מכונות ציפה תעשייתיות לטיפול בשפכים: סוגים, מכשיר, עקרון הפעולה

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

כיום, נושאי איכות הסביבה עומדים בראש השולחן כמעט בכל מפגש של ממשלות העולם. זה לא סוד שאקולוגיה הפכה לדת החדשה של המאה ה-21. 2017 הוכרזה כשנת הגנת הסביבה ברוסיה, ולכן חינוך סביבתי הוא אחת המשימות לשנה זו.

למה צריך לטהר מים?

מכלל האספקה של האוקיינוס העולמי, רק 3% הם מים מתוקים, מתוכם 68% הם קרחונים (לא מתאימים לשתייה), 30% הם מקורות תת-קרקעיים (לרוב מזוהמים מקרקעות) ורק 2% הם מקורות תת-קרקעיים. מקורות אספקת מים יבשתיים. מהתמונה העולמית של העולם ברור שזמינותם של מים מתוקים נקיים היא לא רק הכרח, אלא לפעמים מותרות.

שפכים שנוצרו במהלך פעילות כלכליתמפעלים מכילים מספר רב של מזהמים בריכוזים העולים על המותר והנורמטיבי. ככלל, אנו מדברים על מתכות כבדות (ברזל, ניקל, נחושת, עופרת, כספית, קדמיום וכו'), מוצרי נפט, מוצקים מרחפים, אלומיניום, פעילי שטח (פעילי שטח סינתטיים, עבור הדיוט זה כל מה שמקצף). חומרים אלו, הנכנסים לגופי מים, משבשים את התפקוד התקין של ביוגאוצנוזים מימיים, מרעילים את האדמה, מעוררים צמיחה של אצות כחולות-ירקות, והם רעילים לבעלי חיים. מזהמים אלה רעילים גם לבני אדם.

פעילויות אנושיות בבתים מרובי דירות ובתים פרטיים גם מייצרות כמות גדולה של מזהמים. בעיקרון, מדובר בחומרי שטח ופסולת אורגנית, אבל גם מלחי מתכת נכנסים לביוב.

מהו רחפן שפכים?

Floater הוא מכשיר שנועד להסיר זיהומים עדינים מהמים בשיטה פיזיקלית וכימית. באופן יחסי, זהו המנגנון של אחד ממודולי העיבוד העיקריים בהנדסה ובטכנולוגיה של טיפול בשפכים. על המשט מתבצעת ההפרדה העיקרית של חומרים מומסים וטיהור מים לאינדיקטורים סטנדרטיים.

ניתן לעצב רחפנים תעשייתיים גם למפעלים גדולים וגם לשטיפת מכוניות, שונים בגודל ובחומר.

המשימה העיקרית של המשט היא לבודד ולהזרים מהמים את המזהמים המומסים בהם, ולהעבירם לתוךצורה בלתי מסיסה. זה נושף אוויר לתוך המכשיר כדי לשפר את אפקט הניקוי.

עקרון העבודה של מכונת הצפת שפכים

עקרון הפעולה של המשט מבוסס על העברת בועות אוויר דרך המדיום לניקוי על מנת ליצור קצף. קצף זה נקרא בוצת ציפה, אשר מוסרת ומוזרקת למכשירי התייבשות מיוחדים. על מנת שהבועות ילכדו ויובילו מזהמים, יש צורך להוסיף תחילה חומרים מיוחדים - חומרי קרישה ופלקולנטים. חומרים אלה הינם דביקים מאוד, כלומר הם עוזרים למזהמים להיצמד זה לזה ולבועות אוויר, ויוצרים מה שנקרא פלוקולות.

הבועה, העוברת מהזרבובית או מהזרבובית של המתקן לחלק העליון, לוכדת איתה מזהמים דביקים. תהליך זה מתבצע עד שהמים מגיעים לאפקט הניקוי הרצוי.

המורכבות של התהליך היא לבחור במדויק את המינון של חומר הקרישה והקצף כך שכוח ההידבקות יהיה גבוה מספיק כדי להיצמד לבועה, אך הפתיתים המתקבלים אינם כבדים מדי, כדי לא לפגוע באוויר בועה.

