Когда и зачем нужна химическая очистка воды. Химочистка воды
Способы химической очистки воды
Химическая водоочистка сегодня получила широкое распространение. Вещества, которыми насыщена вода, которые пригодны для химической очистки воды, очень обширны. Поэтому обширны способы применения водоочистки с ультрафильтрацией. Полной водоочистки можно добиться с помощью сочетания нескольких реагентов при любой загрязненности. Как правило, химические способы очистки сточных вод применяются больше в промышленности, нежели в быту. Ее цель - удаление тонкодисперсных взвешенных частиц, органики, растворенных газов и минеральных веществ.
Обычно применение достаточно деликатного метода - химической водоочистки - в доме, на даче или в коттедже позволяет учесть все мелкие детали и именно это делает данный способ водоочистки самым эффективным. Выбор реагента зависит от состава воды, которая подлежит очистке. Предварительно стоит сделать анализ воды.
Сам процесс химической очистки осуществляется с помощью фильтров и представляет собой достаточно сложную процедуру, которая зависит от многих факторов. Реагентами для химической водоочистки применяются различные окислители, такие, например, как хлор, озон, перманганат калия, а также подщелачивающие вещества (сюда, к примеру, можно отнести гидроксид натрия, сода, известь и подкисляющие вещества типа серной кислоты и соляной).
Окисление как химическая водоочистка. Подобный способ очистки применим тогда, когда вода наполнена вредными веществами, и если их невозможно извлечь никаким иным способом. Такими веществами являются цианистые соединения, которые чаще всего встречаются в сточных промышленных водах (обычно именно они загрязнены разнообразными отходами производства).
Окислители, применяемые при химической очистке воды, которые способны справиться с цианистыми соединениями, это гипохлорит натрия и хлор. Его применяют чаще всего из-за достаточно невысокой стоимости. При процедуре химической очистки воды нужен постоянный контроль уровня кислотности воды, потому что реакция может происходить только при определенном уровне pH. Очищенная вода должна обладать уровнем pH водоема, в который ее возвратят после процедуры очистки.
Химическая водоочистка важна так же, как озонирование и электрохимическое окисление. Водоочистка для дома, как электрохимическое окисление на аноде, позволяет извлечь кислоты, металлы и другие вещества, находящиеся в отработанных растворах. Одним из самых безопасных способов водоочистки является именно озонирование, потому что оно используется чаще всего для повторного применения сточных вод. Озонирование обладает высокой скоростью реакции, которая обеспечивает разложение озона на кислород. Плюсами являются также полное отсутствие следов реакции и возможность получения озона на месте, где проводится реакция.
Озонирование воды сохраняет её кислотно-щелочной баланс в норме, не увеличивая содержание солей, как это бывает от остальных химических реагентов. Озон – это производная кислорода, именно этим и объясняется быстрота реакции: в процессе озонирования быстрота отдачи атома кислорода другим веществам очень велика. Озон – это, пожалуй, самый эффективный окислитель металлов среди реагентов, применяемых при водоочистке.
Нейтрализация с применением подщелачивающих или подкисляющих веществ – это еще один способ водоочистки. Как правило, такой метод химической очистки используется при очистке промышленных сточных вод, pH которых нарушен. Этот метод с успехом применяют для удаления тяжелых металлов из воды.
Метод нейтрализации – это взаимодействие щелочей, кислот, которые стабилизируют уровень pH (а он по стандартам не должен превышать коэффициента 8.5, а также не должен и опускаться ниже 6.5). Вода подлежит химической очистке перед выпуском в городскую канализацию или в водоем, если кислотно-щелочной баланс не соответствует этим нормам. Процесс водоочистки обычно происходит в специальных нейтрализаторах контактного или проточного типа, объединенных отстойником. После химической очистки вода подлежит осветлению.
Химическая водоочистка сточных вод – это самый совершенный метод химической очистки, потому что происходит полное очищение воды без возникновения нежелательных побочных эффектов. Этот метод пока еще мало распространен, что обуславливается его высокой стоимостью.
Смотрите также:
www.bwt.ru
Химическая очистка воды
Большинство современных предприятий используют водоочистные сооружения для фильтрации стоков с целью их последующего использования. В связи с нахождением в них большого количества вредоносных веществ – остатков техногенного производства, простого механического очищения ставится недостаточно. По этой причине для полной химической очистки воды используют технологии и установки, которые производят очищение жидкости при помощи химических реагентов. Грамотное применение таких способов позволяет добиться очень высоких результатов и устранить загрязнения любого типа. В зависимости от данных химико-биологического анализа жидкости используются соответствующие виды химических, биохимических веществ для очистки воды, максимально удовлетворяющие всем предъявляемым требованиям.
Используя полученные данные о составе Н2О, ученые лабораторным путем устанавливают, какие химические реакции происходят при очистке воды с той или иной концентрацией реагентов. Поскольку активным в этом процессе является вещество, используемое в качестве реагента, то во избежание его передозировки следует строго соблюдать предложенные специалистами пропорции. В некоторых случаях использование таких добавок невозможно потому, что ущерба от них будет намного больше, чем пользы. В таких ситуациях применяют биологические активные вещества, способные окислить практически все загрязнения, не принося вреда окружающей среде. Перед их использованием не будет лишним подробнее узнать, какие анализы производят при аэробной биохимической очистке воды. Одним из самых распространенных исследований является биохимическое потребление кислорода, которое говорит о том, насколько микроорганизмам хватает О2 для их нормального функционирования и окисления вредных веществ. Помимо этого показателя также учитывается и химико-биологический анализ жидкости.
