Comment purifier l'eau des métaux lourds. Comment et avec quoi vous pouvez purifier l'eau à la maison

L'eau peut contenir de nombreuses impuretés nocives pour l'homme. Il s'agit le plus souvent de chlore, de pesticides, de nitrates, de composés organiques, de bactéries et aussi de métaux lourds. Autrefois les gens ne savait pas quoi faire avec un liquide de mauvaise qualité, comment l'améliorer. Aujourd'hui, les filtres à eau sont activement utilisés à cette fin.

Dans cet article, nous examinerons de plus près les métaux lourds comme l'un des contaminants de l'humidité vitale destinée aux humains. Ce que c'est? Comment les identifier dans un liquide ? Comment purifier l'eau à usage domestique ? Vous trouverez ici les réponses à ces questions et à bien d'autres.

Comment déterminer s'il y a des métaux lourds dans l'eau

Il n'y a qu'un seul moyen fiable, grâce auquel vous saurez si ce type d'impuretés est présent ou non dans le liquide. Il s'agit d'une analyse de l'eau. Nous avons déjà écrit comment collecter correctement l'eau pour l'analyse chimique. Ensuite, vous devez collecter l'humidité dans un récipient propre conformément aux règles de la clôture et l'apporter à l'un des centres privés ou publics qui fournissent ce service. Par exemple, dans les centres territoriaux d'hygiène et d'épidémiologie. Ou dans un magasin de matériel de nettoyage (certains proposent le service gratuitement).

Dans quelques jours, les résultats de l'analyse seront prêts. Ils vous diront exactement quelles impuretés étaient présentes dans l'échantillon à l'étude et indiqueront aux spécialistes comment améliorer la qualité de l'eau.

Quels métaux lourds peut-on détecter ?

De nombreux métaux lourds peuvent être trouvés dans le fluide et doivent être éliminés. Nous donnerons les principales, les plus souvent rencontrées.

1. Plomb

N'a pas d'odeur, de goût. Il peut provoquer une intoxication aiguë et chronique chez une personne, voire entraîner la mort. Il a tendance à s'accumuler dans les tissus du corps, dans les cheveux, les ongles. Affecte négativement le système nerveux périphérique, le foie, les reins. Bloque les enzymes impliquées dans la formation de l'hémoglobine.

2. Mercure

Particulièrement nocif pour les reins système nerveux. S'il pénètre dans le corps avec de l'eau, il peut provoquer une violation de l'état mental, de la vision, de l'ouïe, une perte de sensibilité cutanée. La source de mercure est le plus souvent les entreprises industrielles.

3. Cuivre

Une concentration excessive de cuivre dans le liquide consommé affecte tout d'abord le travail du tractus gastro-intestinal - nausées, vomissements, indigestion apparaissent. Le cuivre est particulièrement dangereux pour les personnes ayant un foie malade et sensible, ainsi que pour les nourrissons.

4. Fer

Distribué sur le territoire de la Biélorussie. Il se dépose dans les organes et les tissus humains. provoque maladie grave dont l'hémochromatose. Il pénètre dans l'eau dans la nature, en raison des caractéristiques géologiques de la région. De plus, les vieux tuyaux en fer peuvent devenir une source de fer.

5. Manganèse

Affecte négativement le fœtus pendant la grossesse, provoque des mutations. La source est le plus souvent les entreprises industrielles.

Comment élimine-t-on l'humidité des métaux lourds ?

Il existe 4 méthodes principales, à savoir :

la sorption (absorption des impuretés de l'eau par les sorbants),
échange d'ions (échange d'ions avec des impuretés et formation de composés inoffensifs),
électrolyse (décomposition composants chimiques Sous influence courant électrique),
osmose inverse (l'humidité passe à travers une membrane semi-perméable).

Quelle est la méthode de nettoyage la plus utilisée à la maison ?

Osmose inverse

L'élimination des métaux lourds des liquides destinés à l'alimentation dans les maisons des Biélorusses est souvent effectuée par des filtres basés sur l'osmose inverse. Ce sont des systèmes à plusieurs étapes assez complexes qui éliminent rapidement et progressivement l'humidité des impuretés nocives.

Plus filtre - il résiste efficacement à presque tous les contaminants. Après un tel système, vous pouvez être sûr de la qualité du liquide utilisé.

Absorption

Dans les filtres domestiques, la purification par sorption est réalisée par des cartouches à base de charbon actif. En plus des métaux lourds, ils éliminent le chlore, les composés chlorés, les matières organiques, ainsi que les goûts et les odeurs désagréables. Les cartouches de charbon sont la base des filtres à flux, elles sont installées à l'étape de pré-nettoyage devant la membrane d'osmose inverse.

