Элсэн чихэр бол дэлхий дээр хамгийн өргөн хэрэглэгддэг хүнсний нэг бөгөөд голчлон чихрийн нишингэ, чихрийн манжингаас гаргаж авдаг. Өндөр чанартай элсэн чихэр үйлдвэрлэх нь олон үе шатыг хамарсан нарийн төвөгтэй үйл явц юм: олборлох, тунгалагжуулах, ууршуулах, талсжих, цэвэршүүлэх. Элсэн чихэр боловсруулах үе шат бүрт чихрийн шүүсний чанар, цэвэр байдлыг нарийн хянах шаардлагатай. Коллоид бөөмс, уураг, пигмент, бичил биетэн зэрэг байгалийн хольц нь тунгалагжуулах, шүүх, талсжих үр ашигт ноцтой нөлөөлж болзошгүй.
Химийн бодисууд нь орчин үеийн элсэн чихэр үйлдвэрлэх процесст чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Химийн зохих хяналтгүйгээр эдгээр хольцууд нь өнгөний асуудал, гарц алдагдахад хүргэдэг. Элсэн чихэр үйлдвэрлэх химийн бодисууд нь зөвхөн үр ашиг, гарцыг нэмэгдүүлээд зогсохгүй бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулж, эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж, үйлдвэрүүдэд байгаль орчныг хамгаалах стандартыг хангахад тусалдаг. Эдгээр химийн бодисууд нь:
- Тодруулалтын үр ашгийг сайжруулж, хатуу-шингэнийг ялгах үр нөлөөг сайжруулна.
- Жимсний шүүс болон сироп дахь бичил биетний өсөлтийг зогсооно.
- Өндөр цэвэршилттэй цагаан мөхлөгт элсэн чихрийн өнгөгүйжүүлэх нөлөөг сайжруулна.
- Ууршуулагч болон вакуум ууршуулагчид хөөс үүсэх болон царцдасыг хянах.
Энэ нийтлэлд элсэн чихэр үйлдвэрлэх үйл явцыг цогцоор нь нэгтгэн дүгнэх зорилгоор чихрийн нишингийг жишээ болгон авч үзсэн. Мөн жигд ажиллагаа, өндөр чанартай элсэн чихэр үйлдвэрлэхийн тулд үе шат бүрт янз бүрийн химийн бодисууд - флокулянт, ариутгагч бодис, өнгө арилгагч бодис болон хөөс арилгагчийг хэрхэн ашигласан талаар тайлбарласан.
Элсэн чихэр үйлдвэрлэх үйл явц ба химийн бодисын хэрэглээ
Түүхий эд бэлтгэх
Элсэн чихэр үйлдвэрлэх нь түүхий эдийг хурааж, бэлтгэхээс эхэлдэг. Элсэн чихрийн нишингийг угааж, жижиглэж хөрс, чулуу, навчийг нь авдаг. Энэ үе шатанд шүүсийг удаан хугацаагаар байлгавал бичил биетнүүд үржиж эхэлнэ. Түүхий эдийн гадаргуу дээрх бичил биетний ачааллыг бууруулах, сахаржуулалтын явцад элсэн чихрийн шүүс бохирдох, муудахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд заримдаа чихрийн нишингийн гадаргуу, хадгалах ус эсвэл цэвэрлэх төхөөрөмжид ариутгагч бодис түрхдэг.
