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Rührwerke für Abwasser
Mischen von Abwasser mit Reagenzien
Wasser ist die wertvollste natürliche Ressource. Es spielt eine einzigartige Rolle in den Stoffwechselprozessen, die die Grundlage des Lebens bilden. Wasser ist in der industriellen und landwirtschaftlichen Produktion von großer Bedeutung. Es ist bekannt, dass es für die täglichen Bedürfnisse des Menschen, aller Pflanzen und Tiere notwendig ist. Für viele Lebewesen dient es als Lebensraum.
Die Entwicklung der Städte, die rasche Entwicklung der Industrie, die Intensivierung der Landwirtschaft, die erhebliche Ausweitung bewässerter Flächen, die Verbesserung der kulturellen und Lebensbedingungen und eine Reihe anderer Faktoren erschweren das Problem der Wasserversorgung zunehmend.
Die vorbereitete Lösung wird mit einem Spender und einem Rührwerk in das Wasser eingeführt. Es wird empfohlen, Wasser in zwei Schritten mit Reagenzien zu mischen, wobei erste Stufe es wird in einem Modus ausgeführt, der dem idealen Mischmodus nahe kommt und zweite im idealen Verdrängungsmodus in der flüssigen Phase. Dies liegt daran, dass im ersten Schritt eine gleichmäßige Verteilung des Reagens über das gesamte Volumen des gereinigten Abwassers gewährleistet werden muss und im zweiten Schritt Bedingungen geschaffen werden müssen, die die Verteilung der entstehenden Agglomerate von Verunreinigungspartikeln ausschließen. Der erste Modus kann beispielsweise in einem Gerät mit einem sich intensiv drehenden Rührwerk und der zweite in einer suspendierten Sedimentschicht durchgeführt werden.
Wie die Ergebnisse vieler Studien zeigen, muss der Prozess des Mischens von Wasser mit Reagenzien, insbesondere mit anorganischen Gerinnungsmitteln, mit maximaler Geschwindigkeit durchgeführt werden. Die Optimierung der Mischmethode des Gerinnungsmittels mit Wasser kann zu einer effizienteren Verwendung und in einigen Fällen zu einer geringeren Aufnahme des Gerinnungsmittels führen.
Die Wirksamkeit des sofortigen Mischens besteht darin, den Dispersionsgrad der an der Oberfläche von Verunreinigungspartikeln adsorbierten Produkte der Gerinnungshydrolyseprodukte zu ändern. Bei intensiverem Rühren erhöht sich die Wahrscheinlichkeit einer Sorption an der Oberfläche von Feinstaubpartikeln der Gerinnungshydrolyseprodukte, was zu einer Einsparung des Gerinnungsmittels und einer gleichzeitigen Erhöhung der Bindungsfestigkeit der Partikel in Mikroplastik führt.
Die Zusammensetzung und die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Abwassers sowie die Eingangsreagenzien müssen bei der Auswahl des Mischmodus des Gerinnungsmittels berücksichtigt werden. Die Bedeutung der Bestimmung der optimalen Parameter des Mischmodus ist auch auf die große Rolle des orthokinetischen Koagulationsstadiums bei der Aggregation von Partikeln von Verunreinigungen zurückzuführen. Die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen zwischen koagulierenden Molekülen nimmt mit zunehmender Mischintensität zu. Wenn jedoch ein bestimmter Geschwindigkeitsgradienten erreicht wird, beginnen die resultierenden Blütenblätter zu zerfallen. Für die verwendeten Gerinnungsmittel beträgt der Wert des Geschwindigkeitsgradientenwertes etwa 20-70 c -1. Das Ergebnis des letzten und der von cAMP eingegebenen Verschiebungsdauer (cAMP-Kriterium) wird auch als Bewertungskriterium für das Mischen von Reagenzien mit Wasser zusammen mit dem Geschwindigkeitsgradienten verwendet.
