Endüstriyel Su Arıtma Prosesleri ve Kimyasal Uygulamalar
Arka plan
Sanayileşmenin hızla gelişmesiyle birlikte, çeşitli endüstriyel üretimlerde su arıtımının önemi giderek daha belirgin hale gelmektedir. Endüstriyel su arıtımı, yalnızca sürecin sorunsuz ilerlemesini sağlayan önemli bir halka değil, aynı zamanda çevre düzenlemelerini ve sürdürülebilir kalkınma gerekliliklerini karşılamanın da temel bir önlemidir.
Su Arıtma Türü
| Su arıtma türü | Ana amaç | Ana tedavi nesneleri | Ana süreçler. |
| Ham su ön arıtımı | Evsel veya endüstriyel su gereksinimlerini karşılayın | Doğal su kaynağı suyu | Filtrasyon, sedimantasyon, koagülasyon. |
| Proses suyu arıtımı | Belirli süreç gereksinimlerini karşılayın | Endüstriyel proses suyu | Yumuşatma, tuzdan arındırma, oksijensizleştirme. |
| Dolaşımlı soğutma suyu arıtımı | Ekipmanın normal çalışmasını sağlayın | Dolaşan soğutma suyu | Dozaj tedavisi. |
| Atık su arıtımı | Çevreyi koruyun | Endüstriyel atık su | Fiziksel, kimyasal, biyolojik arıtma. |
| Geri dönüştürülmüş su arıtımı | Tatlı su tüketimini azaltın | Kullanılmış su | Atık su arıtımına benzer. |
Yaygın Olarak Kullanılan Su Arıtma Kimyasalları
| Kategori | Yaygın olarak kullanılan kimyasallar | İşlev |
| Flokülatör ajan | PAC, PAM, PDADMAC, poliaminler, alüminyum sülfat, vb. | Askıda katı maddeleri ve organik maddeleri uzaklaştırın |
| Dezenfektanlar | TCCA, SDIC, ozon, klor dioksit, Kalsiyum Hipoklorit vb. gibi | Sudaki mikroorganizmaları (bakteri, virüs, mantar ve protozoa gibi) öldürür |
| pH ayarlayıcı | Aminosülfonik asit, NaOH, kireç, sülfürik asit vb. | Su pH'ını düzenleyin |
| Metal iyon gidericiler | EDTA, İyon değişim reçinesi | Sudaki ağır metal iyonlarını (demir, bakır, kurşun, kadmiyum, cıva, nikel vb.) ve diğer zararlı metal iyonlarını giderin |
| Kireç önleyici | Organofosfatlar, organofosfor karboksilik asitler | Kalsiyum ve magnezyum iyonları ile kireç oluşumunu önler. Ayrıca metal iyonlarını uzaklaştırma etkisi de vardır. |
| Deoksidasyon ajanı | Sodyum sülfit, hidrazin vb. | Oksijen korozyonunu önlemek için çözünmüş oksijeni uzaklaştırın |
| Temizlik maddesi | Sitrik asit, sülfürik asit, aminosülfonik asit | Kireç ve kirleri temizleyin |
| Oksidanlar | ozon, persülfat, hidrojen klorür, hidrojen peroksit vb. | Dezenfeksiyon, kirleticilerin giderilmesi ve su kalitesinin iyileştirilmesi vb. |
| Yumuşatıcılar | Kireç ve sodyum karbonat gibi. | Sertlik iyonlarını (kalsiyum, magnezyum iyonları) giderir ve kireç oluşumu riskini azaltır |
| Köpük gidericiler/Köpük önleyici | Köpüğü bastırın veya ortadan kaldırın | |
| Kaldırma | Kalsiyum Hipoklorit | Atık sudan NH₃-N'yi uzaklaştırarak deşarj standartlarını karşılamasını sağlamak |
Tedarik Edebileceğimiz Su Arıtma Kimyasalları:
Endüstriyel su arıtımı, endüstriyel suyun ve deşarj suyunun fiziksel, kimyasal, biyolojik ve diğer yöntemlerle arıtılması sürecini ifade eder. Endüstriyel su arıtımı, endüstriyel üretimin vazgeçilmez bir parçasıdır ve önemi aşağıdaki yönlerden anlaşılmaktadır:
1.1 Ürün kalitesinin sağlanması
Üretim ihtiyaçlarını karşılamak ve ürün kalitesini garanti altına almak için sudaki metal iyonları, askıda katı maddeler vb. gibi safsızlıkları giderin.