Le charbon actif avec ses propriétés de sorption est utilisé pour créer des cartouches pour la plupart des types de filtres à boire - cruches, table, flux, osmotique, etc.

Si vous souhaitez vous protéger des effets nocifs des métaux lourds, en purifier l'eau, nous vous recommandons d'utiliser un système d'osmose inverse ou d'écoulement d'un fabricant fiable.

Il est difficile d'imaginer votre vie sans eau. Nous utilisons l'eau pour boire, cuisiner, pour l'hygiène personnelle, le lavage, etc., c'est-à-dire que l'eau est nécessaire à la vie humaine normale. Par conséquent, il est si important qu'il soit propre et absolument inoffensif pour la santé. Malheureusement, il est très difficile d'en trouver aujourd'hui. Et il peut y avoir de nombreuses raisons à cela - d'un état insatisfaisant Tuyaux d'eau aux caractéristiques des sources d'eau. C'est pourquoi aujourd'hui la question de la purification de l'eau à la maison est si pertinente.

Le principal inconvénient de l'eau du robinet est sa dureté excessive, c'est-à-dire un excès de sels de calcium et de magnésium, de bicarbonates, de sulfates et de fer. Une dureté élevée donne à l'eau un goût amer, a un effet négatif sur les organes digestifs, perturbe l'équilibre eau-sel dans le corps humain, forme du calcaire sur la vaisselle et éléments chauffants appareils électroménagers, abîme les tissus lors du lavage.

Diverses impuretés peuvent être présentes dans l'eau du robinet : composés azotés, sels de sodium, de potassium, de calcium, de manganèse, etc. La chloration apporte des avantages controversés. D'une part, la chloration est un moyen efficace, abordable et peu coûteux de désinfecter l'eau.

D'autre part, le chlore altère considérablement le goût de l'eau; de plus, le chlore, ayant réagi avec des composés organiques, peut former des toxines contenant du chlore, des substances mutagènes et cancérigènes et des poisons, y compris des dioxydes.
Naturellement, la qualité de l'eau du robinet est contrôlée par les autorités compétentes et, si la concentration d'impuretés nocives dans celle-ci est dépassée, des mesures appropriées sont prises. Cependant, la plupart des experts sont unanimes dans leur opinion : vous ne pouvez pas boire de l'eau directement du robinet. Vous devez au moins le faire bouillir.

règlement

Décantation - manière la plus simpleépuration de l'eau du robinet. La décantation est comprise comme le processus de séparation de l'eau sous l'action des forces gravitationnelles des particules en suspension, à savoir les sels, certains métaux lourds, etc. Pour purifier l'eau de cette manière, vous devez prendre un récipient propre, par exemple un bocal, le remplir d'eau du robinet, le couvrir un peu avec un couvercle et le laisser reposer pendant 5 à 6 heures. Pendant ce temps, les particules en suspension se déposent au fond. Vous ne pouvez utiliser que les 2/3 supérieurs de l'eau, il est conseillé de verser le 1/3 inférieur de l'eau, car c'est en lui que se concentrent toutes les impuretés nocives. Il n'est pas recommandé de défendre l'eau plus longtemps que le temps spécifié, car les bactéries pathogènes peuvent commencer à se multiplier dans l'eau stagnante pendant une longue période.

Ébullition

L'ébullition est considérée comme la plus simple et manière accessible purification de l'eau domestique. De plus, si l'eau n'est pas purifiée à travers des filtres, l'ébullition est une condition préalable à sa consommation inoffensive. L'ébullition aide à purifier l'eau de nombreux types d'impuretés. Sous l'influence d'une température élevée la plupart de les bactéries meurent, les composés chlorés sont détruits, l'eau devient douce et savoureuse. Cependant, l'ébullition a ses inconvénients.

Premièrement, dans l'eau chlorée, sous l'influence d'une température élevée, du dioxyde se forme, qui a tendance à s'accumuler dans le corps humain et a un effet cancérigène.
Deuxièmement, l'ébullition ordinaire (pas longue) ne détruit pas tous les microbes, sans parler des métaux lourds, des nitrates, du phénol et des produits pétroliers.
Troisièmement, avec une exposition prolongée à des températures élevées, la structure de l'eau est détruite et, au mieux, elle devient inutile et, au pire, nocive pour la santé. L'eau bouillie est lourde ou, comme on l'appelle aussi, de l'eau « morte ». Il contient des isotopes lourds d'atomes d'hydrogène et de deutérium. L'impact négatif de cette eau sur le corps humain a été confirmé par de nombreuses études.