תוכנית הכוללת מכונה להצפת שפכים

טכנולוגיה, אשר מניחה שמכונת ציפה היא מודול העיבוד העיקרי, כוללת תמיד חוות ריאגנטים והתקן בועות אוויר. מתקן הריאגנטים הוא מיכל עם ריאגנטים (חומרי קרישה, פלוקולנטים, אלקלי להתאמת pH) וכור לערבוב המגיב עם מים.

כמכשיר ליצירת בועות אוויר, ככלל, משתמשים ברוויון שהוא תא לערבוב אוויר עם מים על מנת ליצור תערובת מים-אוויר. תערובת זו נשלחת לאחר מכן לרחפן. מכשיר הרוויה מצויד במשאבת אוויר חזקה.

הרחפן אינו בשימוש בנפרד, הוא תמיד כלול בתוכנית הכוללת לטיהור המים. התוכנית השלמה, ככלל, מורכבת משלבי שיקוע ראשוני, טיפול פיזי וכימי (ציפה או קרישה) וניקוי מכני לאחר מכן על מסננים.

במילים אחרות, הרחפן לא יכול לספק את כל הניקוי, הוא רק יחידה נפרדת הדורשת טיפול מקדים ואחרי. אם חול או זיהומים גסים אחרים נכנסים למשט, המכשיר יתקלקל. כמו כן, מכשיר זה אינו יכול לספק חיטוי וטיהור מלא ממוצרי שמן. לכן, לאחריו, יש צורך בהתקנה אולטרה סגולה ובמסנני ספיגה (או מכניים).

דיאגרמת המעגל מבוססת על תהליך ההנפקה. ציפה היא טיפול במי שפכים באמצעות בועות אוויר על מנת להפיק חומרים מסיסים ומתחלבים. מים נכנסים למודול העיבוד הראשי. שם, במצב לחץ (או ללא לחץ), מסופק ריאגנט מוכן מראש בכור. בועות אוויר מוזנות גם למשט באמצעות מכשיר רוויה. במיכל הצפת המים מטופלים בשפכים באמצעות ריאגנטים ובועות אוויר ועודחלקים של פקקים בצורה של בוצת ציפה. בוצה צפה מוסרת מעל פני המים על ידי מסוע מגרד לתוך אוסף הבוצה.

בוצה זו מאוד לא יציבה לרעידות מכניות, ולכן היא נאספת בזהירות מפני השטח של המים כדי לא לשבור את הקצף.

מכשיר ציפה

Slootator הוא מיכל פתוח עשוי פלדה או פלסטיק, המצויד במנגנון מגרד לאיסוף בוצת ציפה ובעל צורה חרוטית בתחתיתו. מיכל הציפה מרמז על הימצאות חרירים בו לאספקת תערובת אוויר-מים מהרוויה, להשלכת בוצת ציפה וריקון חירום, לאספקת ביוב והזרמת מים מטוהרים. התקנת הרחפן ממוקמת בדרך כלל באתר התחזוקה מטעמי נוחות.

סוגי רחפנים

צפים לטיפול בשפכים נבדלים על ידי האופן שבו המים רוויים בבועות ובאופי הבועות. השיטות הנפוצות ביותר הן מכניות, לחץ וציפה אלקטרו. הנפת לחץ מרמזת על נוכחות של תא רוויה וקבוצת משאבות. בנוסף, ריאגנטים משמשים לעתים קרובות בשיטה זו. אלקטרופלוטציה אינה זקוקה למתקן ריאגנט ולרוויה, מכיוון שהיא מבוססת על פירוק אלקטרודות במים.

הנפקה מכנית

מכני (או אימפלר) מרמז על נוכחות של בוחש, שבמהירות סיבוב גבוהה, שובר בועות אוויר במים. סוג זה של טיפול במים מתאים למים המועדים להקצף ורוויים בגזים. בשיטה המכנית, ריאגנטים לא ניתן להשתמש, מאז סוערהזרמים שנוצרו על ידי המערבל פשוט מפרקים את פתיתי המזהמים. כרגע, ציפה מכנית אינה נפוצה, מכיוון שהיא מספקת אפקט ניקוי מספיק רק לעתים נדירות.

ככלל, מקטע טיפול זה כולל מכונות ציפה לטיפול בשפכים ממוצרי נפט.

