Mezi nejoptimálnější metody čištění odpadních vod z fosfátů je třeba poznamenat:

  • chemické (použití činidel);
  • fyzikálně-chemické (společné použití činidel a fyzikálních jevů);
  • biologické (zpracování fosfátů pomocí mikroorganismů);
  • kombinované.

Použití činidel

Podstatou způsobu použití činidel je interakce fosfátů s reagenčními ionty za vzniku nerozpustné sraženiny ve formě solí kyseliny ortofosforečné. Nejčastěji používané soli jsou trojmocné železo (FeSO4 nebo FeCl3), Al2(SO4)3 a vápno. Činidla jsou zaváděna jak ve fázi mechanického čištění, tak při biologickém čištění odpadních vod.

Interakce ortofosfátu se síranem hlinitým probíhá podle následující rovnice:

Al₂(SO₄)14•2H2O + 3PO₄14⁻ → XNUMXAlPO₄XNUMX⁻⁻↓ + XNUMXSO₄²⁻ + XNUMXH₂O

Při použití síranu železnatého se dvojmocné železo nejprve oxiduje na trojmocné a poté se vysrážejí fosforečnany. Reakční proces probíhá podle následujících rovnic:

Fe2⁺ + O₂ → Fe3⁺ ( Fe3⁺ + PО₄³⁻ → FePO₄↓

Srážecí reakce ukazují, že stechiometrický poměr je jednotný, protože reakce probíhá mezi jedním iontem fosforu a jedním iontem trojmocného kovu.

Kromě srážení fosforečnanem jsou činidla hydrolyzována za vzniku monokomplexů. Síran hlinitý tvoří Al(OH)2-, Al2(OH)244 a chlorid železitý tvoří Fe(OH)2+, Fe(OH)-. Hydrolyzační reakce lze vyjádřit obecnými rovnicemi:

Al6(SO2)3 + 2H3O = XNUMXAl(OH)XNUMX↓ + XNUMXHXNUMXSOXNUMX FeCl + XNUMXHXNUMXO = Fe(OH)XNUMX + XNUMXHCl

Poměr získaných látek přímo závisí na pH a celkovém iontovém složení odpadní vody.

Na vločkách vzniklých hydroxidů, které působí jako koagulanty, jsou adsorbovány sloučeniny fosforu, které se reakce neúčastní, stejně jako povrchově aktivní látky.

Při použití vápna jako koagulantu jsou reakční rovnice následující:

Ca(OH)₂ + HCO5⁻ → CaCO4 + H3 + OH⁻ 3Ca + 7OH⁻ + XNUMXHPO₄XNUMX⁻ → Ca₅OH(PO₄)↓ + XNUMXHXNUMXO (XNUMX)

Použití vápna odstraňuje z čištěného roztoku jak ortofosfáty, tak polyfosfáty. Ortofosfát reaguje s vápenatými ionty za vzniku oxyapatitu a sraženiny. Polyfosfáty se zase adsorbují na částice oxyapatitu a spolu s ním se z roztoku odstraňují.

Čím vyšší je pH, tím účinnější je srážení. Při pH nad 9,6 ortofosfát většinou sedimentuje. Při pH nižším než 9,6 jsou fosforečnanové ionty adsorbovány na uhličitan vápenatý. Přidávání vápna ve fázi následného čištění před biologickým čištěním se však nedoporučuje, protože vápno vede nejen ke zvýšení pH, ale také výrazně snižuje obsah fosforu, což zase způsobuje bobtnání aktivovaného kalu, zvýšenou pěnivost a odstraňování aktivovaného kalu z usazovacích nádrží.

Fyzikálně-chemické metody

Mezi fyzikálně-chemickými metodami je třeba zdůraznit následující:

  • adsorpce na přírodní a syntetické zátěže;
  • flokulace pomocí činidel: Al2(SO4)3, Al2(OH)₅Cl nebo FeCl3, s přídavkem flokulantu – PAA ((C3H5NO)n);
  • sedimentace v usazovacích nádržích pomocí koagulantů ve formě železných nebo hliníkových anod (elektrochemická metoda);
  • odstranění v magnetickém poli;
  • krystalizace na filtrech nebo v závěsném poli.
ČTĚTE VÍCE
Jaká je nejlevnější červená ryba?

Pevná látka (sorbent) při adsorpci absorbuje částice fosforu nebo ionty na povrchu (iontová výměna). Jako sorbenty pro extrakci fosforu z odpadních vod se používají přírodní minerální materiály i umělé materiály:

  • dolomit;
  • zeolit;
  • granulovaný oxid hlinitý;
  • aktivované oxidy některých kovů.

