これについては多くの人がよくわかっておらず、経験豊富な専門家であっても理解が曖昧であることがよくあります。 PAC、PAM、PFS、次亜塩素酸ナトリウム、スケール防止剤、脱フッ素剤、炭素源など。名前は覚えにくく、機能が混乱し、化学薬品は無計画に投与されることがよくあります。-追加すべきではないときに追加されたり、必要に応じて省略されたりします。オペレーターが賢くないわけではありません。それは単に、誰もそれをすべて明確に分類したことがないというだけです。
水処理化学物質の課題は、その種類の多さです。多くの種類があり、複数の目的に使用されるものもあり、命名規則も異なります。複数を一緒に使用する場合、問題はそれらを忘れることだけではなく、-それらを混同することです。今日はそれらを系統的に分解してみましょう。
01
凝固剤と凝集剤: 物理化学的処理の動的デュオ
1 つの橋は不安定になりますが、他の橋は-それらを混同しません。
これら 2 種類の化学物質はほとんどの場合一緒に使用されますが、その機能はまったく異なります。それらを混同しないでください。
凝集剤は不安定化に対処します。凝集剤は水中のコロイド粒子の表面電荷を中和し、-浮遊したままになる-微粒子を小さな「マイクロフロック」に凝集させます。-凝集剤は架橋を処理します。凝集剤は、これらの小さなマイクロフロックを結合して、沈降または効果的に脱水できる大きくて重いフロックを形成します。-
1 つは粒子表面の電荷を中和し、粒子が互いに反発しなくなるようにします。もう 1 つは、長鎖ポリマーを使用して不安定化した粒子を結合します。-追加の順序も重要です。不安定化はブリッジングの前に行われなければなりません。順序を逆にしても、実質的に結果は得られません。
02
3種類の凝固剤から選ぶ
日常的な濁り除去には PAC を選択してください。リン除去には鉄-ベースの薬剤を選択してください。
よく使われる凝固剤は3種類あります。
PAC（ポリ塩化アルミニウム）：経済的で濁り除去に効果があり、幅広いpH範囲に適応します。都市排水と産業排水の両方に適しており、日常業務に最適な選択肢です。- PFS (ポリ硫酸第二鉄): PAC よりも強力なリン除去能力を備え、高密度で沈降の早いフロックを生成します。-これは、屠殺場、製紙工場、リン化学工場からの廃水など、高リン濃度の廃水に最適です。-塩化第二鉄: 凝集とリンの除去に非常に効果的ですが、腐食性が非常に高くなります。機器の防食対策が必要であり、特定のシナリオで使用されますが、通常は第一選択ではありません。-日常的な濁り除去には PAC を選択してください。特殊なリン除去の場合は、鉄{10}}ベースの凝固剤-を選択します。この経験則が失敗することはほとんどありません。一部の植物は、PAC を使用しながらリンレベルを下げるのに苦労しています。鉄-ベースの製品に切り替えると、すぐに結果が得られます。 PAC が効果がないというわけではありません。それは単にその特定の仕事に適したツールではないだけです。
03
コア凝集剤: PAM
沈降促進剤としてアニオンを使用します。脱水にはカチオンを使用する
コア凝集剤はPAM（ポリアクリルアミド）です。イオン電荷に基づいて 3 つのタイプがあり、それぞれに異なる用途があります。
アニオン性 PAM は、シルトと無機物質を多く含む廃水に最も効果的です。{0}石炭洗浄水、セラミック廃水、および一次沈殿タンクでの沈降の促進に最適です。カチオン性 PAM は正電荷を帯びており、汚泥の脱水に特化しています。フィルタープレスの前にこれを添加すると、水の放出が改善され、スラッジの水分含有量が 97% から 80% 以下に減少する可能性があります。非イオン性 PAM は適用範囲が狭く、めったに使用されません。
沈降促進にはアニオンを使用し、脱水にはカチオンを使用することを覚えておいてください。ただし、PAM には落とし穴があります。間違った分子量またはイオン度を選択すると、大きく異なる結果が得られます。カチオン性 PAM 製品の中でも、分子量 (例: 800 万 vs . 12) やイオン度 (例: 20 vs . 40) の違いにより、得られるスラッジケーキの水分含量に大きな変化が生じる可能性があります。水質が異なると、適切な選択を行うためにベンチスケールのテストが必要になります。-単一タイプの PAM があらゆる状況で機能することを期待しないでください。