Нередко в стоках можно встретить хром – токсичное вещество, вызывающее аллергические реакции и очень опасное для человеческого организма. Его нейтрализация также важна, как и обессоливание, обезжелезивание Н2О. Для этого необходимо провести химическую очистку воды от хрома методом электрокоагуляции. Жидкость подвергается электрофорезу, вследствие чего молекула хрома делится на анионы и катионы. Гидроксиды алюминия и железа, имеющие высокую сорбционную способность, притягивают их, образовывая нерастворимый хлопьевидный осадок. Преимущества такого метода заключаются в отсутствии реагентов, выступающих качестве солей.
Химическая очистка воды от железа и кальция
Одним из самых распространенных загрязнителей является окись железа, характеризующаяся специфичным цветом и металлическим вкусом. В случае, когда ее количество невелико, в качестве реагента может быть применен кислород. Часто таким способом происходит очищение воды из скважины, содержащей окись железа. Суть этого метода заключается в том, что при помощи компрессора Н2О насыщается О2. Для успешного протекания реакции между железом и кислородом пименяется катализатор – магний. Результатом реакции становится получение трехвалентного железа, которое легко удерживается сетчатыми фильтрами.
В тех случаях, когда необходимо произвести обезжелезивание, умягчение, нейтрализацию и химическую очистку ржавой воды в скважине, используются более сильные реагенты. К ним относится гипохлорит натрия, который окисляет практически все соли, металлы и органические вещества. В случае, если жидкость в дальнейшем не будет задействована в производстве, а ее фильтрация необходима для возвращения в природную среду, стоит задействовать более щадящие методы. Особого внимания заслуживает промышленная очистка воды ТЭЦ химическими реагентами от кальция, защищающая трубы от образования известкого налета. Даже небольшой слой накипи на трубах способствует снижению коэффициента теплопередачи и возрастанию расхода топлива. Для решения этой проблемы может быть использован метод известкования, когда в жидкость добавляют раствор гашеной извести с уровнем рН не более 10. В итоге можно наблюдать следующий пример реакции химической очистки воды:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2 CaCO3 + 2Н2O Mg(HCO3)2 + 2 Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + 2СaCO3 + 2Н2O.
В результате образуются нерастворимые соли, которые затем удаляются из резервуара. Очень важно, чтобы реакции химической системы очистки воды, а также контроль над температурой и давлением производились постоянно. В противном случае могут возникнуть трудности в утилизации шламов, повышение мутности жидкости.
Выбор реагентов для химической подготовки промышленной воды во многом зависит от характера загрязнений, а также от финансовых возможностей предприятия. Химическая очистка воды сочетается усилиями многих организаций с использованием гипохлорита натрия, что объясняется его высокой эффективность и низкой стоимостью. По результатам фильтрации конкуренцию ему может составить метод озонирования, который абсолютно безвреден для человека, но его стоимость будет значительно выше. На многих предприятиях используются котельные установки, требующие тщательной фильтрации Н2О перед их использованием. Такая потребность обусловлена защитой от образования известкого налета и коррозий. Химическая очистка воды котельной установки осуществляется при помощи электрохимического окисления или добавления в жидкость специального раствора против образования накипи. Первый метод является более безопасным, поскольку в нем не используется реагентов, а удаление солей происходит за счет воздействия на них магнитного поля. Второй метод применяется не так часто и используется для профилактики.
Почему необходима химическая очистка в бассейнах
В отличие от жидкости, используемой на производстве, к Н2О в бассейнах предъявляются особые требования. Она должна быть чистой, прозрачной, безопасной. Обеспечить это помогают фильтры для химической очистки воды от соединений примесей, позволяющие многократное ее использование. В связи со спецификой использования жидкости, здесь не удастся обойтись только механической фильтрацией. На поверхности Н2О и дне бассейна постоянно скапливаются органические соединения, а также растворенные соли, металлы. Самым популярным дезинфектором считается хлор, но многие ученые стараются снизить его потребление, потому что он не только обеззараживает, но и ухудшает состояние кожи, блекнут краски на тканях и может стать причиной возникновения аллергических реакций. Стоит отметить, что характерные процессы для химической очистки воды в бассейнах, такие как окисление, нейтрализация и прочие, должны проходить под контролем специалистов. Это необходимо для обеспечения безопасности конечного продукта для человека. Высоким стандартам должна соответствовать нейтрализация и химическая очистка воды в искусственном мини пруду BWT с применением таких реагентов, как микроорганизмы или ионообменные смолы. Продукция, выпускаемая этой маркой, позволяет отфильтровать жидкость без ущерба для здоровья.
Наряду с привычными методами химического очищения Н2О от солей, нитратов, металлов и органических веществ, применяют и инновационные, к которым относится озонирование. Производимая при этом химическая очистка воды и воздуха на вредном производстве или для бытовых нужд абсолютно безопасна для здоровья человека и не менее эффективна, чем реагенты синтетического происхождения. Принцип такой фильтрации заключается в использовании сильных окислительных свойств озона для расщепления молекул вредных веществ. В процессе реакции образуется кислород и нерастворимый осадок. Благодаря этим его свойствам возможна химическая очистка воды от бактерий, нитратов и тяжелых металлов. Производство О3 происходит прямо на месте фильтрации, здесь же находится специальное оборудование, генерирующее озон. С одной стороны, у данной методики огромное количество плюсов, среди которых отсутствие необходимости постоянно покупать химические реагенты, безопасность для здоровья, высокая степень окисления большинства веществ. С другой стороны – на его производство дополнительно затрачивается очень большое количество энергии, что делает такой способ очень затратным для больших предприятий.