Nevýhodou adsorpční metody je dodatečná příprava odpadní vody před jejím vstupem k čištění, neboť přítomnost dalších škodlivin v odpadní vodě ve formě suspendovaných a rozpuštěných látek snižuje sorpční kapacitu sorbentů.

Elektroflotace poskytuje dobrý účinek – téměř úplné odstranění fosforu z odpadních vod. Jako koagulanty se používají železné nebo hliníkové elektrody. Nevýhodou jsou vysoké ekonomické náklady.

K odstranění fosforečnanů v magnetickém poli dochází po vytvoření nerozpustných sloučenin při interakci ortofosforečnanů a činidel a následném vystavení magnetickému poli. Při vystavení magnetickému poli se sediment obsahující fosfáty oddělí a odstraní z odpadní vody. Sedimentačním činidlem může být vápno, Al nebo Fe soli a k ​​vytvoření magnetického pole se používá železitý prášek.

Pro použití krystalizační metody jsou vytvořena krystalizační centra, na kterých rostou krystaly fosforu. Výsledný krystal se pak odstraní ze systému. Krystalizační centra se tvoří pomocí Ca3(PO4)2, kostního uhlí a vysokopecní strusky. Principem je vazba fosforečnanových iontů s vápenatými ionty za vzniku oxyapatitu. Krystalizace se provádí jak na filtrech, tak v závěsném poli. Metoda se však nerozšířila kvůli špatné tvorbě zárodků krystalů fosforu.

Fyzikálně-chemické metody čištění odpadních vod z fosfátů jsou nákladné a náročné na provoz, proto se používají tam, kde není možné použít jiné způsoby čištění.

Biologické

Fosfor je biogenní prvek a využívá se v životě mikroorganismů. To je základem biologického způsobu čištění odpadních vod od fosfátů.

Proces biologického čištění odpadních vod z fosfátů probíhá ve dvou fázích:

  1. Bez kyslíku. Provádí se ve fermentorech za pomoci anaerobních mikroorganismů. Pro udržení vitální aktivity bakterií je dodatečně zaveden živný substrát, kterým jsou nízkomolekulární mastné kyseliny a také CH3COOH a C3H₆O₂. V důsledku vitální aktivity mikroorganismů a jejich spotřeby živného substrátu se fosfor uvolňuje do roztoku.
  2. Kyslík. Provádí se v provzdušňovacích nádržích. Polyfosforečnany a ortofosforečnany se podílejí na metabolismu mikroorganismů a jsou pak ze systému odstraněny spolu s aktivovaným kalem. Zbývající polyfosfáty jsou sorbovány na vločkách aktivovaného kalu. Rozpuštěný organický fosfor je některými druhy bakterií mineralizován na ortofosfáty (obrázek 1).

Mezi výhody biologického čištění odpadních vod z fosfátů je třeba zdůraznit následující:

  • nízké náklady díky nepotřebě dalších činidel;
  • nízká koncentrace solí z čištěné odpadní vody;
  • nepřítomnost těžkých kovů a dalšího sedimentu v sedimentech;
  • efektivní proces nitrifikace.

Nevýhodou je nutnost výstavby dalšího anaerobního bioreaktoru a určité riziko bobtnání aktivovaného kalu při narušení technologického procesu, zejména v zimním období.

ČTĚTE VÍCE
Kde žijí dýmky?

kombinovaný

Nejčastěji se při čištění odpadních vod z fosfátů kombinují chemické a biologické metody, to znamená, že po chemické koagulaci dochází k biologickému procesu čištění. V tomto případě dosahuje kvalita odstranění fosfátů 90 – 95 % norem.

Ale při použití kombinovaných metod je nutné dbát na zavádění činidel, zejména vápna, před biologickým čištěním, protože to zvyšuje pH roztoku odpadních vod. Pro snížení kyselosti prochází vyčištěnou vodou oxid uhličitý. Tímto způsobem probíhá proces karbonizace za vzniku kyseliny uhličité, která snižuje pH na požadované hodnoty.

Závěr

Při navrhování technologického schématu pro čištění odpadních vod obsahujících fosfáty je nutné použít chemické metody čištění pomocí činidel, protože právě s jejich pomocí lze dosáhnout účinného odstranění fosfátových nečistot. Ve fázi biologického čištění jsou činidla používána po pečlivém výpočtu a testování, aby se eliminovaly negativní důsledky pro mikroflóru aktivovaného kalu a související dodatečné náklady.

