Hvaða notkun á alvarlegum súlfati í vefsóunartækjum?

Hvernig alvarlegur súlfat virkar sem samloksunarefni í vefsóunartækjum

Að skilja samloksun og hlutverk alvarlegs súlfats í að óstöðugt gera sveifandi eindir

Vefsóun byrjar á samsetningu, ferli sem sameinar litlir úreinindi svo hægt sé að fjarlægja þau síðar. Súrefni alúmíníumsulfat virkar mjög vel í þessu tilfelli vegna þess að þegar það leysist upp losar það trivalenta alúmíníumjón (Al³⁺) sem í raun og veru hafnar neikvæðum hleðslum á efnum sem flöktu í vatninu eins og leirpartíklur, lífræn efni og jafnvel sumar skaðlegar smýkkjur. Þegar hleðslurnar eru hlögnuður stoppa partíklurnar í að styðjast frá hvor annarri og byrja að klífast saman í hraðblandunarferlinu sem tekur venjulega um mínútu eða tvær. Flest vefsóunarverk finna að alúmíníumsulfat gefur best árangur þegar pH í vatninu er á bilinu 5,5 til 7,5. Magn alúmíníumsulfats sem nota á breytist nokkuð mikið, yfirleitt á bilinu 50 til 300 milligömmur á lítra, eftir því hversu drabbavatn er og hvaða tegund af úreinindum eru viðstaddir.

Efnafræðilegt verkbrigði alúmíníumsulfats við myndun flokka og fjarlægingu úreininda

Þegar hleðslur eru jafnaðar út, byrjar ásýring að brjóta niður í gegnum lýsingu sem myndar aluminumhydrið (Al(OH)3). Þessi efni mynda þétt, gelígild efni sem er mjög gott í að festa sér við efnin sem við viljum fjarlægja úr vatninu. Þegar þessir litlu klumpar, sem kallast flokkar, myndast geta þeir náð stærð frá hálfum millimetra upp í þrjá millimetra. Þetta gerir því kleift að þeir settist vel niður í meðhöndlunartönkum. Þegar allt virkar eins og á ætti, fjarlægir þessi aðferð um 85 til nánast 100 prósent af drögunni í vatnsúrgangi og tekur til hluta um tveimur þriðjum til fjórðung af óþægilegum orgörfsefnum. Rannsóknir sýna að þessir hydriðflokkar festast við ýmis lausnarefni eins og fosfatíona og mismunandi tegundir alvarlegra málma með því að mynda tengingar á yfirborði sínu. Þessi festing bætir raunverulega virkni heildarhreinsunarferlisins.

Ber á við aðrar samdragsloftunarefni: Virkni, kostnaður og vandamál í raunnotkun

Járnsýrina getur fjarlægt næstum allan fosfór úr vatni, stundum allt að 98%, sem er lang betra en alun, sem bregst við með um 70 til 85%. Minusinn er hins vegar sá að járnsýran eyðir rörum og búnaði miklu hraðar, sem þýðir að sveitarfélög enda í aukaútgjöldum fyrir viðhald og skiptingu. Sameindapólýmer eru einnig möguleiki sem gefur mjög klegt vatn með lítið slögg eftir meðhöndlunina, en þessi efni koma með verðmerkjum sem gerir þau óviðeigandi fyrir flest almenn vefsóunarbúnaði. Þess vegna halda margir borgir samt áfram á alun, þrátt fyrir nýrri aukiðkostnaði. Alun hefur verið til í desimóta, virkar örugglega án flókinnara uppsetningarferla og brotlægir ekki fjárhagsáætlunina eins og sumir hinir flottari kostir gera. Fyrir félagasamstöðuð stjórnvöld sem vinna með eldri undirlagningu er logið við það sem þau kunna, jafnvel þó það sé ekki tæknilega besta afköstun.

Umhverfisáhyggjur: Eftirstandandi ál og langtímaöryggi í hreinuðu vatni

Heilbrigðisheilbrigðisheimstjórn hefir sett efri mark á 0,2 milligömmum fyrir lítra fyrir eftirstandandi ál í brunnvatni vegna áhyggna af mögulegum áhrifum á heila virkni yfir langan tíma. Vatnsveitunstöðvar sem nota nýjari sía aðferðir geta minnkað þessa ál eftirleifar um 70 til 90 prósent miðað við eldri aðferðir. Með tilliti til pH-gilda í gegnum ferlið og viðbótaraðgerð með sérstökum himnum eftir hreiningu er tryggt að haldast innan öryggismarka sem heilbrigðisyfirvöld hafa sett. Þetta heldur fólki heilbröttu án þess að minnka árangur algjörar hreiningarferlisins.