Наличие в жидкости молекул О2 тоже допускается в определенных пределах. Учеными доказано, что наилучшего извлечения кислорода из воды, воздуха, щёлочи можно добиться методом электролиза, когда под воздействием магнитного поля субстанция разделяется на молекулы кислорода и вредные вещества. В остатке получается О2 и нерастворимый осадок. Каким бы способом не происходила очистка воды с помощью хим веществ, необходимо тщательно контролировать весь процесс на всех его этапах. Это позволит получить оптимальный результат фильтрации и сохранить здоровье людей.
www.mirvody.ru
Методы и способы химической очистки воды
Перед тем, как безопасно использовать жидкость из озер, рек, ручьев и прочих источников в промышленных и питьевых целях, ее необходимо сначала очистить, чтоб она отвечала существующим стандартам и требованиям. Вся схема аналитического метода промышленной очистки воды реализовывается с помощью использования определенных химических и физических процессов. Известные химические методы очистки воздушной среды и воды применяются после предварительной физической обработки, которая во многих случаях является обязательной. К ней относятся: решечение (удаление взвешенного мусора и плавающих предметов), аэрирование (удаление летучих масел, диоксида углерода, сероводорода), флоккуляция (взбалтывание, после чего все крупные частицы оседают на дно), седиментация (удаление частиц, осевших на дно), фильтрование (прохождение через слой песка, который смешан с древесным молотым углем). Какой метод очистки бытовой воды является экономически более затратным, можно понять только после того, как детально рассмотреть использующиеся на сегодняшний день методы, где все зависит, конечно же, от степени загрязнения, используемого оборудования и его стоимости.
Для того чтоб понять, как происходит химический метод очищения в питьевой воде, нужно рассмотреть процессы ее подготовки к данной процедуре. Производится этот процесс по-разному, с использованием определенных употребительных форм. Поэтому любые способы химической очистки воды в доме, а особенно те, в которых производитель хочет подчеркнуть ее безвредность после соответствующей обработки, особо пользуются спросом. Одним из таких способов считается умягчение, при котором жесткость, вызванная наличием растворенных солей магния и кальция, значительно устраняется. Обычно для достижения такого эффекта добавляют карбонат натрия, гидроксид кальция, ионообменные смолы. Также довольно популярна и адсорбция, в ходе чего одно вещество поглощается поверхностью другого, например, активированный уголь адсорбирует органические соединения.
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. Многие химические методы очистки стоков от цианистых соединений основаны на окислении озоном, который дает возможность превратить цианиды, содержащиеся в жидкости, в цианаты – формы менее вредные для здоровья.
Методы химической очистки воды: химические реакции
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.
Третичная водоочистка способна довести стоки до чистоты такого уровня, что они будут полностью отвечать установленным стандартам. По окончанию цикла полной водоочистки бытовые стоки спускают в реки или моря. Согласно стандартам, после очищения ВПК должно быть меньше 20 мг/дм3, и иметь концентрацию твердых взвешенных веществ не больше 30 мг/дм3. Химические способы и методы очистки воды в автомойках относятся к числу высокоэффективных. Они должны легко справляться с большим количеством примесей и вредных веществ, имеющих значительный диапазон концентрации примесей. Новые подходы и использование современных технологий помогут решить и эту проблему. Для того, чтобы результат был достигнут со 100% вероятностью, иногда применяется ярко выраженный синергетической эффект комбинации нескольких подходов, которые используются вместе с традиционными методами водоочистки, чаще всего это ультрафильтрация и озонирование. Озонирование с параллельным дозированием коагулянта активизирует создание хлопьев, что в свою очередь значительно увеличивает эффективность самой коагуляции.
А вот почти все методы химической очистки воды от кальция основаны на умягчении, поскольку именно соли карбоната кальция делают Н2О жесткой. Это касается не только водопроводной системы, но и жидкости из скважины – в последнее время оттуда добывается жидкость с повышенной жесткостью. И чаще всего она имеет жесткость, в несколько раз выше водопроводной. На некоторых очистных сооружениях использовались реагенты для очистки стоков. После реакции с реагентами нечистоты выпадают в осадок. Осажденные частицы изымаются механическим способом.
В чем заключается электрохимический способ очистки воды
Нейтрализация является более эффективной из всех способов химической водоочистки стоков. Суть ее заключается в том, что для очищения используются кислоты, аммиак, щелочи, сода, известь, что обеспечивает заданную величину водородного показателя рН. Этот метод очень часто используют в промышленности. Самым простым на предприятии считается смешение щелочных и кислых стоков. Кроме этого, применяют фильтрование через доломит, мел, магнезит или применение реагентов. А нейтрализаторы, аппараты для очистки воды все эти процессы делают доступными и быстрыми. Сегодня почти все физико химические устаревшие методы очистки резервуаров с успехом заменили электрохимические методы и способы – они имеют много стадий в процессе водоподготовки и характеризируются относительной сложностью явлений, которые происходят в аппаратах водоочистки. Каждая стадия зависит от того, насколько рационально ведутся все процессы конструирования электролизеров.
Электрохимические методы делятся на такие группы: методы разделения, превращения и комбинированные. Электрохимическая очистка воды химическими фильтрами имеет значительно большую эффективность, нежели просто хим очистка. При этом, полностью разрушаются вредные примеси, содержащиеся в стоках. Электрохимическое окисление в регенерации таких веществ, как примеси меди, железа и других соединений, дает очень хорошие результаты - такая жидкость становится вполне пригодной для дальнейшего использования на производстве.
Схема химической очистки воды в городском бассейне гипохлоритом одна из самых долговечных - использовать гипохлорит натрия начали еще тогда, когда хлорная промышленность только зарождалась. Уже в это время выделили его широкий спектр действия на микроорганизмы и антибактериальную активность. Но активного хлора в этом очистителе немного, поэтому его растворы обладают ограниченной стойкостью. Окислительное влияние гипохлорита, точно такое же, как у растворенного хлора, который также обладает бактерицидным пролонгированным действием.Химическая очистка воды методом окисления в бассейне очень широко применяется в водоподготовке, особенно при обезжелезивании. Для этого используются сильные окислители, которые могут дезодорировать, дезинфицировать воду и окислять неорганические ионы.
