A víz tisztítására használt kémiai vegyületek. Oxidációs és redukciós folyamatok

A víz életünk alapja, enélkül semmilyen folyamat nem lehetséges a szervezetben. A betegségek több mint felét közvetlenül vagy közvetve érinti a rossz minőségű víz. Ezért nagyon fontos, hogy gondoskodjunk a víztisztítási problémákról. Most térjünk át a tisztítási módszerekre. Tekintsük mind a szokásos, mind a viszonylag új módszereket.

A víztisztítás legnépszerűbb módszerei a következők:

• mechanikai
• fizikai-kémiai
• biológiai

A víztisztítás mechanikus módszerei

A mechanikus víztisztítási módszerek a legolcsóbbak közé tartoznak. A mechanikus szennyvízkezelés 60-65%-ban tisztítja meg a háztartási folyadékokat a lebegő részecskéktől, az oldhatatlan durva elemektől pedig 90-95%-ban.

A mechanikai tisztítási módszerek a következők:

• Szűrés. A szűrési módszer a víz fokozatos szűrésén alapul. Az első szakaszban a víz áthalad egy hálón, amely felfogja a nagy törmeléket. Ezután a vizet egy rövidebb cellahosszúságú hálón vezetjük át. Az utolsó szakaszban a hálószem mérete minimális, ami lehetővé teszi a legkisebb részecskék megtartását.
• Érdekképviselet. A módszert a vízminőség javítására használják zárt vízellátó rendszerekben. A késés során a nagyobb sűrűségű részecskék leülepednek a fenékre, míg a víznél kisebb sűrűségű részecskék a felszínre úsznak.
• Szűrés. A szűrőanyagon áthaladó piszkos víz minden szükségtelen lebegő anyagot a szűrőben hagy. Különféle típusú szűrők léteznek. A leggyakoribb: háló, vákuum. Az aktív víztisztításhoz centrifugákat és hidrociklonokat használnak. A bennük lévő törmelék centrifugális erő hatására felhalmozódik a falakon.

A víztisztítás fizikai-kémiai módszerei

A víztisztítás fizikai-kémiai módszerei a következők:

• Alvadás.A módszer akár 95%-ban is hatásos. A víz tisztítása aktív koagulánsok hozzáadásával kezdődik a vízhez: ammóniumsók, réz, vas. A káros anyagok kicsapódnak, majd könnyen eltávolíthatók. A módszert számos textil-, könnyű-, petrolkémiai, cellulóz- és papíripari, vegyipari stb. A kétértékű vas FeSO 4, amely az acél pácolási eljárás hulladékterméke, jó koagulánsnak számít. A pácoló szennyvíz legfeljebb 15% vasat tartalmaz. Használatakor a KOI-tisztítás akár 75%-ra, a zavarosság 90%-ra, a foszfor mennyisége 98%-ra, a baktériumok 80%-ra csökkennek.
• Adszorpció. Az adszorpció során az adszorbens felszív minden anyagot és szennyeződést anélkül, hogy késlelteti a víz áramlását. Népszerű adszorbensek: szén, tőzeg, zeolitok, bentonit agyagok. Az alkalmazott adszorbens típusától és az eltávolított vegyszertől függően akár 95%-os hatékonyság érhető el.
• Flotáció. A flotáció légbuborékok képződésén alapul, amelyek felfelé emelik a szennyeződéseket. Habréteg képződik, amely könnyen eltávolítható. A módszer hatékony a kőolajtermékekből, rostos részecskékből, olajokból és egyéb anyagokból származó szennyvíz tisztításánál. A flotálás utáni víz felhasználható a vállalkozás belső szükségleteire, vagy alaposabb tisztításon eshet át.
• Kitermelés. A szennyvízből szerves anyagok eltávolítására szolgálnak, amelyeket később feldolgoznak: zsírsavak, fenolok. Itt működik az eloszlás fiziko-kémiai törvénye: két oldhatatlan folyadék aktív keverésével az egyikben oldott anyag az oldhatóságának megfelelően elkezd eloszlani.. Miután az első folyadékot elválasztják a másodiktól, az egyik részlegesen megtisztul. Amikor a szennyeződések elkezdenek felhalmozódni a vizet elhagyó extrakciós rétegben, az extraktumot eltávolítják. A hatékony tisztítás érdekében a szennyvizet többször is extrakciós kezelésnek vetik alá.
• Ioncsere. Az oldatban lévő szilárd fázisú ionitok és ionok kicserélődnek. Ennek köszönhetően a szennyvízből eltávolíthatók a szükséges radioaktív anyagok és szennyeződések: foszfor, arzén, higany, ólom stb. Az ioncsere különösen akkor hatékony, ha a víz erősen mérgező.
• Dialízis. A dialízis során egy félig áteresztő membrán kolloid oldatokat és kis molekulatömegű vegyületeket szabadít fel a nagy molekulatömegű anyagokból. Az alacsony molekulatömegű anyagok képesek átjutni a membránon. A dialízis fő hátránya a hosszú tisztítási időszak. A folyamat felgyorsítása érdekében az aktív terület növeléséhez és a hőmérséklet növeléséhez folyamodnak. A dialízis egyesíti az ozmózist és a diffúziót.
• Kristályosodás. Szennyeződéskristályok eltávolítása. Tározókban és tavakban párologtatással használják. Csak magas szennyeződés tartalommal lehetséges.