הנפקת לחץ

במקרה זה, מצפים לטיפול בשפכים מצוידים במכשיר רוויה ובמתקן ריאגנטים. הרוויה היא תא בו מוזרק אוויר בלחץ מעל אטמוספרי. המדיום המוכן ברוויה נקרא תערובת מים-אוויר. זהו סוג הציפה הנפוץ ביותר והנפוץ ביותר. תהליך הטיהור מתרחש עקב טיפול מקדים במים עם מגיב (חומר קרישה או פלוקולנט) ובהמשך טיפול בלחץ של תערובת מים-אוויר. כל בועת גז מצמידה לעצמה זיהום, שכן יש לה כוח משיכה גדול עקב גבול הפאזה (מים-אוויר). טיפול מקדים במים עם מגיב משפר את הניקוי, שכן הוא יוצר פקקים (מיצלות), שגם להם יש כוח משיכה מסוים. החלק העיקרי של המים מוזרם דרך צינור המים המטוהרים להמשך טיפול או הזרמה. מלמעלה, מתקן מגרד מיוחד מסיר בוצת ציפה - מזהמים הנישאים כלפי מעלה עם בועות אוויר בצורה מרוכזת.

היתרון העיקרי של הצפת לחץ הוא מגוון רחב של יישומים. החסרונות כוללים נוכחות של מכשירים נוספים (מתקני ריאגנטים, רוויון,משאבות) אשר תופסות מקום רב וצריכות להיות אוטומטיות (לדוגמה, בחירת מינון הריאגנטים). קביעת כמות המגיב משחקת תפקיד גדול, שכן מנה קטנה תוביל לניקוי לא מספק (לא כל החלקיקים המומסים הקטנים יתגבשו), ומינון גדול יכול להוביל לכך שהבועות לא יעמדו במשקל הפתיתים. וקריסה, שתוביל גם לירידה באפקט הניקוי

מכונת שיוף אלקטרו

סוג זה של מכונת ציפה לשפכים מאופיינת בתמציתיות ובקלות תפעול. מהות השיטה טמונה באלקטרוליזה של הנוזל המיועד לטיהור ושחרור גזים מהאלקטרודות. תהליך האלקטרוליזה מתרחש במשט: מימן משתחרר בקתודה, חמצן משתחרר באנודה. בעת שימוש באלקטרודות מסיסות (לדוגמה, אלומיניום או ברזל), מים רוויים בנוסף ביוני מתכת בעלי דרגת חמצון גבוהה, אשר ממלאת את התפקיד של ריאגנטים ליצירת פתיתי זיהום. תהליך זה עוזר לבודד ולהזרים עוד יותר מזהמים מהמים. מכיוון שהחלל של הרחפן אינו גדול, בתנאים כאלה, פתיתים ובועות אוויר נצמדים זה לזה היטב, מה שמבטיח את אפקט הניקוי הגבוה ביותר.

היתרון העיקרי של מכשיר כזה הוא היעדר מתקני ריאגנטים והתקנים מגושמים אחרים, עם רמה גבוהה של טיהור מים. החסרונות כוללים צריכת אנרגיה גבוהה והצורך בציוד להסרת מימן.

ציפת חרירים

במקרה הזה, מיוחדחרירים להחדרת אוויר למים המעובדים, המוזנים לתוך הרחפן, שם הוא מפורק לתערובת דו-פאזית. היתרון בשיטה זו יהיה פחות בלאי של חלקי הצמח, ולכן חיי שירות ארוכים יותר.

מתקני ריאגנט

כמה שיטות 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 והקצף;
• coagulants - ריאגנטים המעודדים צפיפות והם מלחים של ברזל ואלומיניום;
• פלוקולנטים הם ריאגנטים היוצרים פתיתים גדולים ויציבים יותר (flocculi) והם תרכובות פוליאקרילאמיד.

החסרונות העיקריים של שיטת טיפול במים מגיב הם הצורך בנוכחות כוח אדם, כמו גם השטח שיש להקצות למיכלים ולכורים. חשוב מאוד גם לבחור את המינון הנכון של ריאגנטים, מה שאפשר רק מבחינה אמפירית.