מפיקים תעשייתיים לטיפול בשפכים: טיפוסים, מכשירים, עיקרון הפעולה

כיום נושאי הסביבה הם בחזית.שולחן כמעט בכל ישיבה של ממשלות העולם. זה לא סוד שהאקולוגיה הפכה לדת החדשה של המאה ה -21. שנת 2017 הוכרזה כשנת ההגנה על הסביבה ברוסיה, ולכן חינוך סביבתי הוא אחד המשימות לשנה זו.

מדוע לטהר מים?

מכלל המלאי של האוקיאנוס העולמי, רק 3% הםמים מתוקים, מהם 68% הם קרחונים (לא מתאימים לשתייה), 30% הם מקורות תת-קרקעיים (מזוהמים לעתים קרובות מקרקעות) ורק 2% הם מקורות מים יבשתיים. מהתמונה העולמית העולמית ברור שנוכחות מים מתוקים נקיים אינה רק הכרח, אלא לפעמים מותרות.

שפכים שנוצרו במהלך משק הביתפעילויות של חברות מכילות כמות גדולה של מזהמים בריכוז העולה על המותר והרגולציה. ככלל, מדובר במתכות כבדות (ברזל, ניקל, נחושת, עופרת, כספית, קדמיום וכו '), מוצרי נפט, מוצקים תלויים, אלומיניום, פעילי שטח (פעילי שטח סינטטיים, עבור האדם הממוצע זה כל מה שמקציף). חומרים אלה, הנופלים לגופי מים, משבשים את תפקודם התקין של ביוגאוצנוזות מימיות, מרעילים את האדמה, מעוררים צמיחה של אצות כחולות-ירוקות ורעילים לבעלי חיים. מזהמים אלה רעילים גם לבני אדם.

מפעילות אנושית במגוריםגם בנייני דירות ובתים פרטיים מייצרים כמות גדולה של מזהמים. בעיקרון מדובר בחומרי שטח ובפסולת אורגנית, אך מלחי מתכת נכנסים גם הם לביוב.

מהו רחפן לטיפול בשפכים?

רחפן הוא מכשיר המיועד אליוסילוק זיהומים עדינים מהמים בשיטה הפיזיקו-כימית. באופן יחסי, זהו המנגנון של אחד ממודולי העיבוד העיקריים בהנדסה וטכנולוגיה לטיפול בשפכים. על המשט נמצא ההפרדה העיקרית של חומרים מומסים וטיהור מים לערכים סטנדרטיים.

המשטים התעשייתיים ניתנים לעיצוב הן לצמחים גדולים והן לשטיפות רכב, שונות בגודל ובחומר.

המשימה העיקרית של המשט היא לבודדלהסיר מזהמים המומסים בו מהמים ולהמיר אותם לצורה בלתי מסיסה. במקביל, אוויר מסופק למכשיר כדי להגביר את אפקט הניקוי.

עקרון פעולת המשט לטיפול בשפכים

עקרון הפעולה של המשט מבוסס על העברת הילוכיםדרך מדיום מנוקה של בועות אוויר לקצף. קצף זה נקרא בוצה הנפקה, אשר מוסר ומשוחרר למכשירי התייבשות מיוחדים. על מנת שהבועות יתפסו וייקחו זיהום, יש צורך להוסיף חומרים מיוחדים - קרישיות חומרים ופלוקולנטים. לחומרים אלה יש הדבקה גבוהה, כלומר הם מסייעים למזהמים להיצמד זה לזה ועם בועות אוויר, ויוצרים את מה שנקרא פלוקולי.

בועה העוברת מזרבובית או זרבוביתמפיץ למעלה, לוכד מזהמים דביקים. תהליך זה מתבצע עד שהמים מגיעים לאפקט הניקוי הרצוי.

המורכבות של התהליך היא במדויקבחר מנה של קרישה וחומר נוזל, כך שכוח ההדבקה יהיה גבוה מספיק כדי להיצמד לבועה, אך הפתיתים שנוצרו אינם כבדים מדי כדי לא לפגוע בבועת האוויר.

תוכנית הכוללת שייטת לטיפול בשפכים

טכנולוגיה תוך שימוש במשטמודול העיבוד הראשי, כולל תמיד חוות ריאגנטים ומתקן ליצירת בועות אוויר. חוות המגיבים היא מכולה עם ריאגנטים (קרישיות חומרים, חומרים נוגדיים, אלקלי להתאמת החומציות) וכור לערבוב המגיב עם מים.

