На сегодняшний день в качестве реагентов при очистке воды химическим способом в основном используются различные окислители вроде перманганата калия, хлора, озона, различные подщелачивающие вещества, например, едкий натр, известь, сода, а также такие подкисляющие вещества, как соляная и серная кислоты.

Окисление в процессе химической очистки воды

В основном окисление для химической очистки воды для питья применяют тогда, когда воду загрязнили такими веществами, которые невозможно извлечь никаким другим образом, кроме как химической очисткой. Например, это цианистые соединения, которые, как правило, встречаются в сточных водах, загрязненных различными отходами промышленных производств.

Во время подобной химической очистки воды циан-ионы у различных цианистых соединений окисляются до цианата, который абсолютно безвреден. Уже после химической очистки этот цианат выпадает в осадок и именно поэтому может быть очень легко извлечен фильтрами, в отличие от тех самых вредных соединений, которые растворены в воде. Чаще всего в качестве окислителя, который способен справиться с данными соединениями, используют гипохлорит натрия. Он очень эффективный при своей невысокой стоимости.

По точно такой же схеме происходит и очистка воды от хрома химическим способом.

Электрохимическое окисление и озонирование

Электрохимическое окисление – это еще один метод химической очистки воды. Таким способом очищают лишь сточные воды. Он работает по принципе электрохимического окисления на аноде, куда притягиваются кислоты, металлы и другие вещества, которые находятся в отработанных растворах.

Чаще всего в качестве окислителя используют озон. Он абсолютно безопасен при химической очистке воды. Очищение озонированием стало таким популярным потому, что была необходимость в разработке способов очень глубокого очищения сточных вод для их повторного использования.

Если говорить о преимуществах этого вида очистки, что стоит упомянуть очень высокую скорость реакции, абсолютно полное разложение озона на кислород, возможность получение озона прямо на том месте, где должна быть проведена очистка, а также полное отсутствие каких бы то ни было следов реакции.

Вообще, очистка сточных вод – это один из самых совершенных в технологичном плане методов химической очистки воды . Она очищает воду полностью без каких бы то ни было негативных побочных эффектов. Однако, несмотря на все преимущества, такой метод почти не распространен из-за его высокой стоимости.

Также существует еще одна схем, которая по сути является нейтрализацией с применением подкисляющих либо подщелачивающих средств. Обычно этот метод применяют, если в сточных водах обнаружены проблемы с кислотно-щелочным балансом. Также этот метод используют для удаления из воды тяжелых металлов.

Удаление из воды железа при помощи химической очистки.

Как и механическая, химическая очистка воды может также применяться для того, чтобы извлекать лишнее железо из воды.

То железо, которое пропускают через себя обычные фильтры механической очистки – это двухвалентное железо Fe(II). В растворенном виде оно проявляет себя мутным ржавым осадком при отстаивании воды, различными пятнами ржавчины, а также металлическим привкусом. Если концентрация железа низкая и не превышает 10 мг/л, то при химической очистке воды используют обычный кислород в качестве окислителя.

При помощи специального компрессора вода принудительно обогащается кислородом, а уже после очистки от железа прогоняется через специальный фильтрованный материал, где в качестве катализатора химической очистки используется магний. Когда двухвалентное железо вступает в ходе химической очистки воды в реакцию с кислородом, оно превращается в оксид железа трехвалентного, который после кристаллизации можно очень легко задержать фильтрами.

Подобное окисление кислородом в системах очистки сточных вод эффективно лишь в том случае, если концентрация железа невысока. В том же случае, когда концентрация выше 10мг/л, то используются намного более мощные окислители, например, гипохлорит натрия. В общем, схема очистки гипохлоритом натрия очень напоминает процесс окисления кислородом. Однако тут есть небольшие различия. В случае химической очистки воды гипохлоритом натрия нет никакой необходимости в тех огромных резервуарах для промывки фильтров, которые присутствуют при окислении кислородом.

На сегодняшний день химическая очистка воды от железа вышеописанным методом окисления считается очень устаревшей и теперь используются различные катионообменные смолы.

И в самом конце хочется сказать, что подобная химическая очистка имеет огромнейшее значение при очистке сточных промышленных вод, но вот в быту вряд ли является оправданной.

Добавить свою цену в базу

Комментарий

Вода является основой нашей жизни, без нее невозможны никакие процессы в организме. На возникновение более чем половины болезней прямо или косвенно влияет вода плохого качества. Именно поэтому так важно заботиться о вопросах очистки воды . А теперь перейдем к методам очистки. Разберём как стандартные методы, так и относительно новые.