In Richtung der Intensivierung des Mischens von Wasser mit Reagenzien entwickelt sich auch die Entwicklung von Mischern. Bei der Auswahl des Typs, der Konstruktion und des Betriebsmodus der Mischausrüstung in den Phasen des schnellen Mischens von Wasser mit Reagenzien und des langsamen Mischens von Wasser in Flockungskammern wird empfohlen, die Muster der Gerinnungsstruktur zu berücksichtigen, die die Anfangswerte des Geschwindigkeitsgradienten, die Notwendigkeit eines allmählichen Mischens und die Konzentration der festen und flüssigen Phasen an der Phasengrenze bestimmen.
Das schnelle Mischen von Reagenzien mit Wasser kann in fließfähigen Mischern und elektrischer Vorbehandlung der Mischung erreicht werden.
Es wird empfohlen, vor allem bei Kontakt mit Wasser mit Elektrolytlösungen, wie Säuren, Laugen, Salzen, elektromagnetische Rührwerke zu verwenden. Es ist jedoch möglich, nicht leitende Reagenzien wie Polyacrylamid mit Wasser in fluidisierten elektromagnetischen Mischern oder magnetisch fluidisierten Düsen zu mischen.
Die einfachsten sind in Bezug auf die Hardware-Konstruktion Mischer, die eine elektrische Behandlungskammer enthalten, in der zwei oder mehr Elektroden installiert sind. Durch die Einwirkung eines elektrischen Feldes auf die Elektrolytlösungen wird Wasser effektiv mit dem Gerinnungsmittel gemischt, was die Rührzeit sowie den Verbrauch von Abwasserreagenzien erheblich reduzieren kann. Die Elektrolyse wird in der Regel in Modi ohne merkliche Freisetzung von Gasen (Sauerstoff und Wasserstoff) durchgeführt.
Eine weitere einfache Variante des elektromagnetischen Mischens ist die Verwendung von Magnetfeldgeneratoren, die an einem Rohrabschnitt installiert sind, in dem gleichzeitig Wasser und eine Lösung des Gerinnungsmittels (Elektrolyt) zugeführt werden. Diese Mischer sind sehr einfach und einfach in fast jedem Teil der Produktionslinie zu installieren. Darüber hinaus können Armaturen mit Permanentmagneten in Räumen jeder Kategorie installiert werden.
Eine hohe Reinigungsintensität wird in elektromagnetischen Mischern mit einer magnetisch fluidisierten Dichtung aus ferromagnetischen Partikeln erreicht.
In Fällen, in denen die Verschmutzung des mit Eisen Verunreinigungen behandelten Wassers unzulässig ist, können anstelle von Rührwerken mit einer fluidisierten Magnetdüse elektromagnetische Rührwerke vom Typ Statormotor mit Asynchronmotor verwendet werden, wobei ein Mehrachs-Rotor mit beweglichen Elementen als Düse verwendet wird.
Die Nachfrage nach Wasser ist enorm und steigt von Jahr zu Jahr. Der jährliche Wasserverbrauch auf dem Globus für alle Arten von Wasserversorgung beträgt 3300-3500 km3. Dabei werden 70% des gesamten Wasserverbrauchs in der Landwirtschaft verbraucht.
Die chemische Industrie, die Papier- und Zellstoffindustrie, die Eisen- und Nichteisenmetallmetall-Metallurgie verbrauchen viel Wasser. Die Entwicklung der Energie führt auch zu einem starken Anstieg der Wassernachfrage. Eine erhebliche Menge an Wasser wird für die Bedürfnisse der Tierindustrie sowie für die Haushaltsbedürfnisse der Bevölkerung verbraucht. Der größte Teil des Wassers wird nach der Verwendung für den Hausgebrauch als Abwasser in die Flüsse zurückgeführt.
Der Mangel an Frischwasser wird bereits zu einem globalen Problem. Die ständig wachsenden Bedürfnisse von Industrie und Landwirtschaft nach Wasser zwingen alle Länder, Wissenschaftler der Welt, nach verschiedenen Wegen zu suchen, um dieses Problem zu lösen.