A víztisztítás biológiai módszere

• Biológiai tavak. Az ilyen tisztításhoz nyitott mesterséges tározók jelenléte szükséges. A szennyvíz öntisztulása bennük történik. Ezzel a módszerrel jobb eredményeket érhet el, mint a mesterséges módszerek alkalmazása. A biológiai kezelés a leghatékonyabban a meleg évszakban működik. Télen a tisztítás nem történik meg, mivel a mikroorganizmusok nem képesek táplálkozni nulla alatti környezeti hőmérsékleten.
• Aero tankok. A biológiai módszerrel az eleveniszap és a mechanikusan tisztított szennyvíz kölcsönhatása miatt következik be . Az eleveniszap sok aerob mikroorganizmust tartalmaz. Ha számukra kedvező feltételeket teremtenek, akkor életműködésük során a mikroorganizmusok különböző szennyező anyagokat eltávolítanak a szennyvízből, és így megtörténik a tisztítás. A biológiai tisztítás folyamatosan történik, a lényeg, hogy rendszeresen friss levegőt szállítsunk. Amikor a biokémiai oxigénigény (BOD) szintje csökken, a víz a következő szakaszokba áramlik. Egy másik mikroorganizmus kezd dolgozni bennük - nitrifikáló baktériumok. E baktériumok egy része az ammóniumsókból nitrogént dolgoz fel, ami nitriteket eredményez. Ezután az eleveniszap üledékké alakul, és a tisztított víz a tározókba áramlik.
• Bioszűrők. A leggyakoribb, különösen az egyes épületek tulajdonosai körében a bioszűrővel történő tisztítás. A biológiai tisztítási módszer ugyanazokat a mikroorganizmusokat használja, amelyek a bioszűrőben találhatók aktív film formájában. A csepegtető szűréssel rendelkező bioszűrők termelékenysége nagyon alacsony. De ők biztosítják a legnagyobb fokú szennyvíztisztítást. A kétfokozatú bioszűrők nagy teljesítményűek, a minőség nem sokban különbözik a csepegtető szűréstől. A bioszűrő működési elve hasonló a levegőztető tartály használatával végzett tisztítási folyamathoz. Először is, mechanikus szűrők és ülepítő tartály segítségével a szennyvíz megszabadul a lebegő anyagoktól és a nagy részecskéktől. Ezután a víz belép a bioszűrő testébe, ahol megtörténik a tisztítás. Az aktív filmrétegen elhelyezkedő baktériumok a vízből kapják a tápanyagokat. A szerves anyagok elfogyasztása során a baktériumok elszaporodnak. Ennek eredményeként egy túlnőtt mikroorganizmus-kolónia megtisztítja a szennyvizet minden szerves anyagtól.

Reagens víztisztítási módszer

A vízhez reagenst adnak, amely megköti a vízben oldott szennyeződéseket és üledékké alakítja. A módszer az ionos típusú oldott szervetlen anyagok (sók, savak, bázisok), az oldott szerves anyagok (felületaktív anyagok) eltávolítására szolgál a szennyvízből, ez utóbbiakat oldhatatlan komplexekké alakítva. A tisztító hatás eléri a 97-98%-ot.

• Oxidáció. Erős oxidálószerek közé tartozik az ózon, fluor, oxigén, klór és egyéb nagy redox potenciállal rendelkező anyagok E. Az oxidációs módszereket elsősorban szerves anyagokból (fenolok, szerves savak, felületaktív anyagok stb.) származó szennyvíz utókezelésére használják. Ezenkívül az oxidációs termékek nem mérgező összetevők: CO 2 ; H2O; NH 3 és különböző szerkezetű szerves anyagok töredékei. Az oxidációs mód helyes megválasztásával és szigorú ellenőrzésével a tisztító hatás eléri a 99%-ot.
• Semlegesítés. Egy sav és egy bázis közötti kicserélődési reakció, amelyben mindkét vegyület elveszti jellemző tulajdonságait, és sók képződnek. A reagenseket porok (mész, szóda), vizes oldatok (NaOH, oltott mész stb.), gázok, aktív szűrőterhelések (zúzott márvány, mészkő, dolomit) formájában vezetik be. Ha az ipari vállalkozásoknál savas és lúgos szennyvíz keletkezik, lehetségesnek látszik ezek ellenőrzött keverésével kölcsönösen semlegesíteni. Az eljárást semlegesítőkben (keverőkészülékkel és reagens-adagolóval felszerelt tartályokban) hajtják végre, amit gyakran derítés követ.
• Kitermelés. A szorpció alternatívája a molekuláris szennyeződések, főleg szerves természetű szennyeződések eltávolítására szolgáló tisztítási módszer. Kivonószerként vízben rosszul oldódó szerves folyadékokat használnak: észterek, alkoholok, aromás vegyületek, ketonok.

Membrános víztisztítási módszer

A membránok, más szűrőanyagokhoz hasonlóan, félig áteresztő közegnek tekinthetők: átengedik a vizet, de nem, vagy inkább rosszabbul haladnak át bizonyos szennyeződéseken. Ha azonban hagyományos szűrést alkalmaznak a viszonylag nagy képződmények vízből - diszpergált és nagy kolloid szennyeződések - eltávolítására, akkor membrántechnológiákat alkalmaznak a kis kolloid részecskék, valamint az oldott vegyületek kivonására. Ennek eléréséhez a membránoknak nagyon kicsi pórusokkal kell rendelkezniük.

A membránok és a hagyományos szűrőközegek közötti fő különbség az, hogy vékonyak, és az eltávolított szennyeződések nem maradnak vissza a térfogatban, hanem csak a membrán felületén. A felület szennyeződéstartó képessége nyilván jóval kisebb, mint a térfogaté. Úgy tűnik, hogy emiatt a membrán nagyon gyorsan eltömődik, és nem engedi át a vizet.