Способы химической очистки воды и реакции при очистке воды от железа также бывают разные, к ним относятся: ионный обмен, реагентное и безреагентное обезжелезивание. Все зависит от того, насколько плохое исходное качество имеет жидкость, какое оборудование и дополнительные материалы потребуются для выполнения процедуры водоочистки.
www.mirvody.ru
Химочистка воды для дома
В последнее время происходит значительное ухудшение качества не только питьевой воды, но и той, что используется в промышленных целях. И поскольку сложившаяся ситуация не улучшается, следует самим позаботиться об водоочистке и подготовке употребляемой воды. В некоторой степени с этими проблемами позволяет справиться химочистка воды.
В настоящее время очень большое количество людей, которые проживают за городом, в собственных коттеджах, используют автономные источники водоснабжения. Это могут быть колодцы, артезианские скважины и т.д. Но не всегда вода из таких источников в полной мере отвечает требованиям санитарно-гигиенических норм, следовательно, перед употреблением ее необходимо очищать. Аналогично необходимо очищать и сточные воды, которые образуются в процессе жизнедеятельности человека. Обычно используют химические способы очистки сточных вод. Поэтому в настоящее время системы химочистки воды пользуются все большей популярностью. На современном рынке водоочистительных систем сегодня можно найти огромное количество всевозможного оборудования, осуществляющего эффективную химочистку воды. Но, для того чтобы быть на сто процентов уверенным в качестве употребляемой воды, необходимо использовать комплексные системы химочистки и водоподготовки.
Большинство людей используют для водоподготовки фильтры, которые осуществляют первичную очистку воды и удаляют из нее различные загрязнители, которые присутствуют в воде во взвешенном состоянии. Особенностью таких фильтров является простота конструкции и обслуживания, минимизация отходов. Но хотя химочистка воды и является довольно простой задачей, к ней нужен индивидуальный подход.
В большинстве случаев cистемы очистки воды для дома состоят из фильтров, которые выполняют обезжелезивание воды и ее умягчение. Но такая схема является достаточной в тех случаях, когда в воде полностью отсутствуют бактериологические вещества и другие органические загрязнения. В этом случае необходимо использовать комплексные схемы химочистки, которые включают в свой состав оборудование, необходимое для проведения качественной и эффективной химочистки, и удаляют из воды вредные химические элементы – кислотные соединения, соли тяжелых металлов, соли марганца и железа, а также удаляют из воды сероводород. Применение такой схемы является наиболее предпочтительной в домашних условиях.
Комплексная система проведения водоподготовки и водоочистки в домашних условиях основывается на применении многокомпонентной системы фильтров, где отдельный фильтр отвечает за устранение определенного типа загрязнителей. В настоящее время на рынке можно найти огромное количество уже готовых решений водоочистки и водоподготовки для квартир и коттеджей. Но стоит заметить, что такие готовые решения не всегда удовлетворяют в полной мере требования отдельных людей. Это может быть в том случае, когда вода в их квартирах или коттеджах содержит нетипичные вредные вещества, с которыми предложенные системы химочистки справиться не в состоянии, и требует дополнительной обработки.
Следовательно, перед тем, как сделать выбор в пользу той или иной системы химочистки, обязательно нужно провести химический анализ воды, и уже основываясь на его результатах принимать решение. Но в большинстве случаев комплекс мер, которые требуется провести для получения качественной и чистой воды, сводятся к следующим этапам:
- Осветление воды.
- Очистка воды от растворенных веществ.
- Очистка от органических загрязнителей.
- Очистка от железа.
Осветление воды заключается в удалении из нее механических посторонних нерастворимых примесей – песка, крупного мусора и других взвешенных частиц. Осветление осуществляется с помощью фильтра, содержащего пористый или зернистый фильтрующий элемент.
Растворенные вещества, которые обычно состоят из железа и солей жесткости, удаляются из воды методом ионного обмена, который осуществляет замену ионов, находящихся в железе или солях жесткости, на безвредные ионы. Также химочистка воды может выводить растворенные загрязнители в осадок, а затем удалять с помощью фильтров.
Для очистки воды от органических загрязнителей лучше всего подойдет ультрафиолетовая обработка, а удаление железа можно выполнить методом ионного обмена.
Смотрите также:
www.bwt.ru
Химическая очистка сточных вод: виды и процессы
Технологические циклы производства химических, металлургических, предприятий энергетики и оборонного комплекса используют, кроме основных материалов и сырья и обычную воду, играющую большую роль в технологии производства продукции. Большие объемы пресной воды, применяемые для приготовления растворов реагентов и в качестве вспомогательных операций охлаждения, имеют в своем составе просто огромное количество химических примесей и добавок, делающих такую воду опасной даже в виде промышленных стоков.
Проблему очистки таких вод, их использование в дальнейшем технологическом цикле или сброса в систему общей канализации сегодня вполне справляется оборудование химической очистки сточных вод, обеспечивающее не только подготовку воды к стандартам бытовых стоков, но и даже приводя очистку до норм очищенной пресной воды, пригодной для технического использования.
Содержание
Основные методы химической очистки стоковНейтрализация промышленных стоковТехнологии нейтрализации жидких отходовХимическая нейтрализация стоков Очистка при помощи добавления реагентовМетод окисления сточных водВысокотехнологичные методы химической очистки
Основные методы химической очистки промышленных стоков
Химические методы проведения очистки промышленных стоков сегодня используются в основном для связывания и удаления из объема технической воды опасных химических элементов и приведения основных параметров таких стоков к нормам, позволяющим в дальнейшем провести обычную биологическую очистку.
Буквально в процессе такой очистки используются основные типы химических реакций:
- Нейтрализация опасных соединений и элементов;
- Окислительная реакция;
- Реакция восстановления химических элементов.
В технологическом цикле очистных сооружений промышленных предприятий химическая очистка применима:
- Для получения очищенной технической воды;
- Очистке стоков производства от химических соединений перед сбросом в канализацию для дальнейшей биологической очистки;
- Извлечения ценных химических элементов для дальнейшей переработки;
- При проведении доочистки воды в отстойниках для сброса в открытые водоемы.
