לאחר טיפול משני בשפכים (טיפול ביולוגי), הביוב עדיין מכיל כמות מסוימת של מזהמים, כמו חומר אורגני חוזר, חומרים מזינים כמו חנקן וזרחן, כמויות עקבות של מתכות כבדות ופתוגנים. תהליך הקרישה והמשקעים של יחידות העיבוד המתקדמות כולל הוספת קרישים לשפכים כדי לאפשר חלקיקים תלויים עדינים וחומרים קולואידיים במים לצבור זה עם זה, ויוצרים פלוקים גדולים יותר. לאחר מכן מוסרים שדים אלה באמצעות משקעים, ומפחיתים למעשה את המוצקים המושעים (SS) וכמה חומר אורגני בשפכים.
1. תגובת קרישה
תגובת הקרישה מחייבת תוספת של חומרים כימיים. בדרך כלל, כאשר משתמשים בקריגנטים אורגניים וקרישיות אורגניות בו זמנית, יש להוסיף תחילה קרישים אורגניים. אלה הנפוצים כוללים מלחי אלומיניום ומלחי ברזל (PAC של כלוריד פוליאומינום, PFS סולפט פוליפרירי). קרישיות אלה עוברות תגובות הידרוליזה במים ויוצרים קולואידים טעונים חיובית. לדוגמה, PAC תים הידרוליזה במים ליצירת קולואידים אלומיניום הידרוקסיד, שחלקיקיהם הקולואידיים נושאים מטען חיובי.
חלקיקים מושעים וזיהומים קולואידיים בשפכים נושאים בדרך כלל מטענים שליליים. כאשר קולואידים טעונים באופן חיובי שנוצרו על ידי קרישים נכנסים לשפכים, הם יעברו נטרול מטען עם זיהומים טעונים שליליים אלה. בדיוק כמו שהקטבים החיוביים והשליליים של מגנט מושכים זה את זה, ומנטרלים את המטען של חלקיקי טומאה.
החומרים הקולואידליים המיוצרים על ידי הידרוליזה של קרישים יכולים גם לחבר בין חלקיקים או קולואידים קטנים תלויים יחד באמצעות גישור ספיחה. מולקולה קולואידית קרישה יכולה לספוג בו זמנית חלקיקי טומאה מרובים, ויוצרים מבנה פלוק גדול יותר, אשר מועיל להפרדת משקעים לאחר מכן.
2. בקרת פעולה של תגובת קרישה
כדי להבטיח את ההתקדמות היעילה של תגובת הקרישה, יש לשלוט בקפדנות בפרמטרים הרלוונטיים. ראשית, יש לקבוע את מינון הקרישה על סמך איכות המים, הכמות וריכוז המזהמים בשפכים. באופן כללי, נערכים ניסויים במעבדה כדי לדמות את אפקט הקרישה במינונים שונים, על מנת לקבוע את המינון האופטימלי. בספרי לימוד, היחס הטוחני של הוספת קרישה לזרחן הכולל בשפכים צריך להיות 1. 5-3, אך עדיין יש לקבוע אותו על סמך מצב הבדיקה בפועל בקנה מידה קטן באתר.
יחס הטוחן של הסרת זרחן=(ריכוז PAC * נפח מים מטופל * 2/102)/(הבדל בריכוז הזרחן הכולל לפני ואחרי הטיפול * נפח מים מטופל/31)
יחס טוחני מתייחס ליחס של כמות החומרים בין שני חומרים או יותר.
שנית, ערך החומציות של התגובה הוא גם קריטי, מכיוון שקרישיות שונות יש טווחי pH המתאימים שלהם. נטילת PAC כדוגמה, ערך ה- pH האופטימלי של מים הוא בדרך כלל בין 6. 5-7. 5. אפקט הקרישה יתדרדר אם הוא גבוה או נמוך יותר מהטווח הזה. בנוסף, יש לשלוט על זמן התגובה. באופן כללי, זמן התגובה לקרישה הוא בערך אחת עד שלוש עד ארבע דקות. אם זה קצר מדי, זה עלול להוביל לתגובה לא מספקת, בעוד שאם היא ארוכה מדי, היא עלולה לגרום לפליטים שנוצרו כבר להתפזר.