Ez akkor történik, ha a membránszűrő nem tisztítja folyamatosan a membránt. Ehhez a készülékben a vízmozgás úgynevezett „tangenciális” sémáját használják, amelyben a vizet a membrán mindkét oldaláról összegyűjtik: az áramlás egy része áthalad a membránon, és szűrletet (vagy permeátumot) képez, azaz tisztított víz, a másik pedig a membrán felülete mentén van irányítva, hogy lemossák a visszamaradt szennyeződéseket és eltávolítsák azokat a szűrési zónából. Az áramlásnak ezt a részét koncentrátumnak vagy retentátumnak nevezik, és általában vagy a csatornába engedik, vagy (például galvanikus szennyvíz kezelésekor) elvezetik a további feldolgozáshoz és a kívánt komponensek elválasztásához.

Így a membránszűrő egységnek egy bemenete és két kimenete van, és a víz egy részét folyamatosan a membrán tisztítására fordítják. (A kétfázisú membrános üzemekben a második fokozatú koncentrátum lényegesen tisztább lehet, mint a forrásvíz, így a növényi nyílásba visszatáplálva hasznosítható. Így a vízfelhasználás csökkenthető.)

A legtöbb modern vállalkozás vízkezelő berendezéseket használ a szennyvíz későbbi felhasználásra történő szűrésére. A bennük lévő nagy mennyiségű káros anyag - az ember által előállított termelés maradványai - miatt az egyszerű mechanikai tisztítás nem elegendő. Emiatt a teljes kémiai víztisztításhoz olyan technológiákat és berendezéseket alkalmaznak, amelyek kémiai reagensekkel tisztítják a folyadékot. Az ilyen módszerek megfelelő használata lehetővé teszi nagyon magas eredmények elérését és bármilyen típusú szennyeződés megszüntetését. A folyadék kémiai és biológiai analízisének adataitól függően a megfelelő típusú kémiai és biokémiai anyagokat alkalmazzuk a víztisztításhoz, minden igényt maximálisan kielégítve.

A H2O összetételére vonatkozó adatok felhasználásával a tudósok a laboratóriumban megállapítják, hogy milyen kémiai reakciók fordulnak elő a víz meghatározott koncentrációjú reagensekkel történő tisztítása során. Mivel a reagensként használt anyag aktív ebben a folyamatban, a túladagolás elkerülése érdekében szigorúan be kell tartani a szakértők által javasolt arányokat. Egyes esetekben az ilyen adalékanyagok használata lehetetlen, mert az általuk okozott kár sokkal nagyobb, mint a haszon. Ilyen helyzetekben olyan biológiai hatóanyagokat használnak, amelyek szinte minden szennyező anyagot képesek oxidálni anélkül, hogy károsítanák a környezetet. Használatuk előtt nem lenne felesleges részletesebben tájékozódni arról, hogy milyen vizsgálatokat végeznek az aerob biokémiai víztisztítás során. Az egyik legelterjedtebb vizsgálat a biokémiai oxigénfogyasztás, amely megmutatja, hogy a mikroorganizmusoknak mennyi O2-re van szükségük normális működésükhöz és a káros anyagok oxidációjához. Ezen a mutatón kívül a folyadék kémiai és biológiai elemzését is figyelembe veszik.

A szennyvízben gyakran találhatunk krómot, egy mérgező anyagot, amely allergiás reakciókat vált ki, és nagyon veszélyes az emberi szervezetre. Semlegesítése ugyanolyan fontos, mint a H2O sótalanítása és elhalasztása. Ehhez a vizet kémiailag meg kell tisztítani a krómtól elektrokoagulációs módszerrel. A folyadék elektroforézisen megy keresztül, melynek eredményeként a krómmolekula anionokra és kationokra oszlik. A nagy szorpciós képességű alumínium- és vas-hidroxidok vonzzák őket, oldhatatlan flokkuláló üledéket képezve. Ennek a módszernek az az előnye, hogy nincsenek sóként ható reagensek.

A víz kémiai tisztítása vasból és kalciumból

Az egyik leggyakoribb szennyezőanyag a vas-oxid, amelyet sajátos szín és fémes íz jellemez. Azokban az esetekben, amikor a mennyisége kicsi, oxigént lehet használni reagensként. Gyakran ezt a módszert használják a víz tisztítására vas-oxidot tartalmazó kútból. Ennek a módszernek az a lényege, hogy egy H2O kompresszor segítségével az O2 telítődik. A vas és az oxigén közötti sikeres reakcióhoz katalizátort - magnéziumot - használnak. A reakció eredményeként vas képződik, amelyet a hálószűrők könnyen visszatartanak.

Azokban az esetekben, amikor a rozsdás vizet kútban kell elhalasztani, lágyítani, semlegesíteni és vegyileg tisztítani, erősebb reagenseket kell használni. Ide tartozik a nátrium-hipoklorit, amely szinte minden sót, fémet és szerves anyagot oxidál. Ha a folyadékot a jövőben nem használják fel a gyártásban, és szűrése szükséges ahhoz, hogy visszakerüljön a természetes környezetbe, érdemes kíméletesebb módszereket alkalmazni. Külön figyelmet érdemel a hőerőművekből származó víz ipari tisztítása kémiai reagensekkel a kalcium eltávolítására, amely megvédi a csöveket a vízkőképződéstől. Már a csöveken lévő kis vízkőréteg is csökkenti a hőátbocsátási tényezőt és növeli az üzemanyag-fogyasztást. A probléma megoldására a meszezési módszer alkalmazható, amikor a folyadékhoz legfeljebb 10-es pH-értékű oltott mészoldatot adunk. Ennek eredményeként a következő példa a kémiai víztisztítási reakcióra:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2 CaCO3 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + 2 Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + 2СaCO3 + 2Н2O.