Химическая очистка сточных вод перед выбросом стоков в канализацию общего назначения, позволяет существенно повысить безопасность и ускорить процесс биоочистки.
Нейтрализация промышленных стоков
Большинство промышленных предприятий использующих химическую очистку промышленных стоков наиболее часто используют в своих очистных сооружениях и комплексах средства нейтрализации кислотных и щелочных показателей воды до приемлемых для дальнейшей обработке уровня кислотности 6,5– 8,5 (рН). Снижение или наоборот, повышение уровня кислотности стоков позволяет в дальнейшем использовать жидкость для технологических процессов поскольку такой показатель уже не является опасным для человека.
Доведенная до такого показателя воды может быть использована для технологических нужд предприятий, на вспомогательных производствах или для дальнейшей очистки с применением биологических средств.
Важно, что нормализация химическим путем воды проводимая на предприятиях эффективно обеспечивала нейтрализацию кислот и щелочей, растворенных в стоках, и не допускала их попадание в грунт и водоносные слои.
Превышение количества показателей кислот и щелочей в сбрасываемых отходах ведет к ускорению старения оборудования, коррозии металла трубопроводов и запорной арматуры, растрескиванию и разрушению железобетонных конструкций фильтровальных и очистительных станций.
В дальнейшем для нормализации кислотно-щелочного баланса отходов в отстойниках, резервуарах и на полях фильтрации необходимо больше времени на проведение биологической очистки на 25-50% времени больше чем нейтрализованных стоков.
Промышленные технологии нейтрализации жидких отходов
Проведение мероприятий химической очистки жидких отходов методом нейтрализации связана с выравниванием необходимого показателя уровня кислотности определенного объема сточных вод. Основными технологическими процессами, задействованными в нейтрализации, выступают:
- определение уровня загрязнений химическими соединениями стоков;
- расчет дозировки химических реагентов, необходимых для нейтрализации;
- осветление воды до необходимого уровня норм для жидких отходов.
Подбор оборудования средств очистки, его расположение, подключение и работа зависит, прежде всего, от уровня загрязнения и необходимых объемов очистки сбросов.
В отдельных случаях для этого достаточно мобильных установок химической очистки, обеспечивающих очистку и нейтрализацию относительно небольшого количества жидкости из накопителя предприятия. А в отдельных случаях требуется применение постояннодействующей установки химической очистки и нейтрализации.
Основным видом технологического оборудования для таких станций выступает установки проточной очистки или контактного типа. Обе установки позволяют обеспечить:
- контроль уровня загрязнения;
- возможность использования в технологии схемы взаимной нейтрализации кислотного и щелочного компонентов;
- возможность использования естественного процесса нейтрализации в технологических водоемах.
Технологические схемы химической очистки методом нейтрализации должны обеспечивать возможность изъятия или удаления из резервуаров очистки твердых, нерастворимых частиц осадка.
Вторым важным моментом работы очистительных установок выступает возможность своевременной корректировки необходимого количества и концентрации реагентов для реакции, в зависимости от уровня загрязнения.
Обычно в технологическом цикле применяется оборудование, имеющее несколько накопительных резервуаров, позволяющих обеспечить своевременный прием, хранение, смешивание и сброс стоков, доведенных до необходимой кондиции.
Химическая нейтрализация стоков смешиванием кислотной и щелочной составляющих
Использование метода нейтрализации стоков путем смешивания кислотных и щелочных составляющих позволяет, проводить контролируемую реакцию нейтрализации без использования дополнительных реагентов и химикатов. Контроль количества сбрасываемых сточных вод кислотного и щелочного составов позволяет своевременно проводить операции по аккумулированию обеих составляющих и дозирование при смешивании. Обычно для непрерывной работы очистных сооружений такого вида используется суточный объем сбросов. Каждый из видов отходов проверяется и в случае необходимости доводится до необходимой концентрации путем добавления объема воды или определения объема пропорции для реакции очистки. Непосредственно на установке очистки это проводится в накопительных и регулирующих резервуарах станции. Использование данного метода требует правильного химического анализа составляющих кислотной и щелочной составляющей, проведение залповой или многоступенчатой реакции нейтрализации. Для небольших предприятий использование такого метода может быть проведено как в локальных очистительных сооружениях цеха или участка, так и при помощи очистных предприятия в целом.
Очистка при помощи добавления реагентов
Метод очистки жидких отходов реагентами применяется в основном для очистки вод содержащих большое количество загрязнений одного вида, когда нормальное соотношение щелочной и кислотной составляющей в воде значительно в одну из сторон.
Чаще всего это необходимо когда загрязнение имеет ярко выраженный вид и очистка методом смешивания результатов не дает или же попросту из-за повышенной концентрации нерациональна. Единственным и наиболее надежным методом нейтрализации в таком случае выступает метод добавления реагентов – химикатов, вступающих в химическую реакцию.
В современных технологиях такой метод чаще всего используется для кислых сточных вод. Самым простым и эффективным методом нейтрализации кислоты обычно выступает использование местных химикатов и материалов. Простота и эффективность метода заключается в том, что отходы, например, доменного производства отлично нейтрализуют загрязнение серной кислотой, а шлак с тепловых электростанций и централей часто используется для добавления в резервуары с кислотными сбросами.
Использование местных материалов позволяет значительно удешевить процесс очистки, ведь шлак, мел, известняк, доломитовые породы отлично нейтрализуют большое количество сильнозагрязненных стоков.
Отходы доменного производства и шлак с тепловых электростанций и централей не требует дополнительной подготовки, кроме измельчения, пористая структура и наличие в составе многих соединений кальция, кремния и магния позволяют применять материалы без предварительной обработки.
Мел, известняк и доломит, используемые в качестве реагентов, в обязательном порядке проходят подготовку и измельчение. Кроме того, для очистки в некоторых технологических циклах используется подготовка жидких реагентов, например, с использованием извести и аммиачного раствора воды. В дальнейшем, аммиачная составляющая отлично помогает при процессе биологической очистки воды.
