Химическая очистка сточных вод

Станция для химической очистки

В результате деятельности человека вода, попавшая в канализацию (сточная вода), подвергается длительной очистке. Для этого проводится комплекс мероприятий, которые направлены на устранение любой степени загрязненности. Очистка - это обезвреживание заразных и патогенных организмов, удаление или разрушение загрязняющих веществ.

Сточные воды имеют следующие источники происхождения:

  • Промышленные воды, которые образуются при работе на производстве. Отводятся с помощью общесплавной или промышленной канализации.
  • Бытовые отходы, образующиеся в загородных домах или квартирах, отводятся с помощью общесплавной или хозяйственно-бытовой канализации.
  • Любые осадки, талый снег и лед – всё это утекает через ливневые канализации, которые ещё называются ливневыми стоками.

Концентрация загрязняющих веществ в воде весьма широкоя, может варьироваться в диапазоне от 1 мг/литр до 30 г/литр, в зависимости от примесей, которые бывают минеральными и органическими.

Используемые реагенты

Очистка проводится с помощью различных реагентов, таких как:

  • марганцовка (перманганат калия),
  • хлор,
  • гидроксид натрия,
  • озон,
  • известь,
  • соляная и серная кислоты.

Чаще всего химическая очистка проводится как предварительная очистка перед биологической обработкой.

Очистка цианистых соединений осуществляется помощью их окисления до безвредного цианата с помощью окислителя гипохлорита. Если же соединения циана являются простыми или комплексными, то применяется гипохлорит натрия. После нейтрализации и обезвреживания, сточные воды попадают в отстойник, где гидроксид хрома подвергается процессу осаждения. В уже очищенной воде также присутствуют небольшая концентрация цианидов, которая не превышает санитарных допустимых норм.

Этапы химической очистки

Для полноценной очистки используется нейтрализация, окисление и, если возможно, восстановление до качества питьевой воды.

Нейтрализация

Чтобы нейтрализовать загрязненные воды, необходимо чтобы они достигли показателя pH от 6.5 до 8.5 . Они считаются практически нейтральными. Весь процесс проводится различными методами, такие как: смешивание щелочных и кислых сточных вод, добавления реагентов, фильтрация кислых вод с помощью материалов, осуществляющих нейтрализацию. Также применяется поглощение аммиака кислыми водами и растворение газов щелочными. В некоторых случая при нейтрализации образуются осадки.

Чтобы нейтрализовать кислые воды, используют: цемент, доломит, аммиачная вода, а гидроксид кальция является самым доступным реагентом для данного процесса, который ещё называется известковым молоком – Са(ОН)2, в котором содержится 5-10% активной извести.

Производственные воды, в которых содержится серная кислота, нейтрализуются щелочными соединениями, состав которых зависит от концентрации кислоты. Щелочные воду проходят процесс обработки различными кислотами или кислыми газами.

Окисление

Методы окисления проводятся с целью обеззараживания или же когда извлечение вредных компонентов является нецелесообразным. В процессе очистки применяются следующие компоненты-окислители: сжиженные или газообразный хлор, хлорат кальция, диоксид хлора, бихромат калия, кислород воздуха, пиролюзит, озон и так далее.

химические элементыВ результате окисления, сточные воды становятся менее загрязненными, а сами токсины удаляются из нее. Самым эффективным окислителем является фтор, однако в виду его чрезмерной агрессивности, его не могут применять на практике. Чаще всего окисление производится хлором, который известен своей популярностью среди очищающих средств. Используется для очистки от гидросульфида, фенолов, сероводорода, цианидов, метилсернистых соединений и др.

При добавлении хлора образуются соляная и хлорноватистая кислоты. Окисление цианидов хлором допускаются проводить исключительно в щелочной среде. После окисления до цианата, его можно окислить до элементарного диоксида углерода и азота.

Озон. Является сильнейшим окислителем, который способен разрушать множество различных примесей и органических веществ – и всё это при нормальной температуре. С помощью озона вода приобретает обесцвеченный вид, устраняются все запахи и привкусы, происходит общее обеззараживание. Озон окисляет как неорганические, так и органические вещества. Озонированием очищаются стоки от нефтепродуктов, соединений мышьяка, красителей, ПАВ, фенолов, цианидов, пестицидов, канцерогенных ароматических углеводородов и др. С его помощью, очищение происходит намного быстрее и качественнее, все бактерии и загрязнители погибают в 5 тясяч раз быстрее, чем при использовании хлора.

