Banyak orang yang tidak memahami hal ini, dan bahkan para profesional berpengalaman pun sering kali memiliki pemahaman yang kabur. PAC, PAM, PFS, natrium hipoklorit, penghambat kerak, zat defluorinasi, sumber karbon... nama-namanya sulit diingat, fungsinya membingungkan, dan bahan kimia sering kali ditambahkan secara sembarangan-ditambahkan padahal tidak seharusnya, atau dihilangkan bila diperlukan. Bukan berarti operatornya tidak pintar; hanya saja tidak ada seorang pun yang pernah mengatur semuanya dengan jelas untuk mereka.
Tantangan terhadap bahan kimia pengolahan air terletak pada keragamannya: ada banyak jenis, beberapa memiliki kegunaan ganda, dan konvensi penamaan berbeda-beda. Saat beberapa digunakan secara bersamaan, masalahnya bukan hanya melupakannya-tetapi juga mencampurkannya. Hari ini, mari kita uraikan secara sistematis.
01
Koagulan dan Flokulan: Duo Dinamis Perawatan Fisikokimia
Yang satu mengganggu kestabilan, yang lain-jembatan tidak tercampur aduk.
Kedua jenis bahan kimia ini hampir selalu digunakan bersamaan, namun fungsinya sangat berbeda; jangan membingungkan mereka.
Koagulan menangani destabilisasi: mereka menetralkan muatan permukaan partikel koloid di dalam air, menyebabkan partikel halus-yang seharusnya tetap tersuspensi-menggumpal menjadi "mikro-flok" yang sangat kecil. Flokulan menangani penghubungan: mereka mengikat mikro-flok kecil ini menjadi flok besar dan berat yang dapat mengendap atau dikeringkan secara efektif.
Yang satu menetralkan muatan pada permukaan partikel sehingga tidak lagi saling tolak menolak; yang lainnya menggunakan-polimer rantai panjang untuk menghubungkan partikel-partikel yang tidak stabil menjadi satu. Urutan penambahan juga penting: destabilisasi harus dilakukan sebelum menjembatani; membalikkan urutan hampir tidak membuahkan hasil.
02
Memilih Antara Tiga Jenis Koagulan
Pilih PAC untuk menghilangkan kekeruhan rutin; pilihlah bahan-yang berbahan dasar besi untuk menghilangkan fosfor.
Ada tiga koagulan yang umum digunakan.
PAC (Polyaluminum Chloride): Ekonomis, efektif menghilangkan kekeruhan, dan mudah beradaptasi pada rentang pH yang luas. Cocok untuk air limbah perkotaan dan industri, ini adalah-pilihan utama untuk pengoperasian rutin. PFS (Polyferric Sulfate): Menawarkan kemampuan penghilangan fosfor yang lebih kuat dibandingkan PAC dan menghasilkan flok yang padat dan cepat-mengendap. Ini adalah pilihan yang lebih disukai untuk air limbah-fosfor tinggi, seperti dari rumah potong hewan, pabrik kertas, dan pabrik kimia fosfor. Besi Klorida: Sangat efektif dalam koagulasi dan penghilangan fosfor, namun sangat korosif. Hal ini memerlukan tindakan anti-korosi pada peralatan dan umumnya bukan pilihan pertama, meskipun digunakan dalam skenario tertentu. Untuk menghilangkan kekeruhan secara rutin, pilih PAC; untuk menghilangkan fosfor khusus, pilihlah-koagulan berbahan dasar besi-aturan praktis ini jarang gagal. Beberapa tanaman kesulitan menurunkan kadar fosfor saat masih menggunakan PAC; beralih ke produk berbahan dasar besi akan memberikan hasil langsung. Bukan berarti PAC tidak efektif; itu bukan alat yang tepat untuk pekerjaan tertentu.
03
Flokulan Inti: PAM
Gunakan Anionik untuk Bantuan Sedimentasi; Gunakan Kationik untuk Dewatering
Flokulan inti adalah PAM (poliakrilamida). Muncul dalam tiga jenis berdasarkan muatan ionik, masing-masing dengan aplikasi berbeda.
PAM anionik paling efektif untuk air limbah dengan kadar lumpur dan bahan anorganik yang tinggi-ideal untuk air pencucian batu bara, air limbah keramik, dan membantu sedimentasi di tangki pengendapan utama. PAM kationik membawa muatan positif dan khusus untuk dewatering lumpur; menambahkannya sebelum filter press meningkatkan pelepasan air, berpotensi mengurangi kadar air lumpur dari 97% menjadi di bawah 80%. PAM non-ionik memiliki jangkauan aplikasi yang sempit dan jarang digunakan.
