Процессы промышленной водоочистки и применение химических реагентов
Фон
В условиях стремительного развития индустриализации все более очевидной становится важность водоподготовки в различных отраслях промышленного производства. Промышленная водоподготовка является не только важным звеном, обеспечивающим бесперебойное протекание процесса, но и ключевой мерой для соблюдения экологических норм и требований устойчивого развития.
Тип водоподготовки
| тип водоподготовки | Основная цель | Основные объекты лечения | Основные процессы. |
| Предварительная обработка сырой воды | Соответствует требованиям к бытовому или промышленному водоснабжению. | Природный источник воды | Фильтрация, седиментация, коагуляция. |
| Технологическая водоподготовка | Соответствовать конкретным требованиям процесса | Промышленная технологическая вода | Умягчение воды, опреснение, деоксигенация. |
| Обработка циркулирующей охлаждающей воды | Обеспечьте нормальную работу оборудования. | Циркуляция охлаждающей воды | Дозировка лечения. |
| Очистка сточных вод | Защищайте окружающую среду | промышленные сточные воды | Физическая, химическая, биологическая обработка. |
| Очистка рециркулированной воды | Сократите потребление пресной воды. | Использованная вода | Аналогично очистке сточных вод. |
Наиболее часто используемые химикаты для очистки воды
| Категория | Широко используемые химические вещества | Функция |
| Флокулирующий агент | PAC, PAM, PDADMAC, полиамины, сульфат алюминия и т. д. | Удалите взвешенные твердые частицы и органические вещества. |
| Дезинфицирующие средства | такие вещества, как TCCA, SDIC, озон, диоксид хлора, гипохлорит кальция и т. д. | Уничтожает микроорганизмы в воде (такие как бактерии, вирусы, грибы и простейшие). |
| регулятор pH | Аминосульфоновая кислота, NaOH, известь, серная кислота и т. д. | Регулирование pH воды |
| Средства для удаления ионов металлов | ЭДТА, ионообменная смола | Удаляет ионы тяжелых металлов (таких как железо, медь, свинец, кадмий, ртуть, никель и др.) и другие вредные ионы металлов из воды. |
| ингибитор образования накипи | Органофосфаты, органофосфорные карбоновые кислоты | Предотвращает образование накипи ионами кальция и магния. Также оказывает определенное воздействие на удаление ионов металлов. |
| Деоксидатор | Сульфит натрия, гидразин и др. | Удалите растворенный кислород, чтобы предотвратить кислородную коррозию. |
| Чистящее средство | лимонная кислота, серная кислота, аминосульфоновая кислота | Удаляет накипь и примеси. |
| Окислители | озон, персульфат, хлористый водород, перекись водорода и т. д. | Дезинфекция, удаление загрязняющих веществ и улучшение качества воды и т. д. |
| Умягчители воздуха | например, известь и карбонат натрия. | Удаляет ионы жесткости (ионы кальция, магния) и снижает риск образования накипи. |
| Пеногасители/Пеногаситель | Подавить или устранить образование пены | |
| Удаление | Гипохлорит кальция | удалить NH₃-N из сточных вод, чтобы привести их в соответствие со стандартами сброса. |
Химические реагенты для водоподготовки, которые мы можем поставить:
Промышленная водоподготовка — это процесс обработки промышленных сточных вод и сточных вод с их сброса физическими, химическими, биологическими и другими методами. Промышленная водоподготовка является неотъемлемой частью промышленного производства, и её важность отражается в следующих аспектах:
1.1 Обеспечение качества продукции
Удаление из воды примесей, таких как ионы металлов, взвешенные твердые частицы и т. д., для удовлетворения производственных потребностей и обеспечения качества продукции.
Предотвращение коррозии: растворенные в воде кислород, углекислый газ и т. д. могут вызывать коррозию металлического оборудования и сокращать срок его службы.
Контроль за микроорганизмами: Бактерии, водоросли и другие микроорганизмы в воде могут вызывать загрязнение продукции, влияя на ее качество и безопасность для здоровья.