Метод окисления сточных вод
Метод окисления сточных вод дает возможность получать безопасные по своим характеристикам токсичности сточных вод в опасных химических производствах. Чаще всего окисление используется для получения стоков, которые не требуют дальнейшего извлечения твердых частиц, и могут быть сброшены в общую систему канализации. В качестве добавок используются окислители на основе хлора, это сегодня самый популярный материал для очистки.
Материалы на основе хлора, натрия и кальция озон и пероксид водорода используются в многоступенчатой технологии очистки стоков, при которой каждый новый этап позволяет значительно снижать токсичность, связывая опасные токсические вещества в нерастворимые соединения.
Установки окисления, имеющие многоступенчатые системы очистки делают этот процесс относительно безопасным, но применение таких токсичных окислителей, как хлор постепенно вытесняется более безопасными, но не менее эффективными методами окисления стоков.
Высокотехнологичные методы химической очистки
К высокотехнологическим методам очистки стоков, относятся методы, использующие в своем технологическом цикле новые разработки, позволяющие при помощи специфического оборудования обеспечить очистку от вредных и ядовитых примесей широкого спектра загрязнителей.
Наиболее прогрессивным и перспективным методом очистки выступает метод озонирования стоков. Озон, при попадании в сточные воды воздействует как на органические так и на неорганические вещества, проявляя при этом широкий спектр действия. Озонирование сточных вод позволяет:
- обесцветить жидкость, значительно повысив ее прозрачность;
- проявляет обеззараживающий эффект;
- практически полностью устраняет специфические запахи;
- устраняет сторонние привкусы.
Озонирование применимо при загрязнении воды:
- нефтепродуктами;
- фенолами;
- сероводородными соединениями;
- цианидами и производными от них веществами;
- канцерогенными углеводородами;
- уничтожает пестициды;
- обезвреживает поврехностно-активные вещества.
Вдобавок к этому практически полностью уничтожаются опасные микроорганизмы.
Технологически озонирование как метод очистки может быть реализован как в локальных очистных установках, так и в стационарных станциях очистки.
Использование различных методов химической очистки сточных вод приводит к снижению вредных и опасных для человека и экосистем выбросов веществ от 2 до 5 раз, и сегодня именно химическая очистка позволяет добиться наиболее высокой степени очистки воды.
vodoprovodnaya.ru
Химические методы очистки воды: озонирование и хлорирование
Бороться с недостатками воды можно по разному. Можно постоянно очищать остатки накипи, ругаться на кропотливую и где-то бесполезную работу, т.к. накипь образуется снова. Другие используют специальные приборы, которые помогают устранить накипь. Но есть еще один способ – химическая очистка воды. И при всем соотношении плюсов и минусов, она по-прежнему не сдает своих позиций.
Целесообразность очисток с помощью химических реагентов
Ни для кого, ни секрет, что химические реагенты отнюдь не безвредны и их применение может негативно сказаться на здоровье не только человека, но и других живых существ. Так ли уж безопасно химическое воздействие? Ниже приведена сравнительная таблица химического и безреагентного устранения жесткости. Она наглядно дает возможность оценить, плюсы безхимического воздействия.
| Виды очищения воды | Достоинства | Недостатки |
| Химическое вздействие | Простота организации Относительная дешевизна в краткосрочной перспективе | Вредные компоненты Высокий уровень профессионализма для точной дозации В долгосрочной перспективе - дорого |
| Безреагентное | Отсутствие вредного шлейфа Нет необходимости обслуживать и очищать Долговечность Простота эксплуатации | Высокая стоимость Вызов мастера для монтажа |
Таким образом, выходит, что безреагентное воздействие обойдется дешевле, но, увы, не у всех и не всегда есть деньги сразу в таком обьеме. И потому, химическая очистка воды по-прежнему актуальна.
Тут сразу следует отметить, что химические реагенты применяют еще и потому, что вода бывает разной. Не станут же для очищения стоков использовать безреагентные приборы? Это нецелесообразно, потому, для такой сферы, как очистка стоков - химикаты жизненно необходимы. Они помогут не только с жесткостью справиться, но еще и бактерии побороть.
Главное при очистке сточных вод - правильно организовать химические реагенты в воду. Здесь очень велик риск ошибиться, и такую работу следует доверять исключительно профессионалам. Любые вещества, применяемые для очисток должны отвечать строго техническим требованиям, к ним предьявляемым.
Если в стоках много различных примесей, то потребуется качественный лабораторный анализ. Его результаты дают возможность определить на какой реагент, как, каждая примесь реагирует и на сколько буйно. Такой анализ помогает точно установить дозировку.
Иногда нет возможности применять химические средства и тогда берут биологически активные вещества, в качестве замены. С их помощью прекрасно протекают реакции окисления. И что немаловажно происходит это безвредно для экологии и здоровья. В этом случае проводят не только химическую оценку воды, но еще и химико-биологический анализ. Такие тест-комплекты дадут возможность оценить количество кислорода в воде, его достаточность для протекания реакций окисления.
Кроме кислорода сточные загрязненные воды могут быть богаты на хром. Хром как реагент достаточно вреден, ведет к аллергиям, потому его устранять важно во время и осторожно.
Многообразие средств и их работа при химической очистке
Лучше всего бороться с жесткостью с помощью окисления. Это наиболее распространенный вариант побороться не только с кальцием и магнием, но и с другими вредными примесями. Вода ведь включает в себя не только примеси жесткости, здесь есть и соли бора, алюминия, железа и избавляться приходится от всего. Вот окисление здесь и помогает. Как метод химической очистки воды, окисление хорошо тем, что работает быстро и довольно эффективно. Добавление в воду других веществ, реакция, новые образования, выпадение в осадок, выведение. Все, процесс завершен.