Ingat saja: gunakan anionik untuk bantuan sedimentasi dan kationik untuk dewatering. Namun, ada kendala dalam PAM: memilih berat molekul atau derajat ion yang salah akan memberikan hasil yang sangat berbeda. Bahkan di antara produk PAM kationik, perbedaan berat molekul (misalnya, 8 juta vs. 12 juta) atau derajat ionik (misalnya, 20 vs. 40) dapat menyebabkan variasi yang signifikan dalam kadar air dari kue lumpur yang dihasilkan. Kualitas air yang berbeda memerlukan pengujian skala{11}}untuk pemilihan yang tepat; jangan berharap satu jenis PAM bekerja untuk setiap situasi.
Saya telah melihat banyak pabrik di mana kinerja PAM berfluktuasi setelah berpindah merek, hanya untuk menemukan tingkat ion yang berbeda dari batch sebelumnya. Jadi, saat berganti pemasok, jangan hanya berfokus pada harga-pastikan parameter berat molekul dan derajat ion sesuai dengan kebutuhan Anda.
04
Sumber Karbon: Bahan Bakar untuk Sistem Denitrifikasi
Empat Jenis Sumber Karbon: Pro dan Kontra
Dalam denitrifikasi, jika sumber karbon tidak mencukupi, bakteri akan kelaparan, dan kadar nitrogen total tidak dapat turun. Ini adalah masalah umum. Pabrik dengan rasio karbon-terhadap-nitrogen (C/N) yang memadai tidak perlu menambahkan lebih banyak, namun pabrik air limbah industri dengan rasio C/N rendah hampir selalu memerlukan suplementasi.
Keempat sumber karbon tersebut masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. Saya sebelumnya menulis ulasan komparatif-"Metanol, Natrium Asetat, Glukosa, atau Sumber Karbon Komposit: Mana yang Harus Anda Pilih untuk Denitrifikasi?"-tetapi berikut ringkasan singkatnya. Metanol menawarkan kesetaraan karbon tertinggi dan biaya paling rendah, namun sebagai bahan kimia berbahaya Kelas A, penyimpanan dan pengangkutannya memerlukan persetujuan keselamatan kebakaran-sebuah penghalang yang seringkali tidak mampu dibersihkan oleh pabrik kecil. Natrium asetat memiliki tingkat pemanfaatan yang tinggi dan tidak memerlukan periode adaptasi saat peralihan, menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk kontrol presisi; namun, ia mengkristal dan menyumbat pipa di musim dingin, menyebabkan sakit kepala bagi tanaman di wilayah utara. Glukosa aman tetapi-bertindak lambat; ini tidak boleh dipilih jika waktu retensi hidrolik di dalam tangki tidak mencukupi. Sumber karbon komposit, yang diformulasikan dari berbagai komponen, menawarkan efisiensi pemanfaatan yang tinggi pada beragam populasi mikroba; bahan ini unggul dalam-kondisi suhu rendah, aman dan tidak-mengkristal, serta cocok untuk pemberian dosis yang stabil dan jangka panjang.
Saat memilih sumber karbon, pertimbangkan tiga faktor: kepemilikan kualifikasi bahan kimia berbahaya, fluktuasi suhu air di musim dingin, dan volume pengolahan. Jika memenuhi syarat, metanol adalah pilihan yang paling ekonomis; tanpa kualifikasi, natrium asetat sudah cukup jika suhu air tetap di atas 15 derajat sepanjang tahun- Namun, jika suhu musim dingin turun di bawah 12 derajat , sumber karbon komposit-yang menawarkan pemanfaatan suhu rendah-tinggi dan tidak mengkristal-sebenarnya dapat menghasilkan biaya keseluruhan yang lebih rendah dibandingkan natrium asetat.
Ada banyak hal yang perlu dibahas mengenai sumber karbon, namun karena topik ini telah dibahas secara menyeluruh pada artikel sebelumnya, saya tidak akan mengulanginya di sini.
05
Spesialis Perawatan Tingkat Lanjut
Dikerahkan hanya untuk parameter tertentu yang melebihi batas
Dua kategori pertama digunakan oleh hampir semua instalasi pengolahan air limbah. Kategori ini berbeda-kategori ini diterapkan hanya untuk menangani parameter tertentu yang melebihi batas pelepasan.
