Фізико хімічні методи очищення стічних вод


Діяльність людини на Землі сприяє швидкому і надмірного забруднення навколишнього середовища. Особливо це стосується води. Витрачаючи цілющу вологу на потреби виробництва, промисловості або просто в побуті, ми формуємо велика кількість стоків, які згодом потрапляють у водойми або грунт. Таким чином, запаси чистої прісної води на планеті потроху вичерпуються. Саме тому питання очищення стоків сьогодні стоїть на світовому рівні. І саме тому хімічне очищення стічних вод і фізико-хімічна обробка стоків займають одне з провідних місць в технології нейтралізації патогенних мікроорганізмів використаної людиною водному середовищі.

  • Що таке хімічна очистка?
  • Нейтралізація брудної води
  • Окислення брудної води
  • Відновити
  • Фізико-хімічна обробка стоків
  • Коагуляція
  • Адсорбція
  • Флотація
  • Екстракція
  • Іонний обмін в стоках

Що таке хімічна очистка?

хімічна очистка стічних вод

Хімічний і фізико-хімічні способи обробки стоків використовуються виключно на промислових підприємствах

Про те, що таке хімічна обробка та нейтралізації стоків і які бувають фізико-хімічні методи очищення забрудненої води, розбираємося в нашому матеріалі.

Важливо: хімічний і фізико-хімічні способи обробки стоків використовуються виключно на промислових підприємствах. В приватному господарстві з реагентами краще не контактувати.

Варто знати, що при обробці стоків одним із наведених вище методів кількість суспензій у воді може варіюватися від 1 мг/літр води до 30гр/літр. Але в будь-якому випадку очищення води з використанням хімії або фізико-хімічними і є ефективною і працює лише після механічної обробки води.

При хімічному очищенні стоків використовують такі основні реагенти:

  • Хлор;
  • Перманганат калію (марганець);
  • Озон;
  • Сірчана і соляна кислоти;
  • Гідроксид натрію;
  • Вапно та ін

Хімічна обробка забрудненої води не є остаточним етапом у висвітленні стоків. Найчастіше за нею слідує і біологічна чистка.

Хімічне знезараження стічних вод відбувається кількома способами:

  • Нейтралізація. У цьому випадку за допомогою реагентів відбувається знешкодження всіх патогенних мікроорганізмів і виведення води до оптимального рівня pH.
  • Окислення стоків. Тобто обробка шкідливих речовин у воді з метою їх нейтралізації.
  • Відновлення. Спосіб очищення, що дозволяє відновити наявні домішки до свого початкового стану з метою їх видалення.

Розглянемо детальніше всі етапи хімічного впливу на стоки.

Нейтралізація брудної води

хімічна очистка стічної води

Цей спосіб обробки брудної водного середовища проводиться для того, щоб повернути воду до нормального рівня pH

Цей спосіб обробки брудної водного середовища проводиться для того, щоб повернути воду до рівня pH між показниками 6,5-8,5. Саме ці параметри вважаються нормою для очищеної води. Нейтралізацію проводять із застосуванням таких способів, як:

  • Змішування між собою лужних і кислотних рідин;
  • Введення в стоки реагентів;
  • Фільтрування кислотсодержащих вод за допомогою нейтралізуючих речовин;
  • Розчинення газів у воді за допомогою лугу;
  • І введення в кислі стоки розчину аміаку.

При деяких з цих методів обробки брудної води всі наявні в ній домішки випадають в осад. Крім того, для нейтралізації кислих стічних вод можуть використовувати аміачну воду, цемент, гідроксид кальцію, доломіт і ін

Окислення брудної води

фізико-хімічна очистка води

Після окисної процедури щодо стоків всі патогенні мікроорганізми у воді гинуть під впливом реагентів

Цей метод хімічного впливу на стоки використовується тоді, коли вилучення домішок шляхом відстоювання або механічного впливу не матиме бажаного результату. Для окислення стоків застосовують такі препарати:

  • Хлор у газоподібному або зрідженому стані;
  • Біхромат калію;
  • Озон;
  • Піролюзит;
  • Діоксид хлору і хлорат кальцію;
  • Кисень повітря та ін

Після окисної процедури щодо стоків всі патогенні мікроорганізми у воді гинуть під впливом реагентів. Проте з деяких доведено, що хлор у воді, вступає в реакцію з хімічними компонентами води і утворює хлорволокнистую і соляну кислоту. Тому застосування хлору сьогодні хоч і поширене в Росії, але вимагає додаткового дехлорування води. СНиП вже регламентовано таку дію.

У свою чергу озонування стоків хоч і є більш ефективним методом впливу на брудну воду, все ж є надмірно дорогим. За допомогою озонування стічних вод вдається знешкодити і знезаразити воду від нафтопродуктів, ПАР, пестицидів і барвників, миш'яку і канцерогенних вуглеців, від ціанідів, фенолів та ін

Важливо: озонування не має широкого застосування в світі, оскільки озон у великих кількостях є вибухонебезпечним хімічною речовиною. Крім того, повне вплив озону в будь-якій формі на організм людини до кінця ще не вивчений.