Pour que la purification de l'eau par ébullition soit la plus efficace possible et que les effets négatifs soient minimes, il est important de suivre les règles suivantes :

Ne faites plus bouillir l'eau, versez le reste de l'eau de la bouilloire et rincez-la après chaque utilisation
Il est conseillé de faire bouillir de l'eau pré-filtrée ou au moins décantée
Utilisez pour boire ou cuisiner uniquement les 2/3 supérieurs du volume, versez l'eau restante
Détartrez la bouilloire et les autres ustensiles au besoin
Éviter l'ébullition prolongée

Gelé

Vous pouvez purifier l'eau du robinet à la maison en la congelant partiellement. L'essence de cette méthode de purification est la suivante : plus propre et plus fraîche gèle plus rapidement, puis l'eau contenant des impuretés et des sels cristallise. Pour purifier l'eau de cette manière, il est nécessaire de verser de l'eau dans un récipient, par exemple dans une bouteille en plastique, et de la mettre au congélateur. Lorsque la première fine couche de glace se forme à la surface de l'eau, il faut l'enlever, car il s'agit d'eau lourde à congélation rapide.

Une fois que l'eau est à moitié gelée, retirez le récipient du congélateur. C'est de l'eau gelée qui doit être utilisée pour boire et cuisiner. L'eau non gelée ne doit pas être utilisée. À heure d'hiver beaucoup plus facile de purifier l'eau. Par temps de gel, les réservoirs d'eau peuvent être placés à l'extérieur.

Pour un effet optimal, vous pouvez utiliser une double purification, c'est-à-dire d'abord défendre l'eau ou la faire passer à travers le filtre, puis la congeler ensuite.

Soit dit en passant, depuis l'Antiquité, on sait que l'eau de fonte a un numéro. Ainsi, la purification de l'eau par congélation permet d'obtenir une eau non seulement pure, mais aussi curative.

eau en bouteille

Remplacer eau de mauvaise qualité du robinet peut être mis en bouteille, qui peut être facilement acheté dans n'importe quel magasin. Maintenant, beaucoup de gens préfèrent cette eau, la considérant aussi sûre que possible pour la santé. L'eau en bouteille est divisée en deux catégories : l'eau de la première catégorie et l'eau de la catégorie la plus élevée. L'eau de la première catégorie est l'eau du robinet bien purifiée. C'est-à-dire que l'eau du robinet est d'abord purifiée des impuretés, puis désinfectée, après quoi des éléments utiles y sont ajoutés et versés dans des récipients. Une telle eau est sans aucun doute meilleure que l'eau du robinet, mais tous les fabricants ne parviennent pas à purifier complètement l'eau des impuretés.

La qualité de l'eau de la catégorie la plus élevée est beaucoup plus élevée. Le plus souvent, il s'agit d'eau souterraine pure qui ne contient pas d'impuretés nocives. Cette eau est soit initialement riche en composés tels que le fluor, le potassium, le calcium, l'iode, soit elle en est enrichie avant d'être versée dans des récipients. Il y a une opinion erronée selon laquelle il suffit de nettoyer l'eau de toutes les impuretés, et ce sera utile. En fait, l'eau devrait enrichir le corps humain en minéraux. Malheureusement, il existe sur le marché de nombreux fabricants peu scrupuleux qui vendent non seulement de l'eau en bouteille mal purifiée, mais aussi de l'eau insuffisamment minéralisée. Par conséquent, afin de ne pas acheter un faux, vous devez faire attention aux points suivants :

L'étiquette du réservoir d'eau doit contenir des informations sur la catégorie d'eau.
Le contenant ne doit pas présenter de bosses, les dessins et les inscriptions sur l'étiquette doivent être clairement imprimés
Il ne doit y avoir aucun sédiment au fond du réservoir d'eau.
Il est préférable d'acheter de l'eau auprès de fabricants bien connus qui fabriquent des produits similaires depuis longtemps.