| Ариутгалын төрөл | Санал болгож буй концентраци | Хэрэглээний арга | Үндсэн функцууд | Урьдчилан сэргийлэх | Давуу талууд |
| Натрийн гипохлорит (NaClO) | 50–200 ppm чөлөөт хлор | Чихрийн нишингийн гадаргууг 5-10 минутын турш шүрших эсвэл дэвтээнэ | Өргөн хүрээний ариутгал нь бичил биетний ачааллыг бууруулдаг | Концентрацийг хянана (ерөнхийдөө 50–200 ppm чөлөөт хлор). Өнгө эсвэл талсжих асуудлаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд шүүсэнд хэт их хлор үлдэхээс зайлсхий. Шаардлагатай бол хэрэглэсний дараа зайлж эсвэл шүүнэ. | Өргөн хүрээний ариутгал; бага өртөгтэй. |
| Натрийн дихлоризоцианурат (SDIC) | 50–150 ppm чөлөөт хлор | Чихрийн нишингийн гадаргууг 5-10 минутын турш шүрших эсвэл дэвтээнэ | Өндөр тогтвортой байдал, хүчтэй ариутгалын үр ашиг | Шүүсний талсжилт болон өнгөнд нөлөөлөхөөс зайлсхийхийн тулд чөлөөт хлорыг хянана уу. | Натрийн гипохлоритоос илүү тогтвортой; өндөр үр ашигтай; үлдэгдэл хлорыг хянадаг; хүнсний боловсруулах орчинд өргөн хэрэглэгддэг. |
| Устөрөгчийн хэт исэл (H₂O₂) | 0.1%–0.5% | Цэвэрлэх ус эсвэл гадаргуу шүршихэд нэмнэ | Ариутгасан, үлдэгдэлгүй, байгаль орчинд ээлтэй | Хяналтын концентраци; гадаргуугийн боловсруулалтын хувьд ерөнхийдөө 0.1–0.5% байна. Ашиглалтын явцад болгоомжтой харьцана уу. | Үлдэгдэлгүй задардаг; аюулгүй, байгаль орчинд ээлтэй. |
| Халуун ус / уур | 80-90°C халуун ус эсвэл 100°C уур | 2-5 минутын турш халуун ус эсвэл уурын аргаар зайлна | Химийн нэмэлтгүйгээр ариутгах | Өндөр эрчим хүчний хэрэглээ; зохих тоног төхөөрөмж шаарддаг; аюулгүй байдлын урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээг дагаж мөрдөнө үү. | Химийн нэмэлт бодис агуулаагүй; химийн үлдэгдлийг багасгана. |
| Үйлдвэр/Байгууламжийн цэвэрлэгээ Ус ариутгал | SDIC, 50–100 ppm | Тоног төхөөрөмж, тээврийн хэрэгслийг цэвэрлэх | Хоёрдогч бохирдлоос сэргийлдэг | Чөлөөт хлорын агууламжийг тогтмол сольж, хянаж байх. | — |
Зөвлөмж болгож буй дадлага
Чихрийн нишингэ үйлдвэрт ороход хөрс болон хольцыг зайлуулахын тулд эхлээд цэвэр усаар угаана.
Дараа нь гадаргуугийн ариутгалыг нөхцөл байдлын дагуу бага агууламжтай SDIC эсвэл натрийн гипохлорит шүрших замаар хийдэг.
Элсэн чихрийн үйлдвэрийн усны эх үүсвэр болон цэвэрлэх төхөөрөмжийг мөн эрүүл ахуйн ерөнхий орчныг хангахын тулд тогтмол ариутгах шаардлагатай.
Шүүс шахах
Цэвэрлэгээ, ариутгалын эхний алхамын дараа. Дараагийн алхам бол чихрийн нишингийн шүүсийг гаргаж авах явдал юм. Шүүсийг ихэвчлэн механик шахалт эсвэл диффузийн системээр гаргаж авдаг. Энэ алхам нь чихрийн нишингийн хатуу бүтцийг эвдэж, түүнээс шүүсийг гаргаж авах явдал юм.
Ихэнх тохиолдолд чихрийн нишингийн шүүс шахагч нь гурван өнхрөх тээрэм, жижиглэгч эсвэл эргэлдэгч иртэй хамт байдаг. Чихрийн нишингийг нэг конвейерийн туузан дээр боловсруулсны дараа шүүсийг илүү их хэмжээгээр шахахын тулд өөр конвейерийн туузан дээр дамжуулдаг. Гэсэн хэдий ч тээвэрлэхийн өмнө шүүсийг илүү их шахахын тулд эхлээд ус цацдаг. Шүүс шахаж гаргасны дараа үлдсэн үлдэгдлийг багассе гэж нэрлэдэг.
Шүүс нь уусдаг болон түдгэлзүүлсэн хольцуудыг агуулдаг бөгөөд үүнд ургамлын эслэг, уураг, тэр ч байтугай бүрэн угаагдсан хөрсний хэсгүүд багтдаг. Дараагийн тунгалагжилт болон талсжилтын үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд эдгээр хольцыг боловсруулах шаардлагатай.
Чихрийн нишингийн шүүсийг тодруулах
Шүүсийг тунгалагжуулах нь элсэн чихэр үйлдвэрлэх үйл явцын эхний шатанд хамгийн чухал алхам юм. Үүний зорилго нь чихрийн нишингийн шүүснээс хольц (хөрс, уураг, коллоид, органик хүчил гэх мэт)-ийг зайлуулж, цэвэршүүлэх явдал юм. Ерөнхийдөө шохойн процессыг фосфорын хөвүүлэн баяжуулах арга эсвэл карбонжуулалтын аргатай хослуулан хэрэглэдэг.