3. תגובת הפלוקציה
בשל העובדה שגודל השטחים לאחר קרישה אינו יכול להשיג את מטרת השקיעה בכוח המשיכה, בדרך כלל מתווסף סיוע קרישה בשלב הקרישה. לסיוע הקרישה עצמו בדרך כלל אין השפעה קרישה, אך בעיקר ממלאת תפקיד בסיוע קרישה. בדרך כלל מתווספים פוליאקרילאמיד אניוני (PAM). זהו פולימר במשקל מולקולרי גבוה, שכאשר מוסיפים לשפכים, יכול לספוג על פני השטח של פלוקס שנוצרו כבר, ודרך אפקט הגישור של שרשראות ארוכות, להגדיל עוד יותר ולדחס את הפלוסים.
לדוגמה, בכמה שפכים המכילים כמות גדולה של קולואידים עדינים, השטחים הנוצרים על ידי תגובות קרישה אינדיבידואליות אינן חזקות וגדולות מספיק. לאחר הוספת פוליאקרילאמיד, השרשראות המולקולריות שלה יכולות לחבר בין ריבוי שוליים זה לזה כמו חבלים, כמו רשת גדולה המחזיקה חלקיקים קטנים רבים זה לזה, ויוצרים פרחי אלום גדולים גלויים, מה שהופך את מבנה הפלוקס ליציב יותר ותורם למשקעים.
לאחר הוספת התרופה, השטחים הקטנים שכבר היו מעורבים משולבים זה עם זה בתנאים הידראוליים באמצעות מכשיר ערבוב איטי. תהליך זה הוא כמו לערבב בעדינות פרחי אלום קטנים במים, ומאפשר להם להיצמד בהדרגה וליצור פרחי אלום גדולים יותר.
מטרת תגובת הפלוקולציה היא להגדיל עוד יותר את גודל הפליטים. מהירות הערבוב והזמן המתאימים הם גורמי מפתח. אם המהירות המעוררת מהירה מדי, היא תפגע בפליטים שנוצרו כבר; אם המהירות המעוררת איטית מדי או שהזמן לא מספיק, צמיחת הפלוסים לא תספיק. המהירות המעוררת בשלב הפליטה מוערכת בערך כ- 30-60 מהפכות לדקה, וזמן התגובה הוא בערך 10-30 דקות, שצריך להתאים אותו לפי אופי דרישות השפכים ודרישות הטיפול ו
לדוגמה, לביוב עם צמיגות גבוהה, יתכן שיהיה צורך להפחית את המהירות המעוררת באופן מתאים כדי למנוע את פגיעת השטחים. יחד עם זאת, יש לשלוט בקפדנות על זמן התגובה של הפלוקציה כדי להבטיח כי הפלוקס יוכלו לצמוח במלואו. בנוסף, יש לשלוט במינון הקריגנטים במדויק. קרישיות מוגזמות עלולות להגביר את צמיגות גוף המים, ולהשפיע על אפקט המשקעים; אם הוא קטן מדי, לא ניתן להשיג את אפקט הפליטה האידיאלי.
4. משקעי בוצה
השטחים הגדולים שנוצרו לאחר תגובת הפלוקציה משקעים באזור המשקעים של מיכל המשקעים היעילות הגבוהה על ידי כוח המשיכה. מהירות התיישבות של חלקיקים במים היא פרופורציונאלית לריבוע קוטר החלקיקים ויחס הפוך לצמיגות המים. בשל הגודל הגדול של חלקיקי הפלוק, מהירות היישוב שלהם מהירה יחסית.
על מנת לשפר את יעילות המשקעים, יחידת המשקעים העיבוד העמוקה מאמצת בדרך כלל מכשיר שקיעה צינור נוטה. פונקציית הצינור הנוטה הוא לקצר את מרחק המשקעים של החלקיקים ולהגדיל את שטח המשקעים. כאשר ביוב זורם בצינור הנוטה, חלקיקי הפלוק יחליקו לאורך קיר הצינור הנוטה לתחתית. לדוגמה, במיכל משקעים נוטה, זווית הנטייה של הצינור הנוטה היא בדרך כלל סביב 60 מעלות. ביוב נכנס מהחלק העליון של הצינור הנוטה ויוצר זרימה למינרית בתוך הצינור הנוטה. חלקיקי הפלוק יכולים להתיישב לאזור איסוף הבוץ בתחתית הצינור הנוטה בזמן קצר יחסית.
