22. Методы очистки водного бассейна от химических примесей.

Методы очистки водного бассейна от химических примесей.

Применяют для выделения из сточных вод растворимых неорганических примесей.

1. Окисление – процесс отдачи электронов, с увеличением степени окисления. Атомы окисляемого вещества – доноры электронов, а атомы окислителя – акцепторы электронов.

Окислители: хлор, озон O₃

2. Восстановление – процесс присоединения электронов атомом вещества, при этом понижается его степень окисления.

Применяют: для удаления из сточных вод соединений ртути, хрома, мышьяка.

- Восстановление неорганических соединений ртути до металлической: используют сульфид железа FeS, сероводород. Полученную ртуть отделяют отстаиванием;

- Восстановление веществ с шестивалентным хромом: используют растворы гидросульфита натрия, диоксид серы, водород;

- Для удаления мышьяка: осаждение его в виде труднорастворимых соединений диоксидом серы;

3. Нейтрализация – проводится для сточных вод с кислотами или щелочами:

- нейтрализация кислых и щелочных вод при смешивании;

- реагентная нейтрализация;

- фильтрование через нейтрализующие материалы (известь, мел и др.);

23. Физико-химическая очистка сточных вод. Безреагентные методы. Реагентные методы

Безреагентный метод – химическая реакция, при которой не расходуется фильтрующий материал.

1. Дистилляция – повторяет круговорот воды в природе: вода, испаряясь, освобождается практически ото всех растворенных и нерастворенных примесей. Для ускорения процесса применяют нагревание воды до температуры кипения, что приводит к образованию пара.

Позволяет:

- отделить механические частицы (слишком тяжелы для подъема паром): бактерии, вирусы, взвеш.ч.;

- отделить химические вещества (достигают предела своей растворимости и выпадают в осадок): соли железа, металлов;

- отделить летучие органические соединения (ставят фильтр доочистки);

2. Метод обратного осмоса – фильтрование растворов под давлением через полупроницаемые мембраны (пропускают растворитель, но не пропускают удаляемые частицы). Вещества в итоге разделяются на молекулярном уровне.

Осмос – самопроизвольный переход растворителя через перегородку в раствор.

Способ работы: молекулы воды перемещаются через мембрану в раствор с большей концентрацией солей, вызывая подъем жидкости (в этом растворе). Возникающая разность в высоте пропорциональна силе, под действием которой вода проходит через мембрану.

Осмотическое давление – давление, при котором наступает равновесие системы.

3. Флотация – прилипание мелких пузырьков газа к грубодисперсным загрязнителям.

Зависит от способа образования пузырьков воздуха (напорная, вакуумная, химическая)

Реагентный метод – перевод растворимых в воде веществ в нерастворимые, при добавлении различных реагентов с последующим отделением их от воды в виде осадка.

1. Экстракционный метод – основан на растворении загрязнителя органическими растворителями – экстрагентами, при котором загрязняющее вещество распределяется в смеси двух взаимонерастворимых жидкостях.

Применяют: для извлечения фенола, жирных кислот

Экстрагенты: органические вещества, не смешивающиеся с водой (бензол, минеральные масла)

Применяется: при концентрации загрязняющего вещества более 2 г/л.

2. Коагуляция – процесс укрупнения частиц загрязняющих веществ и объединения их в агрегаты.

Применяют: для очистки от эмульсий и суспензий с коллоидными частицами 0.001-0.1 мкм.

Коагулянты: соли железа, алюминия, глина, соли цинка, известь.

3. Сорбционный метод – основан на использовании адсорбционного процесса на развитой твердой поверхности сорбента.

Применяют: адсорбционный метод применяют для глубокой очистки от растворенных органических веществ после биохимической очистки. Высоко эффективен при малой концентрации загрязнений, возможность очистки от нескольких веществ и их рекуперация (возвращение для повторного использования).

Адсорбенты: искусственные и пористые материалы (торф, шлаки, опилки)

4. Ионообменная очистка – процесс обмена между ионами раствора и ионами, находящимися на поверхности твердой фазы, т.е. ионита.

Иониты – высокомолекулярные органические соединения почти не растворимые в воде и органических растворителях.

Позволяет: извлекать ценные примеси тяжелых металлов, соединения мышьяка, фосфора с высокой эффективностью. Металлы выделяются в виде чистых и концентрированных солей.

Область применения:

- процессы опреснения, обессоливания воды;

- подготовка для технически целей;

-очистка с целью извлечения ценных или вредных компонентов;

- химический анализ.