Самыми популярными методами очистки воды являются:

• механические
• физико-химические
• биологические

Механические методы очистки воды

Механические методы очистки воды - одни из самых дешевых. Механическая очистка сточных вод очищает бытовые жидкости от взвешенных частиц на 60-65%, от нерастворимых грубодисперсных элементов на 90-95%.

К механическим методам очистки относятся:

• Процеживание. Метод процеживания основан на поэтапной фильтрации воды. На первом этапе вода проходит через сетку, задерживающую крупный мусор. Далее вода пропускается через сетку с меньшей длиной ячейки. На последнем этапе размер ячейки сетки минимален, что позволяет задерживать мельчайшие частицы.
• Отстаивание. Метод используют с целью улучшения качества воды в замкнутых системах водоснабжения. Во время отставания частицы с большей плотностью оседают на дне, в то время как частицы с плотностью меньше, чем плотность воды всплывают на поверхность.
• Фильтрование. Грязная вода проходя сквозь фильтрующий материал оставляет все ненужные взвеси в фильтре. Выделяют различные виды фильтров. Наиболее распространены: сетчатые, вакуумные. Для активной очистки воды используют центрифуги и гидроциклоны. Мусор в них скапливается на стенках под влиянием центробежной силы.

Физико-химические методы очистки воды

К физико-химическим методам очистки воды относятся:

• Коагуляция. Метод имеет эффективность до 95%. Начинается очистка воды с того, что в воду добавляются активные коагулянты: Соли аммония, меди, железа. Вредные вещества выпадают в осадок, после чего удаляются без труда. Метод используется на многих предприятиях текстильной, легкой, нефтехимической, целлюлозабумажной, химической и др. Хорошим коагулянтом считается двухвалентное железо FeSО 4 , которое является отходом процесса травления стали. Травильные стоки содержат до 15 % железа. При его использовании очистка по ХПК – до 75%, мутность снижается до 90%, количество фосфора – на 98%, бактерий – до 80%.
• Адсорбция. При адсорбции адсорбент впитывает в себя все вещества и примеси, не задерживая при этом ток воды. Популярные адсорбенты: уголь, торф, цеолиты, бентонитовые глины . В зависимости от вида используемого адсорбента и удаляемого химического вещества можно достигнуть эффективности до 95%.
• Флотация. Флотация основана на образовании воздушных пузырьков, которые поднимают примеси вверх. Образуется слой пены, которую легко удалить. Метод действенен при обработке сточных вод от нефтепродуктов, волокнистых частиц, масел и других веществ. Вода после флотации может направляться на внутренние нужды предприятия или подвергаться более тщательной очистки.
• Экстракция. Используют для удаления со сточных вод органики, которую впоследствии перерабатывают: жирные кислоты, фенолы. Здесь работает физико-химический закон распределения: при активном перемешивании двух нерастворимых жидкостей всякое вещество, растворенное в одной из них, начнет распределяться согласно своей растворимости . После выделения первой жидкости из второй, одна из них будет частично очищена. Когда примеси начинают скапливаться в экстракционном слое, покидая воду, экстракт удаляется. Для эффективности очистки сточную воду подвергают экстракционной очистки несколько раз.
• Ионный обмен. Иониты твердой фазы и ионы в растворе происходит обмен. Благодаря этому можно забирать из сточных вод нужные радиоактивные вещества и примеси: фосфор, мышьяк, ртуть, свинец и др. Особо результативен ионный обмен при высокой токсичности воды.
• Диализ. В процессе диализа полупроницаемая мембрана освобождает коллоидные растворы и низкомолекулярные соединения из высокомолекулярных веществ. Низкомолекулярные вещества способны пройти через мембрану. Главный недостаток диализа – долгий период очистки . Для ускорения процесса прибегают к увеличению активной площади и повышают температуру. Диализ объединяет в себе осмос и диффузию.
• Кристаллизация. Удаление кристаллов примесей. Применяется в водоемах и прудах выпариванием. Возможно только при высоком содержании примесей.