Filtres domestiques

Une eau propre et saine peut être obtenue en utilisant des filtres domestiques. Il existe de nombreux filtres différents avec lesquels l'eau peut être purifiée avec différents degrés de purification. Les filtres domestiques sont divisés en deux groupes :

Filtres de pichet. Ils sont faciles à utiliser et abordables, cependant, leurs performances et leur degré de purification de l'eau sont faibles. S'il y a beaucoup d'impuretés mécaniques dans l'eau du robinet, mais qu'elle composition chimique répond aux normes, vous pouvez vous limiter à cet appareil. La durée de vie du filtre est longue, surtout, environ une fois tous les 1,5 à 2 mois (après avoir nettoyé 150 à 300 litres d'eau), remplacez la cartouche. La cruche doit être lavée régulièrement et l'eau filtrée ne doit pas y être stockée pendant une longue période. Sinon, il peut être lavé, séché et stocké dans un endroit sec avant une longue interruption de fonctionnement, car l'humidité est un environnement favorable à la reproduction de microbes pathogènes.
modèles de flux. Ils sont reliés directement à l'alimentation en eau ou au robinet, sont relativement coûteux, mais se caractérisent par des performances élevées et fournissent une eau purifiée de haute qualité. L'utilisation de tels modèles est recommandée si l'eau est très dure et contient des impuretés nocives. Les cartouches qui y sont utilisées effectuent non seulement un nettoyage mécanique de l'eau, mais précipitent également les impuretés chimiques toxiques, rendent l'eau plus douce et plus agréable au goût.

Pour que le filtre fonctionne efficacement, il est nécessaire de changer la cartouche en temps opportun, ce qui dispose d'une ressource limitée. En règle générale, dans les modèles fixes, la cartouche dure environ 1 an. Il est important de se rappeler que les filtres de flux nécessitent un fonctionnement continu. Avec une longue pause dans l'utilisation d'un tel filtre, des conditions optimales pour la reproduction des microbes sont créées dans sa cartouche et les propriétés de performance du matériau filtrant sont également perdues. Par conséquent, il peut être nécessaire de remplacer la cartouche et de nettoyer soigneusement la cavité du filtre.

Filtration au charbon actif et minéraux

On pense que le charbon actif absorbe les substances nocives pour le corps humain de l'eau, y compris les métaux lourds tels que le plomb, le radon et ses produits de désintégration, le chlore, les pesticides, etc. En même temps, il enrichit l'eau de précieux minéraux. Pour purifier l'eau, des comprimés de charbon actif sont emballés dans un sac de gaze et placés dans un récipient avec de l'eau pendant 12 à 14 heures. Passé ce délai, l'eau pure est bonne à boire. Il n'est pas recommandé de laisser de l'eau avec du charbon actif plus longtemps, car cette eau peut devenir un environnement favorable à la reproduction de divers micro-organismes.

Souvent, les minéraux, en particulier le silicium, sont utilisés pour purifier l'eau.

Cette méthode d'obtention d'eau pure a été utilisée dans Russie antique. On pense qu'en raison de l'activation de l'eau avec du silicium, elle devient non seulement pure, mais aussi plus savoureuse et peut être stockée. pendant longtemps sans changer la composition. Dans une telle eau, la vie des virus et des microbes pathogènes est tout simplement impossible. Le silicium absorbe les substances nocives pour la santé humaine, telles que les sels de métaux lourds, les pesticides, etc. Pour purifier l'eau avec du silicium à la maison, il est nécessaire de placer du silicium lavé sous l'eau courante dans un bol en verre ou en émail, verser de l'eau à raison de 10 g de minéraux par litre d'eau. Couvrez la vaisselle avec un chiffon propre et placez-la dans un endroit sombre pendant 2-3 jours.

Après la période spécifiée, utilisez les 2/3 supérieurs de l'eau, versez la couche restante, car c'est là que les substances nocives s'accumulent dans l'eau. L'eau de silicone obtenue ne doit pas être conservée au réfrigérateur ni bouillie. Il est préférable de le stocker à l'intérieur à une température non inférieure à +10 °C.

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1 Aperçu des méthodes de nettoyage Eaux uséesà partir d'ions métalliques et de colorants industriels

1.1 Méthodes de traitement des eaux usées à partir d'ions métalliques

Il existe un grand nombre de procédés spécialisés utilisés pour éliminer les métaux des eaux usées. Ces transactions individuelles comprennent :

– précipitation chimique;

– coagulation / floculation ;

– échange d'ions et extraction liquide;

– cimentation ;

– complexation ;

– les opérations électrochimiques ;

– les opérations biologiques ;

– l'adsorption ;

- évaporation ;

– filtration ;

- processus membranaires.

Dans l'industrie, la méthode la plus largement utilisée pour éliminer les métaux lourds des solutions est la précipitation chimique, avec environ 75% des procédés de galvanoplastie utilisant des techniques de précipitation d'hydroxyde, de carbonate ou de sulfure, ou une combinaison de ces précipitateurs pour le traitement des eaux usées. La technique de précipitation la plus largement utilisée est la précipitation hydroxyde ou alcaline en raison de la simplicité relative, du faible coût du précipitant (chaux) et de la facilité du contrôle automatique du pH. La solubilité minimale de divers hydroxydes métalliques varie à pH de 8,0 à 10,0.