Bahan penghilang fluorida: Bahan ini terutama digunakan untuk air limbah yang mengandung fluorida-dari industri seperti fotovoltaik, elektronik, semikonduktor, pertambangan dan metalurgi, serta bahan kimia fosfor. Sebagian besar pabrik yang mengolah air limbah yang mengandung fluorida menggunakan dua-proses penghilangan: tahap awal pengendapan garam kalsium mengurangi kadar fluorida hingga 20–30 mg/L, diikuti dengan tahap pemolesan menggunakan bahan penghilang fluorida khusus hingga kadarnya di bawah 2 mg/L. Tahap garam kalsium menghadirkan tantangan terkait volume lumpur yang tinggi dan kontrol pH yang sulit, sedangkan tahap agen khusus bergantung pada pemilihan dosis yang tepat dan penyesuaian pH kembali ke kisaran yang sesuai. Jika kedua tahap tersebut terintegrasi dengan baik-, biaya keseluruhan akan lebih rendah dibandingkan metode garam kalsium murni, dan volume lumpur dapat dikurangi setengahnya. Saya telah menganalisis ini secara rinci di artikel sebelumnya, jadi saya akan berhenti di situ saja untuk saat ini.
Agen pengkelat logam berat: Ini menargetkan logam berat seperti merkuri, timbal, tembaga, nikel, dan kromium yang ditemukan dalam air limbah dari pelapisan listrik, pembuatan papan sirkuit, dan operasi penambangan. Mekanismenya melibatkan gugus pengkhelat di dalam zat yang membentuk endapan stabil dengan ion logam berat, sehingga secara efektif menangkap logam berat dari air. Dibandingkan dengan metode pengendapan hidroksida tradisional, bahan pengkhelat logam berat menawarkan beberapa keunggulan: rentang pH efektif yang luas (tidak sensitif terhadap pH seperti pengendapan alkali), efektivitas terhadap logam berat yang kompleks (sedangkan pengendapan hidroksida sebagian besar tidak efektif terhadap kompleks tembaga atau nikel), dan produksi lumpur stabil dalam jumlah lebih kecil yang tidak mudah larut kembali.
Namun, perlu diingat bahwa obat-obatan ini bukanlah obat{0}}segalanya; logam berat yang berbeda memerlukan jenis bahan pengkhelat yang berbeda pula. Karena kondisi khelasi untuk tembaga, nikel, dan kromium berbeda, pengujian skala-pengujian diperlukan untuk memverifikasi pilihan tersebut. Dosis juga harus tepat: dosis yang-kurang menyebabkan limbah melebihi batas pembuangan, sedangkan dosis yang berlebihan-membuang-buang uang untuk membeli bahan kimia.
Bahan penghilang warna banyak digunakan dalam pencetakan tekstil, pencelupan, dan pengolahan air limbah pembuatan kertas; mereka biasanya merupakan polimer amonium kuaterner yang dengan cepat menghilangkan warna. Karena ini bukan fokus utama kami, kami hanya akan menyebutkannya secara singkat.
06
Sistem-Bahan Kimia Pendukung
Mereka tidak menangani polutan secara langsung namun sangat diperlukan.
Jenis bahan kimia ini tidak secara langsung mengolah polutan namun penting untuk pengoperasian normal sistem.
Inhibitor kerak sangat diperlukan untuk membran RO dan sistem sirkulasi air. Ion kalsium dan magnesium dapat membentuk kerak yang menyumbat pori-pori membran; inhibitor skala mencegah garam ini mengkristal dan mengendap. Organofosfonat (seperti HEDP dan ATMP) efektif melawan kerak kalsium karbonat, sedangkan polimer (seperti PAA) bekerja dengan baik melawan kerak silika dan besi. Ikuti rekomendasi produsen membran saat memilih inhibitor; jangan membuat pilihan sembarangan.
Biosida mencegah perkembangbiakan bakteri dan alga pada permukaan membran dan di dalam saluran pipa. Biosida pengoksidasi (misalnya, natrium hipoklorit, klor dioksida) bekerja dengan cepat-dan tidak mahal, namun cepat habis sehingga memerlukan pemberian dosis terus-menerus. Biosida non-pengoksidasi (misalnya, isothiazolinon, garam amonium kuaterner) menawarkan efek yang lebih lama-dan tidak terlalu terpengaruh oleh pH. Pengalaman praktis menyarankan pergantian antara jenis pengoksidasi dan non{10}}pengoksidasi; mengandalkan hanya satu jenis dapat menyebabkan resistensi mikroba, bahkan membuat dosis tinggi menjadi tidak efektif.
