Бохир ус цэвэрлэхэд кальцийн гидроксид (Ca(OH)₂, ихэвчлэн усжуулсан шохой гэж нэрлэдэг)

Хүчтэй шүлтлэг чанар, хямд өртөг, олон талт, байгаль орчинд ээлтэй кальцийн гидроксидыг (Ca(OH)₂, ихэвчлэн усжуулсан шохой гэж нэрлэдэг) үйлдвэрийн бохир ус, хотын бохир ус, усны аж ахуйн бохир ус зэрэг бохир ус цэвэрлэх салбарт өргөнөөр ашигладаг. Энэ нь рН-ийн тохируулга, бохирдуулагчийг зайлуулах, лагийг сайжруулах зэрэг олон зорилгод нэгэн зэрэг хүрч чадна. Үүний үндсэн давуу талууд нь дараахь зүйлүүдэд тусгагдсан болно.

 

1. Усны чанарын олон хувилбарт тохиромжтой рН-ийн үр дүнтэй тохируулга

Бохир ус цэвэрлэхэд ихэнх процессууд (коагуляци, биохимийн боловсруулалт, дэвшилтэт исэлдэлт гэх мэт) орж ирж буй усны рН-д хатуу шаардлага тавьдаг. Жишээлбэл, биохимийн саванд байгаа бичил биетний хамгийн оновчтой рН нь 6.5-8.5, коагуляцийн урвалын хамгийн сайн рН нь 7-9 байна. Кальцийн гидроксид нь рН-ийг тохируулах маш сайн бодис юм.

Хүчтэй хэрнээ бага зэргийн шүлтлэг : Усанд ууссан үед кальцийн гидроксид нь хүчиллэг бохир усыг (жишээ нь, цахилгаанаар бүрсэн бохир ус, HCl, H₂SO₄ агуулсан химийн бохир ус гэх мэт) хурдан саармагжуулж, рН-ийг зорилтот хязгаарт тогтворжуулах чадвартай OH⁻ ионыг ялгаруулдаг. Натрийн гидроксидтэй (NaOH, идэмхий чанар ихтэй) харьцуулахад шүлтлэг чанар нь илүү зөөлөн ялгардаг бөгөөд хэт их тунгаар хэрэглэснээс болж рН-ийн огцом өсөлтийг бий болгох магадлал багатай тул дараагийн үйл явцыг (жишээлбэл, биохимийн сав дахь бичил биетнийг устгах) гэмтээхгүй.

Хүчиллэг бохир усны төрөлд өргөн дасан зохицох чадвар : Бага концентрацитай хүчиллэг бохир ус (хотын бохир усыг нитржүүлэх явцад үүссэн сул хүчил гэх мэт) эсвэл өндөр концентрацитай хүчтэй хүчиллэг бохир ус (ган даршилж, хэвлэх, будах бохир ус гэх мэт) эсэхээс үл хамааран рН-ийн нарийн хяналтыг гидроксикийн тохируулга хийх замаар хийж болно. Түүнчлэн, нэгж рН-ийн тохируулгад ногдох зардал нь натрийн гидроксидын 1/2-1/3 нь л байна.

2. Коагуляци, хур тунадасыг сайжруулж, түдгэлзүүлсэн хатуу бодис, коллоидыг үр дүнтэй арилгана

Бохир ус дахь түдгэлзүүлсэн бодис (SS) болон коллоид хэсгүүд (жишээ нь: хэвлэх, будах хаягдал ус дахь будагч коллоид, химийн бохир усны органик коллоид) нь сөрөг цэнэгийн улмаас тогтвортой тархалтад өртөмтгий бөгөөд коагулянт (PAC, PFS гэх мэт) -ээр тогтворгүй болгох шаардлагатай байдаг. Гэсэн хэдий ч кальцийн гидроксид нь 'рН-ийн тохируулга + кальцийн ионы хангамж'-ын давхар нөлөөгөөр цусны бүлэгнэлтийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх боломжтой.