Bæting á vatnsgríð og fjarlæging rykjulags í borgarbakkanum

Alúmíníumsúlfat er enn algengur valkostur til meðhöndlunar á vatni í borgum, því að það getur dragið úr mulguðu vatnsins um 90%. Það sem gerist er að það hættir við rafeindahlöðun á litlum eindum eins og leirpartiklum, fínu dafli og jafnvel smáum lífverum sem flöktu í vatnsskiptunni. Eindarnar klumpast saman og mynda stærri flóka sem sökkva auðveldara. Rannsóknir sem birtar voru árið 2021 benti til þess að þegar alúmíníumsúlfati er beitt rétt, lækkar mulgðin undir 0,3 NTU, sem raunverulega uppfyllir leiðbeiningar Heilbrigðisheimsbandalagsins fyrir skýja drykkjarvatn. Þessi árangur leiðir til minni álags á síum seinna í kerfinu. Vatnsmiðjurnar virka betur í heildina og spara peninga, sérstaklega mikilvægt fyrir stórborgarleg kerfi sem veita milljónum manna daglega.

Fjarlæging orgulysa, sjúkdókveikna og erfiðrar jarðefna með samdrátt

Hvernig á sér stað þegar um samdragaferli er að ræða þýðir að hægt er að fjarlægja ýmsar tegundir af mengunarefnum í einu. Lofttegundir sem eru leystar í vatni festast við þá alumíníumhydryðsflokka sem myndast við meðhöndlunina. Auk þess verða bakteríur eins og E. coli og eigandi eins og Giardia tekin með í ferlinu á líkamlegan hátt. Þegar pH gildið er á bilinu 6,5 til 7,5 gefa rannsóknir til kynna að fjarlægingarhlutfallin fyrir alvarleg málmar eins og bly, arsenik og krómi liggi á bilinu 85% til 92%. Það sem gerir þessa aðferð svo gagnlega er að hún getur haft áhrif á margbreytilega mengun í einu, og minnkar þar með þarfirnar á aukinni hreinun. En samt er mjög mikilvægt að nota rétta magnið, vegna þess að ef of mikill alumíníum eftir er, gæti hann farið yfir örugga markmiðið á 0,2 mg á lítra, sem er ekki gott fyrir neina.

Aukið setningar- og síuörvunarkerfi eftir meðhöndlun með alum

Þegar súrð með alaun, hafa flókar tilhneigingu til að setjast um 40 til 60 prósent hraðar í fellibassengum samanborið við ómeðferðar deiltur, sem gerir aðskilning á fast efnum mun betri. Hraðari settan þýðir að síur verða minna oft fylltar, svo þær geta unnið lengur áður en hreinsun er nauðsynleg, og minnkar afturvökvun um sjaldgæfis 30%. Áhugavert er hvernig klibbuleg samsetning á flókum af aluminumhydriði virkar eins og auka síulag innan í sandlögum. Þessir flókar nálgast mjólkósku deiltur sem eru minni en mikrómetri og slípuðust einhvern veginn fram hjá í fyrstu samlokunarstigi. Allar þessar bætingar saman merkja að góð úrgangsráðstafanir geta í raun fjarlægt meira en 99,9% allra deilta efna úr lokavatninu.

Áhrifamikil fosfórfrádráttur í borgar- og iðjuúrgangi

Alúmen virkar ansi vel í að taka úr fosfor þökk sé þeim bindingareikningum sem við tölum svo mikið um í vatnsmeðferð. Í grundvallaratriðum, þegar Al3+ jón hittast við orthophosphate jón (PO4 ^ 3-), þeir sameina til að gera álfosfat (AlPO4) sem leysist ekki upp í vatni. Þetta efni setst svo niður og er síað út vélrænlega. Þegar rannsóknarmenn skoðuðu gögn frá 45 mismunandi fráveituverum víðsvegar um Evrópu komust þeir að því að með notkun alúms lækkaði alls fosformagnið undir 0,5 mg/l í um 88% þessara virkja. Þetta uppfyllir í raun það sem rammarskrá ESB um vatn krefst fyrir hreint vatn. Efnið skín mjög vel í meðferð úrgangs frá matvælaframleiðendum og textílframleiðendum þar sem rennsli þeirra hefur tilhneigingu til að hafa geðveikt hátt fosfór, stundum allt yfir 15 mg/l í einingarprófum.

