Химические методы очистки вод

Cточные воды – неизбежный побочный продукт производственных или бытовых процессов. Их состав и объем зависит от типа предприятия и используемых технологий. Однако прежде чем сбросить эти стоки в канализацию или водоемы, необходимо провести их очистку в специальных очистных сооружениях. Это не просто требование законодательства, но и ответственность перед окружающей средой и будущими поколениями. В сегодняшней статье рассмотрим химические методы очистки сточных вод и их особенности.
Химические методы очистки воды применяют для избавления сточных вод от достаточно опасных растворенных веществ. После обработки жидкость можно безопасно использовать повторно в технических целях, в т.ч. на крупных промышленных предприятиях. При выполнении очистки в воду добавляют специальные катализаторы и реактивы, при взаимодействии с которыми связываются растворенные соединения и вещества, что приводит к выпадению этих примесей в осадок. При очистке питьевой воды химические методы используют редко, причем в качестве дополнения к биологическим, механическим и физико-химическим, часто больше подходящим для удаления патогенных микроорганизмов и нерастворимых загрязнений.

Химические методы очистки – это самый эффективный способ выпадающих в осадок твердых примесей из растворенных в стоках загрязнителей. Суть методов основана на способности активных реагентов вступать в реакцию с вредными веществами, растворенными в воде. Благодаря этому, загрязнения переходят в устойчивые плохо растворимые соединения, которые в дальнейшем выпадают в осадок. В такой форме загрязнения могут быть задержаны фильтрами предварительной или глубокой очистки. Таким образом, технология работает на молекулярном уровне. Химические реагенты чаще применяют для устранения из воды:

• цианидов;
• сероводорода;
• сульфидов;
• соединения ртути;
• хрома;
• мышьяка;
• никеля;
• свинца и т.д.

Кроме того, при химической очистке можно привести в норму водородный показатель стоков. Наблюдается повышение уровня прозрачности стоков и улучшение других органолептических параметров, а также устранения большинства патогенных микроорганизмов. Существует три основных метода химической очистки, применяющиеся в разных условиях. К ним относятся:

• окисление;
• нейтрализация;
• восстановление.

Для устранения примесей при проведении очистки в качестве реактивов чаще всего применяют вещества, относящиеся к следующим 3 категориям:

1. Окислители – хлор, перманганат калия, марганец, озон, бихромат калия, пероксид водорода.
2. Щелочи – гидроксид натрия, известь, сода.
3. Кислоты – соляная, серная.

Качество воды определяет присутствие микрофлоры, а также разных органических и неорганических веществ, растворимых и нерастворимых примесей. В природе не так много пригодной для питья воды. Чтобы получать дома из систем водоснабжения качественную, безопасную для употребления воду, важно бережно относиться к этому природному ресурсу.
Большое значение имеет очистка стоков, с помощью государственных очистительных сооружений, включающих отстойники, фильтрующие установки, а также проведение различных биологических, химических и физических обработок.
Комплексный подход позволяет снизить концентрацию вредных веществ до оптимального для того, чтобы ее можно было использовать повторно или безопасно вернуть в окружающую среду. Таким образом, химические методы являются важной составляющей комплексной очистки стоков.

Химические методы очистки воды от разных примесей и включений могут использовать только профессионалы. Требуется не только правильная загрузка реагентов в нужной концентрации, но и соблюдение мер предосторожности.
Конкретные способы подбираются на основе лабораторных анализов, при проведении которых могут быть выявлены не только виды токсичных веществ, но и их концентрация.