Химийн бодисын хэрэглээ
Шохой (CaO)/шохойн сүү (Ca(OH)2) : Хүчиллэг бодисыг саармагжуулж, хольцыг тунадасжуулна.
Нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO2)2) (нүүрстөрөгчжүүлэх аргад ашиглагддаг): Шохойтой урвалд орж кальцийн карбонатын тунадас үүсгэдэг бөгөөд энэ нь хольцыг шингээдэг.
Флокулянт/коагулянт туслах бодис: Түдгэлзүүлсэн хатуу бодисыг хурдан тунахад тусалдаг.
Түгээмэл хэрэглэгддэг: Полиалюминий хлорид (PAC), полиакриламид (PAM) гэх мэт.
Хүхэр (SO)2) эсвэл натрийн сульфит: Энэ нь фосфорын флотацид цайруулах, өнгөгүйжүүлэх, ариутгахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Шүүлтүүр ба урьдчилан халаах
Шүүсийг тунгалагжуулсны дараа тунадасыг арилгахын тулд шүүсийг шүүнэ. Ууршихаас өмнө шүүсийг урьдчилан халаах нь маш чухал бөгөөд учир нь энэ нь шүүсний зуурамтгай чанарыг бууруулж, бичил биетний өсөлтөөс сэргийлдэг.
Ууршилт ба концентраци
Дараа нь жимсний шүүсийг олон үйлдэлт ууршуулагч ашиглан сироп болгон өтгөрүүлж, чийгийн хэмжээг ойролцоогоор 85%-иас 30-40% хүртэл бууруулдаг. Вакуум ууршилт нь элсэн чихрийн чанарыг хадгалахад тусалдаг боловч үйл ажиллагааны зарим бэрхшээлийг дагуулдаг.
- Ууссан уургууд болон гадаргуугийн идэвхт бодисууд нь хөөс үүсэхэд хүргэдэг.
- Ууршуулагчийн гадаргуу дээр хайрс хуримтлагдах.
Химийн хэрэглээ:
Хөөсрүүлэгч: Өндөр температурт хөөс дарах зориулалттай силикон суурьтай хөөсрүүлэгч. Дунд зэргийн хөөсрөлттэй жимсний шүүсний системд тохиромжтой полиэфир болон тослог спиртэн суурьтай хөөсрүүлэгч.
Хуурайшилтыг дарангуйлагч/тараагч: Ууршуулагчид кальцийн карбонат эсвэл сульфатын хуурайшилт үүсэхээс сэргийлнэ.
Үр нөлөө: Хөөсийг үр дүнтэй хянах, царцдас үүсэхээс урьдчилан сэргийлэх нь жигд ууршилт, дулаан дамжуулалтын үр ашгийг дээшлүүлэх, ашиглалтын хугацааг багасгах боломжийг олгодог.
Талсжилт
Элсэн чихэр үйлдвэрлэх талсжих процесс (салбарт ихэвчлэн буцалгах гэж нэрлэдэг) нь өтгөрүүлсэн чихрийн сиропыг хатуу сахарозын талст болгон хувиргах чухал алхам юм. Өтгөрүүлсэн сиропыг вакуум данханд буцалгаж, элсэн чихрийн талсжилтыг эхлүүлдэг. Зөв талсжих нь элсэн чихрийн гарц, талстын хэмжээ, өнгөнд чухал үүрэгтэй. Энэ нь тунадасжсан сахарозын талстын хэмжээ, жигд байдлыг хянах зорилготой нарийн төвөгтэй физик-химийн процесс юм.
Энэ процесст хөөс арилгагчийг ихэвчлэн ашигладаг. Хөөс арилгагч нь буцалгах явцад хөөс үүсэхийг хянаж, сироп халихаас сэргийлдэг.
Тогтвортой талсжилт нь элсэн чихрийн гарцыг нэмэгдүүлж, центрифугийн үед алдагдлыг бууруулдаг.
Центрифугжилт ба ялгах
Кристал үүссэний дараа кристаллуудыг центрифугээр мелассаас ялгаж, дараа нь халуун хоолойгоор хатаана. Мелассыг этанол, малын тэжээл үйлдвэрлэх эсвэл бусад зорилгоор цаашид боловсруулж болно.
Өнгөгүйжүүлэх ба цэвэршүүлэх
Өнгөгүйжүүлэх болон цэвэршүүлэх нь элсэн чихэр үйлдвэрлэх үйл явцын эцсийн шат бөгөөд голчлон өндөр цэвэршилттэй, цагаан цэвэршүүлсэн элсэн чихэр (жишээлбэл, мөхлөгт элсэн чихэр эсвэл чулуун элсэн чихэр) үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Энэ үе шатанд их хэмжээний химийн бодис болон адсорбент ашиглах шаардлагатай.