私は、ブランドを切り替えた後に PAM のパフォーマンスが変動し、イオン度が前のバッチと異なることが判明した多くのプラントを見てきました。したがって、サプライヤーを変更する場合は、価格だけに注目せず、分子量とイオン度のパラメータが要件を満たしていることを確認してください。{1}
04
炭素源: 脱硝システムの燃料
4 種類の炭素源: 長所と短所
脱窒では、炭素源が不十分な場合、細菌は飢えてしまい、全窒素レベルが低下しません。これは一般的な問題です。流入炭素-対-窒素（C/N）比が適切なプラントでは追加の追加は必要ありませんが、C/N 比が低い産業廃水プラントではほとんどの場合補充が必要です。
4 つの炭素源にはそれぞれ独自の長所と短所があります。以前に比較レビューを書きました-「メタノール、酢酸ナトリウム、グルコース、または複合炭素源: 脱窒にはどれを選択すべきですか?」-ですが、ここでは簡単にまとめます。メタノールは炭素当量が最も高く、コストが最も低いですが、クラス A の危険化学物質であるため、その保管と輸送には火災安全の承認が必要です。-この障壁は、多くの場合、小規模工場ではクリアする余裕がありません。酢酸ナトリウムは高い利用率を誇り、切り替え時に適応期間を必要としないため、精密制御に最適です。しかし、冬には結晶化してパイプが詰まり、北部地域の植物に頭痛の種を引き起こします。ブドウ糖は安全ですが、作用が遅いです。-タンク内の油圧滞留時間が不十分な場合は選択しないでください。複数の成分から配合された複合炭素源は、多様な微生物集団にわたって高い利用効率を提供します。これらは低温条件に優れており、安全で結晶化せず、安定した長期投与に適しています。-
炭素源を選択する際には、危険化学物質の資格の保有、冬季の水温変動、処理量の 3 つの要素を考慮してください。適格であれば、メタノールが最も経済的な選択肢となります。資格がなくても、年間を通じて水温が 15 度以上であれば、酢酸ナトリウムで十分です。-しかし、冬の気温が 12 度を下回った場合、低温利用率が高く、結晶化しない複合炭素源-の方が実際には酢酸ナトリウムよりも全体的なコストを下げることができます。-
炭素源に関しては議論すべきことがたくさんありますが、このトピックについては以前の記事で詳しく説明したため、ここでは繰り返しません。
05
先進医療の専門医
制限を超える特定のパラメータに対してのみデプロイされます
最初の 2 つのカテゴリは、ほぼすべての下水処理プラントで使用されます。このカテゴリは異なります。-放電制限を超える特定のパラメータに対処するためにのみ導入されます。
フッ化物除去剤: これらは主に、太陽光発電、エレクトロニクス、半導体、鉱業および冶金、リン化学などの産業からのフッ化物を含む廃水に使用されます。{0}}フッ化物-を含む廃水を処理するほとんどのプラントでは、2 段階の除去プロセスが採用されています。-、最初のカルシウム塩沈殿段階ではフッ化物レベルが 20～30 mg/L に減少し、その後、特殊なフッ化物除去剤を使用してレベルを 2 mg/L 未満にする研磨段階が続きます。カルシウム塩段階では、大量の汚泥と困難な pH 制御に関する課題が提示されますが、特殊薬剤段階では、正しい投与量の選択と pH を適切な範囲に調整することが重要になります。 2 つの段階が適切に統合されている場合、全体のコストは純粋なカルシウム塩法よりも低くなり、汚泥の体積は半分に減らすことができます。-これについては以前の記事で詳しく分析したので、今回はここまでにしておきます。
重金属キレート剤: これらは、電気めっき、回路基板製造、鉱山作業からの廃水に含まれる水銀、鉛、銅、ニッケル、クロムなどの重金属を対象としています。このメカニズムには、薬剤内のキレート基が重金属イオンで安定した沈殿物を形成し、水から重金属を効果的に捕捉することが含まれます。従来の水酸化物沈殿法と比較して、重金属キレート剤にはいくつかの利点があります。有効な pH 範囲が広い (アルカリ沈殿ほど pH に敏感ではありません)、錯体重金属に対する有効性 (一方、水酸化物沈殿は錯体を形成した銅やニッケルに対してはほとんど効果がありません)、再溶解しにくい安定したスラッジを少量で生成できることです。-。
ただし、これらの薬剤は万能薬ではないことに注意してください。-重金属が異なれば、必要なキレート剤の種類も異なります。銅、ニッケル、クロムのキレート化条件は異なるため、選択を検証するにはベンチスケール テストが必要です。-投与量も正確でなければなりません。投与量が不足すると排水が排出限界を超えることになり、一方、投与量が多すぎると化学薬品にお金が無駄になります。-