Чаще всего на сегодня в качестве окислителей применяют:
- Обычный кислород;
- Хлор в виде газа;
- Хлорсодержащие примеси – диоксид, гипохлорит;
- Озон;
- Марганцовка;
- Пероксид водорода
Из всего вышеперечисленного списка, самый слабый элемент – это кислород. Но при этом он отлично работает с железом. Но его основной недостаток – невозможность взаимодействовать с растворенными органическими веществами. При этом кислород еще и рьяно стимулирует развитие роста биологических примесей. Но для окисления железа и марганца – это один из самых удобных вариантов. Перейдя в более высшую форму, новые включения становятся более тяжелыми и выпадают в осадок. Потом их легче отфильтровать.
Потому то окисление очень эффективно работает в водоподготовке промышленности, и в обезжелезивании. Что касается других вариантов окислителей, то наглядно видно, что наибольшей популярностью пользуются хлор и его производные.
На сколько эффективно работает каждый окислитель? Об этом можно узнать только из инструкции и личного опыта. Все зависит от концентрации вещества в воде и времени, которое нужно веществу для образования новых соединений. И чем меньше концентрация и быстрее реакция, тем собственно окислитель лучше. Но тут предостерегают побочные явления. О них тоже нужно помнить, передозировка химической водоподготовкой весьма вредная и неприятная вещь.
Кроме данных работы самого вещества, есть еще и другие параметры, это температура воды, в которую добавляют реагенты, ее кислотно-щелочной баланс. Количество других органических примесей и их состав тоже повлияют на работу основного окислителя.
Хлор
Следующий вариант химической очистки воды – всеми используемая хлорка. Хороша тем, что устраняет почти все бактерии и вирусы, на жесткость особенно не влияет, но для химического воздействия незаменима. Степень дезинфекции у этого вещества, пожалуй, самая высокая. При этом он стоек и сохраняет свое действие даже после реакций. Его легко отмерить и легко проследить реакцию, что для химических работ важно.
Когда хлор и хлор содержащие вещества добавляют в воду, то образуется определенный стойкий запах и вредные диоксины. Потому, после обработки хлором, воду всегда приходится дочищать. При использовании хлора, нужно понимать, что это вещество очень вредное и так просто его не перевезти, и его нужно хранить в соответствии с требованиями. Это тоже дает дополнительные траты.
Если говорить о дозировании – для воды, которую уже подвергли предварительной очистке, доза хлора может колебаться в пределах от 2 до 5 миллиграмм на литр. При этом учитывается хлорпоглащаемость воды и ее состав. При подаче воды конечному потребителю, включение хлора не должно превышать 0,3 милиграмма. Самый максимум 0,5 милиграмма на литр.
Недостаток хлора состоит еще и в том, что он не только с бактериями реагирует. После добавления его в воду образуются хлорфенолы, хлороформ, то есть он отлично реагирует и с другими веществами, образуя еще новые соединения. И воду в последствии придется чистить и от них.
Что касается оборудования для проведения химической очистки воды, то здесь можно назвать несколько приборов. Это непосредственно дозаторы и фильтры для очистки воды. Ведь после вредного воздействия химикатов от всех осадков воду тоже следует избавить. Большую популярность сегодня приобрели вакуумные хлораторы. Состоит такой прибор из емкости в которой содержится жидкий хлор, фильтров, прибора для измерения газа, и испарителя. Сюда же входит и эжектор, который призван подкачивать газообразный хлор в воду, а потом полученную смесь добавлять в обрабатываемый обьем воды.
Озонирование
В след за хлорированием, набирает обороты озонирование. Хорош данный метод своей нетоксичностью. Озон – это жидкий кислород, хоть и является химическим веществом, но вредных примесей не образует, т.к. через пол часа после добавления в воду испаряется с ее поверхности. Только вот установки для озонирования воды сложно перевозить, не так просто его генерировать, ну и остаточного эффекта озон не имеет, хотя экологически безопасен.
Производные хлора выигрывают у него тем, что могут чуть больше, чем чистый хлор. Так диоксид хлора устраняет привкусы, запахи, лучше как окислитель и как дезинфектор. К тому же его можно использовать в куда большом ряду показателей кислотно-щелочного баланса. При таких плюсах, взрывоопасен и нет никакой возможности его транспортировать. Потому диоксид всегда производят на месте. У диоксида хлора достаточно высокий уровень окисления помогает получить не осадок, а углекислый газ, да и органолептические свойства воды он улучшает.
Гипохлорит натрия отлично работает с активным хлором. Очень хорошо убирает разные микроорганизмы. Точно как и хлор, озон имеет остаточный эффект, то есть работает и после растворения. Сегодня есть специальные химические методы умягчения воды, такие как электролизные установки, которые помогают быстро получить гипохлорит натрия на месте с малыми затратами. Из недостатков озонирования можно выделить большой расход таблетированной соли на производство гипохлорита.
Получается, химическая очистка воды, хоть и остается одной из самых старых видов очищения, но при этом эффективность ее по –прежнему высока и она широко применяется. Главное, правильно выбрать дозатор, который бы работал без использования человеческой силы.
vodopodgotovka-vodi.ru
Методы очистки воды: химические, механические и биологические
Загрязнение окружающей среды приняло в настоящее время угрожающие масштабы. Даже в Антарктиде и на далеких экзотических островах южных морей обнаруживаются вредные вещества. В индустриально развитых странах ситуация наиболее опасна. Человечество пока не обеспечило безвредность промышленного и сельскохозяйственного производства. Именно поэтому любого разумного человека интересуют вопросы о том, какие методы очистки воды наиболее эффективны, что за технологии можно применить на практике с выгодой и пользой для себя.