Биологический метод очистки воды

• Биологические пруды. Такая очистка требует наличие открытых искусственных водоемов. В них происходят самоочистка сточных вод. Такой способ позволяет добиться наилучшего результата, чем при использовании искусственных методов. Наиболее эффективно биологическая очистка работает в теплое время года. В зимнее время очистка не происходит, так как микроорганизмы не способны питаться при минусовой температуре окружающей среды.
• Аэротенки. При биологической методике происходит за счет взаимодействия активного ила и механически очищенных сточных вод. Активный ил содержит множество аэробных микроорганизмов. Если им создать благоприятные условия, то в процессе своей жизнедеятельности микроорганизмы будут выводить из сточных вод различные загрязнители, и тем самым будет происходить очистка. Биологическое очищение происходит непрерывно, главное, чтобы регулярно поступал свежий воздух. Когда уровень биохимического потребления кислорода (БПК) снижается, вода поступает в следующие секции. В них начинают работать еще одни микроорганизмы - бактерии-нитрификаторы. Часть этих бактерий перерабатывает азот аммонийных солей, в результате получаются нитриты. Далее активный ил превращается в осадок, а очищенная вода поступает в водоемы.
• Биофильтры. Наиболее распространенной, особенно среди владельцев индивидуальных застроек, является очистка с помощью биофильтра. Биологическая методика очистки происходит с помощью все тех же микроорганизмов, находящихся в биофильтре в виде активной пленки. Производительность биофильтров, имеющих капельную фильтрацию, весьма низкая. Но именно они, обеспечивают наибольшую степень очистки сточных вод. Двухступенчатые биофильтры обладают высокой производительностью, при этом качество несильно отличается от капельной фильтрации. Принцип работы биофильтра схож с процессом очистки с помощью аэротенки. Вначале с помощью механических фильтров и отстойника сточные воды избавляются от взвеси и крупных частиц. Затем вода поступает в тело биофильтра, где и происходит очистка. Бактерии, находящиеся на активной пленке, получают с водой питательные вещества. В процессе поедания органики, бактерии размножаются. В результате разросшаяся колония микроорганизмов очищает сточные воды от всей органики.

Реагентный метод очистки воды

В воду добавляется реагент, который связывает растворенные в воде загрязнения и переводит их в осадок. Метод применяется для удаления из сточных вод растворенных неорганических веществ ионного типа (соли, кислоты, основания), растворенных органических веществ (ПАВ), с переводом последних в нерастворимые комплексы. Эффект очистки достигает 97–98 %.

• Окисление. К сильным окислителям относятся озон, фтор, кислород, хлор и другие вещества, обладающие большими значениями окислительно-восста­но­ви­тель­ных потенциалов Е. Методы окисления используют для доочистки сточных вод в основном от органических веществ (фенолы, органические кислоты, ПАВ и пр.). При этом продукты окисления – это нетоксичные компоненты: CO 2 ; H 2 O; NH 3 и осколки органических веществ различного строения. При правильном выборе режима окисления и четкого контроля за ним эффект очистки достигает 99 %.
• Нейтрализация. Реакция обмена между кислотой и основанием, при которой оба соединения теряют свои характерные свойства и происходит образование солей. Реагенты вводятся в виде порошков (известь, кальцинированная сода), водных растворов (NaOH, гашеная известь и др.), газов, активных загрузок фильтров (дробленый мрамор, известняк, доломит).Если на промышленных предприятиях образуются кислые и щелочные стоки, представляется возможной их взаимная нейтрализация путем смешения в регулируемом режиме. Процесс осуществляется в нейтрализаторах (емкости снабжены перемешивающим устройством и дозатором реагентов), чаще с последующим осветлением.
• Экстракция. Метод очистки, альтернативный сорбции, применяющийся для удаления молекулярных примесей в основном органического характера. В качестве экстрагентов применяются плохо растворимые в воде органические жидкости: сложные эфиры, спирты, ароматические соединения, кетоны.

Мембранный метод очистки воды

Мембраны, как и другие фильтрующие материалы, можно рассматривать как полупроницаемые среды: они пропускают воду, но не пропускают, точнее, хуже пропускают некоторые примеси. Однако если обычное фильтрование применяют для удаления из воды относительно крупных образований – дисперсных и крупных коллоидных примесей, то мембранные технологии – для извлечения мелких коллоидных частиц, а также растворенных соединений. Для этого мембраны должны иметь поры очень малого размера.

Основное отличие мембран от обычных фильтрующих сред состоит в том, что они тонкие, и удаляемые примеси задерживаются не в объеме, а только на поверхности мембраны. Грязеемкость поверхности, очевидно, гораздо меньше, чем у объема. Казалось бы, мембрана должна из-за этого очень быстро засориться и перестать пропускать воду.

Так бы оно и было, если бы в мембранном фильтре не происходило постоянного самоочищения мембраны. Для этого применяется так называемая «тангенциальная» схема движения воды в аппарате, при которой собирают воду с обеих сторон мембраны: одна часть потока проходит через мембрану и образует фильтрат (или пермеат), то есть очищенную воду, а другую направляют вдоль поверхности мембраны, чтобы смывать задержанные примеси и удалять их из зоны фильтрации. Эта часть потока называется концентратом или ретентатом, и обычно ее либо сбрасывают в дренаж, либо (например, при очистке гальванических стоков) отводят для дальнейшей обработки и выделения нужных компонентов.