In der heutigen Phase werden die folgenden Bereiche für eine effiziente Nutzung der Wasserressourcen definiert: bessere Nutzung und verbesserte Reproduktion von Frischwasserressourcen; Entwicklung neuer Verfahren zur Vermeidung von Wasserverschmutzung und Minimierung des Süßwasserverbrauchs.
Quellen der Verschmutzung von Binnengewässern
Die Verschmutzung von Oberflächenwasser und Grundwasser kann in folgende Typen unterteilt werden:
- mechanische - erhöhung des Gehalts an mechanischen Verunreinigungen, die hauptsächlich für Oberflächenverunreinigungen charakteristisch sind;
Die Verschmutzung der Wasserressourcen bezieht sich auf alle Veränderungen der physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften von Gewässern in Stauseen, die durch das Eindringen von flüssigen, festen und gasförmigen Stoffen verursacht werden, die Unannehmlichkeiten verursachen oder verursachen können, wodurch das Wasser dieser Stauseen für die Verwendung gefährlich wird und die Volkswirtschaft, die Gesundheit und die öffentliche Sicherheit schädigt.
- chemische - das Vorhandensein organischer und anorganischer Substanzen im Wasser, die eine giftige und ungiftige Wirkung haben;
- bakteriell und biologisch - vorhandensein von verschiedenen pathogenen Mikroorganismen, Pilzen und kleinen Algen im Wasser;
- radioaktive - vorhandensein von radioaktiven Substanzen in Oberflächen- oder Grundwasser;
- thermische - abgabe des erwärmten Wassers von thermischen und Kernkraftwerken in Tanks.
Die Hauptquellen für Verschmutzung und Verstopfung der Gewässer sind unzureichendes Abwasser von Industrie- und kommunalen Unternehmen, große Viehzuchtkomplexe, Produktionsabfälle aus der Erz-Entwicklung; Wasserminen, Holzverarbeitung und -schmelzen; Wasser- und Schienenverkehrsabfälle; Abfälle der Primärverarbeitung von Flachs, Pestizide usw. Bei der Veränderung der chemischen Zusammensetzung des Wassers, insbesondere beim Auftreten von schädlichen Substanzen, beim Vorhandensein von Substanzen, die auf der Wasseroberfläche schwimmen, und deren Ablagerung am Boden der Gewässer, führen Schadstoffe in natürlichen Gewässern zu qualitativen Veränderungen des Wassers, die sich hauptsächlich durch Veränderungen der physikalischen Eigenschaften des Wassers, insbesondere durch das Auftreten von unangenehmen Gerüchen, Geschmacksrichtungen usw. manifestieren.
Industrielles Abwasser ist hauptsächlich mit Industrieabfällen und Emissionen kontaminiert. Ihre quantitative und qualitative Zusammensetzung ist vielfältig und hängt von der Branche und ihren technologischen Prozessen ab; Sie sind in zwei Hauptgruppen unterteilt: die anorganische Verunreinigungen enthalten, m.in . sowohl giftig als auch giftig.
Erste Gruppe es enthält Abwasser aus Natrium-, Sulfat-, Stickstoffdüngern, Blei-, Zink-, Nickel-Erz-Fabriken usw., die Säuren, Basen, Schwermetallionen usw. enthalten. Das Abwasser dieser Gruppe verändert hauptsächlich die physikalischen Eigenschaften von Wasser.
Abwasser der zweiten Gruppe sie werden von Raffinerien, petrochemischen Fabriken, organischen Syntheseanlagen, Koksanlagen usw. entladen. Abwasser enthält verschiedene Erdölprodukte, Ammoniak, Aldehyde, Harze, Phenole und andere schädliche Substanzen. Die schädlichen Auswirkungen des Abwassers dieser Gruppe liegen vor allem in den Oxidationsprozessen, die den Sauerstoffgehalt im Wasser reduzieren, den biochemischen Bedarf erhöhen und die organoleptischen Wasserwerte verschlechtern.