Korozyonu engeller: Suda çözünmüş oksijen, karbondioksit vb. metal ekipmanların korozyonuna neden olabilir ve ekipmanın ömrünü kısaltabilir.
Mikroorganizmaların kontrolü: Sudaki bakteriler, algler ve diğer mikroorganizmalar ürün kontaminasyonuna neden olarak ürün kalitesini ve sağlık güvenliğini etkileyebilir.
1.2 Üretim verimliliğini artırın
Duruş sürelerini azaltın: Düzenli su arıtımı, ekipmanların kireçlenmesini ve korozyonunu etkili bir şekilde önleyebilir, ekipman bakım ve değiştirme sıklığını azaltabilir ve böylece üretim verimliliğini artırabilir.
Proses koşullarının optimize edilmesi: Su arıtımı yoluyla, üretim prosesinin istikrarını sağlamak için proses gereksinimlerini karşılayan su kalitesi elde edilebilir.
1.3 Üretim maliyetlerini azaltın
Enerji tasarrufu: Su arıtımı sayesinde ekipmanların enerji tüketimi azaltılabilir ve üretim maliyetlerinden tasarruf sağlanabilir.
Kireçlenmeyi önleyin: Sudaki kalsiyum ve magnezyum iyonları gibi sertlik iyonları kireç oluşumuna neden olur, ekipmanın yüzeyine yapışır ve ısı iletim verimini azaltır.
Ekipman ömrünü uzatın: Ekipman korozyonunu ve kireçlenmesini azaltın, ekipman hizmet ömrünü uzatın ve ekipman amortisman maliyetlerini düşürün.
Malzeme tüketimini azaltın: Su arıtımı sayesinde biyosit atıkları azaltılabilir ve üretim maliyetleri düşürülebilir.
Hammadde tüketimini azaltın: Su arıtımı sayesinde atık sıvıda kalan hammaddeler geri kazanılarak tekrar üretime kazandırılabilir, böylece hammadde israfı azaltılır ve üretim maliyetleri düşürülür.
1.4 Çevreyi koruyun
Kirletici emisyonların azaltılması: Endüstriyel atık suların arıtılmasından sonra kirletici emisyonların konsantrasyonu azaltılabilir ve su ortamı korunabilir.
Su kaynaklarının geri dönüşümünü gerçekleştirin: Su arıtımı sayesinde endüstriyel su geri dönüştürülebilir ve tatlı su kaynaklarına olan bağımlılık azaltılabilir.
1.5 Çevresel düzenlemelere uyun
Emisyon standartlarını karşılayın: Endüstriyel atık suların ulusal ve yerel emisyon standartlarını karşılaması gerekir ve su arıtımı bu hedefe ulaşmak için önemli bir araçtır.
Özetle, endüstriyel su arıtımı yalnızca ürün kalitesi ve üretim verimliliğiyle değil, aynı zamanda işletmelerin ekonomik faydaları ve çevre korumasıyla da ilgilidir. Bilimsel ve akılcı su arıtımı sayesinde su kaynaklarının optimum kullanımı sağlanabilir ve endüstrinin sürdürülebilir gelişimi teşvik edilebilir.