Таким образом, узел мембранной фильтрации имеет один вход и два выхода, и часть воды постоянно расходуется на очистку мембраны. (В двухступенчатых мембранных установках концентрат второй ступени может быть значительно чище, чем исходная вода, поэтому его можно использовать, подавая снова на вход установки. Таким способом добиваются снижения расхода воды.)

Химические способы очистки стоков – это нейтрализация, окисление и восстановление загрязнений в водах. К способу окислению относят электрохимическую обработку стоков, которая применяется для обеспечения оборотного водоснабжения путем извлечения растворенных примесей.

Иногда рассматриваемый процесс осуществляется перед направлением стоков на биоочистку. В таком случае повышается эффективность химической очистки. Чаще вышеперечисленные способы применяется для доочистки сточных вод перед их сбрасыванием в водоемы либо на рельеф.

Как нейтрализовать стоки

Нейтрализация стоков способствует нормализации водородного показателя. Такой химический состав воды неопасен для человека и природы. Её можно использовать повторно для различных нужд.

Процесс нейтрализации основан на применение реагентов, которые используются с учетом концентрации и составных элементов кислой среды. Специалисты выделяют 3 вида стоков с кислотами:

• преобладание слабых кислот;
• наличие сильных кислот;
• преобладание серной и сернистой кислоты.

Нейтрализация вод с серной кислотой зависит от используемого реагента. Процесс протекает по разным уровням. Если использовать известковое молоко, тогда в остаток выпадет гипс. Он будет оседать на стенках труб.

Чтобы нейтрализовать щелочные воды, применяют кислоты или кислые газы. С помощью последней технологии осуществляется одновременная нейтрализация стоков и очистка от вредных компонентов газов. Чтобы рассчитать количество необходимого кислого газа, определяется уровень массотдачи. Подобная технология считается ресурсосберегающей, так как она ликвидирует сброс стоков, сокращая потребление свежей воды, экономя тепловую энергию на её подогрев.

При разработке технологической схемы по нейтрализации сточных вод учитывается:

• возможная одновременная нейтрализации поступающих со стоками щелочей и кислот;
• наличие щелочного резерва;
• природная нейтрализация водоемов.

Для реализации рассматриваемого процесса используется специальное оборудование. Нейтрализация осуществляется в накопителе, отстойнике либо осветителе. Выбор оборудования зависит от климатических условий, длительности хранения стоков.

Для реализации нейтрализации в стоки добавляют разные химикаты, которые вступаю в реакцию с кислотами или щелочами образуют взвесь. Она выпадает в осадок. Её объем определяется по следующим показателям:

• количество металлов, ионов кислот в исходной воде;
• количество и вод применяемого реагента;
• используемый уровень осветления.

Нейтрализация реагентами применяется, если в стоках нарушен баланс между кислотой и щелочью. В таких случаях исключается возможность реализации рассматриваемого процесса путем смешивания вод. Чтобы решить проблему, в стоки добавляют недостающие химикаты. Чаще такая технология применяется при наличии кислых вод.

Их нейтрализация основана на применении отходов от различных производств (шлам, который образуется после химической очистке на ТЭЦ). При наличии серной кислоты используются шлаки сталеплавильного производства.

Эффективность такой технологии основана на наличии в них большого количества соединений оксида магния и кальция. При этом учитываются следующие данные:

• количество кальциевых солей, присущих в воде и способных хорошо растворяться;
• количество кальциевых солей, плохо растворимых водой.

Известь вводится в стоки в виде молока либо сухого порошка. Самым экономичным вариантом считается применения извести-пушонки. Если необходимо обработать до 200 куб.м. воды, тогда применяют соду.

Очистка вод за счет окисления

Данная методика применяется в следующих случаях:

• для обезвреживания производных стоков от токсинов;
• когда отсутствует необходимость в извлечении соединений из стоков;
• невыгодно либо нецелесообразно использовать другие методы.

Для реализации рассматриваемой методики применяют разные окислители, включая диоксид хлора, хлор разной консистенции, гипохлорит натрия, бихромат калия, озон и прочие соединения. Они попадают в воду, связываясь с химическими токсинами. В результате реакции появляются токсичные примеси, для удаления которых применяются иные технологии.