Erdöl und Erdölprodukte sind in der heutigen Phase die Hauptschadstoffe von Binnengewässern, Gewässern und Meeren, den Weltmeeren. In Gewässern bilden sie verschiedene Formen von Verunreinigungen: einen öligen Film, der auf dem Wasser schwimmt, gelöst oder in Wasser emulgiert wird. Erdölprodukte, schwere Fraktionen haben sich auf dem Boden niedergelassen und so weiter. Dabei verändert sich Geruch, Geschmack, Farbe, Oberflächenspannung, Wasserviskosität, die Sauerstoffmenge nimmt ab, schädliche organische Substanzen erscheinen, Wasser nimmt toxische Eigenschaften an und ist nicht nur für den Menschen eine Gefahr. 12 g Öl ist eine Tonne Wasser, das nicht zum Verzehr geeignet ist.
Phenol ist ein ziemlich schädlicher Schadstoff für Industriewasser. Es kommt im Abwasser vieler petrochemischer Unternehmen vor. Gleichzeitig werden die biologischen Prozesse der Tanks, deren Selbstreinigungsprozess erheblich reduziert, das Wasser erhält einen eigenartigen Geruch von Karbolsäure.
Das Leben der Stausee-Bevölkerung wird durch das Abwasser der Zellstoff- und Papierindustrie negativ beeinflusst. Die Oxidation der Holzmasse wird durch die Aufnahme einer beträchtlichen Menge an Sauerstoff begleitet, was zum Tod von Eiern, Braten und erwachsenen Fischen führt. Fasern und andere unlösliche Substanzen verstopfen Wasser und verschlechtern seine physikalischen und chemischen Eigenschaften. Die Füße der Maulwürfe wirken sich negativ auf Fische und ihr wirbelloses Futter aus. Verschiedene Tannine werden aus dem verrottenden Holz und der Rinde in das Wasser freigesetzt. Harz und andere Förderprodukte zersetzen sich und absorbieren viel Sauerstoff, was zum Tod von Fischen, insbesondere jungen Individuen und Eiern, führt. Darüber hinaus verstopfen die Füße der Maulwürfe die Flüsse stark, und Treibholz verstopft oft ihren Boden vollständig und beraubt den Fisch von Laichplätzen und Fütterungsplätzen.
Atomkraftwerke verschmutzen Flüsse mit radioaktivem Abfall. Die radioaktiven Substanzen werden von kleinsten Planktonmikroorganismen und Fischen konzentriert und dann über die Nahrungskette an andere Tiere weitergegeben. Es wurde festgestellt, dass die Radioaktivität der Planktonbewohner tausendmal höher ist als die des Wassers, in dem sie leben.
Hochradioaktives Abwasser (100 CUR pro Liter oder mehr) muss in unterirdischen wasserfreien Becken und speziellen Behältern entsorgt werden.
Das Bevölkerungswachstum, die Ausdehnung alter Städte und die Entstehung neuer Städte haben den Zufluss von Haushalts-Abwasser in Binnengewässer erheblich erhöht. Dieses Abwasser wurde zu einer Quelle der Verschmutzung von Flüssen und Seen durch pathogene Bakterien und parasitäre Würmer. Im Alltag häufig verwendete synthetische Reinigungsmittel verschmutzen die Gewässer weiter. Sie werden auch in der Industrie und in der Landwirtschaft weit verbreitet verwendet. Die darin enthaltenen Chemikalien, die mit Abwasser in Flüsse und Seen gelangen, haben einen signifikanten Einfluss auf das biologische und physische Regime der Gewässer. Dadurch sinkt die Fähigkeit des Wassers, mit Sauerstoff zu sättigen, und die Aktivität von Bakterien, die organische Substanzen mineralisieren, wird gelähmt.