Un procédé connu de réactifs de sédimentation des eaux usées implique le transfert d'ions métalliques à partir de composés peu solubles lors du traitement des eaux usées avec des réactifs alcalins, suivi de leur séparation en sédiments par décantation.

La méthode de précipitation des ions de métaux lourds des eaux usées industrielles comprend l'introduction d'un neutralisant alcalin à un pH de 4 à 12, le mélange et la décantation pour obtenir un précipité, qui diffère des autres méthodes en ce que le précipité est soumis à plusieurs reprises au contact avec le portions suivantes de la solution initiale avec neutralisation simultanée de la solution à des valeurs de pH optimales pour la précipitation des ions de métaux lourds.

L'inconvénient de cette méthode est que ces technologies ne fournissent pas un degré de purification des ions de métaux lourds qui répond aux exigences modernes des autorités de l'eau. De plus, l'utilisation de méthodes réactives entraîne une pollution secondaire de l'eau - une augmentation de sa salinité, ce qui empêche la réutilisation de l'eau purifiée dans la production. Dans certains cas, après traitement chimique, un post-traitement en profondeur des eaux usées à partir de composés de métaux lourds est nécessaire.

La solution technique la plus proche proposée est une méthode de nettoyage des eaux de mine en divisant le flux d'eau traitée en deux parties, en obtenant des sols de charge opposée avec leur coagulation mutuelle ultérieure, les sols de charge opposée sont obtenus en introduisant un agent alcalin dans une partie du flux pour un pH de 4,0 à 6,5, et dans l'autre de 9,5 à 12,0.

L'inconvénient de cette méthode est que, du fait de la coagulation mutuelle, on obtient un sédiment hydrophile, absorbant l'humidité et meuble, entraînant une quantité importante d'un agent alcalin, ce qui augmente la consommation de ce dernier et des zones de boues, en plus, le schéma technologique prévoit au moins trois points de contrôle de la valeur du pH : en deux parties du flux et à la sortie après le raccordement des flux pour leur coagulation mutuelle ultérieure.

Pour améliorer la méthode, il est proposé de créer conditions optimales extraction des ions de métaux lourds des effluents gourmands en eau dont la teneur en sel favorise la formation de systèmes colloïdaux finement dispersés avec des suspensions difficiles à décanter.

Le résultat technique consiste en l'économie du procédé en réduisant la consommation de réactifs et en augmentant le degré d'extraction des ions de métaux lourds des eaux usées.

L'essence de la méthode est illustrée par l'organigramme du processus illustré à la figure 5.

Figure 5 - Organigramme du processus technique de dépôt

La solution initiale a été passée à travers du sable de quartz soigneusement lavé pour éliminer les solides en suspension.

Conformément au schéma technologique du procédé illustré à la figure 5, sous agitation continue, la solution initiale est neutralisée avec une solution alcaline de NaOH à 10% jusqu'à la valeur de pH optimale pour la précipitation des ions de métaux lourds, qui est égale à une valeur de 9,5 à 10,5 pour cette solution. Au cours du mélange pendant 10 min, décantation jusqu'à 15 min, une interface entre la solution et le précipité est apparue. Le volume de sédiments est estimé en pourcentage du volume total du système. La phase aqueuse clarifiée est séparée du précipité par décantation, une nouvelle portion de la solution initiale a été ajoutée au précipité jusqu'au volume initial, la neutralisation a été effectuée de pH 9,5 à 10,5 avec agitation continue et décantation ultérieure comme décrit ci-dessus. Cette procédure est répétée quatre ou cinq fois. Parallèlement, les volumes du sédiment et de la phase aqueuse clarifiée sont mesurés à chaque fois, dans cette dernière, la concentration en ions de métaux lourds est déterminée

La carburation est un processus de substitution de métal dans lequel un métal plus actif, tel que le fer, est introduit dans une solution contenant des ions métalliques. Ainsi, la cémentation est la libération d'un métal ionisé d'une solution sous forme métallique en raison de la réduction électrochimique spontanée du métal éliminé avec la réduction simultanée du métal de substitution introduit (fer) selon la réaction :

Cu2+ + Fe0 -> Cu0 + Fe2+.

Le fer prend une forme ionique, tandis que le cuivre est libéré sur une surface solide. Le processus de cémentation peut être prédit sur la base des valeurs des potentiels d'électrode. Il a un certain nombre d'avantages :

– simplicité des exigences en matière de contrôle et de gestion,

– faible consommation énergétique,

– obtenir des métaux précieux de haute pureté tels que le cuivre.

