Химическая очистка, виды реагентов, используемые для очистки

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

Во время очищения с помощью химического метода, в жидкости происходят такие процессы, как удаление кислот и щелочей, окисление примесей, находящихся в растворенном состоянии, после чего они становятся малотоксичными и безопасными.

Очистка воды химическим способом относится к третичной стадии процедуры водоочистки, при которой из нее удаляют излишествующие фосфаты (способ препятствует нежелательному росту водорослей).

Химические реакции очистки воды от тяжелых металлов предусматривают удаление загрязняющих неорганических промышленных веществ, таких как ионы тяжелых металлов. Специализированных процессов, которые используют для удаления из стоков металлов, существует довольно много. Самыми востребованными являются цементация, флокуляция, химическое осаждение, жидкостная экстракция, выпаривание, биологические и электрохимические операции, мембранные процессы. Кроме этого, есть методы, предусматривающие одновременное использование сразу нескольких способов. Также практикуется и ликвидация разного рода органических бионеразложимых соединений.

Способы хим. очистки:

1. Нейтрализация – стоков до pH 6,5 – 8,5 путем смещения 2х потоков сточных вод, добавление реагента, фильтрация через нейтрализующие перегородки.

2. Окисление и восстановление

Окисление для хим. очистки воды для питья применяют, когда воду загрязнили веществами, которые невозможно извлечь никаким другим образом. Например, это цианистые соединения.

Для химической очистки производственных сточных вод в настоящее время используются различные реагенты. Наибольшее применение имеют: окислители — хлор, перманганат калия, озон; подщелачивающие вещества — известь, гидроксид натрия, сода; подкисляющие вещества — серная и соляная кислоты.

В ряде случаев химическая обработка требуется в качестве предварительной перед последующей биологической очисткой этих сточных вод.

Окисление загрязняющих сточные воды веществ применяется в тех случаях, когда эти вещества нецелесообразно или нельзя извлечь или разрушить другими способами, в том числе путем биохимического окисления. К таким веществам относятся цианистые соединения, загрязняющие сточные воды многих производств, например сточные воды фабрик обогащения свинцово-цинковых и медных руд, цехов гальванических покрытий машиностроительных заводов и т. д.

Для очистки сточных вод от цианистых соединений применяют окисление циан-иона CN- до безвредного цианата CNO- или переводят токсичные соединения в нетоксичный комплекс или осадок (в виде нерастворимых цианидов), удаляемый из сточных вод отстаиванием или фильтрованием.

46. Биологическая очистка: сущность, активный ил, его составляющие.

Применяется для удаления из СВ растворенных нетоксичных веещств.

Применяется в основном для очистки бытовых стоков.

В процессе очистки используются биоценоз, называемый активным илом – предст. собой совокупность микроорганизмов, объединенных общей слизистой оболочкой, называемой зооглей.

Микроорганизмы активного ила по отношению к условиям среды делятся на:

ü аэробов и анаэробов. Аэробы и анаэробы в свою очередь делятся на облигатные (безусловные) и факультативные (живут и в тех, и в др. условиях).

ü Галлофилы и галлофобы. Галлофилы могут жить в соленой воде.

ü Термофилы и мезофиллы.

Термофилы живут только в теплой воде. Мезофиллы - толерантны к температуре.

В биоценозе активного ила присутствуют простейшие бактерии, водоросли, хищные простейшие. Среди компонентов активного ила бактерии являются регуляторами простейших (едят их).

Активный ил в воде образует хлопок. Хлопок формируется на нитчатых водорослях.

Механизм действия компонентов активного ила заключается в минерализации органических примесей, т.е. компоненты активного ила используют загряз. вещества в качестве источника питания.

По окислительной способности активный ил подразделяют на: углеродоокисляющие, нитрификаторы, сульфатредуцирующие.

В аэробных условиях как и в ОС образуются высшие оксиды. В результате эксплуатации активного ила происходит его рост, развитие и старение. Старый активный ил называется избыточным. Он отправляется на иловые каты, где происходит его сбраживание. Активный ил содержит влажность до 80-95%. В результате сбраживания акт. ил легче отдает воду. Образуется кек – активный ил с влажностью до 65%. Дальнейший процесс обезвоживания осуществляется в анаэробных условиях, где происходит процесс окончательного окисления и восстановления примесей. Процесс протекает в 2 стадии:

1. ацидогенез – образование высших органических кислот (уксусная, муравьиная).

2. метаногенез – образование метана и углекислого газа (70 и 30%).

Обезвоженный активный ил м.б. использован в качестве микроудобрений на полях.

Процесс биологической очистки осуществляется в аэротемках – железобетонный резервуар коридорного типа. 1коридор – адаптация ила к СВ. По дну аэротемка в определ. послед-ти размещ. перфорированные трубы, через кот. подается воздух. Он должен находится во всем объеме аэротемка. Перфорация необходима для 2ух целей: обеспечение кислородом и обеспечение взвешенного состояния акт.ила, не допуская его оседания.

Очистные сооружения

В очистных сооружениях для очистки СВ применяются минимум 2метода. Во всех случаях использ. стадия предварит. очистки(механическая) наиболее часто в очист. сооруж. использ. сетки и отстойники для промышл.СВ.

2ая стадия - специализированная – ее выбор зависит от типа оставшихся загрязнений. Наиболее часто применяют осаждение и/или коагуляцию. В некоторых случаях для многокомпонентных систем применяется мембранный способ разделения.

Для обезвреживания СВ гальванических производств, содержащих смесь разнообраз. по составу примесей, применяется реагентная очистка (нейтрализация с последующим осаждением). Для этого применяется гашеная известь Са(ОН)2.

Бытовые стоки очищают на крупных очистных сооружениях, в которых стадия предварит. мех. очистки состоит из 3х ступеней:

1. примен. решетки и грабли

2. песколовки

3. радиальные отстойники.

После отстаивания в отстойниках 1ой очереди условно очищенная вода подается на биологическую очистку. После нее происходит отделение активного ила от очищенной воды. Как правило осуществляется в радиальных отстойниках 2ой очереди. После отделения акт.ил вновь подается в аэротемки, а вторичный акт.ил на иловые каты.

Очищенная вода после биологич.очистки подвергается анализу на содержание микроорганизмов. Последняя стадия – обеззараживание.

Строение литосферы

Литосфера – это твердая поверхность планеты, сформированная в результате эволюционных процессов. Литосфера занимает 1/3 поверхности. Литосфера динамическая система, постоянно видоизменяющаяся вследствие строения земного шара:Слоистая структура планеты подразумевает наличие слоев, граница которых была определена косвенным методом (методом сейсмологии).

1. Земная кора – самая твердая оболочка, имеющая самую малую плотность ρ=2,2-2,5г/см³. В основе содержит 3 преобладающих элементов: кислород, кальций и кремний. Максимальная протяженность – 100 км.

2. Верхняя мантия – протяженность 600 км, средняя плотность – 5,5 г/см³, преобладают кремний, кальций, незначительное содержание кислорода, примеси тяжелых металлов, формирует лава.

3. нижняя мантия – протяженность 2900 км, плотность возрастает до 10 г/см³, преобладает кремний, есть кальций, примеси железа, никеля.

4. Внешнее жидкое ядро – обеспечивает магнитное поле, состоит из железа, никеля и серы, протяженность 5300 км, плотность 13,5г/см³.

5. Внутреннее твердое ядро – содержит железо, никель, протяженность 6170 км, плотность 15,5 г/см³.