Физико-химические методы

Достоинства: высокая степень очистки, небольшие размеры аппаратов

Недостаток: высокая стоимость.

1. Коагуляция и флокуляция. Мелкие частицы обычно имеют отрицательный заряд, отталкиваются друг от друга и образуют очень стабильные системы, которые осаждаются несколько месяцев. Коагуляция – укрупнение мелких частиц с образованием агрегатов, которые быстро оседают. В сточные воды вводятся минеральные коагулянты(соли Al и Mg). В воде коагулянты гидролизуются. Образуются хлопья Al(OH)3, имеющие положительный заряд. На них оседают мелкие частицы и образуется агрегат, который оседает за 2 часа. Флокуляция – агрегаты образуются при введении в воду ВМС(флокулянтов). В России – полиакриламид.

В России самый распространенный флокулянт - полиакриламид (ПАА).

Он имеет характеристики лучше, чем коагулянты, но флокулянты очень дорогие, поэтому обычно применяется смесь флокулянтов и коагулянтов (чаще всего Al₂(SO₄)₃ – сульфат алюминия и ПАА), при этом флокулянты улучшают свойства коагулянтов. Флокулянта берется в 100 раз меньше, чем коагулянта.

Процесс коагуляции и флокуляции проводится в горизонтальных отстойниках, в которых делается камера смешения, где смешивается сточная вода и коагулянт (флокулянт).

Электрокоагуляция.

Имеется ванна, в которую подаются сточные воды, в ванне имеются 2 электрода из Al или Fe. На электроды подается постоянное напряжение. На катоде выделяется водород, анод растворяется до ионов Al³⁺ :

Al → Al³⁺ → Al (OH)₃

т. е. образуются хлопья коагулянта. Они очень чистые, высокоактивные, поэтому степень очистки очень высокая.

Электрокоагуляция применяется при очистке от смешанных веществ, нефтепродуктов, жиров и т.д.

Достоинства:

- компактность установки

- отсутствует потребность в реагентах

Недостатки:

- высокая стоимость (из-за повышенного расхода электроэнергии и материала анода)

Флотация.

В сточные воды вводятся специальные добавки, которые улучшают слипание удаляемых частиц с пузырьками воздуха; образуются комплексы частицы-пузырьки, которые всплывают и образуют слой пены. пена удаляется.

Видов флотации много.

а) Флотация с механической подачей воздуха: воздух подается через форсунки или пористые пластинки с мелкими отверстиями, чем меньше диаметр пузырьков, тем лучше очистка.

Недостаток: отверстия форсунок или пластинок постепенно забиваются.

б) Электрофлотация – то же, электрокоагуляция, но анод нерастворимый (чаще графитовый). На аноде выделяется водород, пузырьки которого очень мелкие, поэтому степень очистки высокая.

Адсорбция.

Принцип действия как при адсорбции газа, но только не улавливаются неорганические вещества. Самый распространенный адсорбент – активный уголь.

3. Химические (реагентные) методы очистки.

Применяются для удаления растворенных веществ в замкнутых системах водоснабжения (на ТЭЦ). Методы простые, но довольно дорогие.

а) Нейтрализация

Все сточные воды, имеющие pH<5 или pH>9 должны быть нейтрализованы. Нейтрализацию можно провести следующими путями.

- Смешивание кислых и щелочных стоков

- Добавление соответствующих реагентов ( к щелочным стокам добавляется кислота, к кислым стокам – щелочи, сода, чаще всего – известняковое молоко – это 10% р-р Ca(OH)_2. Кислые стоки фильтруют через слой известняка, через щелочные стоки пропускают кислые газы. Метод хорош тем, что одновременно происходит очитка газов и воды.

б) Окисление

В качестве окислителя обычно применяется хлор или озон. Они уничтожают все микроорганизмы.