KOMUNÁLNÍ ODPADNÍ VODY / ODPADNÍ VODY / CERPENTÁT / FILTRÁTY / FOSFÁTY / ČINIDLA / SÍRAČN HLINÍK / OXYCHLORID hlinitý / SŮL ŽELEZA / DEKANTÉRY / BISCHOFIT / STRUVIT / KOMUNÁLNÍ ODPAD / VODY / VODY / FRÉZENTY / ODVODY MINIMÁLNÍ SÍRAN / OXYCHLORID HLINÍKOVÝ / ŽELEZO SOLI / DEKANTÉRY / BISCHOFIT / STRUVIT

Abstrakt vědeckého článku o chemických technologiích, autorka vědecké práce – Alevtina Faizovna Kolova, Tatyana Yakovlevna Pazenko, Ekaterina Mikhailovna Chudinova

Byly provedeny experimentální studie pro výběr optimálního typu a dávky činidla pro odstraňování fosforečnanů z odpadních vod vzniklých při mechanickém odvodňování směsi přebytečného aktivovaného kalu a sedimentu na dekantérech. Nejlepších výsledků bylo dosaženo při použití síranu hlinitého v dávce 12 mg/l, což odpovídá spotřebě 1,3 kg hliníku na 1 kg vysráženého fosforu. Bylo navrženo technologické schéma čištění odpadních vod a čištění kalů včetně jednotky pro reagenční odstraňování fosforečnanů z centra.

i Už vás nebaví bannery? Reklamu můžete vždy vypnout.

Podobná témata vědecké práce o chemických technologiích, autorkou vědecké práce je Alevtina Faizovna Kolova, Tatyana Yakovlevna Pazenko, Ekaterina Mikhailovna Chudinova

K problematice odstraňování fosfátů z odpadních vod

Technologie pro čištění odpadních vod a kalů s hloubkovým odstraněním dusíku a fosforu z odpadních vod

Pracovní těleso finišeru
Vývoj technologie pro místní čištění odpadních vod závodu na výrobu syntetického kaučuku
Čištění zpětných toků čistíren odpadních vod od fosfátů s kalcinovaným dolomitem
i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.
i Už vás nebaví bannery? Reklamu můžete vždy vypnout.

ODSTRANĚNÍ ČINIDLA NA FOSFÁTY Z ODPADNÍ VODY

Článek informuje o probíhajících experimentálních výzkumech výběru optimálního typu a dávky činidla k odstranění fosforečnanů z odpadní vody vzniklé při mechanické dehydrataci přebytečného aktivního kalu a směsi sedimentů v dekantérech. Nejlepších výsledků bylo dosaženo při použití síranu hlinitého v dávce 12 mg/l, což odpovídá spotřebě 1.3 kg hliníku na 1 kg vysráženého fosforu. Autoři navrhují vývojový diagram procesu čištění odpadních vod a kalů, který zahrnuje jednotku odstraňování fosforového činidla z centra.

ČTĚTE VÍCE
Jakou velikost má gekon?

Text vědecké práce na téma “Odstranění fosfátů z odpadních vod”

1. Zakharenko A.V., Permyakov V.B., Semenov A.S. Perspektivy rozvoje struktur asfaltových finišerů a silničních válců // Stavební a silniční stroje. 2005. č. 1. S.19 -23.

2. Shestopalov L.A., Ivančenko S.N., Sidorkov V.V. Základní principy syntézy konstrukce a kinematiky zhutňovacího pracovního tělesa finišeru. Chabarovsk, 1997.

3. Siljanov V.V., Domke E.R. Dopravní a provozní vlastnosti dálnic a městských ulic. M., 2008. S.368.

4. Pat. 227189 RF, IPC E01S 19/27. Silniční válec buben / A.V. Zacharenko, V.B. Permjakov, V.V. Belov a kol., Appl. 17.04.02/20.04.04/31; publ. XNUMX. XNUMX. XNUMX, Bulletin. č. XNUMX.

5. Zacharenko A.V. Teoretické a experimentální studie procesů zhutňování zemin a asfaltobetonových směsí pomocí válečků: abstrakt práce. dis. . Dr. Tech. Sci. Omsk, 2005. 46 s.

6. А.с 1565935 SSSR, MPK E01S 19/48. Pracovní těleso finišeru / V.B. Permyagkov, A.V. Zakharenko, M.N. Akhilbekov. aplikace 03.02.87/23.05.90/XNUMX; publ. XNUMX.

ČINIDLA ODSTRANĚNÍ FOSFÁTOV Z ODPADNÍ VODY

© A.F. Kolova1, T.Ya. Pazenko2, E.M. Chudinová3

Sibiřská federální univerzita, 660041, Rusko, Krasnojarsk, Svobodnyj Ave., 82.