Түгээмэл хэрэглэгддэг химийн бодисууд нь:
Идэвхжүүлсэн нүүрс (нунтаг эсвэл мөхлөг): Полифенол, карамель болон бусад пигментүүдийг шингээдэг.
Давирхай/ион солилцооны давирхайг өнгөгүйжүүлэх: Ионы болон ион бус өнгөтэй нэгдлүүдийг зайлуулна.
Устөрөгчийн хэт исэл (H₂O₂): Үлдсэн пигментүүдийг исэлдүүлж, сиропын өнгийг улам цайруулна.
Өнгөгүйжүүлэгч бодисууд: ICUMSA-ийн бага утга, өндөр харааны чанарыг баталгаажуулна.
Дээрх нь элсэн чихрийн үйлдвэрлэлийн гол үйл явц болон химийн хэрэглээг тоймлон харуулав.
Холбогдох химийн бодисын дэлгэц:
Элсэн чихрийн үйлдвэрээс гарсан бохир усыг хэрхэн цэвэрлэдэг вэ?
Элсэн чихрийн үйлдвэрүүд элсэн чихэр үйлдвэрлэх явцад бохир ус үүсгэдэг. Энэхүү бохир ус нь чанарын хувьд нарийн төвөгтэй бөгөөд бохирдлын ачаалал өндөртэй тул усыг зайлуулахаас өмнө системтэйгээр цэвэршүүлэх шаардлагатай байдаг.
Бохир ус нь голчлон түүхий эд угаах, тоног төхөөрөмж цэвэрлэх, элсэн чихэр үйлдвэрлэх процессын бохир ус, хөргөлтийн ус/конденсат, бойлерийн үлээлтээс гардаг. Эдгээр бохир ус нь маш өндөр COD болон BOD (элсэн чихрийн агууламжаас шалтгаалан), өндөр түдгэлзүүлсэн хатуу бодисын агууламж, хүчтэй био задралтай, заримдаа тос, лаг агуулдаг гэдгээрээ онцлог юм. Тиймээс энэхүү бохир усыг цэвэрлэхэд урьдчилан боловсруулах + бүлэгнэлт ба тунадасжуулалт + биологийн боловсруулалт + дэвшилтэт боловсруулалт гэсэн хоёр процессын хослолыг ихэвчлэн ашигладаг. Цэвэрлэх нийтлэг аргуудад физик боловсруулалт (тунадасжуулалт ба шүүх гэх мэт), химийн боловсруулалт (бүлэгнэлт ба саармагжуулалт гэх мэт), биологийн боловсруулалт (идэвхжүүлсэн лаг боловсруулах болон барьсан намгархаг газар гэх мэт) орно.
Элсэн чихрийн үйлдвэрээс гарч буй бохир усыг цэвэрлэхэд ямар химийн бодис шаардлагатай вэ?
Тодорхой алхамууд болон химийн хэрэглээ нь дараах байдалтай байна.
| Эмчилгээний үе шат | Зорилго | Санал болгож буй химийн бодисууд | Үндсэн функцууд |
| 1. Түүхий эдийг угаах ба анхдагч урьдчилсан боловсруулалт | Элс, шавар, ширхэг, түдгэлзүүлсэн хатуу бодисыг зайлуулна | PAC (Полиалюминий хлорид) | Хурдан бүлэгнэлт, SS болон булингарыг арилгах |
| PAM (Полиакриламид) – Анионик/Ион бус | Флок үүсэх нь тунадасыг сайжруулдаг | ||
| Хөөс арилгагч | Нишингэ угаах болон шүүс шахах явцад үүссэн хөөсийг хянадаг | ||
| 2. Тэнцвэржүүлэх ба рН-ийн тохируулга | Нөлөөллийн чанарыг тогтворжуулж, урсгалын дараах процессуудад рН-ийг тохируулна уу | Шохой (CaO / Ca(OH)₂) | рН-ийг нэмэгдүүлж, хатуулгийг хэсэгчлэн арилгана |
| Натрийн гидроксид (NaOH) | Нарийвчилсан рН тохируулга | ||
| Хүхрийн хүчил / Давсны хүчил | рН-ийг бууруулдаг | ||
| Хөөс арилгагч | Тэнцвэржүүлэгч сав дахь хөөсийг багасгана | ||
| 3. Коагуляци ба флокуляци (Анхдагч тунадасжилт) | Түдгэлзүүлсэн хатуу бодис, коллоид, будагч бодисыг зайлуулна; COD-ийг бууруулна | PAC / PolyDADMAC / Полиамин | Булингар болон өнгийг арилгах анхдагч коагулянтууд |