Minnka rugl og mengunarefni í vatnsstreymum með miklum álagi

Alumíum er vel viðkomandi fyrir flökkun og blóðþéttingu og hentar því að hreinsa flöktvatn með miklum álagi:

• Hreinsiefni : Neutralisera neikvæð hleðsla í vatni með þvagi yfir 1000 NTU
• Tungmetall : Þungmálmar: Samhlynna Pb2+ og Cr3+ með myndun vökvasprengju við pH 9 - 9,5
• Lífræn álag : Dregur úr efnafræðilegum súrefnisþörfum (COD) um 65-80% í úrrennsli pappírverksmiðju með bindingu við lignin og prótein

Fletið frá sjö iðnaðarstöðum í Kína sýnir að alúm nær 98% af fjarlægð heildar þorskiptra efna í straumum með upphaflegu þorskiptum efnum yfir 5.000 mg/l og sýnir robustan árangur við krefjandi aðstæður.

Tilvikaskoðun: Vel heppnuð innleiðing í hreinsistöðvar fyrir úrveitu í þéttbýli

Evrópska sveitarstjórnarvirkjun sem þjónar 1,2 milljónum íbúa náði verulegum framförum eftir að hafa skipt yfir á álsulfatþynningu. Með því að vinna úr 300.000 m3 affallvatni á dag, tilkynnti aðstöðvan:

Átta og tólf mánaða reynsla sýndi að verksmiðjan var í standi til að halda viðhaldsalmenningu undir 0,2 mg/L á meðan hún náði 94% fosforsamanhræringu og 82% COD minnkun, sem staðfestir áhrifamikilvirkni og hagkvæmni alums í stórsveitarmissjónum.

Að jákvæðlega stilla framleidd virkni aluminiumsulfats: Skammtasetning, pH og vatnsaðstæður

Hámarks virkni fyrir samdrátt með tilliti til álíta pH-sviðs og lyfjaðgerða

Bestu niðurstöðurnar fyrir samdrátt koma upp þegar pH-gildið er á bilinu frá um 5,5 til 7,5. Innan þessa bils verður ferlið miklu skilvirkara, stundum með batningi á bilinu 40 til 60 prósent miðað við aðstæður utan þessa tölna. Þegar kemur að magni alunite sem á að nota, krefjast flest meðferðarferli einhver milli 5 og 200 milligír í lítra. En ef vatnið er mjög mör undir eða inniheldur margar tergiefni, gætu sumar aðstæður krafist allt að 500 mg/L. Til að komast að nákvæmlega hvað virkar best á ákveðnum stað, er jarprófun enn ein af trúverðugustu aðferðunum sem tiltækar eru. Þetta hjálpar til við að forðast ofnotkun á alun, sem gæti leyst eftir of mikið aluminum í vatninu yfir heimstarfsemi heilbrigðishevanda (WHO) örugga markmiðið á 0,2 mg/L. Þegar pH gengur hins vegar yfir 7,5, byrja hlutirnir að fara illa, því aluminiumhydrið verður minna lausanlegt. Þetta gerir það erfiðara að mynda réttar samdráttarflóka og minnkar að lokum hversu vel meðferðin virkar í heildina.

Áhrif vatntemperatúru, alkaþolka og jónasamsetningar

Vatn sem er undir 10°C hægir mjög mikið á hraða efnaframmistöðu í meðhöndlunaraðferðum. Þetta þýðir að flók bregðast hægar, stundum taka 30 til 50 prósent lengra en venjulega, og starfsmenn verða að rýra efni lengur en áður. Alkalínivegin spila mikilvægan hlutverk í að koma í veg fyrir að kerfið verði of súrleitt eftir að bleyti hefur verið bætt við. Ef alkalínin fellur undir 50 milligömmum á lítra sem kalsíumkarbónat, þá verða flest meðhöndlunarver hafa viðbótarlím eða sódusodu bara til að halda pH nægilega stöðugt fyrir rétta rekstri. Annað vandamál kemur upp þegar jónmagn í vatninu er hátt, yfir 1000 grömm á sentimetrum. Þessi aðstæður minnka raunverulega smárar rafhlöður um kornin, sem gerir þau minna virkilega til að klumpast saman. Niðurstaðan? Samdráttur virkar um 40 prósent verri undir þessum aðstæðum. Allar þessar breytur sýna af hverju góð kerfi til rauntímaeftirlitsins gera svo mikinn mun, sérstaklega fyrir stofnanir sem vinna með breytilegri vatnsgerð í gegnum árstíðirnar.