Коагуляцийн орчныг оновчтой болгох : Ихэнх коагулянтууд (жишээлбэл, поли хөнгөн цагаан хлорид) төвийг сахисан эсвэл сул шүлтлэг нөхцөлд коагуляцийн хамгийн өндөр үр дүнд хүрдэг. РН-ийг тохируулах явцад кальцийн гидроксид нь коагуляцийн урвалын тохиромжтой орчинг бүрдүүлж, коагулянтуудын тунг бууруулдаг (энэ нь коагулянтын зардлыг 10-20% бууруулдаг).

Туслах коагуляцийн ионуудыг хангах : Кальцийн гидроксидээс салсан Ca²⁺ ионууд нь хаягдал усан дахь CO₃²⁻ болон PO₄³⁻-тай нэгдэж CaCO₃ болон Ca₃(PO₄)₂ тунадас үүсгэдэг. Үүний зэрэгцээ Ca²⁺ ионууд нь коллоид бөөмсийн гадаргуу дээрх сөрөг цэнэгийг шингээж, коллоидуудын 'тогтворгүй байдал-агрегат'-ыг дэмжиж, илүү том бөөгнөрөл үүсгэж, хур тунадас, салалтыг хурдасгадаг. Энэ нөлөө нь фосфор агуулсан болон карбонат агуулсан бохир усанд онцгой ач холбогдолтой юм.

3. Фосфорыг үр дүнтэй зайлуулах, гадагшлуулах стандартыг хангах

Фосфор нь усны эвтрофикацийг үүсгэдэг гол бохирдуулагч юм (жишээлбэл, нууранд цианобактер цэцэглэдэг, гол мөрөнд хар үнэртэй үзэгдэл). Нийт фосфорын (TP) хаягдлын үндэсний стандартууд нь хатуу байдаг - жишээлбэл, хотын бохирын нэгдүгээр зэрэглэлийн А стандартад TP ≤ 0.5 мг/л, үйлдвэрийн бохир ус нь ихэвчлэн TP ≤ 0.1 мг/л-ийн илүү хатуу шаардлага тавьдаг. Кальцийн гидроксид нь хямд үнээр фосфор зайлуулах бодис юм.

Урвалын зарчим : Ca(OH)₂-аас салсан Ca²⁺ ионууд нь шүлтлэг нөхцөлд бохир усны PO₄³⁻ ионуудтай (ортофосфат ба полифосфат орно) нэгдэж (рН ≥ 10.5 байх үед хамгийн сайн нөлөө үзүүлдэг) кальци (PO₂A)фос үүсгэдэг. тунадас үүсгэдэг. Эдгээр тунадас нь маш бага уусах чадвартай (уусах чадварын бүтээгдэхүүн Ksp = 2.07×10⁻³³) бөгөөд хур тунадас, салгах замаар бүрэн арилдаг.

Давуу талуудын харьцуулалт : Фосфорыг зайлуулах зориулалтын бодисуудтай (жишээлбэл, полиферрик сульфат, гипофосфит арилгагч) харьцуулахад кальцийн гидроксид ашиглан фосфорыг зайлуулах зардал нь ердөө 1/3-аас 1/4 байна. Үүнээс гадна нэмэлт бодис нэмэх шаардлагагүй. Үүний зэрэгцээ үүссэн кальцийн фосфатын тунадасыг хоёрдогч бохирдол үүсгэхгүйгээр лагтай хамт боловсруулах боломжтой.

4. Хүнд металлын ионыг зайлуулах, хордлогыг бууруулахад туслах

Аж үйлдвэрийн хаягдал ус (жишээ нь, цахилгаан хавтан, цахилгаан хэрэгсэл, уул уурхайн бохир ус) нь ихэвчлэн Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺ зэрэг хүнд металлын ионуудыг агуулдаг. Кальцийн гидроксид нь 'шүлтлэг хур тунадас'-аар хүнд металлыг зайлуулдаг.

Урвалын механизм : Кальцийн гидроксид нь бохир усны рН-ийг тодорхой хэмжээнд хүртэл нэмэгдүүлдэг, тухайлбал, рН = 8-9, Cu²⁺ нь Cu(OH)₂ тунадас үүсгэдэг; рН = 9-10 үед Ni²⁺ Ni(OH)₂ тунадас үүсгэдэг. Энэ нь хүнд металлын ионууд нь гидроксидын тунадас үүсгэдэг бөгөөд дараа нь хур тунадас эсвэл шүүхээр тусгаарлагддаг. Үүний зэрэгцээ Ca²⁺ ионууд нь зарим хүнд металлын ионуудтай (жишээ нь, CrO₄²⁻) нийлж илүү тогтвортой кальцийн давсны тунадас (жишээ нь CaCrO₄) үүсгэж, улмаар зайлуулах үр ашгийг дээшлүүлдэг.