Endüstriyel su arıtımı, enerji, kimya, ilaç, metalurji, gıda ve içecek endüstrileri vb. dahil olmak üzere çok çeşitli alanları kapsar. Arıtma süreci genellikle su kalitesi gereksinimlerine ve deşarj standartlarına göre özelleştirilir.
2.1 Giriş Suyu Arıtma Kimyasalları ve Prensipleri (Ham Su Ön Arıtma)
Endüstriyel su arıtımında ham su ön arıtımı temel olarak birincil filtrasyon, koagülasyon, flokülasyon, sedimantasyon, flotasyon, dezenfeksiyon, pH ayarlama, metal iyon giderimi ve son filtrasyon işlemlerini içerir. Yaygın olarak kullanılan kimyasallar şunlardır:
Koagülantlar ve flokülantlar: PAC, PAM, PDADMAC, poliaminler, alüminyum sülfat vb.
Yumuşatıcılar: Kireç ve sodyum karbonat gibi.
Dezenfektanlar: TCCA, SDIC, Kalsiyum Hipoklorit, ozon, klor dioksit vb.
pH ayarlayıcılar: aminosülfonik asit, sodyum hidroksit, kireç, sülfürik asit vb.
Metal iyon gidericilerEDTA, İyon değişim reçinesi vb.
Kireç önleyici: Organofosfatlar, organofosforlu karboksilik asitler, vb.
Adsorbanlar: Aktif karbon, aktif alümina vb.
Bu kimyasalların kombinasyonu ve kullanımı, endüstriyel su arıtımının suda bulunan askıda maddeleri, organik kirleticileri, metal iyonlarını ve mikroorganizmaları etkili bir şekilde gidermesine, su kalitesinin üretim ihtiyaçlarını karşılamasını sağlamasına ve sonraki arıtma yükünü azaltmasına yardımcı olabilir.
2.2 Proses Suyu Arıtma Kimyasalları ve Prensipleri
Endüstriyel su arıtmada proses suyu arıtımı temel olarak ön arıtma, yumuşatma, deoksidasyon, demir ve manganez giderimi, tuzdan arındırma, sterilizasyon ve dezenfeksiyonu içerir. Her adım, su kalitesini optimize etmek ve çeşitli endüstriyel ekipmanların normal çalışmasını sağlamak için farklı kimyasallar gerektirir. Yaygın kimyasallar şunlardır:
| Pıhtılaştırıcılar ve flokülantlar: | PAC, PAM, PDADMAC, poliaminler, alüminyum sülfat vb. gibi. |
| Yumuşatıcılar: | Kireç ve sodyum karbonat gibi. |
| Dezenfektanlar: | TCCA, SDIC, Kalsiyum Hipoklorit, ozon, klor dioksit vb. gibi. |
| pH ayarlayıcılar: | Aminosülfonik asit, sodyum hidroksit, kireç, sülfürik asit vb. gibi. |
| Metal iyon gidericiler: | EDTA, İyon değişim reçinesi |
| Kireç önleyici: | organofosfatlar, organofosfor karboksilik asitler, vb. |
| Adsorbanlar: | Aktif karbon, aktif alümina vb. gibi. |
Bu kimyasallar, farklı su arıtma proses kombinasyonları aracılığıyla proses suyunun farklı ihtiyaçlarını karşılayabilir, su kalitesinin üretim standartlarını karşılamasını sağlayabilir, ekipman hasar riskini azaltabilir ve üretim verimliliğini artırabilir.
2.3 Dolaşımlı Soğutma Suyu Arıtma Kimyasalları ve Prensipleri
Sirkülasyonlu soğutma suyu arıtımı, özellikle soğutma suyu sistemlerinin ekipman ve prosesleri soğutmak için yaygın olarak kullanıldığı çoğu endüstriyel tesiste (kimya tesisleri, enerji santralleri, çelik fabrikaları vb.) endüstriyel su arıtımının çok önemli bir parçasıdır. Sirkülasyonlu soğutma suyu sistemleri, büyük su hacimleri ve sık sirkülasyonları nedeniyle kireçlenme, korozyon, mikrobiyal üreme ve diğer sorunlara karşı hassastır. Bu nedenle, bu sorunları kontrol altına almak ve sistemin istikrarlı çalışmasını sağlamak için etkili su arıtma yöntemleri kullanılmalıdır.