Ennek eredményeként oldhatatlan sók képződnek, amelyeket ezután eltávolítanak a tartályból. Nagyon fontos, hogy a kémiai víztisztító rendszer reakcióit, valamint a hőmérséklet- és nyomásszabályozást folyamatosan végezzék. Ellenkező esetben nehézségek adódhatnak az iszap ártalmatlanítása során, és megnőhet a folyadék zavarossága.

Az ipari víz kémiai előállításához használt reagensek kiválasztása nagymértékben függ a szennyeződések természetétől, valamint a vállalkozás pénzügyi lehetőségeitől. Kémiai vízkezelés sok szervezet erőfeszítésével kombinálva a nátrium-hipoklorit használatával, ami a magas hatékonysággal és alacsony költséggel magyarázható. A szűrés eredménye alapján felveheti a versenyt az ózonozásos módszerrel, amely az emberre abszolút ártalmatlan, de költsége jóval magasabb lesz. Sok üzem olyan kazánrendszereket használ, amelyek használat előtt gondos H2O-szűrést igényelnek. Ez az igény a vízkőképződés és a korrózió elleni védelem miatt van. A kazánvíz kémiai tisztítását elektrokémiai oxidációval vagy speciális vízkőoldó oldat hozzáadásával végezzük. Az első módszer biztonságosabb, mert nem használ reagenseket, és a sókat mágneses tér hatásának kitéve távolítják el. A második módszert nem használják olyan gyakran, és megelőzésre használják.

Miért van szükség vegyszeres tisztításra az uszodákban?

A gyártás során használt folyadékkal ellentétben az uszodákban használt H2O különleges követelményeket támaszt. Tisztának, átlátszónak és biztonságosnak kell lennie. A víz szennyeződésektől való kémiai tisztítására szolgáló szűrők, amelyek lehetővé teszik annak ismételt használatát, segítenek ennek biztosítására. A folyadékfelhasználás sajátosságai miatt itt nem alkalmazható önmagában a mechanikus szűrés. A H2O felszínén és a medence alján folyamatosan felhalmozódnak a szerves vegyületek, valamint az oldott sók és fémek. A klórt tartják a legnépszerűbb fertőtlenítőszernek, de sok tudós igyekszik csökkenteni a fogyasztását, mert nemcsak fertőtleníti, hanem rontja is a bőr állapotát, kifakulnak a szövetek színei és allergiás reakciókat válthat ki. Érdemes megjegyezni, hogy az úszómedencékben a víz kémiai tisztításának jellemző folyamatait, mint például az oxidációt, a semlegesítést és egyebeket, szakemberek felügyelete mellett kell elvégezni. Erre azért van szükség, hogy biztosítsák a végtermék biztonságát az emberek számára. A BWT mesterséges mini tó vizének semlegesítésének és kémiai tisztításának olyan reagensekkel, mint például mikroorganizmusok vagy ioncserélő gyanták, magas követelményeknek kell megfelelniük. Az e márka által gyártott termékek lehetővé teszik a folyadék szűrését az egészség károsodása nélkül.

A H2O sókból, nitrátokból, fémekből és szerves anyagokból történő kémiai tisztításának szokásos módszerei mellett innovatív módszereket is alkalmaznak, amelyek magukban foglalják az ózonozást. A víz és a levegő kémiai tisztítása veszélyes iparágakban vagy háztartási célokra teljesen biztonságos az emberi egészségre, és nem kevésbé hatékony, mint a szintetikus eredetű reagensek. Az ilyen szűrés elve az ózon erős oxidáló tulajdonságainak felhasználása a káros anyagok molekuláinak lebontására. A reakció során oxigén és oldhatatlan csapadék képződik. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően lehetséges a víz kémiai tisztítása a baktériumoktól, nitrátoktól és nehézfémektől. Az O3 termelés közvetlenül a szűrés helyén történik, és van egy speciális berendezés is, amely ózont termel. Egyrészt ennek a technikának számos előnye van, beleértve a kémiai reagensek folyamatos vásárlásának szükségességét, az egészség biztonságát és a legtöbb anyag magas fokú oxidációját. Másrészt nagyon sok energiát fordítanak a gyártásra, ami nagyon megdrágítja ezt a módszert a nagyvállalatok számára.

Az O2 molekulák folyadékban való jelenléte is megengedett bizonyos határok között. A tudósok bebizonyították, hogy az oxigén vízből, levegőből és lúgból történő legjobb kivonása elektrolízissel érhető el, amikor az anyagot mágneses tér hatására oxigénmolekulákra és káros anyagokra osztják. A maradék O2 és egy oldhatatlan csapadék. Függetlenül attól, hogy milyen módszerrel tisztítják a vizet vegyszerekkel, a teljes folyamatot minden szakaszban gondosan ellenőrizni kell. Ez biztosítja az optimális szűrési eredményeket és megóvja az emberek egészségét.

A víztisztítási módszer hatékonysága attól függ, hogy milyen helyesen határozták meg a szennyezés típusát. A vízben lévő idegen anyagok típusának és koncentrációjának további megismerése érdekében kémiai és bakteriológiai elemzést végeznek.

Szinte mindig több szennyezőanyag van egyszerre jelen a vízben, ezért különböző tisztítási módszerek komplexumát és több sorba szerelt szűrőt alkalmaznak.