脱色剤は、繊維の印刷、染色、製紙の廃水処理に広く使用されています。これらは通常、色を急速に定着させる第 4 級アンモニウム ポリマーです。これは私たちの主な焦点ではないため、簡単に説明するだけに留めます。
06
システム-サポートケミカル
これらは汚染物質を直接処理するものではありませんが、不可欠なものです。
これらの種類の化学薬品は汚染物質を直接処理しませんが、システムの通常の動作には不可欠です。
RO膜や循環水システムにはスケール防止剤が欠かせません。カルシウムとマグネシウムのイオンはスケールを形成し、膜の細孔を詰まらせる可能性があります。スケール防止剤は、これらの塩の結晶化と沈殿を防ぎます。有機ホスホン酸塩 (HEDP や ATMP など) は炭酸カルシウム スケールに対して効果的ですが、ポリマー (PAA など) はシリカや鉄スケールに対して効果的です。阻害剤を選択する場合は、膜メーカーの推奨事項に従ってください。恣意的な選択をしないでください。
殺生物剤は、膜表面およびパイプライン内での細菌や藻類の増殖を防ぎます。酸化性殺生物剤（次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素など）は即効性があり、安価ですが、すぐに消耗するため、継続的な投与が必要です。{3}}非酸化性殺生物剤（イソチアゾリノン、第四級アンモニウム塩など）は、効果がより長く持続し、pH による影響が少ない-。実際の経験では、酸化型と非酸化型を交互に使用することが推奨されています。- 1 種類のみに依存すると微生物耐性が生じ、高用量であっても効果がなくなる可能性があります。
pH 調整剤: 水酸化ナトリウムは pH を上げるための最もクリーンな選択肢ですが、石灰は安価ですが、大量のスラッジを生成します。塩酸または硫酸は pH を下げるために使用され、膜の洗浄にも使用されます。これらはプロセス全体で使用できますが、無計画な調整は避けてください。-pH を変更する前に、理由、目標レベル、調整が下流プロセスに影響を与えるかどうかを明確に検討してください。
07
1 つの化学薬品で複数の用途に使用可能。 1 つの物質に複数の名前
プロセスステップの変更は機能の変更を意味します
化学物質投与室には複数の「マルチタスク」が配置されています。-同じ化学物質がプロセスのステップに応じてまったく異なる機能を実行します。これは、現場で最も混乱が生じる場所でもあります。-
ライムは典型的な例です。 pH調整、フッ化物の除去、軟水化、および化学的リン除去の補助として使用されます。これは物理化学的治療段階と高度な治療段階の両方に現れますが、投与量レベルは桁違いに異なるため、単純に投与量設定をコピー-することはできません。硫酸第一鉄も同様です。主に凝固剤ですが、リンや色も除去します。酸性条件下では、六価クロムを三価クロムに還元します。-これは、クロムを含む電気めっき廃水を処理する上で重要なステップです-。次亜塩素酸ナトリウムは、滅菌・消毒だけでなく、脱色、シアン分解（アルカリ条件下）、膜や配管の洗浄などにも使用されます。
命名規則の不一致により、さらに混乱が生じます。人によって同じ物質に異なる名前が使用されます。PAC はポリアルミニウム塩化物の略ですが、塩基性塩化アルミニウムと呼ぶ人もいます。液体アルカリ、苛性ソーダ、水酸化ナトリウムはすべて同じものを指します。ソーダ灰は炭酸ナトリウムです。 PAM はポリアクリルアミドの略で、さらにアニオン、カチオン、非イオンタイプに分類されます。- 「複合炭素源」は最も典型的な例です。供給業者が異なれば商品名や配合も異なるため、名前だけではほとんどわかりません。
したがって、化学物質を名前で覚えないでください。システム内で実行される機能ごとにそれらを記憶します。同じ化学物質が異なるプロセスステップで使用される場合、投与量と制御パラメーターは完全に変化します。逆に、同じ名前の 2 つの製品が同じ構成を共有するとは限りません。注文書と現場の現実が一致しない場合は、価格について話し合う前に、その物質が何であるか、またその目的は何であるかを正確に明確にしてください。-
08
要約表でまとめる
8 種類の化学物質の早見表
凝固剤: 代表的な製品には、PAC、PFS、塩化第二鉄などがあります。それらの主な機能は、粒子を不安定にしてフロックを形成すること、および濁りやリンを除去することです。一般的なアプリケーション シナリオには、一次沈殿タンクや高度なリン除去が含まれます。