La vitesse de cémentation est indépendante de la présence d'oxygène et de la valeur du pH. Cependant, à des valeurs de pH supérieures à 3, l'hydroxyde de fer masque et interfère avec la libération du cuivre. Le précipité séché contient environ 95,5 % de cuivre pur.

Les études réalisées ont montré la possibilité d'utiliser les déchets de fer pour séparer le cuivre des eaux usées.

La formation de complexes repose sur l'obtention d'un composé complexe à base d'une substance complexante ou chélatante. La complexation est liée aux caractéristiques chimiques des ions des métaux éliminés et affecte le mécanisme d'extraction. Par exemple, la complexation d'un métal augmente la solubilité des hydroxydes, des carbonates et des sulfures de ce métal. Le degré de formation de complexe est affecté par le pH de la solution et la concentration du réactif. Du point de vue de la sélectivité du procédé de complexation avec l'EDTA, la possibilité de séparer le cuivre et le zinc dans la gamme de pH de 5 à 6 a été montrée.

L'une des directions acceptables pour résoudre le problème de la dissolution des métaux dans les milieux organiques est la méthode de formation de complexes. Pour les systèmes sans liaisons multiples, les anneaux chélates à cinq chaînons sont les plus stables. Les systèmes à doubles liaisons conjuguées forment des cycles à six chaînons. Le gain d'énergie de la fermeture des cycles de chélate (effet chélate) est déterminé à la fois par des facteurs d'entropie et d'enthalpie.

La recherche de systèmes permettant de stabiliser le métal sous forme de complexes dans des milieux organiques est constamment menée, mais le nombre de tels exemples est faible.

L'une des méthodes électrochimiques largement utilisées pour le traitement des eaux usées est l'électrolyse, qui permet de séparer le métal de la solution sur l'électrode. Mais la méthode d'électrolyse pour extraire les métaux des eaux de lavage rencontre certaines difficultés à de faibles concentrations de solutions.

Ce processus peut être réalisé selon deux modes : soit à densité de courant constante, soit à potentiel constant.

Méthode d'électrolyse pour force constante Le courant n'est pas recommandé pour les solutions de nettoyage contenant différents types d'ions, car il est nécessaire que pendant toute la durée de la précipitation du métal, la densité de courant ne dépasse pas la valeur limite . Sinon, même avant l'achèvement de la précipitation de ce métal, le potentiel d'électrode peut atteindre une valeur à laquelle la précipitation d'un autre métal va commencer, et la composition du précipité peut être indéterminée. Par conséquent, le contrôle de la densité de courant signifie en fait le contrôle du potentiel de l'électrode afin de maintenir sa valeur à un niveau correspondant à la précipitation d'un seul métal. Dans ce cas, la méthode d'électrodéposition donne des résultats plus fiables.

Ce contrôle peut être réalisé en fixant un certain potentiel de la cathode, sur laquelle le métal est libéré, par rapport au potentiel constant de l'électrode de référence.

L'isolement séparé des métaux est assuré par une différence suffisante des potentiels de décharge des ions des métaux à déterminer, due soit à la différence des potentiels normaux d'électrode, soit à la différence de la surtension, soit aux deux.

L'un des problèmes difficiles associés au développement de méthodes électrochimiques pour le traitement des eaux usées des industries de la galvanoplastie est la sélection du matériau d'anode.

Il existe une telle méthode de purification dans laquelle les eaux usées contenant des ions de métaux lourds et du chrome (VI) sont soumises à un traitement galvanochimique en une étape, suivi d'un ajustement du pH, d'un chauffage, d'une extrusion à température élevée et d'une séparation d'un précipité cristallin finement dispersé de petit volume. . Cette méthode permet une réduction du volume du précipité séparé tout en maintenant une efficacité de purification élevée, ainsi qu'une diminution de la lixiviation des ions de métaux lourds du précipité.

Les procédés membranaires sont largement utilisés dans de nombreuses industries pour recycler l'eau, réduire les eaux usées et capturer les sous-produits précieux (par exemple les métaux). Tous les procédés membranaires peuvent être de trois types : haute pression, basse pression et ultrafiltration. L'acétate de cellulose, les polyamides, le polysulfone, etc. sont utilisés comme membranes. Il a été noté que les procédés membranaires sont plus coûteux que les procédés de distillation correspondants pour des volumes d'eaux usées faibles à moyens. Avec l'extraction membranaire des métaux lourds, il n'est pas nécessaire de mélanger et d'installer les pièces mobiles de l'équipement, ce qui réduit considérablement le coût de l'équipement.