Kémiai módszerek

A víztisztítás kémiai módszerei a különféle elemek és vegyületek közötti kémiai kölcsönhatásokon alapulnak. A reagenseket szigorúan a víz kémiai elemzésének eredményei alapján választják ki. A reagensek kémiai reakcióba lépnek a szennyező anyagokkal, teljesen lebontják azokat, és az ember számára biztonságos formává, vagy szilárd üledékké alakítják, amelyet a szűrő visszatart.

A vegyi szűrőt (reagensek kiválasztása) nagyon precízen beállíthatja - így csak a káros szennyeződéseket távolíthatja el a vízből. Ugyanakkor a tisztított víz nem lesz „halott” vagy steril - továbbra is tartalmazza az emberi szervezet víz-só egyensúlyának fenntartásához szükséges sókat.

A víztisztítás kémiai módszerei a mechanikus szűréssel kombinálva a fő módszerek egy vidéki ház autonóm vízellátó rendszeréhez.

Vízből eltávolítható: keménységi sók, oldott vas, oldott mangán, fokozott savasság, szerves vegyületek, mikrobiológiai szennyeződés, kloridok, szulfátok, nitrátok, nitritek, szabad szén-dioxid, szabad klór, szilícium, oldott gázok.

Fizikai módszerek

A víztisztítás fizikai módszerei valamilyen fizikai hatást alkalmaznak a vízre vagy a szennyezésre.

Vízből eltávolítható: durva részecskék, mikrorészecskék, szuszpenziók, kolloidok, oldott gázok, keménységi sók, nehézfémsók, szabad klór, mikrobiológiai szennyeződés.

Ultraibolya

Az ultraibolya sugárzás minden mikroorganizmust elpusztíthat a vízben. A fizikai hatás az, hogy az UV sugárzás hullámhossza hatékonyan elpusztítja a kórokozó baktériumok sejtjeit. A szűrőn áthaladva a víz áramlása a kvarcüveggel védett ultraibolya lámpa körül minden oldalról áramlik. Ez a hatás az UV-sugárzót az egyik leghatékonyabb vízsterilizátorrá teszi.

Vízből eltávolítható: bármilyen típusú és szintű mikrobiológiai szennyeződés.

Termikus módszer

Az eljárás azon a jelenségen alapul, hogy a felmelegített víz gőzfázisba megy át, majd a gőz ezt követően kondenzálódik folyadékká. Ugyanakkor a víz sókoncentrációja megváltozik. A forralás a víz részleges lágyításának legegyszerűbb módja. Magas hőmérsékleten a kalcium-hidrogén-karbonát (keménysó) szén-dioxidra és kalcium-karbonátra bomlik, ugyanaz a fehér bevonat a vízforralóban. A víz 100 C-ra melegítése szintén csökkenti a kalcium-szulfát jelenléte által okozott keménységet.

Vízből eltávolítható: keménység, szerves vegyületek, mikrobiológiai szennyeződés.

Fordított ozmózis

Az ozmotikus nyomás hatására a szennyeződéseket tartalmazó víz egy speciális polimer membránon keresztül hatol be. A polimer membrán csak víz- és oxigénmolekulákat enged át, megtartva az összes idegen oldott anyag, valamint a baktériumok és vírusok molekuláit. A fordított ozmózis szűrő nem fog működni, ha a nyomás a vízellátásban kisebb, mint 2,5-3 atm.

Vízből eltávolítható: mikrorészecskék, szuszpenziók, kolloidok, baktériumok, vírusok, molekulák, ionok, keménységi sók, vas, mangán, teljes lúgosság, oldott gázok, kloridok, szulfátok, nitrátok, nitritek, szilícium.

Nagyon gyakran a tisztítási módszerek egyszerre több elvet kombinálnak. Ennek köszönhetően a víztisztítás fizikai-kémiai módszerei sokoldalúbbak és hatékonyabbak.

Fizikai-kémiai víztisztítás

A flotációs hatás alapján hatékonyan távolítja el a vízből a finom és kolloid részecskéket. A gáz áthalad a folyékony hulladék tömegen. Ebben az esetben minden gázbuborék molekuláris erők hatására „összetapad” egy szennyező részecskével. A felületen hab formájában felhalmozódnak a buborékok, amelyek mechanikusan könnyen eltávolíthatók.

Egy másik példa a fizikai-kémiai tisztítási módszerre: a víztisztítás vagy koaguláció elektrokémiai módszere. Az egyenáramnak kitett kolloid részecskék ülepedésének jelenségét alkalmazzák. A módszert széles körben használják az iparban - bányászat, feldolgozás stb.

Vízből eltávolítható: szerves anyagok, finom részecskék, szuszpenziók, kolloidok, keménységi sók.

Biológiai módszerek

A biológiai vízkezelő rendszerek bizonyos mikroorganizmusok azon képességét használják ki, hogy részben vagy teljesen felszívják a különféle (általában biológiai) típusú szennyeződéseket. Ez akkor történik, ha a szennyezés táptalajt biztosít a baktériumok számára. A szennyvíztisztítás aerob és anaerob módszerei jól ismertek. A vidéki házból származó háztartási szennyvíz szerves komponensét kétféle baktérium dolgozza fel.

Az anaerob módszer hatékonyabb, mivel a mikroorganizmusok intenzívebben fejlődnek oxigénes környezetben. Ezenkívül az oxigén az oxidációs reakciók és a szerves anyagok bomlásának további forrásaként szolgál.

A különböző típusú baktériumok különböző típusú szennyezéseket képesek feldolgozni, beleértve azokat is, amelyek véleményünk szerint egyáltalán nem „ehetők”: a közelmúltban fedezték fel a műanyagot fogyasztó baktériumokat.