Сильнодействующим окислителем считается хлор. Он агрессивен, поэтому не пользуется большим спросом для реализации разных современных технологий в области очистки стоков. Его часто заменяют озоном, реже – перманганатом калия либо перекисью водорода.

Рассматриваемая технология заключается в очистки вод путем окисления их загрязнений. После такой химической реакции формируются вещества меньшей токсичности, которые легко удаляются из жидкости. Активность используемого окислителя – это величина окислительного потенциала. Первым и самым эффективным окислителем является фтор. Он обладает высокой агрессивностью, поэтому его не используют на практике. У других веществ значение этого показателя не превышает 2,1.

Чтобы очистить жидкость от сероводорода, фенола, гидросульфида, применяется хлор. Если в стоках присутствует аммиак или его производные, хлор, вступая с ними в реакцию, образует дикло- и монохлорамины.

Окислительная технология может основываться на применении кислорода. Такая реакции происходит в жидкой фазе, если наблюдается высокое давление и температура. Если аналогичная ситуация наблюдается в случае применения сульфидов, тогда глубина их окисления увеличивается.

Чтобы очистить жидкость от железа, используется кислород. Для разрушения сульфидных соединений применяют диоксид углерода с отходящим дымовым газом.

Очистка вод озоном

Технология очистки стоков, основанная на применении озона, направлена на разрушение многих примесей и органических веществ. Одновременно с окислением жидкость обесцвечивается, обеззараживается. Из неё устраняются запахи и привкус. Озон – окислитель, которые воздействует на органические и неорганические вещества, входящие в состав стоков в растворенном виде.

Озон легко устраняет фенол, нефтепродукты, сероводород, цианид. Одновременно он воздействует на разные микробы. В процессе озонирования на локальной очистительной станции применяют 2 технологии:

• катализ;
• озонолиз.

При этом озон воздействует по одному из следующих принципов:

1. Применение 1 атома кислорода.
2. Озон присоединяется к веществу, способствуя образованию озонида.
3. Усиленное воздействие кислорода воздуха.

Электрохимическая технология очистки стоков основана на их электролизе. Химическое превращение веществ зависит от вида и материала используемых электродов. В основе методики находится катодное восстановление, анодное окисление стоков.

Данная методика считается энергозатратной. Технология работает медленно, поэтому её используют для очистки малых объемов вод либо при наличии в жидкости концентрированных загрязнений. В качестве анода применяется графит, рутений, магний.

Опасным явлением в процессе электрохимической технологии окисления считается смещение газов, которые выделяются в процессе очистки. Это может спровоцировать взрыв. Чтобы это предотвратить, между электродами устанавливают диафрагмы их асбеста, керамики и стекла.

Чтобы очистить стоки, применяют большое количество окислительных частиц и высокоэнергетическое излучение. Если методика применяется на локальной очистительной станции, тогда в качестве источника излучения используется радиоактивный цезий либо кобальт.

Если из сточных вод нужно удалить мышьяк, хром, используется технология восстановления. Ртутное неорганическое соединение превращается с металлическое соединение при помощи реагентов. Затем проводится флотация, фильтрация и отстаивание.

Чтобы связать мышьяк, применяется диоксид серы. Полученные соединения удаляются из стоков методом осаждения. Хром с 6-тью валентами восстанавливается до трехвалентного уровня. Для этого применяются разные реагенты. Затем гидроксид осаживается в отстойнике.

Используемое оборудование

Рассматриваемый процесс протекает в норме, если для его осуществления применяется не вышедшая из строя фильтрующая установка. Она представлена в виде многокомпонентного устройства с антисептиком, биологическим фильтром. Для обеззараживания стоков используется антисептик с химическим реагентом. Они избирательно воздействуют на загрязняющее вещество.

Очистительные установки способны профильтровать в сутки разный объем воды. Этот показатель зависит от мощности используемого оборудования. К её плюсам относят:

• длительная эксплуатация;
• простое обслуживание;
• доступность к разным узлам оборудования.

Для фильтрации стоков применяют очистительные агрегаты следующих типов:

• с фильтрующей перегородкой;
• с несвязным фильтрующим слоем.

К первой группе относят уловители полезных элементов, которые содержатся в стоках. Аналогичное оборудование применяется для очистки осадкой низкой влажности. Ко второй группе относят зернистые фильтры, которые очищают большое количество стоков.

Системные установки, в которых есть неподвижная фильтрующая перегородка, укомплектована ленточным, листовым, барабанным или дисковым фильтром. Установки с несвязным слоем укомплектованы безнапорными либо напорными фильтрами.

