Инструменты пользователя

Инструменты сайта


examination:eco:question32

Физико-химическая очистка сточных вод.

Загрязнение пресных вод — попадание различных загрязнителей в воды рек, озер, подземные воды. Происходит при прямом или непрямом попадании загрязнителей в воду в отсутствие адекватных мер по очистке и удалению вредных веществ.

В большинстве случаев загрязнение пресных вод остаётся невидимым, поскольку загрязнители растворены в воде. Но есть и исключения: пенящиеся моющие средства, а также плавающие на поверхности нефтепродукты и неочищенные стоки. Ежегодно в водные бассейны попадают тысячи химических веществ с непредсказуемым действием, многие из которых представляют собой новые химические соединения. В воде могут быть обнаружены повышенные концентрации токсичных тяжелых металлов (как кадмия, ртути, свинца, хрома), пестициды, нитраты и фосфаты, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества (ПАВы). Как известно, ежегодно в моря и океаны попадает до 12 млн тонн нефти. С атомных электростанций в круговорот воды в природе попадают радиоактивные отходы. Сброс неочищенных сточных вод в водные источники приводит к микробиологическим загрязнениям воды. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 80 % заболеваний в мире вызваны неподобающим качеством и антисанитарным состоянием воды. В сельской местности проблема качества воды стоит особенно остро — около 90 % всех сельских жителей в мире постоянно пользуются для питья и купания загрязненной водой.

Методы очистки сточных вод

Наиболее распространенными методами очистки сточных вод являются следующие:

  • Биологический метод очистки сточных вод. Наиболее эффективный и экономичный способ. Минерализация происходит благодаря биологическим процессам (бактериям). Такой способ подходит для вод, разных по происхождению своего загрязнения. В естественных условиях бытовые стоки подаются на поля для орошения, где их перерабатывают бактерии, находящиеся в грунте. Земля удобряется – урожайность возрастает.
  • Механический метод очистки стоков. Нерастворимые частицы удаляют грубой фильтрацией, улавливателями и отстойниками. Когда-то это был основной способ обработки стоков большинства предприятий. Сейчас же его используют лишь для предочистки стоков.
  • Химический метод очистки сточных вод(физико-химический). На некоторых очистных сооружениях используются химические реагенты для очистки стоков. После реакции с реагентами нечистоты выпадают в осадок. Осажденные частицы изымаются механическим способом. Химический способ имеет малую эффективность при очистке сточных вод, содержащих много различных по своей структуре нечистот.
  • Электролитический способ. При этом способе через воду пропускают электрический ток, что вызывает выпадение в осадок большинства растворенных веществ. Несмотря на то, что такой способ имеет высокую эффективность, одним из существенных его недостатков есть высокую энергозатратность.

Физико-химическая очистка сточных вод

Физико-химическая очистка обеспечивает отделение как твердых и взвешенных частиц, так растворенных примесей. Один из наиболее распространенных методов очистки сточных вод. Применяется самостоятельно и в сочетании с механическими и биологическими методами очистки. Наиболее эффективны при локальной очистке сточных вод промышленных предприятий. Физико-химическая очистка включает множество разных способов, основными из которых являются:

  • Коагуляция - процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия с коагулянтами, которые в воде образуют хлопья гидроксидов металлов. Хлопья обладают способностью улавливать коллоидные (дисперсные системы, промежуточные между истинными растворами и взвесями) и взвешенные частицы и быстро оседают на дно резервуара. В качестве коагулянтов обычно используют соли алюминия, железа или их смеси.
  • Флокуляция - один из видов коагуляции, процесс агрегации взвешенных частиц при добавлении в сточную воду высокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами. При этом процесс образования хлопьев гидроксидов алюминия и железа интенсифицируется для повышения скорости их осаждения. Таким образом, введение коагулянтов в сточные воды позволяет, с одной стороны, снизить массу используемых коагулянтов, с другой - уменьшить продолжительность процесса хлопьеобразования и повысить скорость их осаждения.
  • Флотация - процесс всплывания примесей (чаще всего маслопродуктов) при обволакивании их пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. Применяется для очистки вод, содержащих ПАВ (Поверхностно-активное вещество), нефть и нефтепродукты, масла, волокнистые частицы.
  • Экстракция - процесс разделения примесей в смеси двух нерастворимых жидкостей (экстрагента и сточной воды). Очистка сточных вод экстракцией состоит из трех стадий. Первая - интенсивное перемешивание сточной воды с экстрагентом (органическим растворителем), в результате чего образуются две жидкие фазы: экстракт, который содержит извлекаемое вещество и экстраген, и рафинат, который содержит сточную воду и экстраген. Вторая стадия - разделение экстракта и рафината, а заключительная - регенерация экстрагента из экстракта и рафината. С помощью жидкостной экстракции очищают сточные воды от фенолов, масел, жирных кислот.
  • Сорбция - процесс поглощение твердым телом или жидкостью веществ из жидкостей или газов. Поглощающее тело называется сорбентом, поглощаемое им вещество — сорбатом (или сорбтивом). Различают:
    • Абсорбция - поглощение вещества всей массой жидкого сорбента;
    • Адсорбция - поглощение поверхностным слоем твёрдого или жидкого сорбента.
  • Диализ - освобождение коллоидных растворов и растворов высокомолекулярных веществ от растворённых в них низкомолекулярных соединений при помощи полупроницаемой мембраны. При диализе молекулы растворенного низкомолекулярного вещества проходят через мембрану, а неспособные диализировать (проходить через мембрану) коллоидные частицы остаются за ней. Простейший диализатор представляет собой мешочек из коллодия (полупроницаемого материала), в котором находится диализируемая жидкость. Мешочек погружают в растворитель (например в воду). Постепенно концентрации диализирующего вещества в диализируемой жидкости и в растворителе становятся равными. Меняя растворитель, можно добиться практически полной очистки от нежелательных примесей. Скорость диализа обычно крайне низка (недели). Ускоряют процесс диализа увеличивая площадь мембраны и температуру, непрерывно меняя растворитель. Процесс диализа основан на процессах осмоса и диффузии, что объясняет способы его ускорения. Диализ применяют для очистки коллоидных растворов от примесей электролитов и низкомолекулярных неэлектролитов.
examination/eco/question32.txt · Последние изменения: 2014/01/15 08:16 (внешнее изменение)