凝集剤：代表的な製品としてはPAM（アニオン・カチオン）などがあります。それらの主な機能は、粒子を大きなフロックに橋渡しし、沈降と脱水を助けることです。一般的なアプリケーション シナリオには、沈殿タンクやフィルター プレスが含まれます。炭素源: 代表的な製品には、メタノール、酢酸ナトリウム、複合炭素源などがあります。その主な機能は炭素を補充して脱窒 (窒素除去) を促進することであり、通常は無酸素タンクで使用されます。
脱フッ素剤：代表的な製品としては、カルシウム塩や特殊な脱フッ素剤などがあります。その主な機能は二次処理段階での深層フッ化物の除去であり、通常は太陽光発電や電子機器の製造廃水に使用されます。
重金属沈殿剤: 代表的な製品にはキレート沈殿剤が含まれます。その主な機能は、重金属を捕捉して安定した沈殿物を形成することであり、通常は電気めっきや回路基板の製造廃水に使用されます。
スケール防止剤：代表的な製品にはHEDPやPAAなどがあります。その主な機能は、RO システムや循環水システムで通常使用される膜やパイプラインのスケーリングを防止することです。
殺生物剤: 代表的な製品には、次亜塩素酸ナトリウムやイソチアゾリノンなどがあります。その主な機能は滅菌と藻類の抑制であり、通常は膜システムや循環水システムで使用されます。
pH調整剤：液体苛性ソーダ（NaOH）、塩酸、石灰などが代表的な製品です。その主な機能は pH レベルを調整することであり、すべてのプロセス段階に適用できます。
09
化学物質選択の 3 つの原則
最初にベンチ-規模のテストを実施します · 総コストを計算します · プロセスを検討します
まず、スケールアップする前にベンチスケール テストを実施します。-水質は化学物質の性能に大きな影響を与えます。たとえば、PAC の投与量は 50 ～ 300 mg/L の範囲にあります。-検査せずにどうやって知ることができるでしょうか?サプライヤーの「通常の投与量」にただ耳を傾けないでください。あなたの「典型」は彼らの「典型」と同じではありません。
次に、単価だけでなく総コストを計算します。高価な化学物質は必要な用量が少なく、安定した性能が得られるため、処理水 1 トンあたりのコストが低くなる可能性があります。逆に、安価な化学薬品では、大量の投与量が必要になったり、結果が悪くなったりする可能性があり、{2}}手戻りや全体的なコストの増加につながります。
第三に、化学薬品がプロセスに適合していることを確認します。溶解空気浮遊選鉱 (DAF) には軽いフロックが必要ですが、沈降には重いフロックが必要です。つまり、PAC と PAM の選択はまったく異なります。生化学システムは化学毒性に敏感です。生化学タンクには強力な酸化剤を決して加えないでください。膜システムの場合、スケール防止剤と殺生物剤を選択する際には、メーカーの互換性リストを参照してください。互換性のない化学物質を使用すると、膜が損傷する可能性があります。
これら 3 つの原則は単純に聞こえますが、実際にこれらの原則に従っているのは全工場の半数未満です。{0}ほとんどの場合、問題が発生してからテストを実行することしか考えておらず、最初から間違った化学物質を使用していたことに気づくのが手遅れになることがよくあります。化学薬品を選択するための 3 つの原則
投与量を増やす前に、小規模なテストを実施します（PAC の投与量は 50～300 mg/L の範囲です。テストしないと適切な量はわかりません）。単価ではなく総コストを計算します（高価な化学物質は必要な用量が少なく、安定した性能が得られるため、処理水 1 トンあたりのコストが低くなります）。化学薬品がプロセスに適合していることを確認してください (溶解空気浮選には軽いフロックが必要で、沈降には重いフロックが必要で、膜システムには適合性リストを確認する必要があります)。
最終的な考え
化学物質は複雑に見えるかもしれませんが、機能別に分類すると明確になります。物理化学段階は凝集と凝集に依存します。生化学段階は炭素源に依存します。高度な処理段階は特殊化学薬品に依存します。これらにはスケール防止剤、殺生剤、pH 調整剤が添加されています。本当の課題は名前を覚えることではなく、特定の水質やプロセスのパフォーマンスにどの化学物質が適しているかを正確に判断することです。-同じ種類の化学物質であってもメーカーが異なると大きく異なる場合があります。したがって、手を抜いてはなりません。小規模なテストを実行し、総コストを計算し、プロセスの互換性を評価してください。-これら 3 つの手順を注意深く実行すると、後で大幅なやり直し作業を省くことができます。