Figyelembe véve a géntechnológia felgyorsult fejlődését, a víztisztítás biológiai módszerei folyamatosan fejlődnek, kiterjesztve az alkalmazási kört. Talán hamarosan a mindenevő baktériumoknak köszönhetően az emberiség végre megszabadul az óriási szemétlerakóktól.

Vízből eltávolítható: szerves anyag, oldott vas.

A kémiai vízkezelés napjainkra elterjedt. Olyan anyagok, amelyekkel telített a víz, amelyek alkalmasak kémiai víztisztítás, nagyon kiterjedtek. Ezért az ultraszűréssel történő vízkezelés alkalmazása kiterjedt. A teljes víztisztítás több reagens kombinációjával érhető el bármilyen szennyeződés esetén. A szennyvíztisztítás kémiai módszereit általában inkább az iparban használják, mint a mindennapi életben. Célja a finom lebegő részecskék, szerves anyagok, oldott gázok és ásványi anyagok eltávolítása.

Általában egy meglehetősen kényes módszer - kémiai vízkezelés - alkalmazása egy házban, vidéki házban vagy nyaralóban lehetővé teszi az összes apró részlet figyelembe vételét, és ez pontosan az, amit tesz. vízkezelési módszer a leghatékonyabb. A reagens kiválasztása a tisztítandó víz összetételétől függ. Érdemes először vízanalízist végezni.

Magamat kémiai tisztítási folyamat szűrők segítségével hajtják végre, és meglehetősen összetett eljárás, amely számos tényezőtől függ. A kémiai vízkezeléshez használt reagensek különféle oxidálószereket, például klórt, ózont, kálium-permanganátot, valamint lúgosítószereket használnak (ide tartozik például a nátrium-hidroxid, szóda, mész és savanyítószerek, mint a kénsav és a sósav).

Oxidáció mint kémiai vízkezelés. Ez a tisztítási módszer akkor alkalmazható, ha a víz káros anyagokkal van feltöltve, és ha ezek más módon nem távolíthatók el. Ilyen anyagok a cianidvegyületek, amelyek leggyakrabban az ipari szennyvízben találhatók (általában különféle ipari hulladékokkal szennyezettek).

A kémiai víztisztításban használt oxidálószerek, amelyek képesek megbirkózni a cianidvegyületekkel, a nátrium-hipoklorit és a klór. Leggyakrabban viszonylag alacsony költsége miatt használják. at kémiai víztisztítási eljárás A víz savasságának folyamatos ellenőrzése azért szükséges, mert a reakció csak bizonyos pH-érték mellett mehet végbe. A tisztított víznek meg kell felelnie annak a tározónak a pH-értékének, amelybe a tisztítási eljárás után visszavezetik.

Kémiai vízkezelés ugyanolyan fontos, mint az ózonozás és az elektrokémiai oxidáció. , mint az elektrokémiai oxidáció az anódnál, lehetővé teszi a savak, fémek és egyéb hulladékoldatokban található anyagok kinyerését. Az egyik legtöbb biztonságos vízkezelési módszerek Az ózonozás pontosan az, amiről van szó, mert leggyakrabban szennyvíz újrafelhasználására használják. Az ózonozás nagy reakciósebességgel rendelkezik, amely biztosítja az ózon oxigénné bomlását. Az előnyök közé tartozik még a reakció nyomainak teljes hiánya, valamint az ózon képződésének lehetősége azon a helyen, ahol a reakciót végrehajtják.

Normálisan tartja sav-bázis egyensúlyát, anélkül, hogy növelné a sótartalmat, ahogy az más kémiai reagenseknél történik. Az ózon az oxigén származéka, ez magyarázza a reakció sebességét: az ózonosítási folyamat során az oxigénatom más anyagokba való felszabadulási sebessége nagyon magas. Az ózon talán a leghatékonyabb fémoxidálószer a vízkezelésben használt reagensek közül.

A víztisztítás másik módja a semlegesítés lúgosító vagy savanyító szerekkel. Általános szabály, hogy ezt kémiai tisztítási módszer zavart pH-jú ipari szennyvíz kezelésére használják. Ezt a módszert sikeresen alkalmazták nehézfémek vízből történő eltávolítására.

A semlegesítési módszer lúgok és savak kölcsönhatása, amelyek stabilizálják a pH-értéket (és a szabványok szerint nem haladhatja meg a 8,5-ös tényezőt, és nem eshet 6,5 alá). Ha a sav-bázis egyensúly nem felel meg ezeknek a szabványoknak, a vizet vegyszeresen kell kezelni, mielőtt a városi csatornába vagy tározóba engedné. A folyamat általában speciális érintkező vagy áramlási típusú semlegesítőkben, ülepítőtartállyal kombinálva zajlik. Kémiai tisztítás után a vizet deríteni kell.

Kémiai vízkezelés A szennyvíz a legfejlettebb vegyszeres kezelési módszer, mert a víz teljesen megtisztul anélkül, hogy nemkívánatos mellékhatásokat okozna. Ezt a módszert még nem használják széles körben magas költsége miatt.

A szennyvíztisztítás kémiai módszerei közé tartozik a vizekben lévő szennyeződések semlegesítése, oxidációja és helyreállítása. Az oxidációs módszer magában foglalja a szennyvíz elektrokémiai kezelését, amelyet az oldott szennyeződések kivonásával biztosítanak a keringtető vízellátáshoz.

Néha a kérdéses eljárást azelőtt hajtják végre, hogy a szennyvizet bioremediációba küldenék. Ebben az esetben a vegyszeres tisztítás hatékonysága nő. A fenti módszereket gyakrabban alkalmazzák a szennyvíz utókezelésére, mielőtt azt a víztestekbe vagy a terepre engedik.

