Химические методы очистки

Находят применение преимущественно для удаления растворимых веществ в замкнутых системах водоснабжения или для дополнительной очистки сточных вод до или после биологической очистки. При химической очистке сточных вод протекают реакции конденсации, окисления, нейтрализации, в результате которых получаются нетоксичные или менее токсичные вещества, растворимые в воде соединения превращаются в нерастворимые и легко отделяются, кислые и щелочные стоки — нейтрализуются. Химической очисткой удаляют из сточных вод ионы тяжелых металлов.

Основными методами химической очистки сточных вод являются нейтрализация и окисление.

Нейтрализацию используют для обработки сточных вод, содержащих щелочи и кислоты. На практике применяют следующие способы: взаимную нейтрализацию кислых и щелочных сточных вод; нейтрализацию реагентами (растворы кислот, известь, кальцинированная сода, аммиак и др.); фильтрование через нейтрализующие материалы (известь, известняк, доломит, магнезит, мел и др.).

Для очистки сточных вод окислением применяют газообразный и сжиженный хлор, диоксид хлора, хлорат кальция, гипохлориты кальция и натрия, перманганат калия, кислород воздуха, озон и др. В процессе окисления токсичные загрязнения, содержащиеся в сточных водах, становятся менее токсичными и затем удаляются из воды.

Для окисления цианидов, сероводорода, гидросульфида, метилмеркаптана используют хлор и его соединения. При этом образуется свободный активный хлор. Окисление цианидов активным хлором до цианатов происходит в момент выделения атомарного кислорода из окислителя. Образовавшиеся циапаты легко гидролизуются до карбонатов.

Окисление кислородом воздуха наиболее часто применяют для очистки воды от двухвалентного железа путем аэрирования воздуха через сточные воды. Образовавшийся гидроксид железа отстаивают в контактном резервуаре, а затем отфильтровывают.

Озонирование основано на высокой окислительной способности озона, который при нормальной температуре разрушает многие органические компоненты сточных вод. Длительность процесса очистки сточных вод значительно сокращается при совместном использовании ультразвука и озона или ультрафиолетового облучения и озона.

Очистку сточных вод восстановлением применяют тогда, когда сточные воды содержат легко восстанавливаемые вещества (соединения ртути, хрома, мышьяка).

Способ термической очистки сточных вод заключается в окислении загрязняющих веществ при высокой температуре с получением нетоксичных продуктов сгорания и твердого остатка. Существует несколько вариантов применения термического способа, начиная с полного уничтожения стоков или загрязненного ила и до значительного уменьшения их. При этом используется следующее оборудование: выпарные аппараты, распылительные сушилки, аппараты для получения твердого продукта и др.

Одним из перспективных способов очистки сточных вод является ионный обмен, с помощью которого можно извлекать из сточных вод соединения мышьяка и фосфора, цианистые соединения и радиоактивные вещества, соли тяжелых металлов — хрома, никеля, цинка, свинца, ртути и др. Очистка происходит в аппаратах периодического и непрерывного действия.

Широкое распространение получает очистка сточных вод методом обратного осмоса (гиперфильтрация), при котором очищаемые стоки непрерывно фильтруются под давлением через полупроницаемые мембраны разных видов, задерживающие частично или полностью молекулы или ионы растворенного вещества.

Используется также метод очистки ультразвуковыми колебаниями сточных вод, содержащих фенолы, поверхностно-активные вещества, цианиды и другие трудно окисляющиеся вещества.