1.2 Повышение эффективности производства
Сокращение времени простоя: Регулярная обработка воды эффективно предотвращает образование накипи и коррозии в оборудовании, снижает частоту технического обслуживания и замены оборудования и, таким образом, повышает эффективность производства.
Оптимизация технологических условий: Благодаря водоподготовке можно получить воду, соответствующую технологическим требованиям, что обеспечивает стабильность производственного процесса.
1.3 Снижение производственных затрат
Экономия энергии: Благодаря водоподготовке можно снизить энергопотребление оборудования и сократить производственные затраты.
Предотвращение образования накипи: ионы жесткости, такие как ионы кальция и магния в воде, образуют накипь, прилипают к поверхности оборудования и снижают эффективность теплопроводности.
Продление срока службы оборудования: снижение коррозии и образования накипи, увеличение срока службы оборудования и снижение затрат на амортизацию оборудования.
Сокращение потребления материалов: благодаря очистке воды можно уменьшить количество отходов биоцидов и снизить производственные затраты.
Сокращение потребления сырья: Благодаря очистке воды оставшееся в сточных водах сырье может быть извлечено и возвращено в производство, что сокращает потери сырья и снижает производственные затраты.
1.4 Защита окружающей среды
Сокращение выбросов загрязняющих веществ: После очистки промышленных сточных вод концентрация загрязняющих веществ может быть снижена, что позволяет защитить водную среду.
Реализация рециркуляции водных ресурсов: благодаря очистке воды можно повторно использовать промышленные сточные воды и снизить зависимость от пресноводных ресурсов.
1.5 Соблюдать экологические нормы
Соответствие стандартам выбросов: Промышленные сточные воды должны соответствовать национальным и местным стандартам выбросов, и очистка воды является важным средством достижения этой цели.
В заключение следует отметить, что промышленная водоочистка связана не только с качеством продукции и эффективностью производства, но и с экономической выгодой и охраной окружающей среды предприятий. Благодаря научно обоснованной и рациональной водоочистке можно достичь оптимального использования водных ресурсов и способствовать устойчивому развитию промышленности.
Промышленная водоподготовка охватывает широкий спектр областей, включая энергетику, химическую, фармацевтическую, металлургическую, пищевую промышленность и производство напитков и т. д. Процесс очистки обычно адаптируется к требованиям к качеству воды и стандартам сброса.
2.1 Химические вещества и принципы очистки поступающей воды (предварительная очистка сырой воды)
В промышленной водоподготовке предварительная обработка сырой воды включает в себя первичную фильтрацию, коагуляцию, флокуляцию, седиментацию, флотацию, дезинфекцию, регулирование pH, удаление ионов металлов и окончательную фильтрацию. К обычно используемым химическим веществам относятся:
Коагулянты и флокулянты: такие как PAC, PAM, PDADMAC, полиамины, сульфат алюминия и др.
Размягчители: такие как известь и карбонат натрия.
Дезинфицирующие средства: такие как TCCA, SDIC, гипохлорит кальция, озон, диоксид хлора и др.
Регуляторы pH: такие как аминосульфоновая кислота, гидроксид натрия, известь, серная кислота и т. д.
Удаители ионов металлов: ЭДТА, ионообменные смолы и т. д.
Ингибиторы образования накипи: органофосфаты, органофосфорные карбоновые кислоты и др.
Адсорбенты: такие как активированный уголь, активированный оксид алюминия и т. д.
Сочетание и использование этих химических веществ может помочь в эффективной очистке промышленных сточных вод, удаляя из воды взвешенные частицы, органические загрязнители, ионы металлов и микроорганизмы, обеспечивая соответствие качества воды производственным потребностям и снижая нагрузку на последующую очистку.
