Joto la chini na matibabu ya maji machafu ya chini ni mojawapo ya matatizo ya kiufundi katika uwanja wa matibabu ya maji. Joto la chini (kawaida chini ya 20 ℃) litapunguza kasi ya mmenyuko wa kemikali na kupunguza ufanisi wa hidrolisisi ya coagulants; Uchafu wa chini ni kutokana na idadi ndogo ya chembe zilizosimamishwa na utulivu wa juu wa colloidal, ambayo inafanya kuwa vigumu kuunda flocs.Sulfate ya polyferric (PFS), kama kigandishi isokaboni cha polima, kimeonyesha manufaa makubwa katika matibabu ya maji machafu ya halijoto ya chini na yenye uchafu mdogo katika miaka ya hivi karibuni kutokana na sifa zake za kipekee za kifizikia. Makala haya yanachanganya data ya majaribio na visa vya utumizi ili kuchunguza uwezo wake wa kubadilika na utaratibu wa utekelezaji.
Changamoto katika Kutibu Maji Machafu ya Halijoto ya Chini na Tope la Chini
1. Athari ya joto la chini:
Chini ya hali ya joto la chini, mwendo wa Brownian wa molekuli hudhoofika, uwezo wa utangazaji wa chembe za colloidal hupungua, kiwango cha hidrolisisi ya coagulants hupungua, na kusababisha uundaji wa polepole na huru na kupunguza ufanisi wa kutulia.
2. Tabia za chini za tope:
Mkusanyiko wa vitu vikali vilivyosimamishwa katika maji ya chini ya tope ni chini, na chaji ya uso wa chembe za colloidal ni thabiti. Vigandishi vya kitamaduni ni vigumu kuleta utulivu kwa njia ya utengano wa kielektroniki na huhitaji uwezo mkubwa wa kuziba adsorption.
Mali ya kimwili na kemikali na faida za sulfate ya feri ya polymeric
1. Kubadilika kwa pH ya eneo pana:
Salfati ya polima ya feri inaweza kufanya kazi kwa ufasaha ndani ya safu ya pH ya 411, inafaa hasa kwa maji mabichi ya halijoto ya chini na tope kidogo (pH 69 ndio kiwango bora zaidi), ikiwa na athari kidogo kwenye alkali ya maji ghafi na kupunguza hatari ya kutu ya vifaa.
2. Uwezo mzuri wa kuganda:
Bidhaa yake ya hidrolisisi ni changamano ya msingi-nyingi, ambayo hutenganisha kwa haraka chembe za koloidali kupitia njia kama vile kutogeuza umeme na kuziba adsorption, kutengeneza maua ya alum yenye kasi ya kutulia haraka, kuboresha kwa kiasi kikubwa ufanisi wa utengano wa kioevu-kioevu katika mazingira ya halijoto ya chini.
3. Utaratibu wa kubadilika kwa halijoto ya chini:
Mumunyifu na sifa za hidrolisisi: Joto linaposhuka hadi 2 ℃, kiwango cha hidrolisisi ya salfati ya feri ya polima hupungua kwa kiasi kikubwa, lakini ikilinganishwa na vigandishi vingine vya chuma au alumini, bidhaa zake za hidrolisisi bado zinaweza kudumisha shughuli nyingi. Kwa kurekebisha kipimo (kawaida huongezeka kwa 10% au 20%), athari ya joto la chini inaweza kulipwa kwa sehemu.
Uthabiti wa muundo wa floc: Mimea inayozalishwa ni mnene na ina upinzani mkali wa kukata, na inaweza kudumisha utendaji mzuri wa kutulia hata kwa joto la chini.
Uchambuzi wa Majaribio na Athari ya Maombi
1. Athari ya kuganda chini ya hali ya joto la chini:
Majaribio yameonyesha kuwa halijoto ya maji ikiwa chini ya 20 ℃, kiwango cha uondoaji wa tope na COD kwa salfati ya polimeri bado inaweza kufikia zaidi ya 85%, bora zaidi kuliko vigandishi vya jadi kama vile kloridi ya polyaluminium (PAC). Kwa mfano, wakati wa majira ya baridi (kwa joto la maji la 25 ℃), kiwanda cha kusafisha maji taka cha kaskazini kilitumia sulfate ya polymeric ferric, ambayo iliongeza kiwango cha uondoaji wa COD kutoka 70% hadi 90% na kufupisha muda wa kutulia kwa 30%.
2. Manufaa ya kutibu maji mabichi yenye uchafu mdogo:
Kwa maji mabichi yenye tope chini ya 10 NTU, salfati ya polimeri inaweza kupunguza tope hadi chini ya NTU 1 kwa kuimarisha athari ya uwekaji daraja wa adsorption, hasa yanafaa kwa ajili ya utakaso wa miili ya maji iliyochafuliwa kidogo na mwani ulio na maji machafu.
Vikwazo vya maombi na hatua za uboreshaji
1. Mapungufu:
Utegemezi wa halijoto: Joto la maji linapokuwa chini ya 2 ℃, hatua za insulation zinapaswa kuchukuliwa (kama vile kupokanzwa ndani ya nyumba au kupokanzwa bomba), vinginevyo majibu ya hidrolisisi yatakaribia kutuama.
Hatari ya kutu ya kifaa: Ioni za chuma zenye ukolezi mwingi zinaweza kusababisha ulikaji kwa mabomba ya chuma, kuhitaji matumizi ya nyenzo zinazostahimili kutu au kuongezwa kwa vizuizi vya kutu.
2. Mwelekeo wa uboreshaji:
Mchanganyiko wa mawakala wa mchanganyiko: Inapojumuishwa na Polyacrylamide (PAM), inaweza kuongeza muundo wa floc na kupunguza kipimo kwenye joto la chini.
Marekebisho ya kigezo cha mchakato: Amua kipimo bora (kwa kawaida 550 mg/L) na kasi ya kusisimua kupitia upimaji wa kopo ili kusawazisha gharama na ufanisi.
Hitimisho na Matarajio
Sulfate ya feri ya polima imekuwa mojawapo ya mawakala yanayopendekezwa kwa ajili ya kutibu maji machafu ya halijoto ya chini na yenye tope kidogo kutokana na kubadilika kwa pH ya wigo mpana, uwezo wa kuelea vizuri na uthabiti katika mazingira ya halijoto ya chini. Utafiti wa siku zijazo unaweza kuchunguza zaidi matumizi yake ya mchanganyiko na nyenzo mpya kama vile ardhi ya diatomaceous iliyorekebishwa, au kuboresha ufanisi wa hidrolisisi ya halijoto ya chini kwa kuboresha michakato ya uzalishaji. Katika uhandisi wa vitendo, ni muhimu kubuni kisayansi mipango ya kipimo kulingana na sifa za ubora wa maji na hali ya hewa ili kufikia malengo ya ufanisi, ya kiuchumi na endelevu ya matibabu ya maji.