Белгілер мен қысқартулар, анықтамалар

Шет елде араластыру, үлпек пайда  болу және жарықтандыру процестерін  тездету үшін «қалқыма сүзгішті»  жарықтандырғыштар және «үлпек суспензиялы  және циркуляциялы» жарықтандырғыштар  қолданылады. «Қалқыма сүзгішті» жарықтандырғыш келесі принциппен жұмыс істейді: ақаба су және коагулянт жарықтандырғыштың орталық камерасына таратқыш сақина арқылы беріледі. Орталық камерада үлпек пайда болу процесі жүреді. Мұнда ақаба су булағышпен араластырылып, шеткі бөлігіне жіберіледі, онда ағынның белгілі жылдамдығының арқасында «қалқыма сүзгіш» түзіледі. Бұл коагулянт үлпегінен тұратын сүзгіш қалқыма бөлшектерді ұстайды.

Коагуляция және қалқыма заттарды тұндыру процестерін тездету  үшін орагникалық табиғи және синтетикалық жоғары молекулалы флокулянттар қолданылады. Катионды-анионды флокулянт – полиакриламид (ПАА) кең тараған. Өндірістік ақаба суды тазалау үшін ПАА тиімді дозасы 0,4-1 мг/л құрайды.

 

2.2 Бейтараптау әдісі

 

Химиялық әрекеттесу кезінде ақаба су бейтарапталады. Көптеген кәсіпорынның жоғары концентрациялық қышқылды немесе сілтілі өндірістік ақаба суларын канализациялық тізбекке тазалау станциясына, су тоғанына алдын-ала суды шеткі мүмкіндік концентрацияға жеткізбей тастауға болмайды. Мұндай өндірістік ақаба суларға химиялық, машина құрастыру, металлургия және мұнай өңдеу зауыттарының сулары, әсіресе гальваникалық және термиялық цехтарының сулары жатады.

Өндірістік ақаба суларды бейтараптандырудың бірнеше тәсілдері бар:

а) қышқыл ақаба суды канализациялық тізбекке түсіру алдында сілтімен тікелей араластыру;

б) қалалық ақаба судың немесе су тоғанының активті сілтілігін қолдану;

в) бейтараптауға қажет пропорцияда  реагентті қосу;

г) бейтараптау материалы арқылы  суды сүзу.

Қышқылдығы жоғары өндірістік ақаба сулар көптен кездеседі.                Олар құбыр материалдарына қатты әсер етіп, аэрация станцияларындағы микробиалды процестерге кері әсерін тигізеді. Сондықтан, өндірістік ақаба су құрамында күшті қышқылдар (бірінші топ), суда жақсы еритін кальций тұздары (HCl, HNO₃),  күшті қышқылдар (екінші топ), суда ерімейтін кальций тұздары (Hr S0₂, Hr S0₃),  әлсіз қышқылдар (СО₂ СН₃СООН - сірке) болғанда оларды бейтараптау қажет.

Бірінші топтың күшті қышқылдарын  бейтараптау қиын емес, өйткені оны  түзетін тұздар суда жақсы ериді және тұнба түзілмейді. Екінші топтың күшті қышқылдарын бейтараптау қиынырақ, өйткені көп мөлшерде тұздардың тұнбасы түзіледі, мысалы, күкірт қышқылын бейтараптағанда гипс СаSО₄ түзіледі. Сонымен бірге гипс бейтараптау материалының бетінде қалып, реакция процесін тоқтатады.

Егер өндірістік ақаба  сулар тізбекке әрі қарай берілсе  және аз мөлшерде берілсе, онда қышқыл суларды сілтімен араластырады. Бұл кезде тәуліктің кейбір уақыттарында сілтілі сулар, ал кей уақыттарда қышқылды сулар беріледі. Мұндай ақаба суларды араластыру үшін арнайы резервуар-орталандырғыштар орнатылады.

Реагент қосып бейтараптау  ақаба суларды араластыру және су тоғанының активті сілтілігін қолдану болдымсыз нәтиже берсе, яғни ақаба су қышқыл болып қала берсе жүзеге асырылады.

