Bir çox dünya ölkələri şirin su mənbələrinin çatışmazlığı, eləcə də tədricən tükənməsi və artan çirklənməsi ilə üzləşirlər. Səth sularının çirklənməsinin əsas səbəbi təmizlənməmiş və kifayət qədər təmizlənməmiş məişət və sənaye tullantı sularının axıdılmasıdır ki, bu da su obyektlərinin sudan istifadə ehtiyacları üçün yararsız olmasına gətirib çıxarır. Tullantı sularının yüksək təhlükəli növləri arasında yüksək konsentrasiyalarda asılı bərk maddələrin, ağır metal ionlarının, yüksək molekulyar ağırlıqlı üzvi birləşmələrin, yağların, səthi aktiv maddələrin və digər çirkləndiricilərin olduğu yüngül, qida sənayesi və digər sənaye müəssisələrinin tullantı sularını qeyd etmək lazımdır. .

Konsentrasiyası və tərkibinə görə çirkləndiricilərin müxtəlifliyi, bir çox müalicə işini həll etmək üçün müəyyən bir metoddan istifadə etməyə imkan vermir. Optimal üsul seçilsə belə, proseslər çox vaxt kimyəvi reaksiyaların uzun müddət davam etməsi, kimyəvi maddələrin həddindən artıq istehlakı, təmizləyici qurğular üçün ərazilərin aşağı səmərəli istifadəsi, yüksək elektrik istehlakı və s. Beləliklə, mövcud çirkab sularının təmizlənməsi üsullarının səmərəliliyinin artırılması məsələsi aktual olaraq qalır.

Ferromaqnit hissəciklərinin burulğan təbəqəsi olan elektromaqnit cihazının işləmə prinsipi

Burulğan təbəqəsi olan elektromaqnit cihazı ferromaqnit hissəciklərinin fırlanan elektromaqnit sahəsinin induktorunda yerləşdirilən əməliyyat kamerasından ibarət qurğudur. Əməliyyat kamerasında uzunluq və diametrin müəyyən nisbəti olan silindrik ferromaqnit hissəcikləri var. Elektromaqnit sahəsi tərəfindən idarə olunan hissəciklər burulğan təbəqəsi adlanan mürəkkəb traektoriyalar üzrə hərəkət etməyə başlayır. Bu cür cihazın tipik dizaynı Şəkil 1-də göstərilmişdir.

Şəkil 1 – Ferromaqnit hissəciklərinin burulğan təbəqəsi olan qurğu: 1 – qoruyucu kol; 2 – fırlanan elektromaqnit sahəsinin induktoru; 3 – induktor korpusu; 4 – qeyri-maqnit materialdan hazırlanmış əməliyyat kamerası; 5 – ferromaqnit hissəciklər

Göründüyü qədər sadə dizaynla cihazın iş kamerasında bir sıra proseslər baş verir və hərtərəfli təsiri tullantı sularının emalına faydalı təsir göstərən amillər baş verir:

• fırlanan (xarici) maqnit sahəsi;
• ferromaqnit hissəciklərinin bir-biri ilə, əməliyyat kamerasının divarları və işlənmiş materialla çoxsaylı qarşılıqlı təsiri;
• akustik vibrasiya;
• kavitasiya;
• elektroliz.

Ferromaqnit hissəciklərinin sürətli hərəkəti və kavitasiya bir çox fiziki və kimyəvi reaksiyaların gedişatını sürətləndirir. Suyun elektrolizi nəticəsində sərbəst hidrogenin əmələ gəlməsi reduksiya reaksiyalarını əhəmiyyətli dərəcədə aktivləşdirir. Eyni zamanda, suyun H + və (OH) -ə parçalanması sonuncunun çökən metal hidroksidlərin əmələ gəlməsi ilə bağlı reaksiyalarda əhəmiyyətli rol oynaya biləcəyini təsdiqləmək üçün əsas verir.

Bütün yuxarıda sadalanan amillərin bir əməliyyat məkanında birləşmiş təsiri eyni vaxtda demək olar ki, bütün fiziki və kimyəvi, eləcə də mexaniki və fiziki reaksiyaları yüz və min dəfə sürətləndirir və buna görə də texnoloji xəttin tutumunu eyni dərəcədə artırır.

Şəkil 2-də istehsalı olan AVS-100 burulğan təbəqəsi cihazı göstərilir GlobeCore.