| PAM (Анионик) | Флокийн бат бөх чанар болон тунах хурдыг сайжруулдаг | ||
| Коагулянт туслах бодисууд (жишээ нь, магнийн силикат) | Тодорхой байдал болон суурьшлын гүйцэтгэлийг сайжруулдаг | ||
| 4. Агааргүй биологийн боловсруулалт (UASB, EGSB) | Органик ачааллын өндөр түвшинг бууруулах (COD, BOD) | Шим тэжээлийн нэмэлтүүд (N & P эх үүсвэрүүд) | Бичил биетний идэвхжил болон эрүүл биомассыг хадгалах |
| рН тохируулагч | Агааргүй бактерийн хувьд оновчтой рН (6.8–7.2) түвшинг хадгална | ||
| Хөөс арилгагч | Био хийтэй холбоотой хөөсийг дарангуйлдаг | ||
| 5. Аэробик эмчилгээ (Идэвхжүүлсэн лаг, SBR) | Цаашид COD, BOD, аммиакийг бууруулна | Шим тэжээлийн нэмэлтүүд (N & P) | Бичил биетнийг тэнцвэртэй тэжээлээр хангах |
| Хөөс арилгагч | Агааржуулалтын үед хөөсийг хянадаг | ||
| Биофермент / Микробын өсгөвөр | Биологийн задралын үр ашгийг нэмэгдүүлдэг | ||
| 6. Дэвшилтэт эмчилгээ (Хэрэв эмнэлгээс гаргах хатуу стандарт мөрдөгддөг бол) | Ил тод байдлыг сайжруулж, үлдэгдэл COD, SS, өнгийг арилгана | Полиамин / ПолиДАДМАК | Өнгийг хүчтэй задалж, булингарыг арилгана |
| PAC | Нэмэлт SS болон коллоидыг зайлуулах | ||
| PAM (Өндөр молекул жин) | Эцсийн флокуляци ба өнгөлгөө | ||
| Идэвхжүүлсэн нүүрс | Өнгө, үнэр болон органик үлдэгдлийг арилгана | ||
| 7. Ариутгал ба усыг дахин ашиглах | Устгах эсвэл дахин ашиглахад бичил биетний аюулгүй байдлыг хангах | Кальцийн гипохлорит | Хүчтэй ариутгал |
| Натрийн гипохлорит | Онлайн түгээмэл хэрэглэгддэг ариутгалын бодисын тун | ||
| SDIC (натрийн дихлоризоцианурат) | Хлорын тогтвортой, удаан хугацаанд ялгаралт | ||
| TCCA (Трихлоризоцианурын хүчил) | Хлорын агууламж өндөр, удаан ялгардаг хлоржуулалт |
Элсэн чихэр үйлдвэрлэх нь түүхий эд бэлтгэх, шүүс гаргахаас эхлээд тунгалагжуулах, ууршуулах, талсжуулах, цэвэршүүлэх, бохир ус цэвэрлэх хүртэлх бүх үе шатанд нарийн хяналт шаарддаг нарийн төвөгтэй үйлдвэрлэлийн үйл явц юм. Үе шат бүр нь түдгэлзүүлсэн хатуу бодис, өнгө, бичил биетний идэвхжил, хөөс үүсэх, хайрс хуримтлагдах зэрэг өөрийн гэсэн бэрхшээлтэй байдаг. Элсэн чихэр үйлдвэрлэх үйл явцын үе шат бүрт тохирох химийн бодисыг нэгтгэснээр элсэн чихрийн үйлдвэрүүд гарцыг нэмэгдүүлж, талстын чанарыг сайжруулж, өнгийг сайжруулж, алдагдлыг бууруулж, зогсолтын хугацааг багасгаж чадна. Үүний зэрэгцээ, оновчтой химийн шийдлүүд нь бохир усыг илүү үр ашигтай цэвэрлэж, химийн хаягдлыг бууруулснаар байгаль орчныг хамгаалахад хувь нэмэр оруулдаг.
Зөв химийн түнш сонгох нь элсэн чихрийн үйлдвэрүүдэд үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлэх, бүтээгдэхүүний чанарыг тогтвортой байлгах, тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгах, урт хугацааны үйл ажиллагааны шилдэг байдалд хүрэх боломжийг олгодог.