Озоновое действие в процессе окисления проходит в 3-х различных направлениях:

  • непосредственное окисление с наличием одного атома кислорода,
  • образование озонидов после присоединения молекулы озона к веществу, которое подвергается процессу окисления,
  • усиление окисляющего действия кислорода, который присутствует в воздухе, содержащий озон.

Окисление может быть прямое и непрямое, осуществляется озонолизом и катализом. Прямое – это непосредственное окисление, а непрямое – окисление с помощью образующихся радикалов, которые образуются в результате саморазложения озона и его перехода из газовой стадии в жидкость.

При использовании ультразвука наряду с озоном, окисление происходит значительно быстрее, а ультрафиолет ускоряет окисление в 100 – 10000 раз.

стокиВ этой статье описан порядок сброса сточных вод на рельеф, нормативы и требования.
Про проектирование и монтаж очистительных сооружений подробно написано здесь: /ochistka-vody/sv/ochistnye-sooruzheniya-stochnyh-vod.html.

Электролиз – это окисление с помощью электрохимических методов, которые наиболее эффективны при очистке органических и неорганических загрязнений. Химические превращения могут быть весьма разнообразными, в зависимости от присутствия различных веществ в растворе и материала электродов, а также от вида электролита. В состав основы электролиза входят два процесса: катодное восстановление и анодное окисление.

Для предотвращения смещений продуктов электролиза, которые могут образовывать опасные взрывчатые смеси, особенно водород c кислородом, применяют полиэтиленовые, стеклянные, асбестовые и керамические диафрагмы, разделяющие катодное и анодное пространство.

Что такое отстойники

Отстойники представляют собой накопительные емкости, в которых осуществляется механическая очистка сточных вод. Используются как в индивидуальных и частных хозяйствах, так и масштабах промышленности. Здесь происходит извлечения механических примесей с помощью действия гравитационных сил, происходит осаждение коллоидных и мелкодисперсных примесей.

Далее приведены дополнительные действия и методы очистки.

Коагуляция

Процесс коагуляцииВ процессе теплового движения происходит слипание мелких частиц, в результате чего образуются более крупные частицы, которые называются агрегатами. Этот процесс сопровождается укрупнением и соединением мелких частиц с уменьшением их общего числа. Слипание разнородных частиц называется гетерокоагуляцией (является основным процессом очистки), а однородных – гомокоагуляцией. Коагуляция происходит с помощью специальных веществ, которые называются коагулянтами.

Коагуляция нужна для наиболее быстрого очищения, которое может происходить как самостоятельно, так и под влиянием физических и химических процессов. Под действием силы тяжести быстро оседают хлопья гидроксидов металлов, которые образуются из коагулянтов.

Флотация

Флотацией называется молекулярное прилипание частиц материала воздуха (газа) и воды. Существуют различные способы флотации, которые различаются конструкцией установки и способом разделения всплывающих и жидких фаз.

  1. Выделение воздуха из раствора
  2. Диспергирование воздуха
  3. Подача воздуха сквозь пористые материалы
  4. Электрофлотация
  5. Химико-биологическая флотация
Если озон лучше хлора, почему всю воду до сих пор преимущественно хлорируют?

Этот вопрос любят задавать люди, которые во всем стоят за абсолют и не терпят несовершенства в любой сфере. На самом деле здесь достаточно всё просто. Если речь идёт о локальных субстанциях, такие как квартиры или загородные дома в городах, то для озонирования властям нерационально использовать дополнительные расходные для этого средства. Также чистый озон является взрывоопасным, что вызывает риск несчастных случаев.

Преимущества хлора перед озоном:

  • Относительная дешевизна;
  • Обеззараживает как воду, так и контактирующие с ней поверхности;
  • Недостаточно данных о воздействии озона на человека;
  • Эффект очищения держится дольше.

Интересный факт: в некоторых странах и городах, например в Питере, после полной очистки воды, её дают живым ракам, с помощью которых проходит проверка на степень очистки. К недостаточно очищенной воде такие членистоногие не станут притрагиваться, а вот хорошо продезинфицированную раки пьют с огромным удовольствием!


Понравилась статья? Следите за обновлениями в ВКонтакте, Одноклассниках, Facebook, Twitter, Google+ или подпишись на рассылку!

Комментарии

Добавить комментарий

Plain text

  • HTML-теги не обрабатываются и показываются как обычный текст
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.