Hogyan semlegesítsük a szennyvizet

A szennyvíz semlegesítése segít a pH-érték normalizálásában. A víznek ez a kémiai összetétele nem veszélyes az emberre és a természetre. Különféle igényekre újra felhasználható.

A semlegesítési eljárás olyan reagensek használatán alapul, amelyeket a savas környezet koncentrációjának és alkotóelemeinek figyelembevételével használnak. A szakértők 3 típusú savakat tartalmazó szennyvizet különböztetnek meg:

• gyenge savak túlsúlya;
• erős savak jelenléte;
• a kénsav és a kénes sav túlsúlya.

A vizek kénsavval történő semlegesítése az alkalmazott reagenstől függ. A folyamat különböző szinteken megy végbe. Ha mésztejet használ, akkor a gipsz maradékként esik ki. Megtelepszik a csövek falán.

A lúgos vizek semlegesítésére savakat vagy savas gázokat használnak. A legújabb technológia alkalmazásával a szennyvíz semlegesítése és a káros gázkomponensek egyidejű tisztítása történik. A szükséges savas gáz mennyiségének kiszámításához meg kell határozni a tömegátadás szintjét. Ez a technológia erőforrás-takarékosnak tekinthető, mivel kiküszöböli a szennyvíz kibocsátását, csökkenti az édesvíz fogyasztását, és hőenergiát takarít meg a fűtéshez.

A szennyvíz semlegesítésének technológiai rendszerének kidolgozásakor a következőket veszik figyelembe:

• a szennyvízbe kerülő lúgok és savak egyidejű semlegesítése;
• lúgos tartalék jelenléte;
• a víztestek természetes semlegesítése.

A vizsgált folyamat végrehajtásához speciális berendezéseket használnak. A semlegesítés tárolótartályban, ülepítőtartályban vagy megvilágítóban történik. A berendezés kiválasztása az éghajlati viszonyoktól és a szennyvíztárolás időtartamától függ.

A semlegesítés végrehajtásához különféle vegyszereket adnak a szennyvízhez, amelyek savakkal vagy lúgokkal reagálva szuszpenziót képeznek. Kicsapódik. A térfogatát a következő mutatók határozzák meg:

• a fémek, savas ionok mennyisége a forrásvízben;
• a felhasznált reagens mennyisége és víz;
• az alkalmazott világosítás mértéke.

A reagensekkel történő semlegesítést akkor alkalmazzák, ha a szennyvízben megbomlik a sav és a lúg egyensúlya. Ilyen esetekben a szóban forgó eljárás víz keverésével történő megvalósításának lehetősége kizárt. A probléma megoldására hiányzó vegyszereket adnak a szennyvízhez. Ezt a technológiát leggyakrabban savas vizek jelenlétében alkalmazzák.

Semlegesítésük a különböző iparágakból származó hulladékok felhasználásán alapul (hőerőművek vegyi tisztítása után képződő iszap). Kénsav jelenlétében acélgyártási salakokat használnak.

A technológia hatékonysága azon alapul, hogy nagy mennyiségű magnézium- és kalcium-oxid vegyület van jelen. A következő adatokat veszik figyelembe:

• a vízben rejlő és jól oldódó kalciumsók mennyisége;
• a vízben rosszul oldódó kalciumsók mennyisége.

A meszet tej vagy száraz por formájában vezetik a csatornába. A leggazdaságosabb megoldás a bolyhos mész használata. Ha szükséges akár 200 köbmétert is feldolgozni. vizet, majd használjon szódát.

Víztisztítás oxidációval

Ezt a technikát a következő esetekben használják:

• szennyvíz származékok toxinoktól való semlegesítésére;
• amikor nincs szükség vegyületek kivonására a szennyvízből;
• más módszerek alkalmazása veszteséges vagy nem célszerű.

A vizsgált módszer megvalósításához különféle oxidálószereket használnak, beleértve a klór-dioxidot, a különböző konzisztenciájú klórt, a nátrium-hipokloritot, a kálium-dikromátot, az ózont és más vegyületeket. Kémiai méreganyagokhoz kötve kerülnek a vízbe. A reakció eredményeként mérgező szennyeződések jelennek meg, amelyek eltávolítására más technológiákat alkalmaznak.

A klórt erős oxidálószernek tekintik. Agresszív, ezért a szennyvíztisztítás területén nincs nagy igény a különféle modern technológiák megvalósítására. Gyakran ózonnal, ritkábban kálium-permanganáttal vagy hidrogén-peroxiddal helyettesítik.

A vizsgált technológia a víz tisztítása a szennyező anyagok oxidálásával. Egy ilyen kémiai reakció után kevésbé mérgező anyagok keletkeznek, amelyek könnyen eltávolíthatók a folyadékból. Az alkalmazott oxidálószer aktivitása az oxidációs potenciál értéke. Az első és leghatékonyabb oxidálószer a fluor. Erősen agresszív, ezért a gyakorlatban nem használják. Más anyagok esetében ennek a mutatónak az értéke nem haladja meg a 2,1-et.

A folyadék hidrogén-szulfidtól való megtisztításához fenolt, hidroszulfidot, klórt használnak. Ha ammónia vagy származékai jelen vannak a szennyvízben, a klór reakcióba lép velük, és diklo- és monoklór-aminok keletkeznek.

Az oxidatív technológia alapja lehet az oxigén felhasználása. Ez a reakció folyadékfázisban megy végbe, ha magas nyomást és hőmérsékletet figyelünk meg. Ha hasonló helyzet figyelhető meg a szulfidok használatakor, akkor oxidációjuk mélysége nő.