В качестве отстойников в оборудовании применяют следующие устройства:

• гидроциклоны – очищают стоки от химических предприятий;
• скрубберы и термические агрегаты – очищают от сульфатов и радиоактивных веществ;
• гидравлические – нейтрализуют кислоты;
• адсорберы и десорберы – связывают или выводят органические и летучие неорганические вещества, включая газы.

Вышеописанные установки монтируют на разных производствах и в быту. Тип установки выбирается с учетом состава воды, типа производства. Чаще используется оборудование, очищающее стоки от механических частиц и нефтепродуктов. Химические технологии очистки стоков основаны на добавлении разных химических реагентов в загрязненные воды. Используемые вещества, вступая в реакцию с загрязнителями, способствуют их выпадению в осадок в виде нерастворимых частиц. Затем они удаляются из стоков путем фильтрации. Химическая очистительная методика способствует удалению из воды до 95% нерастворимых и до 25% растворимых веществ.

Очищать воду от вредных примесей необходимо в обязательном порядке. В противном случае вода вместо своей целебной восстанавливающей организм силы проявит исключительно негативные характеристики. Так, неочищенная или некачественно очищенная вода может стать смертельным ядом для человеческого организма. Тем более необходимо очищать сточные воды перед их сбросом в водоемы. Для освобождения жидкости от различных вредных включений используются различные методы и способы, в зависимости от физического состояния примесей. Но, если же, вредные вещества в воде находятся в большей степени в растворенном состоянии, то применяется химическая очистка воды.

Важно: химический метод очистки жидкости широко применим при очистке сточных вод, как промежуточный этап перед её биологической или механической обработке.

Абсолютно все химические способы очистки воды работают по одному и тому же принципу - добавление в грязную воду химических элементов (реагентов) с целью преобразования растворенных веществ во взвешенное состояние. Только после этого их можно будет качественно удалить из имеющегося объема жидкости.

Важно: химочистка воды способна освободить воду на 95% от всех примесей во взвешенном состоянии и на 25% от примесей растворенных.

Для выполнения очистки воды химическим способом применяются три распространенных типа реагентов:

• Окислители. В качестве реагентов здесь используют озон, перманганат калия (марганец) и хлор.
• Щелочные реагенты в виде извести, соды или гидроксида натрия.
• Кислотные реагенты - соляная и серная кислоты.

При этом концентрация взвесей в грязной воде может находиться в диапазоне от 1 мг/литр до 30 гр/литр.

Важно: химические методы очистки воды применяются в основном на промышленных предприятиях. Работать с реагентами в домашних условиях крайне опасно.

Способы очистки воды химическими методами

Нейтрализация

Этот метод очистки направлен на полную нейтрализацию всех патогенных микроорганизмов и других включений, а также на выведение уровня pH воды на нормативные показатели в пределах 6,5-8,5.

Процесс нейтрализации при очистке сточных вод может выполняться несколькими способами. Так, самые часто применимые - такие:

• Процесс смешивания между собой кислых и щелочных сред в виде жидкости;
• Добавление химических реагентов в стоки;
• Фильтрация сточных вод с кислотным содержимым при использовании нейтралиузющих реагентов;
• Нейтрализация любых газов в сточной воде при помощи щелочных реагентов;
• Добавление в стоки с кислотным содержимым аммиачного раствора. Здесь же для нейтрализации кислот в воде можно применять цемент; гидроксид кальция и доломит.

Окисление грязной воды

Метод окисления применяется для стоков в том случае, если при отстаивании и механической чистке воды примеси не удаляются. В качестве реагентов используются:

• Бихромат калия.
• Озон. Этот реагент хоть и является качественным и отлично очищает воду, все де используется крайне редко ввиду высокой стоимости процесса очистки. Но при этом стоит знать, что озонирование позволяет очистить воду от ПАВ, любых нефтепродуктов, от красителей и мышьяка, от канцерогенных включений и от фенолов с цианидами.

Важно: помимо высокой стоимости процесса озон также не используется при очистке сточных вод по причине его взрывоопасности при условии наличия его в большом объеме.

• Хлор в состоянии газа или в сжиженном состоянии (при этом вода впоследствии должна дополнительно дехлорироваться, поскольку доказано, что хлор вступает в реакцию с компонентами воды и образует таким образом вредную хлорволокнистую кислоту или соляную кислоту).
• Хлорат кальция или диоксид хлора.
• Кислород воздуха, пиролюзит и др.

После процесса окисления все микроорганизмы и патогенные бактерии полностью погибают под воздействием добавленных в стоки реагентов.