Қышқылды бейтараптау  үшін өткір натр, өткір калий, әк тас, доломит, мармер, бор, магнезит, сода, сілті қалдықтары қолданылады. Көбінесе кальций гидрооксиді қолданылады. Сілтілі ақаба суларды бейтараптау үшін күкірт, тұз, азот және басқа қышқылдар қолданылады. Реагентті ерітінді (ылғал дозалау әдісі) немесе құрғақ ұнтақ күйінде (құрғақ дозалау әдісі) қосуға болады. Бұл екі әдіс те күкірт қышқылын бейтараптау үшін қолданылады. Қышқылды бейтараптайтын қондырғының өткізу қабілеті одан жоғары болса құрғақ дозалау әдісі қолданылады.

Реагент ылғалды дозалауда  майдаланып, арнайы аппаратта сөндіріледі. Мысал ретінде кәдімгі әктен  жасалған әк сүтін қолдануды айтуға болады. Сөндіру аппараттан әк сүтін ерітінді бактарына сорғышпен береді, онда қажетті концентрацияға дейін сұйылтырып, дозалау бактары арқылы каналда орналасқан араластырғышқа жіберіледі. Канал арқылы таза ақаба су өтеді.

Реагенттің ақаба сумен реакция бітуіне қажетті контактісі арнайы резервуар-бейтараптағышта жүзеге асырылады. Бұл қондырғы онда сұйықтықтың 10-15 минут болуына есептелген. Бейтараптағыш тұндырғышпен бірігуі мүмкін.

5 суретте бейтараптау қондырғысының принципті сызбасы көрсетілген. Ғимараттар құрамына қышқыл және сілті аппараттары 2, сөндірілмеген әк қоймасы 3, ерітінді бактары 4, дозаторлар 5, бейтараптағыштар 6, тұндырғыштар 7 және тұнбаны сусыздандыру ғимараттары 8 кіреді.

.

Сурет 5 - Бейтараптау қондырғысының принципті сызбасы

 

Әкті құрғақ сақтау әдісі  кезіндегі әк шаруашылығының сызбасы 3.2 суретте көрсетілген. Әк қабылдағыш бункерге жүктеліп, пластиналы қоректендіргіш көмегімен транспортерға, кейін  майдалағышқа беріледі. Әк сүті резервуарға  беріледі, одан сорғышпен шығын резервуарларына айдалады. Әкті қажетті мөлшерін дозалау өңделетін судын рН ортасына байланысты автоматты дозатор көмегімен жүзеге асырылады.

Қышқыл суды бейтараптау  үшін жергілікті өндіріс қалдықтарын, оның ішінде ЖЭО химиялық су тазалау  цехынан шыққан шламды қолдануға болады. Мұндай қондырғыны қара металлургия зауытының өңдеу цехтарынан шыққан ақаба суларды бейтараптау үшін қолданады.

Сүзу арқылы бейтараптау  сүзгіш материал қабатынан ақаба  суды өткізумен жүзеге асырылады. Мұндай сүзгіш материал ретінде әк тас, мармер және доломит қолданылады. Бұл әдістің бір қатар артықшылығы бар: ол қарапайым, арзан, ақаба суда қышқыл концентрациясы біркелкі болмаса да тиімді.

 

2.3 Қорғасынмен ластанған суларды тотықтыру әдісі бойынша анықтау

Бұл әдіс ақаба судың  құрамындағы зиянды заттарды биохимиялық және басқа әдістермен бұзу немесе шығару мүмкін болмаған жағдайда қолданылады. Мысалы, байыту фабрикаларының ақаба суларының құрамында цианитты қосылыстар болады. Бұл суларды өңдеу үшін химиялық тотықтыру әдісін суға гипохлорит қосу жолымен қолданады. Реагент ретінде кальций гипохлориті, натрий гипрохлориті немесе хлорлы әк қолданылады. Ақаба суды тотықтыру жолымен тазалаудың ғимараттар кешені реагент қоймасынан, ерітінді бактарынан және дозаторлардан, реакция камерасынан және тұндырғыштан тұратын реагент шаруашылығынан құралады.

Сонымен бірге өндірістік ақаба суды электрохимиялық өңдеу  қолданылады. Ақаба суды электрохимиялық  өңдеу де анодты тотығу, еріген ластаушы заттардың катодты тотықсыздануы,  электр-коагуляциясы немесе электрлі диализ жүргізіледі.

