Химические методы.

Лекция №6

Тема: «Химический метод очистки сточных вод»

Химические методы.

К химическим методам очистки сточных вод относят нейтрализацию, коагулирование и флокулирование, окисление и восстановление. Химическая очистка проводится как доочистка вод перед биологической очисткой или после нее.

Нейтрализация. Сточные воды, содержащие кислоты или щелочи,

перед сбросом в водоемы или перед технологическим использованием

подвергаются нейтрализации. Практически нейтральными считаются

воды, имеющие рН 6, 5 – 8, 5. Для нейтрализации кислых стоков используют щелочи, для нейтрализации щелочных – кислоты.

Нейтрализацию можно проводить различными путями: смешением

кислых и щелочных сточных вод, добавлением реагентов, фильтрованием через нейтрализующие материалы. Для нейтрализации кислых вод

используют щелочи (NaOH, KOH), соду (Na₂CO₃), аммиачную воду

(NH₄OH), карбонаты кальция и магния (CaCO₃ и MgCO₃), доломит

(CaCO₃*MgCO₃), цемент. Однако наиболее дешевым реагентом является

известковое молоко (Ca(OH)₂).

Для нейтрализации щелочных сточных вод используют магнезит, доломит, известняк, шлак, золу, а также применяют отходящие газы, содержащие СО₂, SО₂, NО₂, N₂О₃ и др. При этом происходит очистка дымовых газов от кислых компонентов.

Коагуляция – это процесс укрупнения дисперсных частиц при их

взаимодействии и объединения в агрегаты. В очистке сточных вод ее

применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ. Коагулянты в воде образуют хлопья

гидратов окисей металлов, которые быстро оседают под действием силы

тяжести и улавливают коллоидные и взвешенные частицы.

Флокуляция – это процесс агрегации взвешенных частиц при добавлении в сточную воду высокомолекулярных соединений, называемых

флокулянтами. В отличие от коагуляции агрегатизация происходит не

только в результате контакта, но и в результате взаимодействия флокулянта и извлекаемого вещества. Для очистки используют природные и

синтетические флокулянты (полиакриламид, крахмал, целлюлозы).

Очистка окислением и восстановлением. Для очистки сточных вод

используют следующие окислители: газообразный и сжиженный хлор,

диоксид хлора, хлорную известь, гипохлориты кальция и натрия, перманганат калия, дихромат калия, перекись водорода, кислород воздуха,

озон и др.

При окислении токсичные загрязнения переходят в менее токсичные

с последующим удалением из воды. Очистка окислением связана с

большим расходом реагентов, поэтому окисление используется тогда,

когда загрязнители трудно извлечь другими способами.

Окисление хлором. Хлор и вещества, содержащие активный хлор являются наиболее распространенными окислителями. Их используют для

очистки сточных вод от сероводорода, фенолов, цианидов и бактерий.

При обеззараживании вод от цианидов их окисляют до азота и диоксида углерода:

При хлорировании воды бактерии, находящиеся в воде, погибают в

результате окисления веществ, входящих в состав протоплазмы клеток.

Окисление кислородом воздуха используется при очистке воды от

железа, для окисления двухвалентного железа в трехвалентное и последующего отделения гидроксида железа(III):

Очистка восстановлением применяется в тех случаях, когда вода

содержит легко восстанавливаемые вещества (соединения ртути, хрома,

мышьяка). При этом их восстанавливают до металлов, а затем удаляют

фильтрованием или флотацией.

Электрохимические методы очистки. Для очистки вод от различных растворенных и диспергированных примесей применяют анодное окисление, катодное восстановление, электрокоагуляцию, электрофлотацию, электродиализ. Все эти процессы протекают на электродах при пропускании через сточную воду постоянного электрического тока.

Питьевую воду готовят с особой тщательностью. Ее осветляют и

обесцвечивают, пропускают через решетки и сита, освобождают от взвесей и коллоидных частиц с помощью коагулянтов, таких как сульфаты алюминия и железа. Обеззараживают воду хлорированием или озонированием. Окисляя соли двухвалентного железа в трехвалентное состояние с меньшей растворимостью, воду обезжелезивают. Кроме того, воду дегазируют, дезодорируют, т.е. удаляют запахи и привкусы, фторируют при недостатке фтора, опресняют путем термообработки электрохимическим методом или методом ионного обмена.