Процесс восстановления как метод очистки воды

Этот метод работает по принципу восстановления всех включений до своего первоначального физического состояния с целью последующего их удаления из воды с помощью одного их физико-химических методов:

• Флотации;
• Отстаивания;
• Фильтрования.

В основном такой метод применяется для очистки жидкости от частиц мышьяка, ртути и хрома. В качестве реагентов здесь применяют:

• Сульфат железа;
• Диоксид серы;
• Активированный уголь, водород и пр.

Физико-химическая обработка воды

Такие методы обработки и очистки грязной воды являются неотъемлемой частью борьбы с вредными включениями при очистке стоков. Самыми основными из них являются:

• Коагуляция примесей. Такой метод очистки сточных вод чаще всего используется на текстильной промышленности, химической, целлюлозной и легкой промышленности. Принцип воздействия реагентов на грязную воду заключается в том, чтобы преобразовать все включения в форму хлопьев. Затем такой взвешенный осадок удаляется при отстаивании или фильтровании. При использовании метода коагуляции эффективность очистки стоков равна 90-95%.

Важно: также для грязной воды может использоваться и метод электрокоагуляции, когда в воду помещают токопроводники и пропускают ток через водную массу.

Адсорбция воды

Этот способ позволяет адсорбентам поглотить все вредные включения непосредственно в воде. В основном метод адсорбции для очистки сточных вод применим против пестицидов, гербицидов, красителей, ПАВ и фенолов в воде. Также при помощи адсорбции удаляются все ароматические примеси.

Различают два основных и часто используемых вида адсорбции:

• Дегенеративный. В этом случае все вредные включения убиваются вместе с введенным в воду адсорбентом.
• Регенеративный. Здесь вредные примеси можно в дальнейшем извлечь из введенного в воду адсорбента и утилизировать отдельно.

Адсорбирующими реагентами являются:

• Силикагель и торф;
• Зола, активная глина и пр.

Стоит отметить, что эффективность приведенного метода составляет 90-95%, но полностью зависит от следующих факторов:

• Концентрация имеющихся вредных примесей в очищаемой воде;
• Тип используемого реагента-адсорбента;
• Общая площадь стоков, обрабатываемых методом адсорбции;
• Общая глубина очищаемого объема воды.

Метод флотации

В этом случае для очистки сточных вод используют метод, в котором при помощи воздействия на них воздуха под высоким давлением удается удалить все взвеси. То есть воздух нагнетается в воду либо через турбины на дне водного резервуара, либо через трубы сверху. Нагнетенный в воду воздух вспенивает жидкость. При этом воздух вступает в реакцию с молекулами примесей и поднимает все взвеси в пенный слой. Далее все примеси с поверхности воды удаляются при помощи специальных установок.

Важно: метод флотации особенно востребован в том случае, если в воде имеются нефтепродукты, масла и любые волокнистые включения.

Ионный обмен в воде

Здесь в воду вводят ионы ионита, что приводит к взаимодействию последних с молекулами примесей. При возникновении реакции молекулы вредных веществ отделяются от воды, что позволяет качественно их удалить. Как правило, метод ионного обмена применяют для очистки воды от ртути и мышьяка, хрома и цинка, свинца и меди.

Экстракция загрязнителей воды

Данный способ применим при очистке воды в том случае, если примеси, растворенные в воде, имеют техническую или химическую ценность и могут быть использованы впоследствии. Метод основывается на выведении из состава грязной воды фенолов и жирных кислот. Как правило, для очистки воды таким способом в стоки вводят специальный экстрагент, который полностью концентрирует примеси в воде. Затем экстрагент с примесями удаляют из воды и отделяют один от другого. Стоит знать, что экстрагент можно использовать повторно.

Важно: все приведенные выше способы очистки воды при помощи реагентов являются потенциально опасными для рядового обывателя и не могут применяться в домашнем водоснабжении. Поэтому экспериментировать с эти не рекомендуется.

Эффективность метода очистки воды зависит от того, насколько правильно будет определен тип загрязнения. С целью больше узнать о типе и концентрации посторонних веществ в воде проводится химический и бактериологический анализ.

Почти всегда в воде сразу присутствуют несколько загрязнений, поэтому используется комплекс различных методов очистки, несколько фильтров, смонтированных последовательно.

Химические методы

Химические способы очистки воды построены на использовании химических взаимодействий между различными элементами и соединениями. Реагенты подбираются строго по результатам химического анализа воды. Реагенты вступают в химические реакции с загрязнениями, полностью разлагая их, переводя в безопасную для человека форму, либо в твердый осадок, задерживаемый фильтром.