Die Verschmutzung der Gewässer mit Pestiziden und Mineraldüngern, die zusammen mit Regen- und Schmelzwasserströmen von den Feldern kommen, ist ernste Sorge. Das Ergebnis der Forschung ist bewiesen m.in . dass Insektizide, die in Form von Suspensionen im Wasser enthalten sind, sich in Erdölprodukten auflösen, die Flüsse und Seen verschmutzen. Diese Exposition führt zu einer signifikanten Abschwächung der oxidativen Funktion von Wasserpflanzen. Wenn sie in Gewässer gelangen, sammeln sich Pestizide im Plankton, Benthos, Fisch an und gelangen durch die Nahrungskette in den menschlichen Körper und beeinflussen sowohl einzelne Organe als auch den gesamten Körper.
Im Zusammenhang mit der Intensivierung der Viehzucht werden immer mehr Abwasser in diesem Landwirtschaftszweig zu spüren sein.
Die Ursache der organischen Verschmutzung der Gewässer sind Abwasser, das pflanzliche Fasern, tierische und pflanzliche Fette, Kot, Obst- und Gemüsereste, Leder- und Papier-, Zucker- und Brauabfälle, Fleisch- und Milchprodukte, Konserven- und Süßwarenindustrie enthält.
Abwasser enthält normalerweise etwa 60% organische Stoffe, biologische Schadstoffe (Bakterien, Viren, Pilze, Algen) in kommunalen, medizinischen und sanitären Gewässern, und die Abfälle von Leder- und Wollwaschbetrieben fallen in die gleiche organische Kategorie.
+ Das erhitzte Abwasser aus Wärmekraftwerken und anderen Industriezweigen verursacht eine „thermische Verschmutzung", die durchaus ernsthafte Folgen hat: Das erhitzte Wasser hat weniger Sauerstoff, es ändert sich dramatisch das thermische Regime, was sich negativ auf die Flora und Fauna der Gewässer auswirkt und günstige Bedingungen für die Massenentwicklung in Gewässern mit Cyanobakterien - sogenannten Gewässern - schafft. die " Wasserblüte " des Flusses wird auch während des Abflusses, des Baus von Wasserkraftwerken kontaminiert, und mit Beginn der Schifffahrtszeit nimmt die Verschmutzung durch Schiffe der Flussflotte zu.
Methoden der Abwasserbehandlung
In Flüssen und anderen Gewässern findet ein natürlicher Prozess der Selbstreinigung des Wassers statt. Es funktioniert jedoch langsam. Obwohl die Industrie- und Haushaltsentladungen klein waren, bewältigten die Flüsse sie selbst. In unserem industriellen Zeitalter können Gewässer aufgrund des starken Abfallanstiegs nicht mehr mit einer derart erheblichen Verschmutzung fertig werden. Es entstand die Notwendigkeit, das Abwasser zu entsorgen, zu reinigen und zu entsorgen.
Abwasserbehandlung ist die Behandlung von Abwasser, um schädliche Substanzen zu beseitigen oder daraus zu entfernen. Die Freisetzung von Abwasser aus Schadstoffen ist eine komplexe Produktion. Wie bei jeder anderen Produktion hat es Rohstoffe (Abwasser) und Fertigprodukte (gereinigtes Wasser).
Abwasserbehandlungsmethoden können in mechanische, chemische, physikalisch-chemische und biologische Methoden unterteilt werden, aber wenn sie gemeinsam verwendet werden, wird die Methode zur Reinigung und Entfernung von Abwasser als kombiniert bezeichnet. Die Verwendung einer bestimmten Methode wird von Fall zu Fall durch die Art der Verschmutzung und den Grad der Schädlichkeit der Schadstoffe bestimmt.
Das Wesen der mechanischen Methode besteht darin, mechanische Verunreinigungen durch Abscheidung und Filtration aus dem Abwasser zu entfernen. Die groben Partikel werden je nach Größe von Gittern, Gittern, Sandkästen, Klärgruben, Güllefängern unterschiedlicher Konstruktion und Oberflächenverunreinigungen von Öl-, Benzin-, Sumpf- und anderen Verunreinigungen erfasst. Die mechanische Bearbeitung ermöglicht die Isolierung von bis zu 60 bis 75% der unlöslichen Verunreinigungen aus Haushaltsabwasser und von industriellen bis zu 95%, von denen viele als wertvolle Verunreinigungen in der Produktion verwendet werden.