2.2 Химические вещества и принципы очистки технологической воды
В технологической водоподготовке в промышленных условиях в основном используются следующие этапы: предварительная обработка, умягчение, деоксидация, удаление железа и марганца, опреснение, стерилизация и дезинфекция. На каждом этапе требуются различные химические реагенты для оптимизации качества воды и обеспечения нормальной работы различного промышленного оборудования. К распространенным химическим реагентам относятся:
| Коагулянты и флокулянты: | например, PAC, PAM, PDADMAC, полиамины, сульфат алюминия и т. д. |
| Умягчители воздуха: | например, известь и карбонат натрия. |
| Дезинфицирующие средства: | например, TCCA, SDIC, гипохлорит кальция, озон, диоксид хлора и т. д. |
| Регуляторы pH: | например, аминосульфоновая кислота, гидроксид натрия, известь, серная кислота и т. д. |
| Средства для удаления ионов металлов: | ЭДТА, ионообменная смола |
| ингибитор образования накипи: | органофосфаты, органофосфорные карбоновые кислоты и т. д. |
| Адсорбенты: | например, активированный уголь, активированный оксид алюминия и т. д. |
Эти химические вещества могут удовлетворять различные потребности технологической воды за счет различных комбинаций процессов водоподготовки, обеспечивая соответствие качества воды производственным стандартам, снижая риск повреждения оборудования и повышая эффективность производства.
2.3 Химические вещества и принципы обработки циркуляционной охлаждающей воды
Обработка циркулирующей охлаждающей воды является очень важной частью промышленной водоподготовки, особенно на большинстве промышленных предприятий (таких как химические заводы, электростанции, металлургические заводы и т. д.), где системы охлаждения широко используются для охлаждения оборудования и технологических процессов. Из-за большого объема воды и частой циркуляции циркулирующие системы охлаждения подвержены образованию накипи, коррозии, росту микроорганизмов и другим проблемам. Поэтому для контроля этих проблем и обеспечения стабильной работы системы необходимо использовать эффективные методы водоподготовки.
Обработка циркуляционной охлаждающей воды направлена на предотвращение образования накипи, коррозии и биологического загрязнения в системе, а также на обеспечение эффективности охлаждения. Контролируются основные параметры охлаждающей воды (такие как pH, жесткость, мутность, растворенный кислород, микроорганизмы и т. д.) и анализируются проблемы качества воды для целенаправленной обработки.
| Коагулянты и флокулянты: | например, PAC, PAM, PDADMAC, полиамины, сульфат алюминия и т. д. |
| Умягчители воздуха: | например, известь и карбонат натрия. |
| Дезинфицирующие средства: | например, TCCA, SDIC, гипохлорит кальция, озон, диоксид хлора и т. д. |
| Регуляторы pH: | например, аминосульфоновая кислота, гидроксид натрия, известь, серная кислота и т. д. |
| Средства для удаления ионов металлов: | ЭДТА, ионообменная смола |
| ингибитор образования накипи: | органофосфаты, органофосфорные карбоновые кислоты и т. д. |
| Адсорбенты: | например, активированный уголь, активированный оксид алюминия и т. д. |
Эти химические вещества и методы обработки помогают предотвратить образование накипи, коррозию и микробное загрязнение, обеспечивают долговременную стабильную работу системы охлаждения, снижают повреждения оборудования и энергопотребление, а также повышают эффективность системы.
2.4 Химические вещества и принципы очистки сточных вод
Процесс очистки промышленных сточных вод можно разделить на несколько этапов в зависимости от характеристик сточных вод и целей очистки, в основном включающих предварительную обработку, кислотно-щелочную нейтрализацию, удаление органических веществ и взвешенных твердых частиц, промежуточную и углубленную очистку, дезинфекцию и стерилизацию, обработку осадка и очистку рециркулируемой воды. На каждом этапе требуется взаимодействие различных химических веществ для обеспечения эффективности и тщательности процесса очистки сточных вод.
Очистка промышленных сточных вод подразделяется на три основных метода: физический, химический и биологический, с целью соответствия стандартам выбросов и снижения загрязнения окружающей среды.
Физический метод:седиментация, фильтрация, флотация и т. д.