Pengatur pH: Natrium hidroksida adalah pilihan paling bersih untuk meningkatkan pH, sedangkan kapur harganya murah namun menghasilkan banyak lumpur; asam klorida atau sulfat digunakan untuk menurunkan pH dan juga digunakan dalam pembersihan membran. Ini mungkin digunakan di seluruh proses, namun hindari penyesuaian yang sembarangan-sebelum mengubah pH, pertimbangkan dengan jelas alasannya, tingkat target, dan apakah penyesuaian tersebut akan berdampak pada proses hilir.
07
Satu bahan kimia, banyak kegunaan; satu substansi, banyak nama
Perubahan langkah proses berarti perubahan fungsi
Ruang pemberian dosis bahan kimia menampung beberapa "pekerja multitugas"-bahan kimia yang sama menjalankan fungsi yang sangat berbeda bergantung pada langkah prosesnya. Di sinilah kebingungan paling sering muncul di-situs.
Jeruk nipis adalah contoh klasik. Ini digunakan untuk penyesuaian pH, penghilangan fluorida, pelunakan air, dan sebagai bantuan dalam penghilangan fosfor kimia. Hal ini muncul pada tahap pengobatan fisikokimia dan tahap pengobatan lanjutan, namun tingkat dosis berbeda berdasarkan besarnya, sehingga seseorang tidak dapat begitu saja menyalin-menempelkan pengaturan dosis. Ferrous sulfate serupa; Meskipun pada dasarnya merupakan koagulan, ia juga menghilangkan fosfor dan warna. Dalam kondisi asam, ini mereduksi kromium heksavalen menjadi kromium trivalen-sebuah langkah penting dalam mengolah air limbah pelapisan listrik yang mengandung kromium-. Natrium hipoklorit digunakan tidak hanya untuk sterilisasi dan desinfeksi tetapi juga untuk penghilangan warna, penghancuran sianida (dalam kondisi basa), dan pembersihan membran dan pipa.
Perbedaan dalam konvensi penamaan menyebabkan lebih banyak kebingungan. Orang yang berbeda menggunakan nama yang berbeda untuk zat yang sama: PAC adalah singkatan dari Polyaluminum Klorida, meskipun beberapa menyebutnya sebagai Basic Aluminium Klorida; alkali cair, soda kaustik, dan natrium hidroksida semuanya mengacu pada hal yang sama; soda ash adalah natrium karbonat; PAM adalah singkatan dari Poliakrilamida, yang selanjutnya dikategorikan menjadi jenis anionik, kationik, dan non-ionik. “Sumber karbon komposit” adalah contoh yang paling umum; pemasok yang berbeda menggunakan nama dagang dan formulasi yang berbeda, sehingga namanya saja tidak banyak mengungkapkan hal tersebut.
Oleh karena itu, jangan menghafalkan nama bahan kimia; menghafalnya berdasarkan fungsi yang mereka lakukan dalam sistem. Jika bahan kimia yang sama digunakan dalam langkah proses yang berbeda, parameter dosis dan kontrol akan berubah sepenuhnya; sebaliknya, dua produk dengan nama yang sama belum tentu memiliki komposisi yang sama. Jika terdapat ketidaksesuaian antara pesanan pembelian dan-kenyataan di lokasi, jelaskan dengan tepat apa isi pesanan tersebut dan apa tujuannya sebelum membahas harga.
08
Mengakhiri dengan tabel ringkasan
Referensi cepat untuk delapan kategori bahan kimia
Koagulan: Produk representatifnya meliputi PAC, PFS, dan besi klorida. Fungsi utamanya adalah mendestabilisasi partikel untuk membentuk flok, serta menghilangkan kekeruhan dan fosfor. Skenario aplikasi yang umum mencakup tangki sedimentasi primer dan penghilangan fosfor tingkat lanjut.
Flokulan: Produk representatifnya meliputi PAM (anionik/kationik). Fungsi utamanya adalah menjembatani partikel menjadi flok besar dan membantu sedimentasi dan dewatering. Skenario aplikasi yang umum mencakup tangki sedimentasi dan filter press. Sumber karbon: Produk representatifnya meliputi metanol, natrium asetat, dan sumber karbon komposit. Fungsi utamanya adalah menambah karbon untuk mendorong denitrifikasi (penghilangan nitrogen), yang biasanya digunakan dalam tangki anoksik.
Agen defluorinasi: Produk representatifnya meliputi garam kalsium dan agen defluorinasi khusus. Fungsi utamanya adalah menghilangkan fluorida secara mendalam pada tahap pengolahan sekunder, yang biasanya digunakan untuk air limbah produksi fotovoltaik dan elektronik.