Les résultats d'études menées sur l'utilisation de filtres à membrane non tissée à base de fibres de polyacrylonitrile modifiées avec des groupes acides NO3 et PO4 pour le traitement des eaux usées des usines et des industries de plomb-zinc utilisant des procédés de galvanoplastie sont obtenus. La possibilité d'éliminer non seulement les ions de métaux lourds au niveau MPC, mais également la purification des produits de leurs transformations chimiques avec des agents complexants et des chélates de nature organique et inorganique (cyanures, thiocyanates, ammoniates, complexes avec EDTA et 1,1 - dipyridyl ) est montré.

Au cours des dernières années, un certain nombre de nouvelles technologies ont été introduites. Les principaux facteurs affectant la vitesse de réaction lors de la précipitation des sulfures comme étape secondaire après la neutralisation et la décantation ont été étudiés. Nous avons étudié les complexes métalliques avec l'EDTA, qui est connu pour former les complexes les plus stables avec les métaux. La vitesse de réaction initiale a été augmentée en ajoutant des sels métalliques non chélatés. Un filtre contenant des sulfures actifs a été développé pour adsorber les ions de métaux lourds solubles.

Un système continu a été développé pour la séparation magnétique des ions de métaux lourds à l'aide de ferrites ou de magnétites. Les avantages du procédé peuvent être considérés comme :

– différents métaux lourds peuvent être traités en même temps ;

– le précipité formé ne dépend pas du pH et de la température ;

– Les résidus de ferrite peuvent être séparés en appliquant un champ magnétique.

Ainsi, pour la purification des eaux usées à partir d'ions métalliques, il existe une variété de méthodes de purification qui peuvent être combinées en plusieurs groupes : méthodes de réactifs, méthodes d'électrolyse, méthodes d'échange d'ions, méthodes de sorption. Les principaux avantages et inconvénients de ces méthodes sont donnés en annexe A.

1.2 Méthodes de traitement des eaux usées à partir de colorants industriels

En général, toutes les méthodes connues de traitement des eaux usées des industries de teinture et de finition peuvent être divisées en trois groupes principaux.

Le premier groupe comprend les méthodes basées sur l'extraction des contaminants dans les sédiments ou les scories de flottation par sorption sur des flocons d'hydroxydes métalliques formés lors du traitement chimique. Ce sont la coagulation, l'électrocoagulation, la flottation sous pression.

Par exemple, un procédé est connu pour nettoyer les eaux usées des colorants, qui comprend l'introduction d'un coagulant organique et d'un additif minéral, et le produit de condensation de la dicyandiamine avec le formaldéhyde et l'hexaméthylènetétramine dans un milieu d'acide acétique est utilisé comme coagulant organique, et le silicate de sodium est utilisé comme additif minéral.

Le procédé est réalisé comme suit : les eaux usées contenant des colorants sont traitées avec le coagulant ci-dessus. La dose de coagulant dépend de la concentration de colorants dans l'eau et est choisie expérimentalement, par coagulation d'essai. Le silicate de sodium est ajouté 3 à 10 minutes après l'ajout du coagulant. Le processus de traitement des eaux usées prend 10 à 40 minutes. Le précipité résultant est floconneux, léger et peut être éliminé par flottation, décantation, filtration.

On connaît également un procédé de traitement des eaux usées provenant des industries de teinture et de finition, qui comprend une coagulation suivie d'une floculation et d'une décantation. Il diffère en ce que comme floculant, on utilise un hydrolysat de laine, préparé à partir de déchets de laine industrielle en le dissolvant dans une solution alcaline 0,1 N.

Cette méthode se déroule comme suit. Un floculant est préparé à partir de déchets de laine industrielle en le dissolvant dans une solution alcaline 0,1 n (à raison de 1 g de laine pour 100 ml de solution) par chauffage à une température de 90 à 100°C pendant 1,5 à 2 heures, suivi par conservation de 20 à 24 heures et dilution au 1/10 avec de l'eau. Le floculant est introduit dans l'eau usée à traiter après qu'elle a été traitée avec un coagulant contenant de l'aluminium de sorte que la concentration finale du floculant dans l'eau usée soit de 1 à 3 mg/l (en poids de laine), le pH après le l'introduction du floculant est ajustée de 6,5 à 7.