Давуу тал : Хелатын бодисуудтай харьцуулахад (EDTA-д суурилсан, өртөг өндөртэй, үлдэгдэл үлдээдэг бодис гэх мэт) кальцийн гидроксид нь хүнд металлыг бодисын үлдэгдэл үүсгэх эрсдэлгүйгээр зайлуулдаг. Түүнчлэн тунадасжсан лаг нь өндөр тогтвортой байдал (гидроксидын тунадас нь байгальд амархан уусдаггүй) бөгөөд Аюултай хог хаягдлыг зайлуулах стандартыг (GB 5085.3) хангадаг.

5. Бага зардал, байгаль орчинд ээлтэй, том хэмжээний хэрэглээнд тохиромжтой

Кальцийн гидроксидын 'эдийн засгийн үр ашиг' ба 'байгаль орчинд ээлтэй' нь түүнийг бохир ус цэвэрлэхэд өргөнөөр ашиглах гол шалтгаанууд юм.

Өртгийн давуу тал : Түүхий эд нь шохойн чулуу (CaCO₃) бөгөөд арвин нөөцтэй, олборлолт, боловсруулалтын зардал багатай. Кальцийн гидроксидын үнэ нь натрийн гидроксидын 1/5-аас 1/3, полиферрик сульфатын 1/2-ийн үнэтэй байдаг. Үүний зэрэгцээ түүний олон талт байдал (рН тохируулга, фосфор зайлуулах, лагийг нөхөх чадвартай) нь 'олон төрлийн бодисыг хослуулан нэмэх' зардлыг бууруулж чадна (жишээлбэл, тусад нь рН тохируулагч, фосфор арилгагч, лаг агааржуулагч нэмэх шаардлагагүй).

Байгаль орчинд ээлтэй, үлдэгдэлгүй : Кальцийн гидроксид нь өөрөө органик бус суурь бөгөөд түүний урвалын бүтээгдэхүүн (CaCO₃, Ca₃(PO₄)₂, хүнд металлын гидроксидууд) нь тогтвортой хатуу бодис бөгөөд ямар ч хорт болон хортой үлдэгдэл үлдээдэггүй. Үүний эсрэгээр, аммиакийн ус гэх мэт органик суурь нь дэгдэмхий шинж чанартай бөгөөд хоёрдогч бохирдлыг үүсгэдэг. Нэмж дурдахад лаг дахь кальцийн давс нь лагийг ашиглах нөөцийг нэмэгдүүлэх боломжтой (жишээлбэл, барилгын дүүргэгч эсвэл хөрсний нэмэлт болгон ашиглах).

Кальцийн гидроксидын үндсэн үнэ цэнэ

Бохир ус цэвэрлэхэд кальцийн гидроксидын гол өрсөлдөх чадвар нь 'олон функцийг нэгтгэх + хямд өртөг + байгаль орчинд ээлтэй байдал' юм. Олон төрлийн бодисыг тааруулахгүйгээр хэвийн бус рН, хэт их түдгэлзүүлсэн бодис, хэт их фосфор, лагийг усгүйжүүлэх зэрэг олон асуудлыг нэгэн зэрэг шийдэж чадна. Түүгээр ч зогсохгүй түүний өртөг нь тусгай зориулалтын бодисуудаас хамаагүй бага бөгөөд хоёрдогч бохирдол үүсгэх эрсдэлгүй. Энэ нь ялангуяа үйлдвэрийн бохир ус цэвэрлэх (жишээ нь, цахилгаан бүрэх, хэвлэх, будах, гангийн үйлдвэрүүд) болон хотын бохир ус цэвэрлэх байгууламжид том хэмжээний хэрэглээнд тохиромжтой тул 'цэвэршүүлэх үр ашиг' болон 'эдийн засгийн өртөг'-ийг тэнцвэржүүлдэг давуу талтай бодис болгодог.