Pengendap logam berat: Produk representatifnya mencakup pengendap pengkhelat. Fungsi utamanya adalah untuk menangkap logam berat dan membentuk endapan yang stabil, biasanya digunakan untuk pelapisan listrik dan air limbah pembuatan papan sirkuit.
Antiscalant: Produk representatif termasuk HEDP dan PAA. Fungsi utamanya adalah untuk mencegah kerak pada membran dan saluran pipa, yang biasanya digunakan dalam sistem RO dan sistem sirkulasi air.
Biosida: Produk representatifnya meliputi natrium hipoklorit dan isothiazolinones. Fungsi utamanya adalah sterilisasi dan penghambatan alga, biasanya digunakan dalam sistem membran dan sistem sirkulasi air.
Pengatur pH: Produk representatifnya meliputi soda kaustik cair (NaOH), asam klorida, dan kapur. Fungsi utamanya adalah menyesuaikan tingkat pH, yang dapat diterapkan di semua tahap proses.
09
Tiga Prinsip Seleksi Kimia
Lakukan uji{0}}skala awal terlebih dahulu · Hitung total biaya · Pertimbangkan prosesnya
Pertama, lakukan pengujian{0}}skala awal sebelum melakukan peningkatan. Kualitas air secara signifikan mempengaruhi kinerja bahan kimia; Dosis PAC, misalnya, bisa berkisar antara 50 hingga 300 mg/L-bagaimana Anda bisa mengetahuinya tanpa melakukan tes? Jangan hanya mendengarkan “dosis tipikal” pemasok; "tipikal" Anda tidak sama dengan mereka.
Kedua, hitung total biaya, bukan hanya harga satuan. Bahan kimia yang mahal mungkin memerlukan dosis yang lebih rendah dan menawarkan kinerja yang stabil, sehingga berpotensi menghasilkan biaya per ton air yang diolah lebih rendah. Sebaliknya, bahan kimia yang murah mungkin memerlukan dosis tinggi atau memberikan hasil yang buruk-yang menyebabkan pengerjaan ulang dan biaya keseluruhan yang lebih tinggi.
Ketiga, pastikan bahan kimia sesuai dengan prosesnya. Flotasi udara terlarut (DAF) memerlukan flok ringan, sedangkan sedimentasi memerlukan flok berat, artinya pemilihan PAC dan PAM sangat berbeda. Sistem biokimia sensitif terhadap toksisitas kimia; jangan pernah menambahkan oksidan kuat ke tangki biokimia. Untuk sistem membran, lihat daftar kompatibilitas pabrikan saat memilih antiscalant dan biosida; menggunakan bahan kimia yang tidak kompatibel dapat merusak membran.
Ketiga prinsip ini terdengar sederhana, namun kurang dari separuh tanaman yang benar-benar mengikutinya-sebagian besar hanya berpikir untuk menjalankan pengujian setelah masalah muncul, sering kali terlambat menyadari bahwa selama ini mereka telah menggunakan bahan kimia yang salah. Tiga Prinsip Pemilihan Bahan Kimia
Lakukan pengujian{0}}skala kecil sebelum meningkatkan dosis (dosis PAC dapat berkisar antara 50 hingga 300 mg/L; Anda tidak akan mengetahui jumlah yang tepat tanpa pengujian). Hitung biaya total, bukan harga satuan (bahan kimia yang mahal mungkin memerlukan dosis yang lebih rendah dan menawarkan kinerja yang stabil, sehingga menghasilkan biaya per ton air yang diolah). Pastikan bahan kimia cocok dengan prosesnya (flotasi udara terlarut memerlukan flok ringan, sedimentasi memerlukan flok berat, dan sistem membran memerlukan pemeriksaan daftar kompatibilitas).
Pikiran Terakhir
Bahan kimia mungkin tampak rumit, namun menjadi jelas ketika dikategorikan berdasarkan fungsinya: tahap fisikokimia bergantung pada koagulasi dan flokulasi; tahap biokimia bergantung pada sumber karbon; tahap pengobatan lanjutan bergantung pada bahan kimia khusus; dan ini dilengkapi dengan penghambat kerak, biosida, dan pengatur pH. Tantangan sebenarnya bukanlah mengingat nama, namun menentukan dengan tepat bahan kimia mana yang sesuai dengan kualitas air spesifik dan kinerja proses-Anda dapat bervariasi secara drastis antara jenis bahan kimia yang sama dari produsen yang berbeda. Jadi, jangan mengambil jalan pintas: jalankan-pengujian skala kecil, hitung total biaya, dan evaluasi kompatibilitas proses. Rajin mengikuti tiga langkah ini dapat menyelamatkan Anda dari banyak pengerjaan ulang di kemudian hari.
