Химические реагенты для очистки природных и промышленных вод

Очистка природных и промышленных вод – проблема, охватывающая вопросы физико-химических и биологических изменений очищаемых вод с целью обеспечения возможности использования их для хозяйственно-бытовых нужд.

Осветление, обесцвечивание и обеззараживание являются основными методами очистки природных и сточных вод, при этом часто используются хлорное железо и гипохлорит натрия.

Осветление воды достигается осаждением взвешенных частиц в специальном оборудовании: осветлителях, отстойниках и фильтрах. Скорость движения воды в отстойниках и осветлителях незначительна, поэтому взвешенные частицы выпадают в осадок. Для осаждения мельчайших коллоидных частиц, не оседающих самостоятельно, применяются растворы коагулянтов. Хлорное железо в растворе – один из наиболее часто используемых коагулянтов. Хлопья, образующие в результате реакции хлорного железа с солями многовалентных металлов, содержащихся в воде, оседают, увлекая за собой коллоидные вещества.

Следует отметить, что при обработке воды коагулянтами необходимо строго выдерживать рекомендованную концентрацию коагулянта (хлорного железа).

Вообще следует учитывать, что:

1. коагулирующей частью электролита является один из его ионов, обладающий зарядом, противоположным по знаку заряду коллоидной частицы;
2. эффективность коагулянтов тем выше, чем выше валентность коагулирующего иона;
3. доза коагулянта должна быть определённой, так как избытком его можно перевести знак заряда коллоидных частиц на противоположный, что уменьшит степень коагуляции;
4. количество реагента, требующегося для коагуляции, в значительной степени определяется дисперсностью и химическим составом частиц твёрдой фазы.

Установлено, что хлорное железо является наиболее эффективным коагулянтом, к тому же быстрее других разрушающим белковые соединения.

Имеются сведения, что коагуляция осадков хлорным железом в сочетании с известью позволяет значительно сократить расход реагента, увеличить производительность оборудования для обезвоживания отходов и понизить влажность твёрдой фазы. Это связано с нейтрализацией известью кислот, образующихся при гидролизе коагулянтов, а также содержащихся в осадках.

Фильтрация – наиболее распространённый метод очистки воды от твёрдых частиц. При этом могут быть выделены не только мелкодисперсные частицы, но и коллоидные.

Обесцвечивание воды достигается устранением или обесцвечиванием различных окрашенных коллоидных частиц с помощью коагуляции, применения различных окислителей (может использоваться гипохлорит натрия) или сорбентов.

Дезинфекция воды, то есть её обеззараживание, проводится в целях полного уничтожения всех болезнетворных бактерий. Это достигается использованием:

• хлорирующих агентов, в том числе и гипохлорита натрия,
• нагреванием воды до температуры 80 °С (пастеризация) или 100 °С (стерилизация),
• ультрафиолетовым облучением,
• озонированием,
• воздействием ультразвуком,
• добавлением в воду ионов серебра.

Чаще всего используются окислительные методы обеззараживания с использованием различных окислителей: жидкого хлора, йода, марганцево-кислого калия, перекиси водорода, гипохлорита натрия или кальция, озона. Наиболее широкое применение в качестве окислителя используется жидкий хлор. Жидкий хлор доставляется на станцию очистки в стальных баллонах или специальных емкостях – «хлорных танках». Жидкий хлор дозируется и смешивается с водой, в результате чего получается хлорная вода. Для устранения запаха хлора добавляют в небольших количествах аммиак с целью нейтрализации непрореагировавшего окислителя.

Воды, подлежащие очистке, как правило, обладают нежелательными привкусами и запахами. С целью удаления из воды веществ, обуславливающих её вкус и запах, используются различные методы обработки: аэрация, окисление хлором, озоном, перманганатом калия, адсорбция активированным углём. Наиболее простой способ дезодорации воды – аэрация, основанная на хорошей летучести веществ, определяющих неприятный вкус и запах воды. Аэрацию воды проводят в градирнях и брызгательных бассейнах. Процесс аэрации проводится, как правило, до введения окисляющих веществ в целях избежания их потерь. С целью удаления запахов, причиной которых является жизнедеятельность микроорганизмов и водорослей, применяют хлорирующие реагенты и озон.

Наиболее универсальным средством для дезодорации является активированный уголь.