Sirkülasyonlu soğutma suyu arıtımı, sistemde kireçlenme, korozyon ve biyolojik kirlenmeyi önlemeyi ve soğutma verimliliğini sağlamayı amaçlar. Soğutma suyundaki temel parametreleri (pH, sertlik, bulanıklık, çözünmüş oksijen, mikroorganizmalar vb.) izler ve hedeflenen arıtma için su kalitesi sorunlarını analiz eder.
| Pıhtılaştırıcılar ve flokülantlar: | PAC, PAM, PDADMAC, poliaminler, alüminyum sülfat vb. gibi. |
| Yumuşatıcılar: | Kireç ve sodyum karbonat gibi. |
| Dezenfektanlar: | TCCA, SDIC, Kalsiyum Hipoklorit, ozon, klor dioksit vb. gibi. |
| pH ayarlayıcılar: | Aminosülfonik asit, sodyum hidroksit, kireç, sülfürik asit vb. gibi. |
| Metal iyon gidericiler: | EDTA, İyon değişim reçinesi |
| Kireç önleyici: | organofosfatlar, organofosfor karboksilik asitler, vb. |
| Adsorbanlar: | Aktif karbon, aktif alümina vb. gibi. |
Bu kimyasallar ve arıtma yöntemleri, kireçlenmeyi, korozyonu ve mikrobiyal kontaminasyonu önlemeye, soğutma suyu sisteminin uzun vadeli istikrarlı çalışmasını sağlamaya, ekipman hasarını ve enerji tüketimini azaltmaya ve sistem verimliliğini artırmaya yardımcı olur.
2.4 Atıksu Arıtma Kimyasalları ve Prensipleri
Endüstriyel atık su arıtma süreci, atık suyun özelliklerine ve arıtma hedeflerine göre çeşitli aşamalara ayrılabilir. Bunlar arasında ön arıtma, asit-baz nötralizasyonu, organik madde ve askıda katıların giderilmesi, ara ve ileri arıtma, dezenfeksiyon ve sterilizasyon, çamur arıtma ve geri dönüştürülmüş su arıtma yer alır. Her aşama, atık su arıtma sürecinin verimliliğini ve eksiksizliğini sağlamak için farklı kimyasalların birlikte çalışmasını gerektirir.
Emisyon standartlarını karşılamak ve çevre kirliliğini azaltmak amacıyla endüstriyel atık su arıtımı fiziksel, kimyasal ve biyolojik olmak üzere üç ana yönteme ayrılmaktadır.
Fiziksel yöntem:sedimantasyon, filtrasyon, flotasyon vb.
Kimyasal yöntem:nötralizasyon, redoks, kimyasal çökelme.
Biyolojik yöntem:aktif çamur yöntemi, membran biyoreaktör (MBR) vb.
Yaygın kimyasallar şunlardır:
| Pıhtılaştırıcılar ve flokülantlar: | PAC, PAM, PDADMAC, poliaminler, alüminyum sülfat vb. gibi. |
| Yumuşatıcılar: | Kireç ve sodyum karbonat gibi. |
| Dezenfektanlar: | TCCA, SDIC, Kalsiyum Hipoklorit, ozon, klor dioksit vb. gibi. |
| pH ayarlayıcılar: | Aminosülfonik asit, sodyum hidroksit, kireç, sülfürik asit vb. gibi. |
| Metal iyon gidericiler: | EDTA, İyon değişim reçinesi |
| Kireç önleyici: | organofosfatlar, organofosfor karboksilik asitler, vb. |
| Adsorbanlar: | Aktif karbon, aktif alümina vb. gibi. |
Bu kimyasalların etkin kullanımıyla endüstriyel atık suların standartlara uygun olarak arıtılıp deşarj edilmesi, hatta yeniden kullanılması sağlanarak çevre kirliliğinin ve su kaynaklarının tüketiminin azaltılmasına katkı sağlanmaktadır.