Мұндай өңдеу барысында  улы заттар, улы заттар емес күйге  немесе аз улы күйге өтеді. Электрлі диализбен ақаба судан қалпына  келтірілетін тұздар, қышқылдар немесе сілтілер шығарылады. Құрамында цианидтер, аминдер, спирттер, азобояғыштар бар өндірістік ақаба суды электрохимиялық  өңделгенде су құрамындағы заттардың анодты тотығуы жүреді.

Катодты электролизде газ  тәрізді сутек бөлінеді және судағы еріген металл иондары босайды. Анодта оттегі мен галогендер бөлінеді, кейбір иондар мен молекулалар басқа иондар мен молекулалар түзе отырып тотығады.

 

 

 

1-пластиналы қоректендіргіш; 2- ленталы транспортер; 3- бағалы  майдалағыш; 4- ожаулы элеватор; 5-майдаланған  әк бункері; 7- доңғалақ диірмен; 8- жіктегіш; 9 , 10- сорғыштар

 

 

Сурет 6 - Әкті сақтау кезіндегі әк ерітінділерін дайындаудың механикалық қондырғысы

 

Темірден және аллюминийден шыққан анодтар тұрақты электр тогы әсерімен коагуляцияға қабілетті металдардың  негізгі тұздары мен оксигидраттардың түзілуімен ериді.

Тазалау эффектісі электродқа қолданылатын материалға, ақаба су құрамына, ток тығыздығына және т.с.с байланысты болады. Электрохимиялық әдістерді ақаба судың электр өткізгіштігі жоғары болғанда қолданған тиімді.

Аллюминий мен темірден жасалған анодты электрокоагуляция  кеңінен тараған. Электрокоагуляция, мысалы, гальваникалық өндірістің құрамында бар ақаба суларын тазалау үшін қолданылады.

7 суретте ақаба сулар болатты электродтары бар ағынды электролизерларда өңделеді.

 

 

 

 

1 - резервуар-орталандырғыш; 2 - натрий ерітіндісін дайындау багы; 3 - тұрақты электр тогының көзі; 4 - сілті реагент ерітіндісінің багы; 5 - тұнбаны сусыздандыру аппараты; 6-тұндырғыш; 7-электролизер; 8-сорғыш

 

 

Сурет 7 - Ақаба суды және қорғасын иондарынан тазалауға арналған электрокоагуляциялық қондырғының технологиялық сызбасы

 

Одан су қозғалысы  көлденең немесе тік болады. Электролизда хромат және бихроматиондарының болатты  анодтың еруі кезінде түзілген екі  валентті темірге химиялық тотықсыздануы  жүреді. Сонда темірдің, хромның  және басқа ауыр металдардың гидрототығы түзіледі.

Ақаба суды озондау перспективті болып табылады. Ол суды терең тазалауға  және өндірісте қайта қолдануға  мүмкіндік береді. Ақаба суды өңдеу  барысында реакторға озон – ауа  қоспасы күйінде беріледі. Майда  көпіршіктей шашыратылған озон химиялық ауадағы оттегіні синтездеу жолымен алынады.

Озонатор қондырғысының  принципті технологиялық схемасы 8-суретте көрсетілген. Ол екі түйіннен тұрады: озон алу және ақаба суды тазалау. Озон алу түйін өз кезінде ауаны тазалау мен кептіру блогынан және озон алу блогынан тұрады. 

 

 

 

 

1-жылуалмастырғыш; 2-ылғал  бөлгіш; 3-киізден жасалған сүзгіш; 4-кептіргіш қондырғы; 5-озон генераторы; 6-қолданылған газды әкету; 7-ақаба  су жіберу; 8-алдын-ала реактор; 9-негізгі  реактор; 10-таза суды шығару.

 

 

 

Сурет 8 - Озонатор қондырғысының технологиялық сызбасы

 

Бірінші блокта ауа жылуалмастырғыштан ылғал бөлгіштен, сүзгіштен және кептіргіш қондырғысынан өтеді. Кейін ауа генераторға беріледі. Биологиялық тазалаудан өткен ақаба  су реакторға беріледі. Реакторға  тағы озондалған ауа беріледі. Сөйтіп тотығу процесі жүреді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                           Қорытынды

Өндірістік ақаба суларды  тазалау үшін мехеникалық, физикалық-химиялық, химиялық және биохимиялық тазалау  әдістері қолданылады. Ақаба сулардан негізінен минералдық ластаушыларды шығару үшін, сондай-ақ алдын-ала тазалауда механикалық тазалау (сүзу, тұндыру, гидроциклондарда жарықтандыру) қолданылады. Механикалық тазалаудан кейін судан органикалық ластаушыларды шығару үшін биохимиялық тазалау қолданылады.