Считается самым эффективным методом, т.к. он достаточно универсален. Его активно применяют для понижения токсичности раствора стоков с производственных линий. За счет введения мощных окислителей связываются многие соли тяжелых металлов и другие токсичные веществ. При прохождении реакции вредные соединения переходят формы в менее опасные и более доступные для дальнейшего улавливания фильтрами. Кроме того, окислители способны уничтожать микроскопические организмы, обитающие в бытовых и промышленных стоках. Окисление эффективно применяется для устранения тех примесей, которые не могут быть устранены другими методами.
Реагенты достаточно доступны, поэтому окисление пользуется большой популярностью. Для очистки воды, предназначенной для питья, нередко применяют процедуру хлорирования. Это вещество не только приводит к устранению ряда примесей, но и опасных вирусов/бактерий, часто содержащихся в воде. В то же время даже после дополнительной фильтрации достаточно сложно устранить характерный привкус и запах.
Наиболее современным вариантом этого метода очистки считается озонирование. Оно характеризуется высоким потенциалом окисления. При этом оно достаточно взрывоопасно, поэтому при его применении важно строго соблюдать технологию обработки вод. Озонирование занимает всего 10-15 минут. После этого частицы большинства загрязнений опускаются на дно резервуара, а вода приобретает приятный свежий запах. Это хороший метод водоподготовки, если стоки после очистки планируется вернуть в природные водоемы.
К недостаткам окислительного метода можно отнести отложение солей на магистральных трубопроводах. Чтобы удалить эти твердые остатки, часто приходится использовать серную кислоту, причем для отмачивания нередко требуется более 24 часов. Устранение отложений может быть затруднено из-за появления органических примесей. Таким образом, при использовании реагентов для окисления состояние коммуникаций должно находиться под строгим контролем, чтобы избежать выхода из строя комплектующих системы водоочистки.

Суть этого метода заключается в коррекции кислотного или щелочного баланса водной среды для достижения параметров, соответствующих норме. Этот показатель должен составлять в норме 6,5-8,5 рН. Для очистки применяют щелочи и кислоты. Они связываются с разными токсичными соединениями, что приводит к выпадению кристаллов солей, которые в дальнейшем могут быть удалены фильтрами.
Если при анализе стоков в лаборатории было подтверждена повышенная кислотность, используют гидроксид аммония, гидроокиси щелочных металлов, карбонат натрия или соду. Кроме того, может использоваться известковое молоко. Выбор того или иного нейтрализующего реагента зависит от кислотного состава стоков и того, какие присутствуют концентрации отдельных загрязнителей. Если требуется нейтрализация щелочных стоков, применяют кислые газы, в т.ч. углекислый. Используют и кислоты. Именно этот метод чаще применяют для очистки стоков в тяжелой промышленности.
Технологическая схема методом нейтрализации предполагает использование не только специального оборудования, но и отстойников, осветлителей и накопителей. Считается, что после такой переработки вода становится пригодной для повторного использования в производственных процессах, а также безопасного возвращения в природу после прохождения через песок и фильтрующие установки.

Несмотря на то что этот метод применяют намного реже, чем нейтрализацию и окисление, однако он еще не утратил своей актуальности. Этот метод используют в качестве подготовительного при физико-химической очистке, в т.ч. за счет коагуляции и флотации.
Восстановление рекомендовано, когда количество легко восстанавливаемых элементов высоко. Метод предполагает использование в качестве реагентов добавление в стоки диоксида серы, сульфата железа, древесного угля, водорода. Восстановление нередко применяют для устранения из стоков ртути, хрома, мышьяка и других опасных для живых организмов веществ. Тип реагента подбирается с учетом вида и концентрации загрязнителей.

Химические методы очистки ограниченно применяют для очистки водопроводной воды. Чаще их используют для очистки бытовых и промышленных стоков. Выбор метода зависит от особенности загрязнений. К их преимуществам относятся:

• высокая скорость очистки;
• устранение большинства видов наиболее опасных загрязнителей;
• относительно небольшая цена реагентов и их доступность;
• эффективность при очистке промышленных стоков.

Кроме того, примеси, выпавшие в осадок после очистки воды химическими методами, достаточно легко в дальнейшем удаляются с помощью фильтрующих систем разных видов.

Для оценки качества проведенной очистки требуется забор проб с их последующей доставкой в лабораторию. Специалисты проводят анализы для выявления содержания опасных веществ и их концентрацию. По результатам исследования предоставляется его протокол и заключение с уточнением, наличия соответствия проб требуемым санитарным нормам.