2.5 Geri Dönüştürülmüş Su Arıtma Kimyasalları ve Prensipleri
Geri dönüştürülmüş su arıtımı, endüstriyel atık suyun arıtıldıktan sonra tekrar kullanıldığı bir su kaynağı yönetim yöntemidir. Su kaynaklarının giderek azalmasıyla birlikte, birçok endüstriyel alan, yalnızca su kaynaklarını korumakla kalmayıp aynı zamanda arıtma ve deşarj maliyetlerini de düşüren geri dönüştürülmüş su arıtma yöntemlerini benimsemiştir. Geri dönüştürülmüş su arıtımının anahtarı, atık sudaki kirleticileri gidererek su kalitesinin yeniden kullanım gerekliliklerini karşılamasını sağlamaktır; bu da yüksek işleme hassasiyeti ve teknoloji gerektirir.
Geri dönüşümlü su arıtma işlemi temel olarak aşağıdaki temel adımları içerir:
Ön işlem:PAC, PAM vb. kullanarak büyük kir ve yağ parçacıklarını temizleyin.
pH ayarlaması:pH'ı ayarlamak için yaygın olarak kullanılan kimyasallar arasında sodyum hidroksit, sülfürik asit, kalsiyum hidroksit vb. bulunur.
Biyolojik arıtma:Organik maddeleri uzaklaştırmak, mikrobiyal bozunmayı desteklemek, amonyum klorür, sodyum dihidrojen fosfat vb. kullanmak.
Kimyasal arıtma:Organik madde ve ağır metallerin oksidatif gideriminde yaygın olarak ozon, persülfat, sodyum sülfür vb. kullanılır.
Membran ayırma:çözünmüş maddeleri gidermek ve su kalitesini garantilemek için ters ozmoz, nanofiltrasyon ve ultrafiltrasyon teknolojilerini kullanıyoruz.
Dezenfeksiyon:mikroorganizmaları yok etmek için klor, ozon, kalsiyum hipoklorit vb. kullanın.
İzleme ve ayarlama:Yeniden kullanılan suyun standartlara uygun olduğundan emin olun ve ayarlamalar için düzenleyiciler ve izleme ekipmanları kullanın.
Köpük gidericiler:Sıvının yüzey gerilimini azaltarak ve köpüğün stabilitesini bozarak köpüğü bastırırlar veya yok ederler. (Köpük önleyicilerin uygulama senaryoları: biyolojik arıtma sistemleri, kimyasal atıksu arıtımı, ilaç atıksu arıtımı, gıda atıksu arıtımı, kağıt üretim atıksu arıtımı vb.)
Kalsiyum hipoklorit:Amonyak azotu gibi kirleticileri giderirler
Bu proses ve kimyasalların uygulanması, arıtılan atık suyun kalitesinin yeniden kullanım standartlarına uygun olmasını sağlayarak endüstriyel üretimde etkin bir şekilde kullanılmasını sağlar.
Endüstriyel su arıtımı, modern endüstriyel üretimin önemli bir parçasıdır. Proses ve kimyasal seçimi, özel proses gereksinimlerine göre optimize edilmelidir. Kimyasalların akılcı kullanımı, arıtma etkisini iyileştirmenin yanı sıra maliyetleri ve çevre üzerindeki etkiyi de azaltabilir. Gelecekte, teknolojinin ilerlemesi ve çevre koruma gerekliliklerinin iyileştirilmesiyle birlikte, endüstriyel su arıtımı daha akıllı ve çevre dostu bir yönde gelişecektir.