Кейбір өндірістік ақаба  сулар үшін химиялық немесе физикалық-химиялық тазалау әдістерін қолданған  тиімді, мысалы, ағынды сулардан ауыр металл иондарын және улы қосылыстарды шығару үшін. Ақаба суларды тазалаудың физикалық-химиялық әдістеріне сорбция, экстракция, коагуляция, флотация, электролиз, ион алмасу, кристалдау және т.б. процестерді жатқызуға болады.

Ақаба суды химиялық тазалау  суға енгізілген реагентер  мен ластаушылар  арасында реакция нәтижесінде жүргізіледі, мысалы, тұнбаға түсетін қосылыстарды түзу немесе газ бөліну реакциялары. Химиялық тазалау процестеріне келесі әдістер жатады: коагуляция, бейтараптау және химиялық тотықтыру. Тазартудың соңғы процесіне озондауды, яғни органикалық ластаушыларды озон әсерімен тотықтыруды жатқызуға болады.

Ағында сулардан бағалы затарды алу нәтижесінде жүргізілетін тазалау әдістерін регенеративті  деп атайды. Егер ақаба суды тазалау  нәтижесінде ластаушылар ыдыраса  және ыдырау өнімі судан шығарылса  немесе су тоғанында зиян емес қосылыстар түзілсе, ондай әдістерді деструктивті деп атайды.

Биохимиялық тазалау  әдістері микроорганизмдердің тіршілік әрекетін қолдануға негізделген. Бұл  микроорганизмдер тазартылатын суда коллоидты  және еріген күйде болатын органикалық  заттарды тотықтырады. Биохимиялық әдіспен ақаба суды механикалық тазалаудан кейін суда қалған органикалық ластаушыдан толық тазалауға болады.

 Ақаба суларды биологиялық  тазалауға арналған ғимараттарды  екі  негізгі типке бөлуге  болады:

- биологиялық тазалау  табиғи жағдайда жүзеге асырылатын ғимараттар (сүзу жерлері және биологиялық тоғандар). Ақаба сұйықтық мұндай ғимараттарда топырақтағы және биологиялық тоған суларындағы оттегі қорының арқасында, сондай-ақ топырақ пен суға түскен органикалық ластаушыларды тотықтыратын мимикроорганизмдер-минерализаторлардың тіршілік әрекетінің салдарынан өте баяу тазаланады;

- ақаба суларды тазалау  жасанды жағдайда жүзеге асырылатын  ғимараттар (мысалы, биологиялық сүзгіштер  және аэротенктер). Мұндай ғимараттар  арқасында жасанды жағдайда ақаба  суды тазалау процестері едәуір тез жүреді.

Өндірістік ақаба сулардың құрамы әр түрлі болады және ол қолданылған  өндіріс технологиясына байланысты. Ол үшін тазалау ғимараттарын үнемді пайдалануды қамтамасыз ететін, ақаба  сулардан бағалы заттарды алатын және технологиялық процестерде тазаланған ақаба суларды қайта қолданатын немесе оларды техникалық сумен қамтамасыз ету жүйесіне бағыттайтын тазалау әдістерін таңдау қажет.

Өндірістік ақаба суларды  тазалау барысында көп мөлшерде тұнба түзіледі, оны өңдеу қажет. Тұнбаны өңдеу тәсілін олардың қасиетіне, ылғалдылығына, ылғал беру қабілетіне және т.б.көрсеткіштеріне байланысты таңдайды. Мысалы, минералды тұнбалар (шламдар) әдетте өңделмейді, олар шлам үйіндісіне жіберіледі. Өндірістік ақаба сулардың тұнбаларын сусыздандыру үшін вакуум-сүзгіштер, сүзгіш-нығыздағыштар және центрифугалар қолданылады. Сусыздандырудан кейін тұнба ылғалдылығы 40-50 % құрайды.