כמכשיר ליצירת בועותאוויר, ככלל, נעשה שימוש ברוויה, שהיא תא לערבוב אוויר עם מים על מנת ליצור תערובת אוויר-מים. בשלב הבא, תערובת זו נשלחת למשט. מכשיר הרוויה מצויד במשאבת אוויר חזקה.

הרחפן אינו משמש אף פעם בנפרד;כלול תמיד בתכנית לטיפול במים הכללית. התוכנית השלמה, ככלל, מורכבת משלבי משקעים מקדימים, טיפול פיזיקו-כימי (חלף או קרישה) וניקוי מכני אחר כך על המסננים.

במילים אחרות, הרחפן לא יכול לספק הכלניקוי, זוהי יחידה נפרדת בלבד הדורשת עיבוד מקדים ולאחר מכן. חדירת חול או זיהומים גסים אחרים לתוך הרחפן תגרום נזק למכשיר. כמו כן, מכשיר זה אינו יכול לספק חיטוי וניקוי מלא ממוצרי נפט. לכן, לאחריו, יש צורך בהתקנה אולטרה סגולה ובמסנני ספיגה (או מכניים).

התרשים הסכמטי מבוסס על התהליךהַנפָּקָה. ציפה היא טיפול בשפכים עם בועות אוויר על מנת לשחזר חומרים מסיסים ומתחלבים. מים נכנסים ליחידת העיבוד הראשית. מגיב שהוכן מראש בכור מוזן שם גם במצב לחץ (או ללא לחץ). כמו כן, בועות אוויר מסופקות לרחפן באמצעות מכשיר רוויה. במתקן הציפה לטיהור מים מטופלים בשפכים באמצעות ריאגנטים ובבועות אוויר, ורוב הפקקים צפים למעלה בצורה של בוצת ציפה. הבוצה הצפה מוסרת ממשטח המים על ידי מסוע מגרד לתוך אוסף הבוצה.

בוצה זו היא מאוד לא יציבה לתנודות מכניות, ולכן היא נאספת מעל פני המים בצורה מסודרת כדי לא לשבור את הקצף.

מכשיר צף

הרחפן הוא מיכל פתוח עשוי פלדה אופלסטיק, מצויד במנגנון מגרד לאיסוף בוצת ציפה וקוני בתחתית. הרחפן מרמז על הימצאות בו צינורות לאספקת תערובת מים-אוויר מרוויה, להשלכת בוצת ציפה וריקון חירום, לאספקת שפכים ולפינוי מים מטוהרים. התקנת הרחפן ממוקמת לרוב באזור השירות מטעמי נוחות.

סוגי רחפנים

צפים לטיפול בשפכים נבדלים על ידיכיצד המים רוויים בבועות ואופי הבועות. השיטות הנפוצות ביותר הן מכניות, לחץ וציפה אלקטרו. הנפת לחץ מרמזת על נוכחות של תא רוויה וקבוצת שאיבה. בנוסף, ריאגנטים משמשים לעתים קרובות בשיטה זו. אלקטרופלוטציה אינה זקוקה לחוות ריאגנטים ולרוויה, מכיוון שהיא מבוססת על פירוק אלקטרודות במים.

הנפה מכנית

מכני (או אימפלר) מניחנוכחות של מערבל, השובר בועות אוויר במים במהירות סיבוב גבוהה. טיפול במים מסוג זה מתאים למים המועדים להקצף ורוויים בגזים. בשיטה המכנית, לא ניתן להשתמש בריאגנטים, מכיוון שהזרימות הסוערות שנוצרות על ידי המיקסר פשוט מפרקות את פתיתי הזיהום. נכון לעכשיו, ציפה מכנית אינה נפוצה, מכיוון שהיא מספקת רק לעתים רחוקות אפקט ניקוי מספיק.

ככלל, קטע טיפול זה כולל מכשירי ציפה לטיפול בשפכים ממוצרי נפט.

