйгээр хурдан хөвөхөд тусална.
• Дахин ашигладаг усаар pH-ийн оптимал түвшин (6.5-7.5) - ийг хадгалахад тусалж, хүчил/суурийн хэрэглээг бууруулдаг.

Хоолны боловсруулалт, эдлэл үйлдвэрийн суурилуулалт нь өндөр COD (>5,000 мг/л) ба эмульсийн их байдаг усан дахь химийн их шаардлагатай системүүдтэй харьцуулахад үйлдлийн зардлыг 30% хүртэл бууруулдаг.

Интеграцчилагдсан EC-AF Системийн Загварчлал ба Бодит Гүйцэтгэл

Тасралтгүй ажиллагаатай гибрид реакторыг Агаарын Хөвөлтийн Машинтай хамт инженерчлэх

Орчин үеийн электрокоагуляци-агаарын хөвөлт (EC-AF) системүүд нь цахилгаан химийн реакторуудыг дэвшилтэт Агаарын Хөвөлтийн Машины модультай нэгтгэж, тасралтгүй, автомжуулсан үйлдлийг дэмждэг. Эдгээр гибрид нэгжүүд нь олон шатлалын камеруудаас бүрддэг бөгөөд:

• Электродууд зэрэгцээ нэгэн зэрэг коагулянт ионууд болон устөрөгчийн микроболоруудыг (10-50 мкм) ялгаруулдаг.
• Цацарсан агаартай флотаци нь бохирдлыг салгах чадварыг сайжруулдаг
• Автомжуулсан сэлбэгтэй системүүд нь цэвэрлэх 20 м³/цаг хурдтайгаар шороог авч хаях үйл явцыг удирддаг

2023 оны эмийн биобохир ус цэвэрлэх төвийн шинжилгээний дүнгээр цахилгаан коагуляци-флотаци (EC-AF) хосолсон систем нь дараалсан EC+DAF байгууламжаас 32% илүү энерги хэмнэсэн бөгөөд тунадас бууруулах үзүүлэлт ижил (>95%) байв.

Туршлагын жишээ: Эдлэл, хоолны боловсруулалтын үйлдвэрийн бохир уснаас ХБХ-ийг 90%, тосыг 95% хүртэл бууруулах

Зүүн Өмнөд Азийн хоол боловсруулах үйлдвэр интеграцитай EC-AF системийг нэвтрүүлснээр илт сайжруулалттай болсон:

Үлдэгдэл хөнгөн цагааны хэмжээ 10 мг/л-ээс доош байсан бөгөөд усны чанарын ISO 17294-2 стандартыг хангасан.

Орчны инженерчлэлийн шилдэг бүтээлчдийн дизайн зөвлөмж

Хамгийн томоохон үйлдвэрлэгчид дараах гурван шинэчлэлтийг хэрэгжүүлснээр EC-AF ажиллагааг сайжруулсан:

1. Модуль нэмэгдүүлэх : Хэмжээ нь 2-оос 200 м³/хоног хүртэлх байх боломжтой цахилгаан баганы массивууд.
2. Зохицох Гүйдлийн Хяналт : Дамжуулалтын сенсоруудын үндсэн дээр бодит цагт тохируулга хийж, ионий ялгаралтыг оновчтой болгоно.
3. Бөглөрөлтэй орчинд тэсвэртэй байдал : Өөрөө цэвэрлэгддэг катодууд TDS ихтэй (>15,000 μS/см) орчинд удаан үйлчилдэг.

14 суурилуулгын талбайн өгөгдлөөс харахад хуучин үеийн EC системүүдтэй харьцуулахад 41% -иар засварын зогсолт багассан бөгөөд Air Flotation Machine-ийн хэсгүүд солих хооронд 8,000 цагаас дээш ажилласан.

Түгээмэл асуулт

Ус цэвэрлэх процесс дахь электроагрегаци гэж юу вэ?

Электроагрегаци нь бохир усанд металлын электродыг цахилгаанаар уусгаж, бохирлогчдын гадаргуугийн цэнэгийг сааруулах ионууд ялгаруулан, тэдгээрийг нэгтгэж, зайлуулах арга юм.

Ямар салбарт ус цэвэрлэх асуудалтай тулгардаг вэ?

Хоол хүнсний боловсруулалт, эдлэл үйлдвэрлэл зэрэг салбаруудын бохирдсон ус нь ихэвчлэн COD-ийн түвшин өндөртэй, цусан тосны эмульситэй байдаг тул хэвийн аргаар цэвэрлэхэд хэцүү байдаг.

Яагаад хэвийн коагуляци хэрэглэх арга үр дүнтэй байхгүй вэ?

Уламжлалт коагуляцийн аргууд нь pH-ийн мэдрэг чанар, илүүдэл шороо үүсэх, эмульсийг тогтворгүй болгох чадваргүй байх зэрэг шалтгаанаар амжилтгүй болдог.

Цахилгаан коагуляцийг ашиглах ямар давуу талууд байдаг вэ?

Цахилгаан коагуляци нь химийн бодисын хэрэглээнд хамаарал багатай болгох, шорооны үүсгэврийг бууруулах, цэвэрлэх процессыг цаг хугацааны дагуу нарийвчлан удирдах боломжийг олгодог.