Химический метод:нейтрализация, окислительно-восстановительная реакция, химическое осаждение.
Биологический метод:Метод активного ила, мембранный биореактор (МБР) и т. д.
К распространенным химическим веществам относятся:
| Коагулянты и флокулянты: | например, PAC, PAM, PDADMAC, полиамины, сульфат алюминия и т. д. |
| Умягчители воздуха: | например, известь и карбонат натрия. |
| Дезинфицирующие средства: | например, TCCA, SDIC, гипохлорит кальция, озон, диоксид хлора и т. д. |
| Регуляторы pH: | например, аминосульфоновая кислота, гидроксид натрия, известь, серная кислота и т. д. |
| Средства для удаления ионов металлов: | ЭДТА, ионообменная смола |
| ингибитор образования накипи: | органофосфаты, органофосфорные карбоновые кислоты и т. д. |
| Адсорбенты: | например, активированный уголь, активированный оксид алюминия и т. д. |
Благодаря эффективному применению этих химических веществ промышленные сточные воды могут быть очищены и сброшены в соответствии со стандартами, а также повторно использованы, что способствует снижению загрязнения окружающей среды и потребления водных ресурсов.
2.5 Химические вещества и принципы очистки очищенной воды
Очистка сточных вод с использованием рециркуляции — это метод управления водными ресурсами, при котором промышленные сточные воды после очистки используются повторно. В условиях растущего дефицита водных ресурсов многие промышленные предприятия внедряют меры по очистке сточных вод с использованием рециркуляции, что не только экономит водные ресурсы, но и снижает затраты на очистку и сброс. Ключевым моментом в очистке сточных вод с использованием рециркуляции является удаление загрязняющих веществ из сточных вод, чтобы качество воды соответствовало требованиям для повторного использования, что требует высокой точности обработки и современных технологий.
Процесс очистки очищенной сточной воды включает в себя следующие основные этапы:
Предварительная обработка:удалять крупные частицы загрязнений и жира, используя PAC, PAM и т. д.
Регулировка pH:Для регулирования pH обычно используются такие химические вещества, как гидроксид натрия, серная кислота, гидроксид кальция и др.
Биологическая терапия:удалять органические вещества, поддерживать микробную деградацию, использовать хлорид аммония, дигидрофосфат натрия и т. д.
Химическая обработка:Окислительное удаление органических веществ и тяжелых металлов, обычно используются озон, персульфат, сульфид натрия и др.
Мембранное разделение:Для удаления растворенных веществ и обеспечения качества воды используются технологии обратного осмоса, нанофильтрации и ультрафильтрации.
Дезинфекция:Для удаления микроорганизмов можно использовать хлор, озон, гипохлорит кальция и т.д.
Мониторинг и корректировка:Убедитесь, что повторно используемая вода соответствует стандартам, и используйте регуляторы и контрольное оборудование для внесения корректировок.
Пеногасители:Они подавляют или устраняют пену, снижая поверхностное натяжение жидкости и разрушая стабильность пены. (Сферы применения пеногасителей: системы биологической очистки, очистка химических сточных вод, очистка фармацевтических сточных вод, очистка пищевых сточных вод, очистка сточных вод бумажной промышленности и т. д.)
Гипохлорит кальция:Они удаляют загрязняющие вещества, такие как аммиачный азот.
Применение этих процессов и химических веществ гарантирует, что качество очищенных сточных вод соответствует стандартам повторного использования, что позволяет эффективно использовать их в промышленном производстве.
Промышленная водоподготовка является важной частью современного промышленного производства. Процесс и выбор химических реагентов должны быть оптимизированы в соответствии с конкретными технологическими требованиями. Рациональное применение химикатов позволяет не только улучшить эффективность очистки, но и снизить затраты и уменьшить воздействие на окружающую среду. В будущем, с развитием технологий и ужесточением требований к охране окружающей среды, промышленная водоподготовка будет развиваться в более интеллектуальном и экологичном направлении.