Şəkil 2 – AVS-100 burulğan lay qurğusu

Tərkibində altıvalentli xrom və digər ağır metallar olan çirkab suların təmizlənməsi

Sinkləmə sexlərinin, kimya, neft-kimya və digər sənaye müəssisələrinin çirkab sularında xrom, nikel, sink, qurğuşun, dəmir, mis, manqan və digər ağır metallar ola bilər.

Sadalanan tipli tullantı sularının elektromaqnit burulğan qatı cihazları vasitəsilə təmizlənməsi üçün bir neçə üsul və proses axını diaqramları mövcuddur ki, bu da kimyəvi maddələrin sərfini xeyli azaltmağa, daha tam təmizlənməyə nail olmağa və onu fasiləsiz etməyə imkan verir.

Altıvalentli xromun üçvalentli kroma endirilməsi ağır metalların hidroksidlər şəklində eyni vaxtda çökməsi ilə dəmir sulfatdan istifadə edərək qələvi mühitdə aparılır. Bu üsul çirkab suyunun turşuluğu pH = 6-dan bir neçə qrama qədər Cr+6 konsentrasiyası 10-200 mq/L olan və digər ağır metalların mövcudluğu 10-dan 1000 mq/l-ə qədər olan çirkab sular üçün tətbiq edilir (Şəkil 3).

Şəkil 3 – Ağır metalların eyni vaxtda çökməsi və çirkab suların zərərsizləşdirilməsi ilə qələvi mühitdə CR+6 reduksiyasının proses axını diaqramı: 1 — əhəng şlamı çəni; 2 — dəmir sulfat çəni; 3 — tullantı sularının toplanması və balanslaşdırılması üçün çən; 4 — elektromaqnit burulğan təbəqəsi cihazı; 5 – əhəng şlamı qarışdırıcısı; 6 – dəmir sulfat qarışdırıcı; 7 – çirkab su nasosu

Sənaye mühitində proses axını diaqramının (Şəkil 3) sınaqdan keçirilməsinin nəticələri Cədvəl 1-də göstərilmişdir. Ca (OH)2 və ​​FeSO4 istehlakları stoxiometrik hesablamaya uyğun idi.

Cədvəl 1 – Tullantı sularının qələvi mühitdə CR+6 azaldılması ilə ağır metalların eyni vaxtda burulğan qatında çökməsi ilə təmizlənməsi (ferromaqnit elementlər: d = 1,6 mm; m = 175 q; təmizlənmədən əvvəl – рН = 2…3, təmizlənmədən sonra – рН = 8,5…9)

Çirkab suların vəziyyəti			Təmizlənmiş su vəziyyəti
pH	Çirkləndirici metallar	Metalların konsentrasiyası, mg/L	Cihazda emaldan sonra metalların suda konsentrasiyası, mq/l	pH
2–3	Cr+6	50-100	0	8.5–9
	Cr+3	50-100	0
	Fe	500-ə qədər	izlər
	Ni	50-100	0
	Mg	300-ə qədər	izlər
	Pb	50-100	0.09
	Cu	50-100	izlər

Burulğan təbəqəsi qurğularının tətbiqi təcrübəsi göstərmişdir ki, məhluldakı xromun miqdarı 200 mq/L-dən çox olmayan qələvi mühitdə Cr+6-nın Cr+3-ə qədər azaldılması üsulunu tətbiq etmək ən məqsədəuyğundur, çünki böyük miqdar xrom və dəmir hidroksid daha çox Cr+3 ilə çökür. Böyük miqdarda xrom ilə, turşu mühitdə natrium bisulfitdən istifadə edərək Cr+6-nın Cr+3-ə qədər azaldılması tövsiyə oluna bilər, bunun ardınca həm elektromaqnit burulğan təbəqəsi cihazından istifadə etməklə qələvi mühitdə Cr+3 çöküntüsü aparıla bilər. birinci və ikinci mərhələlər (Şəkil 4).

