Химические методы очистки сточных вод. Окислительные методы. Их достоинства и недостатки.

Химические методы очистки сточных вод. Нейтрализация кислот и оснований.

К химическим методам очистки сточных вод относят нейтрализацию, окисление и восстановление. Сточные воды, содержащие минеральные кислоты или щелочи, перед сбросом их в водоемы или перед использованием в технологических процессах нейтрализуют. Практически нейтральными считаются воды, имеющие pH 6,5...8,5. Нейтрализацию можно проводить различным путем: смешением кислых и щелочных сточных вод, добавлением реагентов, фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы, абсорбцией кислых газов щелочными водами или абсорбцией аммиака кислыми водами. В процессе нейтрализации могут образовываться осадки.

Химические методы очистки сточных вод. Экстрагирование.

К химическим методам очистки сточных вод относят нейтрализацию, окисление и восстановление. Экстракционный метод очистки производственных сточных вод основан на распределении загрязняющего вещества в смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей, в зависимости от его растворимости в них. В процессе экстракции экстрагент вводят в обрабатываемую воду. Метод целесообразно применять при относительно высоком содержании в сточных водах растворенных органических веществ, представляющих техническую ценность (фенолы, жирные кислоты)( на предприятиях по термической переработке каменного и бурого углей).

К химическим методам относят нейтрализацию и окисление. Химическую очистку проводят как предварительную перед биологической очисткой или после нее как метод доочистки сточных вод. Нейтрализация применяется для обработки производственных сточных вод, содержащих щелочи и кислоты.

Окислительный метод очистки применяют для обезвреживания производственных сточных вод, содержащих токсичные примеси (цианиды, комплексные цианиды меди и цинка) или соединения, которые целесообразно извлекать из сточных вод, а также очищать другими методами (сероводород, сульфиды). В качестве окислителей используют газообразный и сжиженный хлор, гипохлорит кальция и натрия, хлорную известь, диоксид хлора, озон, технический кислород и кислород воздуха и др. В процессе окисления токсичные загрязнения, содержащиеся в сточных водах, в результате химических реакций переходят в менее токсичные, которые удаляют из воды.

6. Обеззараживание воды: хлором и хлоросодержащими веществами, фтором и йодом, озоном, ультразвуком, ультрафиолетовыми лучами, иона серебра. Термическое обеззараживание. Достоинства и недостатки.

Хлорирование воды - обработка воды хлором и его соединениями. Наиболее распространённый способ обеззараживания питьевой воды; основан на способности свободного хлора и его соединений угнетать ферментные системы микробов, катализирующие окислительно-восстановительные процессы.

В чем польза хлорирования воды

Широкому распространению хлора в технологиях водоподготовки способствовала его эффективность при обеззараживании природных вод и способность консервировать уже очищенную воду длительное время. Кроме того, предварительное хлорирование воды позволяет снизить цветность воды, устранить ее запах и привкус, уменьшить расход коагулянтов, а также поддерживать удовлетворительное санитарное состояние очистных сооружений станций водоподготовки.

Эффективность, доступность и умеренная стоимость, а так же большой опыт работы с этим реагентом обеспечили хлору исключительную роль - более 90% водопроводных станций в мире обеззараживают и обесцвечивают воду хлором, расходуя до 2 млн тонн этого жидкого реагента в год.

Фтор и йод

Можно применять два способа фторирования воды:

1) круглогодичный одной дозой;

2) посезонный: зимней и летней дозой.

В первом случае в воду в течение всего года добавляют постоянную дозу фтора, соответствующую климатическому району, в котором расположен населенный пункт. При меняющейся по сезонам дозе в холодное время года, когда среднемесячная температура воздуха (в 13 ч) не превышает 17-18 °, воду можно фторировать дозой на уровне 1 мг/л, а в теплое время (например, в июне - августе) - меньшей дозой, зависящей от средней максимальной температуры (в 13 ч) за эти месяцы, например, при температуре 22-26 °С берут дозу 0,8 мг/л фтор-иона, при 26-30 °С и более - 0,7 мг/л фтор-иона. Посезонный метод фторирования более приемлемый.

Ультрофиолетом

Для УФ обеззараживания воды сегодня применяются волны довольно узкого диапазона — от 250 до 270 нм. В этих рамках бактерицидное воздействия ультрафиолета приобретает свое максимальное значение. Большая часть установок по обеззараживанию воды ультрафиолетом использует лампы низкого ртутного давления, которые производят излучение длиной в 260 нм, то есть оптимальную длину волны. При работе на этой длине волны происходит умягчение воды.

Ультрафиолетовое обеззараживание воды происходит при помощи способности УФ излучения проникать сквозь стенки клетки, добираясь до ее информационного центра — нуклеиновых кислот ДНК и РНК. В ДНК живой клетки хранится вся информация, которая контролирует процесс развития и нормального функционирования в клетке. Ультрафиолетовое обеззараживание воды заключается в поглощении лучей излучения нуклеиновыми кислотами. При поглощении излучения ДНК и РНК теряют способность делится, вследствие чего теряется способность клетки к размножению, так как именно в разделении нуклеиновых кислот заключается репродукция клетки.

Болезнетворные микроорганизмы способны нанести вред человеческому организму только в случае их размножения в организме, при обеззараживании воды ультрафиолетом эта способность утрачивается и, как следствие, любой негативный эффект микроорганизмов исключается.

Ультрозвуком

Ультразвуковые волны – это колебания высокой частоты. Чаще всего используется порог 20 кГц. Этот уровень определяется границей слышимости человеческого уха. Очистка и обеззараживание воды ультразвуком работает при кавитации, возникновении в объеме большого количества образованных газом пузырьков. При их быстром росте и последующем разрушении в жидкой среде возникают резкое локальное увеличение давления и температуры. Именно эти воздействия используются для получения необходимых результатов.

Они разрушают оболочки микроорганизмов, твердые примеси, осевшие в виде слоев на поверхностях труб, иных деталей и узлов. Дополнительные полезные функции выполняют образующиеся при кавитации активные радикалы. Эти соединения ускоряют процессы окисления. При создании излучателя соответствующего типа следует учитывать, что не следует чрезмерно увеличивать частоту. Кавитация происходит интенсивнее в диапазоне от 18 000 до 50 000 Гц. Чтобы обеззараживание жидкости было эффективным необходимо обеспечить высокую плотность поля, от 1,5 до 2 Вт на 1 см. куб. объема. Также потребуется высокая мощность для разрушения слоев механических загрязнений.

Термическая обработка

Самым старым методом обеззараживания воды является ее кипячение. Этот метод применяется для очистки небольших количеств воды. Его используют для обеспечения обеззараженной питьевой воды столовых, лечебных и административных учреждений и т. д. Однако вследствие высокой стоимости и громоздкости необходимых установок кипячение воды не применяется для обеззараживания воды даже на малых водопроводах. Термическим методом нельзя удалить из воды споры, поэтому вода из сомнительных источников не может обеззараживаться кипячением