Механический метод очистки воды
Все механические методы очистки воды подразделяются на четыре категории:
- Механические. К ним относятся фильтрация с использованием сепарационных устройств разных типов и отстаивание, которое позволяет отделить выпадающие в осадок взвеси, иные крупные фракции;
- Физические. Эти технологии основаны на применении соответствующей названию группы принципов. Так, например, используя магнит, будет не сложно удалить их жидкости мелкие частицы железа;
- К механическим, также относят большую группу различных методик. Добавление в раствор соответствующих веществ и соединений провоцирует образование и развитие необходимых реакций;
- Технология механической очистки воды используется в тех случаях, когда из воды надо удалить примеси, имеющие органическую основу. Они применяются для устранения нефтепродуктов, иных загрязнений, которые разлагаются микроорганизмами.
Оставим за рамками данной статьи электрофорез, химическую коагуляцию, озонирование, иные промышленные механические методики. Некоторые из них будут эффективными только при очень больших объемах обрабатываемой жидкости. Другие попросту невозможно правильно воспроизвести в домашних условиях без сложнейшего оборудования, тщательного дозирования реагентов и наличия соответствующей высокой квалификации.
Химический метод очистки воды, его преимущества и недостатки
Рассмотрим сначала несколько самых известных химических технологий и сделаем замечания, которые ограничивают сферу их применения на практике. Это поможет лучше определить круг проблем, и, соответственно, упростит решение задачи по подбору лучшей методики в каждом отдельном случае.
В первую очередь изучим подробнее фильтрацию. При пропускании воды через перегородку с порами небольшого диаметра на этом элементе будут задерживаться загрязнения. Для создания подобных частей используются не только привычные металлические сетки. Кварцевый песок. Цеолиты и шунгит. Различные пористые, тканые и нетканые материалы. Перегородки из полипропилена и сплавов. Изделия, состоящие из нескольких слоев.
Разнообразие вариантов исполнения велико. Пользователю будет не трудно выбрать такое изделие, которое позволит задержать примеси с определенными размерами. Однако, только химические фильтры с клапанами для их промывки достаточно удобны и практичны. Современные картриджи стоят не дешево. Их надо периодически заменять, а степень загрязнения не всегда определить будет возможно. Таким образом, будет трудно определить тот момент, когда понадобится установка нового элемента.
Адсорбция. Химический метод очистки воды, основанный на соответствующих принципах, используются довольно часто. Типичный пример – активированный уголь. В нем с использованием соответствующих производственных процессов создается большое количество мелких пор. На их поверхности собираются и концентрируются примеси, присутствующие в воде.
Несмотря на широкое применение, надо отметить характерные недостатки данных сорбционных методик:
- Сравнительно быстрая утрата полезных свойств фильтра грубой очистки воды;
- Сложность оценки действительного качества очистки;
- Низкая пропускная способность систем;
- Образование новых загрязнений на выходе (мелких частичек угля).
Такой химический метод очистки воды применяется в установках обратного осмоса. Их полезные свойства основаны на том принципе, что при использовании полупроницаемых мембран жидкость под давлением будет проходить. Микроскопические размеры пор позволяют проникать через такую преграду только соответствующим по размерам молекулам воды. Приведем некоторые ограничения этой технологии и способы устранения недостатков:
- Необходимость обеспечения достаточно высокого давления. Если мало стандартных параметров, то устанавливается дополнительная помпа, работающая в автоматическом режиме;
- В систему слива отправляется довольно большое количество воды с примесями;
- Чистота обработанной воды чрезмерно высока. Из нее удаляются даже те составляющие, которые могут быть полезны для нормального функционирования человеческого организма. Для устранения данного недостатка системы дополнительно оснащаются специальными блоками, минерализаторами;
- Скорость прохождения вводы через мембрану невелика. Ее недостаточно даже для снабжения домашнего хозяйства питьевой водой. Именно поэтому установки обратного осмоса дополняются накопительными баками объемом от 10 литров и более;
- Невысокая устойчивость большинства современных мембран к некоторым химическим соединениям (хлорным и другим).
Технология биологической очистки воды
Приведенные выше примеры и описания позволяют лучше разобраться в том, как функционирует биологический метод очистки воды. Пусть не пугают вас сложности, которые были упомянуты при изучении систем обратного осмоса. Они успешно решаются с использованием хорошо отработанных на практике способов. Так, например, чтобы не была повреждена хлором мембрана, в стандартный комплект установки "Топас" включаются предварительные угольные фильтры. Именно подобные аппараты способны обеспечить при сравнительно небольших затратах идеальную очистки питьевой воды, ее очистку от самых разных примесей.
Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что биологический метод очистки воды должен выбираться с обязательным учетом реальных потребностей. Допустим, что надо будет защитить систему автономного отопления, стиральную машину, краны и другие составляющие домашнего оборудования от накипи. Мембранные технологии способны удалить из воды соли жесткости, но для получения нужной производительности придется создать слишком сложную установку, состоящую из нескольких одинаковых узлов обработки жидкости.
Она будет стоить дорого. Наличие большого количества сточных вод, комплектующих деталей, насосов, иных механических узлов, снизит общий уровень надежности. В конце концов, такое решение просто не рационально. Для решения большинства технических задач вовсе не обязательно производить фактически дистиллированную воду.
Гораздо экономичнее выглядит биологические методы. Оно производится с помощью специальных установок "Топас". Входящий в их состав генератор создает токи высокой частоты определенной амплитуды. Из двух проводов на любом подходящем участке водопровода наматываются катушки. Образующееся ими магнитное поле достаточно сильно воздействует на соли кальция и магния. Эти соединения утрачивают способность к соединению в единое целое. Защита от накипи будет создана на большом расстоянии. Как правило, для одного объекта недвижимости хватает только одной установки биологической очистки соответствующей мощности.
Если такую установку дополнить стандартной системой обратного осмоса, то будут решены две задачи одновременно и при этом не возникнут слишком большие затраты. Отметим, что срок бесперебойной службы приборов «Акващит» превышает два десятка лет.
ochistka-vody.com