Настроить химический фильтр (выбрать реагенты) можно очень точно - так, что удаляться из воды будут только вредные примеси. При этом очищенная вода не будет "мертвой", стерильной - в ней останутся соли, необходимые для поддержания водно-солевого баланса в организме человека.

Химические методы очистки воды в сочетании с механической фильтрацией являются основными для автономной системы водоснабжения загородного дома.

Способен убрать из воды : соли жесткости, растворенное железо, растворенный марганец, повышенная кислотность, органические соединения, микробиологическое загрязнение, хлориды, сульфаты, нитраты, нитриты, свободная двуокись углерода, свободный хлор, кремний, растворенные газы.

Физические методы

Физические методы очистки воды используют тот или иной физический эффект воздействия на воду, либо на загрязнение.

Способен убрать из воды : грубодисперсные частицы, микрочастицы, взвеси, коллоиды, растворенные газы, соли жесткости, соли тяжелых металлов, свободный хлор, микробиологическое загрязнение.

Ультрафиолет

Ультрафиолетовое излучение способно убить все микроорганизмы, находящиеся в воде. Физическое воздействие заключается в том, что длина волны уф-излучения эффективно разрушает клетки болезнетворных бактерий. Проходя сквозь фильтр, поток воды со всех сторон обтекает ультрафиолетовую лампу, защищенную кварцевым стеклом. Такой эффект делает УФ-излучатель одним из самых эффективных стерилизаторов воды.

Способен убрать из воды : микробиологическое загрязнение любого типа и уровня.

Термический метод

В основе процесса лежит явление перехода нагретой воды в паровую фазу и последующая конденсация пара в жидкость. При этом уровень концентрации солей в воде меняется. Кипячение является простейшим способом частичного умягчения воды. При высокой температуре гидрокарбонат кальция (соль жесткости) распадается на углекислый газ и карбонат кальция, тот самый белый налет в чайнике. Нагрев воды до 100С также позволяет уменьшить жесткость, вызванную присутствием сульфата кальция.

Способен убрать из воды : жесткость, органические соединения, микробиологическое загрязнение.

Обратный осмос

Под действием осмотического давления вода, содержащая загрязнения, проникает сквозь специальную полимерную мембрану. Полимерная мембрана в пропускает только молекулы воды и кислорода, задерживая молекулы всех посторонних растворенных веществ, а также бактерии и вирусы. Обратно осмотический фильтр не будет работать, если в водопроводе давление меньше 2,5-3 атм.

Способен убрать из воды : микрочастицы, взвеси, коллоиды, бактерии, вирусы, молекулы, ионы, соли жесткости, железо, марганец, общая щелочность, растворенные газы, хлориды, сульфаты, нитраты, нитриты, кремний.

Очень часто методы очистки совмещают в себе сразу несколько принципов. Благодаря этому физико химические методы очистки воды более универсальны, имеют высокую эффективность.

Физико-химическая очистка воды

Основана на эффекте флотации, хорошо освобождает воду от мелкодисперсных и коллоидных частиц. Газ пропускается сквозь жидкую массу стоков. При этом каждый пузырек газа под действием молекулярных сил "слипается" с частицей загрязнения. Пузырьки скапливаются на поверхности в виде пены, которую несложно убрать механическим способом.

Еще один пример физико-химического способа очистки: электрохимический метод очистки воды или коагуляция. Используется явление оседания коллоидных частиц при воздействии постоянного тока. Метод широко используется в промышленности - горнорудной, обогатительной и т.д.

Способен убрать из воды : органические вещества, мелкодисперсные частицы, взвеси, коллоиды, соли жесткости.

Биологические методы

Системы биологической очистки воды используют способность некоторых микроорганизмов поглощать частично или полностью различные (чаще всего биологические) виды загрязнений. Это происходит в том случае, если загрязнение является для бактерий питательной средой. Хорошо известны аэробный и анаэробный способы очистки сточных вод. Два вида бактерий перерабатывают органическую составляющую хозяйственно-бытовых стоков из загородного дома.

Анаэробный способ эффективнее, так как в кислородной среде микроорганизмы развиваются более интенсивно. К тому же кислород служит дополнительным источником реакций окисления и разложения органики.

Различные типы бактерий способны перерабатывать разные типы загрязнений, в том числе и совершенно не "съедобные" на наш взгляд: недавно были обнаружены бактерии, поедающие пластик.

С учетом ускоренного развития генной инженерии биологические методы очистки воды будут постоянно развиваться, расширяя область применения. Возможно, в скором времени благодаря всеядным бактериям человечество, наконец, избавиться от гигантских свалок.

Способен убрать из воды : органические вещества, растворенное двухвалентное железо.