Şəkil 4. Sr+6 reduksiyasından sonra hidroksid şəklində yağıntının proses axını diaqramı: 1 – tullantı sularının toplanması və balanslaşdırılması çəni; 2 – çirkab su nasosu; 3 – natrium bisulfit çəni; 4 – əhəng şlamı çəni; 5 – elektromaqnit burulğan təbəqəsi cihazı

Turşu-qələvi çirkab sularının cəlb olunmuş qurğu ilə ağır metal ionlarına qarşı gücləndirilmiş və tam təmizlənməsi metal hidroksidlərin əmələ gəlməsi, onların çökməsi və ağır metal ionlarının dəmir hidroksidlə sorbsiyası nəticəsində burulğan təbəqəsində komponentlərin kompleks şəkildə işlənməsi hesabına baş verir. , həmçinin burulğan təbəqəsində ferromaqnit elementlərin dağılması nəticəsində əmələ gələn və yaxşı reduksiyaedici kimi xidmət edən aktivləşdirilmiş kolloid dəmir vasitəsilə. Onun burulğan qatında çıxması ilə yanaşı, suyun elektrolizi hesabına hidrogen əmələ gəlməsi prosesləri baş verir. Bu xüsusiyyət Cr+6 reproduksiyası reaksiyasına və dəmir sulfat istehlakının azalmasına, həmçinin Cr+6 və çirkab suların tərkibində olan digər metalların yalnız hidrogen təkamülünün kolloid metalı hesabına tam təkrar istehsalına gətirib çıxarır.

Şəkil 5-də burulğan qatı cihazında və müxtəlif miqdarda reduksiyaedici maddə ilə qarışdırma qurğusunda Cr+ 6 reduksiyasının sürəti və tamlığının müqayisəli məlumatları göstərilir [Logvinenko, 1976]. Yuxarıdakı məlumatlardan göründüyü kimi, dəmir sulfat istehlakı stoxiometrik olanın 30% -dən çox olmadıqda, burulğan qatında demək olar ki, tam azalma əldə edilə bilər. Burulğan qatında azalma prosesi komponentlərin emal müddəti 1 saniyə olduqda əldə edilir ki, bu da fasiləsiz prosesi həyata keçirməyə imkan verir.

Şəkil 5. Emal müddətinin altıvalentli xrom reduksiyası prosesinə təsiri: 1, 2, 3 — FeSO4 sərfi müvafiq olaraq stoxiometrikdən 50, 80 və 100%-ə bərabər olan mexaniki qarışdırıcı olan cihazda; 4, 5 – burulğan təbəqəsi cihazında FeSO4 istehlakında stokiometrik olanın 10 və 30% -nə bərabərdir.

Müalicə prosesi ən effektiv şəkildə əhəng süspansiyonu burulğan təbəqəsi cihazında emal edildikdə aktivləşdirilən kimyəvi agent kimi istifadə edildikdə baş verir. Aktivləşdirici təsir, CaO-nun xüsusiyyətlərində struktur və fiziki dəyişiklikləri göstərən burulğan qatında emal edildikdən sonra əhəng südünün CaO-nun İQ spektrləri ilə təsdiqlənir. Bu, nəzəri olaraq tələb olunanın 90-100% -ə qədər CaO istehlakı ilə müalicə dərəcəsini maksimum icazə verilən konsentrasiyaya çatdırmağa imkan verir. Eyni zamanda, kimyəvi maddələrin intensiv qarışdırılması, elektromaqnit sahəsinin təsiri, eləcə də alınan birləşmələrin üyüdülməsi ona gətirib çıxarır ki, burulğan qatı aparatından sonra alınan metal hidroksidlər qarışdırma qurğularında əldə edilənlərlə müqayisədə daha çox dispers olur. (Cədvəl 2).

Cədvəl 2 – Qarışdırma və burulğan qatı cihazlarında əldə edilən metal hidroksidlərin dispersiya qabiliyyətinin öyrənilməsi

Hidroksidlərin dispersiya qabiliyyəti, mikron	Alınan metal hidroksidlərin kəmiyyət vəziyyəti
	qarışdırma cihazında, %	burulğan qatı cihazında, %
100-50	1.5	–
50-30	28	–
30-25	25.55	–
25-30	44.95	–
20-10	–	–
10-5	–	0.31
5-3	–	5.23
3-2	–	28.56
2–1	–	46.9
1	–	19.0