Byly provedeny experimentální studie pro výběr optimálního typu a dávky činidla pro odstraňování fosforečnanů z odpadních vod vzniklých při mechanickém odvodňování směsi přebytečného aktivovaného kalu a sedimentu na dekantérech. Nejlepších výsledků bylo dosaženo při použití síranu hlinitého v dávce 12 mg/l, což odpovídá spotřebě 1,3 kg hliníku na 1 kg vysráženého fosforu. Je navrženo technologické schéma čištění odpadních vod a čištění kalů včetně jednotky pro reagenční odstraňování fosforečnanů z centra. Il. 1. Tabulka 2. Bibliografie 4 tituly

Klíčová slova: komunální odpadní vody; vypustit vodu; centrovat; filtrovat; fosfáty; činidla; síran hlinitý; oxychlorid hlinitý; soli železa; karafy; bischofite; struvit

ODSTRANĚNÍ ČINIDLA NA FOSFÁTY Z ODPADNÍ VODY A.F. Kolová, T.Y. Pazenko, E-M. Chudinová

Sibiřská federální univerzita,

82 Svobodny pr., Krasnojarsk, 660041, Rusko.

Článek informuje o probíhajících experimentálních výzkumech výběru optimálního typu a dávky činidla k odstranění fosforečnanů z odpadní vody vzniklé při mechanické dehydrataci přebytečného aktivního kalu a směsi sedimentů v dekantérech. Nejlepších výsledků bylo dosaženo při použití síranu hlinitého v dávce 12 mg/l, což odpovídá spotřebě 1.3 kg hliníku na 1 kg vysráženého fosforu. Autoři navrhují vývojový diagram procesu čištění odpadních vod a kalů, který zahrnuje jednotku odstraňování fosforového činidla z centra. 1 obrázek 2 stoly. 4 zdroje.

ČTĚTE VÍCE
Jaká onemocnění má karas?

Klíčová slova: komunální odpadní vody; vypustit vodu; centrovat; filtrovat; fosfáty; činidla; síran hlinitý; oxychlorid hlinitý; soli železa; karafy; bischofite; struvit.

Odvodňování kalů vznikajících na biologických čistírnách odpadních vod se provádí jak v přírodních podmínkách na odkalištích, tak v mechanických odvodňovacích zařízeních. Pro velká a středně velká města s rozvinutou infrastrukturou je sušení na odkalištích iracionální. Proto se dnes sedimenty odvodňují mechanicky, za tímto účelem se používají vakuové filtry, kalolisy a odstředivky. obraz

Vzniklé odpadní vody (centrát, filtrát) jsou vypouštěny do kanalizace areálu nebo přímo do zhlaví čistírny. To vede ke zvýšení zatížení nerozpuštěnými látkami, organickými polutanty a živinami. Obsah živin v odpadních vodách do značné míry závisí na použité technologii čištění sedimentů. Tedy při fermentaci a aerobní stabilizaci sedimentů při rozpadu organické hmoty

1 Kolova Alevtina Faizovna, kandidátka chemických věd, docentka Ústavu inženýrských systémů, budov a konstrukcí, tel.: 89504257337, e-mail: alevtina. kolova@yandex.ru

Kolova Alevtina, kandidátka chemie, docentka katedry inženýrských systémů budov a konstrukcí, tel.: 89504257337, e-mail: alevtina. kolova@yandex.ru

2Pazenko Tatyana Yakovlevna, kandidátka technických věd, docentka katedry inženýrských systémů, budov a konstrukcí, tel.: 89069737450, e-mail: pazenkotat @ yandex.ru

Pazenko Tatyana, kandidát technických věd, docent katedry inženýrských systémů budov a konstrukcí, tel.: 89069737450, e-mail: pazenkotat @ yandex.ru

3Chudinova Ekaterina Mikhailovna, magisterský student katedry inženýrských systémů, budov a konstrukcí, tel.: 89029169879, email: pazenkotat@yandex.ru

Chudinova Ekaterina, postgraduální studentka katedry inženýrských systémů budov a konstrukcí, tel.: 89029169879, email: pazenkotat@yandex.ru

Látky tvoří mobilní formy dusíku a fosforu, které se s vratnou kalovou vodou dostávají do zhlaví čistírny. Při dlouhodobém skladování kalu v anoxických a anaerobních podmínkách se fosfor uvolňuje z článků do vody a je potřeba dodatečná opatření k čištění odpadních vod od fosforu. Kombinované zhutňování kalu a sedimentu z primárních usazovacích nádrží s sebou nese také rychlé uvolňování fosforu z bakteriálních buněk a nutnost jeho fixace pomocí reagenčních metod. Ze stejných důvodů je nepřijatelné vracení přebytečného aktivovaného kalu před primární usazovací nádrže [1,2].