הנפת לחץ

במקרה זה, מכשירי ציפה לטיפול בשפכיםמצויד במכשיר רוויה ומתקני ריאגנטים. הרוויה היא תא בו נשאב אוויר בלחץ מעל האטמוספרי. המדיום המוכן ברוויה נקרא תערובת מים-אוויר. זהו סוג הציפה הנפוץ ביותר והנפוץ ביותר. תהליך הניקוי מתרחש עקב טיפול מקדים במים עם ריאגנט (קואגולנט או פלוקולנט) ובהמשך טיפול בלחץ של תערובת מים-אוויר. כל בועת גז מצמידה לעצמה זיהומים, שכן יש לה כוח משיכה גדול בשל ממשק הפאזה (מים-אוויר). הכנה מוקדמת של מים עם מגיב משפרת את הניקוי, שכן היא יוצרת פקקים (מיצלות), שגם להם יש כוח משיכה מסוים. החלק העיקרי של המים מוזרם דרך צינור ענף המים המטוהרים להמשך טיפול או להזרמה. מלמעלה, מתקן מגרד מיוחד מסיר בוצת ציפה - זיהום הנישא כלפי מעלה עם בועות אוויר בצורה מרוכזת.

היתרון העיקרי של הנפת לחץ הואמגוון רחב של יישומים. החסרונות כוללים נוכחות של מכשירים נוספים (מתקני ריאגנטים, סטורטור, משאבות) שתופסים הרבה מקום וצריכים להיות אוטומטיים (למשל, בחירת מנת ריאגנטים). קביעת כמות הריאגנט משחקת תפקיד חשוב, שכן מנה קטנה תוביל לניקוי לא מספק (לא כל החלקיקים המומסים העדינים יתגלו), ומינון גדול יכול להוביל לכך שהבועות לא יתמכו במשקל הפתיתים. ושבירה, מה שיוביל גם לירידה באפקט הניקוי.

אלקטרופלוטטור

סוג זה של מכשיר ציפה לטיפול בשפכיםשונה בקיצור ובקלות השימוש. מהות השיטה טמונה באלקטרוליזה של הנוזל המיועד לטיהור ושחרור גזים מהאלקטרודות. תהליך האלקטרוליזה מתרחש במשט: מימן משתחרר בקתודה, חמצן באנודה. בעת שימוש באלקטרודות מסיסות (לדוגמה, אלומיניום או ברזל), המים רוויים בנוסף ביוני מתכת בעלי מצב חמצון גבוה, הממלא את התפקיד של ריאגנטים ליצירת פתיתי זיהום. תהליך זה עוזר לשחרר ולשחרר יותר מזהמים מהמים. מכיוון שחלל הרחפן אינו גדול, בתנאים כאלה מתרחשת הידבקות טובה של פתיתים ובועות אוויר, המספקת את אפקט הניקוי הגבוה ביותר.

היתרון העיקרי של מכשיר כזה הואחוסר במתקני ריאגנטים והתקנים מגושמים אחרים, עם רמה גבוהה של טיהור מים. החסרונות כוללים צריכת אנרגיה גבוהה וצורך בציוד לפינוי מימן.

צפת זרבובית

במקרה זה, חרירים מיוחדים משמשים,על מנת להחדיר אוויר למים המעובדים, המסופקים לרחפן, שם הוא נשבר לתערובת דו-פאזית. היתרון של שיטה זו יהיה פחות בלאי של חלקי ההתקנה, ולכן חיי שירות ארוכים יותר.

כלכלת ריאגנטים

חלק משיטות הציפה משתמשות בריאגנטים הבאים כדי לשפר את אפקט הניקוי:

• ריאגנטים להתאמת ה-pH הם חומצות ואלקליות שמתווספות למים כדי להבטיח תנאי עבודה נורמליים עבור חומר הקרישה והפלק;
• חומרי קרישה - ריאגנטים המעודדים צפיפות והם מלחים של ברזל ואלומיניום;
• פלוקולנטים - ריאגנטים היוצרים פלקים גדולים ויציבים יותר (פלוקולים) והם תרכובות פוליאקרילאמיד.

החסרונות העיקריים של שיטת ריאגנטטיפול במים הוא הצורך בנוכחות כוח אדם, כמו גם השטח שיש להקצות למיכלים וכורים. חשוב מאוד גם לבחור את המינון הנכון של ריאגנטים, וזה אפשרי רק באופן אמפירי.