Az oxigént a vas eltávolítására használják a folyadékból. A szulfidvegyületek megsemmisítésére szén-dioxidot használnak a füstgázban.

Víztisztítás ózonnal

Az ózon felhasználásán alapuló szennyvízkezelési technológia számos szennyeződés és szerves anyag elpusztítására irányul. Az oxidációval egyidejűleg a folyadék elszíneződik és fertőtlenül. A szagokat és ízeket eltávolítják belőle. Az ózon egy oxidálószer, amely oldott formában befolyásolja a szennyvíz részét képező szerves és szervetlen anyagokat.

Az ózon könnyen eltávolítja a fenolt, a kőolajtermékeket, a hidrogén-szulfidot és a cianidot. Ugyanakkor különböző mikrobákat érint. A helyi tisztítóállomáson végzett ózonozás során 2 technológiát alkalmaznak:

• katalízis;
• ozonolízis

Ebben az esetben az ózon a következő elvek egyike szerint működik:

1. 1 oxigénatom alkalmazása.
2. Az ózon az anyaghoz kötődik, elősegítve az ózonid képződését.
3. Fokozott légköri oxigénnek való kitettség.

Az elektrokémiai szennyvíztisztítási technológia ezek elektrolízisén alapul. Az anyagok kémiai átalakulása a felhasznált elektródák típusától és anyagától függ. A technika a szennyvíz katódos redukcióján, anódos oxidációján alapul.

Ez a technika energiaigényesnek tekinthető. A technológia lassan működik, ezért kis mennyiségű víz tisztítására használják, vagy ha koncentrált szennyeződések vannak a folyadékban. Anódként grafitot, ruténiumot és magnéziumot használnak.

Az elektrokémiai oxidációs technológia folyamatában veszélyes jelenség a tisztítási folyamat során felszabaduló gázok kiszorítása. Ez robbanást okozhat. Ennek megakadályozása érdekében az elektródák közé azbesztből, kerámiából és üvegből készült membránokat kell beépíteni.

A szennyvíz tisztításához nagyszámú oxidáló részecskét és nagy energiájú sugárzást használnak. Ha a technikát helyi tisztítótelepen alkalmazzák, akkor radioaktív céziumot vagy kobaltot használnak sugárforrásként.

Ha az arzént és a krómot el kell távolítani a szennyvízből, akkor hasznosítási technológiát alkalmaznak. A szervetlen higanyvegyületet reagensek segítségével fémvegyületté alakítják. Ezután flotációt, szűrést és ülepítést végeznek.

A kén-dioxidot az arzén megkötésére használják. A keletkező vegyületeket kicsapással távolítják el a szennyvízből. A 6 vegyértékű króm a háromértékű szintre redukálódik. Ehhez különféle reagenseket használnak. A hidroxid ezután ülepítő tartályban ülepedik.

Használt berendezések

A vizsgált folyamat normálisan megy végbe, ha olyan szűrőtelepítést használnak a megvalósításához, amely nem sikerült. Többkomponensű, antiszeptikus és biológiai szűrővel ellátott eszköz formájában kerül forgalomba. A szennyvíz fertőtlenítésére antiszeptikumot használnak kémiai reagenssel. Szelektíven hatnak a szennyező anyagra.

A tisztítóberendezések naponta különböző mennyiségű vizet képesek kiszűrni. Ez a mutató a használt berendezés teljesítményétől függ. Előnyei közé tartozik:

• hosszú távú működés;
• egyszerű karbantartás;
• a különböző berendezési egységekhez való hozzáférés.

A következő típusú tisztítóegységeket használják a szennyvíz szűrésére:

• szűrőterelővel;
• nem kohéziós szűrőréteggel.

Az első csoportba tartoznak a szennyvízben található hasznos elemek csapdái. Hasonló berendezést használnak az alacsony páratartalmú iszappal történő tisztításhoz. A második csoportba tartoznak a szemcsés szűrők, amelyek nagy mennyiségű szennyvizet tisztítanak.

A rögzített szűrőelválasztóval rendelkező rendszeregységek szalag-, lap-, dob- vagy tárcsás szűrővel vannak felszerelve. A nem kohéziós réteggel rendelkező berendezések nyomásmentes vagy nyomásmentes szűrőkkel vannak felszerelve.

A berendezésekben ülepítő tartályként a következő eszközöket használják:

• hidrociklonok – vegyi üzemek szennyvizének tisztítása;
• gázmosók és hőegységek – megtisztítják a szulfátokat és a radioaktív anyagokat;
• hidraulikus – semlegesíti a savakat;
• adszorberek és deszorberek - megkötik vagy eltávolítják a szerves és illékony szervetlen anyagokat, beleértve a gázokat is.

A fent leírt berendezéseket különféle iparágakban és a mindennapi életben telepítik. A telepítés típusát a víz összetételének és a termelés típusának figyelembevételével választják ki. Gyakrabban használják a szennyvizet mechanikai részecskéktől és kőolajtermékektől megtisztító berendezéseket. A kémiai szennyvíztisztítási technológiák azon alapulnak, hogy különféle kémiai reagenseket adnak a szennyezett vízhez. A felhasznált anyagok szennyező anyagokkal reagálva oldhatatlan részecskék formájában hozzájárulnak azok kicsapódásához. Ezután szűréssel eltávolítják a szennyvízből. A kémiai tisztítási technika segít eltávolítani a vízből az oldhatatlan anyagok akár 95%-át és az oldható anyagok akár 25%-át.