הבוצה שמתיישבת לתחתית הטנק תיאסף במגרד הבוצה על ידי מגרד הבוצה וישתחרר באופן קבוע. הסופר -נפט לאחר שקיעה זורם החוצה מהחלק העליון של מיכל המשקעים ונכנס ליחידת העיבוד הבאה או משוחרר ישירות, ובכך משיג הפרדת מוצקים ומים תלויים.
יש לבצע את בקרת פריקת הבוצה באופן קבוע וסביר כדי להימנע מהצטברות בוצה בתחתית המיכל למשך זמן רב, מה שעלול לגרום לבוצה לצוף ולהשפיע על איכות הקולן. יש לקבוע את תדירות הפליטה והכמות על סמך כמות הבוצה הנוצרת וריכוז הבוצה. על ידי התקנת מד ריכוז בוצה, ניתן להשיג ניטור בזמן אמת אחר ריכוז הבוצה. כאשר ריכוז הבוצה מגיע לסף מסוים, ניתן לבצע פריקה מתוזמנת של בוצה. בעת פריקת עודף בוצה, יש לשחרר את הבוצה לאט לאט תוך התבוננות בקצב הזרימה וריכוז פריקת הבוצה. במהלך תהליך הפריקה, יש לשים לב מקרוב לשינויים בגובה המים במיכל המשקעים כדי למנוע את מפלס המים להיות נמוכה מדי בגלל פריקה מהירה, מה שעלול להשפיע על אפקט המשקעים.
יחס ריפלוקס הבוצה הוא אחד הפרמטרים החשובים המשפיעים על יעילות המשקעים של מיכלי שקיעה יעילים גבוהים. חלק מהבוצה המוזרמת ממיכל המשקעים זורם חזרה למיכל הדליפה הקדמי, שיכול להשתמש בחלקיקים גדולים כנושאי דליפה ולהמשיך לשחרר תרופות שיוריות. יש לקבוע את יחס החזר הבוצה המתאים באמצעות ניסויים, בדרך כלל נשלטים בין 2% ל -10%. מבצעים באופן קבוע בדיקות ריכוז בבוצה המוחזרת. אם הריכוז נמוך מדי, זה מצביע על כך שיש לאפקט המשקעים של מיכל המשקעים גרוע ויש להתאים את המינון. הפעלה ותחזוקה של הצינור הנוטה מנקים באופן קבוע את הבוצה והפסולת על פני הצינור הנוטה כדי למנוע את הצטברות הבוצה על פני הצינור הנוטה ולהשפיע על אפקט המשקעים. אם נמצא הצטברות, זה יכול להיות בגלל פריקת בוצה מעוכבת או ביצועי יישוב בוצה לקויים. יש להתאים את ריכוז המינון ויחס הכימיקלים, ולבדוק אם יש כמות גדולה של גידול אצות ירוקות הגורמות לחסימה בצינור הנוטה. שיטת הניקוי יכולה להיות שטיפה הידראולית או ניקוי מכני, ותדר הניקוי תלוי בהצטברות הבוצה על פני הצינור הנוטה. עקוב באופן קבוע על הצטברות הבוצה בכתמים עיוורים כדי לראות אם יש צף או הצטברות של בוצה. אם יש הצטברות מוגזמת, יש לנקוט במדדים מתוזמנים להתמודדות עם זה, כגון שימוש במערבב מכני, שטיפה הידראולית וכו ', כדי לפזר את הבוצה המצטברת ולפרוק אותה למיכל המשקעים.
יש לבצע בדיקה ותחזוקה קבועה על ציוד רלוונטי במיכל המשקעים, כמו מגרד בוצה, צינור נוטה וכו ' אפקט שקיעה; אם הצינור הנוטה נחסם או פגום, הוא יפחית את אזור המשקעים ואת היעילות, ויש לנקות אותו ולהחליף אותו בזמן.