Cədvəl 2-də 675 mq/l-ə qədər qurğuşun duzlarının, 275 mq/l dəmir, misin məhlulu olan çirkab suların təmizlənməsi üçün burulğan qat qurğusundan istifadə etməklə sənaye mühitində əldə edilmiş çöküntünün dispersiya qabiliyyətinə dair məlumatlar verilmişdir. — 68 mq/l və manqan — 480 mq/l (Logvinenko, 1976). Qeyd etmək lazımdır ki, göstərilən dispersiya qabiliyyəti yağıntı prosesinin yavaşlamasına səbəb olmamışdır; əvəzinə, burulğan qatı qurğusundan sonra bərk maddələrin çökməsi qarışdırma qurğusundan sonra olduğundan 1,5-2 dəfə daha sürətli baş verdi. Tərkibində hidroksidlər olan suyun aydınlaşdırılması kimyəvi və qütbləşdirici laxtalanma və flokulyasiyanın birləşməsinə görə daha yüksək sürətlə baş verir.

Tərkibində fenol olan çirkab suların təmizlənməsi

Fenol-formaldehid qatranlarının, tərkibində fenol, metanol, formaldehid və digər çirkləndiricilərin olan koks-kimya və ağac-kimya müəssisələrinin tullantı sularının təmizlənməsində burulğan lay qurğularından səmərəli istifadə oluna bilər. Tərkibində fenol olan çirkab suların təmizlənməsi fenolun (0,5-10 q/l konsentrasiyada) turşu mühitdə oksidləşməsindən ibarət kimyəvi əsaslı üsullarla həyata keçirilir.

Piroluzit, kalium və ya natrium bixromat, ozon, əhəng xlorid və kalium permanqanat oksidləşdirici vasitə kimi istifadə edilə bilər. Sadalanan kimyəvi maddələrdən kalium və ya natrium bikromat fenolun çıxarılması üçün cihazda 1 q fenol üçün 2,5-3,3 q istehlakda tövsiyə olunur.

Təcrübədə fenolun konsentrasiyasından asılı olaraq hər Na2Cr2O7 üçün 50-200 q/L konsentrasiyası olan oksidləşdirici maddənin sulu məhlulundan və turşulaşma üçün 30-50% sulfat turşusu məhlulundan istifadə etmək tövsiyə olunur.

Tərkibində fenol olan çirkab suların təmizlənməsi üçün qarışdırıcıları olan reaktorlar istifadə olunur və orada oksidləşmə prosesi 95-100 ºС temperaturda 3-4 saat davam edir.

Burulğan təbəqəsi cihazının istifadəsi prosesin axını diaqramını böyük dərəcədə sadələşdirməyə, oksidləşmə reaksiyasının temperaturunu 20-40 ºС-ə endirməyə və prosesin müddətini minimuma endirməyə imkan verir ki, bu da davamlı rejimdə müalicəni həyata keçirməyə imkan verir. Burulğan qatı qurğusunda effektiv oksidləşə bilən çirkab suların tərkibi Cədvəl 3-də göstərilmişdir.

Cədvəl 3 — Fenol oksidləşməsi üçün burulğan təbəqəsi cihazlarından istifadə edilən müxtəlif istehsalat obyektlərinin tullantı sularının xarakteristikası

Çirkləndiricilər	Müxtəlif istehsal müəssisələrinin tullantı sularında çirkləndiricilərin miqdarı, q/L
	Fenol-formaldehid qatranlarının sintezi	Epoksi qatranının sintezi	Difenilolpropanın sintezi
H2O4	–	–	10
Fenol	0,5-5	0,3-0,5	10
Formaldehid	2–12	–	–
Difenilolpropan	3–5	1.5	3.3
Metanol	0,8-10	6.0	–

Davamlı prosesdə burulğan qatı qurğusundan istifadə etməklə təmizlənməyə məruz qalan tullantı suları:

• tərkibinə və çirkləndirici konsentrasiyasına görə orta hesablanmalıdır;
• mexaniki çirklərdən təmizlənməlidir;
• tərkibində qatran və neft məhsulları yoxdur.

Tullantı sularının təmizlənməsi prosesin axını diaqramından istifadə etməklə (Şəkil 6) aşağıdakı ardıcıllıqla həyata keçirilir.