Die chemische Methode besteht darin, dass dem Abwasser verschiedene chemische Reagenzien hinzugefügt werden, die mit Verunreinigungen reagieren und sie als unlösliche Ablagerungen ablegen. Die chemische Reinigung reduziert unlösliche Verunreinigungen um bis zu 95% und lösliche um bis zu 25%.
In der physikalisch-chemischen Reinigungsmethode werden fein dispergierte und gelöste anorganische Verunreinigungen aus dem Abwasser entfernt, organische und leicht oxidierte Substanzen werden zerstört, meistens werden aus den physikalisch-chemischen Methoden Koagulation, Oxidation, Sorption, Extraktion usw. verwendet. Elektrolyse wird auch häufig verwendet. Es besteht aus dem Abbau organischer Substanzen im Abwasser und der Gewinnung von Metallen, Säuren und anderen anorganischen Substanzen. Die elektrolytische Reinigung wird an speziellen Objekten durchgeführt - Elektrolysern. Die Abwasserbehandlung durch Elektrolyse ist in Blei- und Kupferfabriken, Farben und Lacken sowie in einigen anderen Industriezweigen wirksam.
Kontaminiertes Abwasser wird auch mit Ultraschall, Ozon, Ionenaustauschharzen und Hochdruck gereinigt, und die Chlorierung hat sich gut bewährt.
Eine biologische Methode, die auf der Anwendung der Gesetze der biochemischen und physiologischen Selbstreinigung von Flüssen und anderen Gewässern basiert, sollte unter den Abwasserbehandlungsmethoden eine wichtige Rolle spielen. Es gibt verschiedene Arten von biologischen Abwasserreinigungsgeräten: Biofilter, biologische Teiche und Belüftungsbehälter.
In Biofiltern wird das Abwasser durch eine Schicht aus grobkörnigem Material geleitet, das mit einer dünnen bakteriellen Schicht bedeckt ist. Dank dieser Folie verlaufen die Prozesse der biologischen Oxidation intensiv. Sie ist es, die als Wirkstoff in Biofiltern dient.
In biologischen Teichen sind alle Organismen, die den Teich bewohnen, an der Abwasserbehandlung beteiligt.
Airhockey-Schulen - das sind riesige Stahlbetontanks. Hier ist das Reinigungsprinzip der aktive Niederschlag von Bakterien und mikroskopischen Tieren. Alle diese Lebewesen entwickeln sich schnell in Belüftern, was durch das Eindringen von Abwasser in die Struktur organischer Substanz und durch den zugeführten Luftstrom zu einem Sauerstoffüberschuss beiträgt. Die Bakterien kleben zu Flocken zusammen und setzen Enzyme frei, die organische Schadstoffe mineralisieren. Der Schlamm mit den Flocken setzt sich schnell ab und trennt sich vom gereinigten Wasser. Infusionen, Flagellen, Amöben, Stachelschweine und andere winzige Tiere, die Bakterien fressen, die nicht zu Flocken verschmelzen, verjüngen die bakterielle Masse des Sediments.
Das Abwasser wird vor und nach der biologischen Reinigung maschinell bearbeitet, um krankheitserregende Bakterien zu entfernen und chemische Reinigung, Chlorierung mit flüssigem Chlor oder Bleichmittel durchzuführen. Andere physikalische und chemische Methoden (Ultraschall, Elektrolyse, Ozonisierung usw.) werden zur Desinfektion verwendet.
+ Die biologische Methode liefert hervorragende Ergebnisse bei der Reinigung des städtischen Abwassers. Es wird auch für die Verarbeitung von Raffinerieabfällen, die Zellstoff- und Papierindustrie und die Herstellung von künstlichen Fasern verwendet.