Ávinningar og áskoranir varðandi notkun á súlfati af álúmíníum í vefsóun

Lykilárangur: kostnaðsefni, treyggileiki og fjölbreytileiki í gegnum vefsóunarkerfi

Alum, eða alvarísulfat, mælist sem kostnaðsvenjulegur og trúverðugur samdráttarefni sem notað er í mörgum vatnshreinsunaraðilum, bæði í sveitarfélögum og í iðnaðarstofnunum. Í samanburði við aðgerðir eins og jarngler, minnkar það rekstrarkostnað um sjálfsagt 30 til 50 prósent, allt á meðan fjarlægingarhraði hlýtur yfir 95% fyrir hluti eins og dimmleiki og skaðlegir smitmyndarar. Það sem gerir þessa efni svo fjölbreytt er hversu vel hún virkar hvort sem er að vinna með litlar landsbyggðar vatnskerfi eða stórar borgarhreinsunarverk. Starfsfólk getur stillt magnseiningar út frá því hvaða tegund af vatnsástandi þeir eru frammi fyrir dag fyrir dag. Þegar pH-gildin halda sér innan við góða svæðið á bilinu 5,5 til 7,5, nær alum að fjarlægja um 70 til 90% af þessum pínandi örverumeindum. Og við skulum vera heiðar, þegar peningur er á máli, vinnur alum oft auðveldlega á PAC lausnir fyrir stofnanir sem passa náið upp á fjárhagsáætlunina.

Algeng takmörkun: Slímmyndun, nauðsyn á pH-stillingu og umhverfisáhrif

Alum kemur samt að nokkrum galla. Það myndar um 15 til 30 prósent meira slögg en syntetíska mörgbrot efni, sem þýðir hærri losunar kostnað og flóknari ræktun fyrir ruslstjórnun. Þegar alum brýtist niður í vatnsmeðhöndlun fer það í rauninni út á að lækka pH-gildið. Til að jafna áhrifin verða vatnsmeðhöndlunarstöðvar að eyða peningum á alkalíefni eins og kalk. Kaup á slíkum efnum geta tekið næstum 20% af heildarkostnaði rekstrarins bara til að halda vatninu við réttan sýrustig. Umhverfisreglur fylgjast náið með magni á aluminum sem eftir er í meðhöndluðu vatninu eftir meðhöndlun, svo að halda sig strengt við tillögur Heimiliga heilbrigðismálastofnunarinnar um að mest 0,2 mg á lítra sé leyft er nauðsynlegt. Góð fréttin er sú að nýr rannsóknir sýna að þegar starfsfólk finjustilla skammtaferlar sína og tengir þær við nýjari síu kerfi geta þeir minnkað slöggmyndun um 40%. Þessi aðferð hjálpar einnig til við að uppfylla mikilvægar kröfur EPA og AWWA fyrir örugga drykkjarvatn án þess að neyta gæða.

Algengar spurningar

Hver er aðalhlutverk aluminiumsulfats í vatnsmeðferð?

Aluminiumsulfat virkar sem samdráttarefni í vatnsmeðferð og hjálpar til við að óstöðugt gera sveifandi eindir svo að þær séu hægt að fjarlægja á öðrum meðferðaraðilum.

Hvernig áhrif hefur aluminiumsulfat á pH-gildi meðhöndluðs vatns?

Aluminiumsulfat hefur í för með sér lækkun á pH-gildi meðhöndluðs vatns, og þess vegna verða vinnur að bæta við alkalíefnum eins og kalki til að halda upp á viðeigandi pH-sviði fyrir árangursríka meðferð.

Eru umhverfisáhyggjur tengdar notkun aluminiumsulfats?

Já, eftirlitandi aluminum í meðhöndluðu vatni er áhyggjuefni, þar sem það getur haft möguleg áhrif á heilsu. Meðferðarkerfin beinast því að halda eftirlitandi stigi fyrir neðan 0,2 mg/L eins og heilsuheimssjóðurinn (WHO) ráðlegger.

Af hverju er frekari forréttindi gefið aluminiumsulfati fram yfir önnur samdráttarefni, þrátt fyrir takmarkanir þess?

Almagnesíumsúlfat er kostnaðseflust, áreiðanlegt og fjölbreytt, sem gerir það að efnahagslegri valkosti fyrir mörg sveitarfélög, sérstaklega þau með takmarkaðar fjárhæðir og virka undirstöðu.