Şəkil 6. Fenolun sənaye tullantı sularından burulğan lay qurğusu vasitəsilə çıxarılması prosesinin sxemi: 1 – tullantı sularının toplanması və balanslaşdırılması çəni; 2 – H2SO4 çəni; 3 – oksidləşdirici maddə çəni; 4,8 – burulğan qatı qurğusu; 5, 6 – dozajçılar; 7 – nasos

Çirkab su toplama və balanslaşdırıcı tanka daxil olur1 harada orta ölçülür və konsentrasiya bərabərləşir. Çirkab suda turşunun miqdarı kifayət deyilsə, lazımi miqdarda sulfat turşusu çəndən verilir.2 bir qarışdırıcıdan istifadə etməklə5. Tullantı suları toplayıcı və balanslaşdırıcı çəndən 15 m3/saata qədər həcmdə elektromaqnit burulğanlı lay qurğusuna vurulur. Ferromaqnit elementlər kimi 150-200 q miqdarında l/d = 10 nisbətində diametri 1,2-1,8 mm olan silindrik hissəciklərdən istifadə edir. Bu cür elementlərin işləmə müddəti 4-6 saatdır, bundan sonra elementlər dəyişdirilir və ya onların əlavə girişi avtomatik bir qarışdırıcıdan istifadə etməklə həyata keçirilir. Komponentlərin intensiv şəkildə qarışdırıldığı qurğuya eyni vaxtda oksidləşdirici maddə verilir və fenol və digər üzvi maddələrin (metanol, formaldehid və s.) oksidləşmə reaksiyası su və karbon qazı əmələ gələnə qədər davam edir.

Fenol çıxarıldıqdan sonra tullantı suları fenolun oksidləşməsi zamanı əmələ gələn altıvalentli xromun reduksiyasına, eləcə də digər burulğan lay qurğusunda zərərsizləşdirməyə məruz qalır (təyinat 8, Şəkil 6). Cr+6-nın Cr+3-ə qədər azaldılması üçün dəmir sulfat, zərərsizləşdirilməsi üçün isə əhəng südü istifadə olunur.

Tərkibində siyanidlər olan çirkab suların təmizlənməsi

Sianid tullantı sularının təmizlənməsi üçün elektromaqnit burulğan qatı cihazlarından istifadə toksik olmayan karbonatlar və ammonyak eyni vaxtda əmələ gəldikdə sianidlərin siyanatlara oksidləşməsini həyata keçirməyə imkan verir. Proses pH = 9-10 olan qələvi mühitdə baş verir. Əhəng, soda 5-10% su məhlulu şəklində qələvi agent kimi, oksidləşdirici olaraq isə kalsium hipoxlorit və ya xlor ilə 5-10% əhəng xlorid məhlulu istifadə olunur.

Müalicədən sonra siyanidin qalıq miqdarı 30-350 mq/L ilkin konsentrasiyada 0,005-0,09 mq/l təşkil edir.

Burulğan təbəqəsi qurğusundan istifadə edərkən tullantı sularının təmizlənməsinin keyfiyyətinə təsir edən mühüm amillərə aşağıdakılar daxildir:

• optimal diaqramın və müalicə metodunun seçilməsi;
• texnoloji avadanlıqların seçilməsi və yerləşdirilməsi;
• müalicə rejimlərinin seçilməsi;
• müalicə parametrlərinin monitorinqi və nəzarəti;
• cihazların düzgün istifadəsi;
• çirkab suların orta hesablanması və s.

Burulğan qatı qurğularından və tullantı sularının təmizlənməsindən səmərəli istifadə onun tərkibinə və çirkləndirici konsentrasiyasına görə ortalanma dərəcəsindən asılıdır və orta hesabla 1,5-2 saat ərzində qəbul edilir.

Vorteks qat qurğularının üstünlükləri

Müəssisələrdə su obyektlərinə axıdılmadan qapalı istifadəsi ilə tullantı sularının kimyəvi əsaslı üsulla təmizlənməsinin texnoloji axın sxemlərində elektromaqnit burulğan təbəqəsi qurğularından səmərəli istifadə oluna bilər. Onlar təmizləyici qurğuların proses axını diaqramlarında və aşağıdakı prosesləri həyata keçirmək üçün istifadə olunur:

• altıvalentli xromun (Cr+6) üçvalentli kroma (Cr+3) qədər azaldılması;
• ağır metalların (Cr+3, nikel, sink, qurğuşun, mis, kobalt, dəmir, manqan və s.) çökməsi;
• turşu-qələvi çirkab sularının zərərsizləşdirilməsi;
• oksidləşmə (fenol, siyanogen, neft məhsulları).