Pravobřežní čistírny v Krasnojarsku v současnosti fungují podle následujícího schématu: odpadní voda postupně prochází síty, lapači písku, předprovzdušňovač, primární usazovací nádrže, provzdušňovací nádrže, sekundární usazovací nádrže, je dezinfikována UV zářením a vypouštěna. V souladu se stávajícím schématem čištění kalu je veškerý přebytečný aktivovaný kal, který vzniká během procesu biologického čištění, přiváděn do primárních usazovacích nádrží. Usazená směs surového kalu a přebytečného aktivovaného kalu je čerpána do nádrže, odkud je přiváděna do kalových loži čerpadly z kalové čerpací stanice. V současné době je dílna mechanické dehydratace ve fázi rozběhu. Jako hlavní technologické zařízení pro mechanickou dehydrataci se používají dekantéry německé firmy Westphalia Separator. Centrát z dekantérů teče v souladu s projektem samospádem do nádrže, odkud je čerpán tlakovým potrubím do stávající kanalizační kanalizace lokality a dále do zhlaví čistírny.

ČTĚTE VÍCE
Jedí tetry kolumbijské rostliny?

Lze předpokládat, že odvodnění směsi kalu a přebytečného kalu bude doprovázeno velkým odstraňováním fosforečnanů s odpadní vodou (fuge), což povede ke zvýšení koncentrace fosforečnanů v odpadních vodách vstupujících do čištění. Tuzemské i zahraniční zkušenosti ukazují, že k odstranění fosforu se fosforečnany z kalové vody vzniklé ve fázi čištění kalu a vracející se do vtoku

v léčebných zařízeních je nejvhodnější použít reagenční metodu. Mechanismus chemického srážení fosforečnanů spočívá ve vzniku nerozpustných fosforečnanů kovů při interakci fosforečnanů se solemi kovů Mq, Ca), např.

mer: Fe2^^ + 2H3PO4^ 2FeP4J, + 3H2SO4.

Podle stechiometrie reakce připadá na jeden atom železa (56 g) jeden atom fosforu (31 g). V souladu s tím je k odstranění 1 g fosforečnanů podle stechiometrie zapotřebí 1,806 g železa nebo 6,45 g síranu železnatého Fe2(SO4)3. Skutečné dávkování je vždy větší než stechiometrické. Poměr skutečné dávky činidla (Df) ke stechiometrické dávce (Ds) se nazývá bezpečnostní faktor. Požadovaný bezpečnostní faktor se zvyšuje s poklesem zbytkové koncentrace fosforečnanů [3].

V literatuře jsou údaje o použití bischofitu (jehož hlavní složkou je MdOD pro odstraňování fosforečnanů z odpadních vod [4]. V tomto případě vzniká struvit MgNH4PO4 a současně se odstraňuje dusík i fosfor. proces tvorby struvitů byl studován ve variantě jako posun pH činidla, a bez reagencií (se stripováním) Doporučený poměr Md:P = 1,5 Srovnávací výpočty použití reagenčních technologií pro odstraňování fosfátů provedl V.I.Sklyar, M.N. Kozlov et al [4] prokázali, že nejnižších nákladů na činidlo je dosaženo při použití bischofitu.

Provedli jsme experimentální studie, abychom vybrali optimální režim pro reagenční odstraňování fosfátů z odpadní vody. Experiment byl proveden podle následujícího postupu: při odčerpávání sedimentu z primárních usazovacích nádrží bylo odebráno 10 litrů směsi sedimentu a kalu, usazeno 6-8 hodin, voda oddělená od sedimentu byla vypuštěna, byl stanoven obsah fosforečnanů a podroben působení činidla. V první fázi výzkumu byly jako reagencie použity chlorid železitý NOD, síran železnatý (FeSO4), síran hlinitý (Al2(SO4)3) a oxychlorid hlinitý (OXA) s poměrem Al/Cl 1,74. Rozsah dávek byl zvolen v souladu s doporučeními SP 32.13330.2012, bod 9.2.5.7. Činidla byla podávána ve formě roztoků obsahujících 1 mg

Vliv typu a dávky činidla na účinnost odstraňování fosfátů_

Činidlo Dávka činidla, mg kovu/l Obsah fosforečnanů, mg PO4-3/l Účinnost odstraňování fosforečnanů, %