Відновити

хімічні методи очищення стічних вод

Цей спосіб обробки брудної води використовують для очищення рідини від домішок ртуті, миш'яку і хрому

Цей спосіб обробки брудної води використовують для очищення рідини від домішок ртуті, миш'яку і хрому. В цьому випадку застосовують метод хімічного відновлення домішок до їх первісного стану. Згідно зі схемою проведення процедури, відновлені елементи видаляють пізніше з води за допомогою механічних методів обробки — фільтрування, флотації або відстоювання.

Для відновлення миш'яку, ртуті та хрому застосовують активоване вугілля, діоксид сірки, водень або бісульфат натрію, а також сульфат заліза та ін

Фізико-хімічна обробка стоків

Подібний вплив на стоки дозволяє домогтися якісного очищення води від складних домішок. Фізико-хімічні методи очищення стічних вод бувають різноманітними і варіюються за схемами від типу сміття в стоках.

Коагуляція

хімічний метод очищення стічних вод

Цей метод впливу на воду застосовується з метою перетворення домішок у рідині в відчутні пластівці

Цей метод впливу на воду застосовується з метою перетворення домішок у рідині в відчутні пластівці. Такий ефект досягається шляхом введення у воду спеціальних реагентів. У результаті сміття у вигляді утворилися пластівців видаляється з рідини шляхом фільтрування або відстоювання.

Найчастіше такий метод обробки стоків використовується на підприємствах, які працюють з хімікатами, целюлозою, нафтою. Крім того, цей метод застосовується і в легкій/текстильної промисловості.

Довідка. Ефективність методу досягає 90-95%. У практиці також застосовується електрокоагуляція. У цьому випадку у воду опускають електроди, по яких проводять струм. В області проведення електрики відбувається коагулювання домішок.

Адсорбція

фізико хімічні методи очищення

Метод, спрямований на поглинання шкідливих домішок адсорбентом безпосередньо у водному середовищі

Метод, спрямований на поглинання шкідливих домішок адсорбентом безпосередньо у водному середовищі. Таку схему очищення води застосовують в тому випадку, якщо стоки багаті фенолами, пестицидами і гербіцидами, ПАР і барвниками, а також ароматичними домішками тощо Метод адсорбції буває двох видів:

  • Регенеративний. У цьому випадку адсорбированное речовину можна витягти з адсорбенту і надалі утилізувати.
  • Дегенеративний. Тут домішки, знищуються разом з адсорбентом у незмінному вигляді.

Метод адсорбції може бути ефективний на 80-95%, але при цьому якість та ефективність методу залежать від таких параметрів:

  • Природа і тип адсорбенту;
  • Кількості та стану домішок у воді;
  • Площі оброблюваної поверхні стоків;
  • Глибина води, на яку впливають адсорбентами.

В якості реагентів-пожирачів використовують торф, силікагель, активну глину, золу і пр. Адсорбція відбувається при постійному і посиленому перемішуванні стічної води з адсорбентом і пропусканні її через спеціальні фільтри.

Флотація

фізико-хімічна очистка стічних вод

Флотацію проводять різними способами, починаючи від нагнітання повітря через спеціальні турбіни на дні резервуара до нагнітання повітря під високим тиском

Метод обробки води повітрям. Тобто схема дій така:

  • При флотації в стічну забруднену рідину нагнітають повітря, в результаті чого у воді утворюються бульбашки повітря.
  • Вони в свою чергу взаємодіють у процесі з молекулами домішок, і таким чином формують на поверхні води піну.
  • Пінний сміттєвий шар флотації при видаляється з дзеркала води спеціальними установками.

Довідка. Флотацію проводять різними способами, починаючи від нагнітання повітря через спеціальні турбіни на дні резервуара до нагнітання повітря під високим тиском. Метод обробки і очищення стоків за допомогою флотації є актуальним в тому випадку, якщо у воді містяться волокнисті домішки, нафтопродукти або масла.

Екстракція

методи хімічного очищення стічних вод

Цей метод обробки забрудненої рідини використовується в тому випадку, якщо є необхідність видалити з води розчинену органіку

Цей метод обробки забрудненої рідини використовується в тому випадку, якщо є необхідність видалити з води розчинену органіку, яка після вилучення технічну цінність. Такими можуть бути жирні кислоти або феноли.

Процес відбувається за такою схемою:

  • стоки вводять екстрагент;
  • По закінченні часу эксрагируемое речовина досягає такої концентрації, яка дозволяє безперешкодно витягти його з води без втрати його первісних властивостей;
  • Далі екстрагент видаляється з води і відбувається хімічна його обробка з метою відокремлення домішок.
  • Після цього домішки використовуються за призначенням або утилізуються, а екстрагент використовується повторно.

Іонний обмін в стоках

фізико-хімічне очищення стічних вод це

Цей метод застосовують для вилучення з брудної рідини таких речовин, як хром, мідь, цинк, миш'як, ртуть, свинець і мідь

Цей метод застосовують для вилучення з брудної рідини таких речовин, як хром, мідь, цинк, миш'як, ртуть, свинець і мідь. Відділення подібних домішок від води відбувається за рахунок взаємодії іонів, що знаходяться в стоках і іонів іоніту, введених у воду.

Крім перерахованих методів очищення стічних вод у промисловості також використовують такі методи як зворотний осмос, элекрофлотация та ін. Такі відносяться до фізико-хімічних способів очищення і мають різну ефективність в залежності від первісного способу забруднення стоків і типу забруднювача в ній.