Les inconvénients des méthodes du premier groupe sont le faible degré d'épuration, notamment en termes de décoloration, la nécessité d'une sélection empirique des réactifs, la difficulté de dosage des réactifs, la formation de quantités importantes de sédiments ou de boues de flottation, la nécessité de leur neutralisation, enfouissement ou stockage.

Le deuxième groupe comprend les méthodes séparatives, telles que la sorption sur les chaînes actives et les échangeurs d'ions macroporeux, et l'osmose inverse. ultrafiltration, séparation de mousse, électroflottation.

Par exemple, il existe un procédé connu pour nettoyer les eaux usées des colorants, qui comprend leur traitement préliminaire, la séparation par osmose inverse pour obtenir un flux d'eau purifiée et un flux de concentré, et l'évaporation du concentré en un résidu sec. Il en diffère en ce que la séparation par osmose inverse est effectuée pour obtenir un concentré, puis celui-ci est ultrafiltré.

Le procédé se déroule comme suit : les eaux usées traitées contenant des colorants sont acheminées vers l'unité de prétraitement, où elles sont débarrassées des solides en suspension, clarifiées et neutralisées par l'introduction d'une solution de NaOH. L'eau prétraitée est introduite dans un appareil de séparation par osmose inverse, à partir duquel un flux d'eau purifiée est retiré, qui est renvoyé à la production, et un concentré contenant un colorant. Le concentré est soutiré et envoyé à la buse de la pompe à jet. Après ultrafiltration, l'ultrafiltrat est envoyé à l'évaporation, par exemple dans un appareil à film tombant avec évacuation à vis du résidu sec. Le résidu sec qui en résulte peut être utilisé dans la production de verre ou envoyé à la décharge.

Les méthodes du deuxième groupe fournissent un haut degré de purification, mais nécessitent un traitement mécanique préalable afin d'éliminer les impuretés insolubles, sont complexes en instrumentation et ont un coût élevé.

Le troisième groupe combine des méthodes destructives basées sur des transformations profondes de molécules organiques à la suite de processus redox. Parmi les méthodes destructives, le traitement des eaux usées avec des oxydants, la réduction des réactifs, la destruction électromécanique et électrocatalytique sont les plus largement utilisées. Les méthodes oxydatives comprennent la purification biochimique.

Parmi les méthodes destructrices, l'ozonation est la voie la plus prometteuse pour décolorer les eaux usées. L'utilisation d'ozone permet de réduire de 10 fois la couleur de la solution de colorant usée après avoir teint le noir de karakul en dilution avec une dilution de couleur initiale de 1:4000. L'ozonation de la solution est de préférence réalisée avec alcalinisation de la solution de colorant à pH 12,5. La décoloration finale peut être obtenue en décantant la solution ozonée pendant 40 minutes avec formation d'un précipité foncé (volume de 10% du volume de la solution de colorant). Malgré le fait que cette méthode est très efficace, mais jusqu'à présent, elle est plus souvent au stade de développement en laboratoire en raison du manque de bonnes installations d'ozonateur, ainsi que de la forte consommation d'ozone et de la forte consommation d'énergie lors de sa production. De plus, le coût élevé d'obtention de l'ozone ne nous permet pas de recommander cette méthode pour blanchir des solutions de teinture épuisées très concentrées issues de la teinture oxydative de la fourrure.

Le plus intéressant est un agent oxydant respectueux de l'environnement - le peroxyde d'hydrogène. Par exemple, il existe un procédé connu pour nettoyer les eaux usées des colorants organiques, comprenant la filtration de l'eau acidifiée à travers une charge métallique. Il diffère en ce que le peroxyde d'hydrogène est introduit à une distance de 0,1 à 0,5 de la longueur de la couche de charge dans le sens du mouvement de l'eau, et des matériaux fabriqués à partir d'éléments du sous-groupe d du système périodique des éléments, ou de leurs alliages, sont utilisés comme charge de filtre métallique.

Le chlore actif peut également être utilisé comme agent oxydant. Les transformations destructives sous l'influence du chlore et de ses composés sont actuellement considérées non seulement efficaces en termes de degré de décoloration du colorant et de réduction de la DCO, mais également comme des procédés assez économiques. Gratuit et contenu dans divers composés chlore susceptible d'entrer dans les réactions de chloration et d'oxydation matière organique et d'autres impuretés de l'eau, caractérise la concentration de ce que l'on appelle le chlore actif. Il a un potentiel oxydant élevé et est relativement bon marché. La conception matérielle des installations de chloration modernes est assez compacte et peut être facilement automatisée. Cependant, l'utilisation de chlore actif présente un certain nombre d'inconvénients sérieux qui entravent la généralisation de cette méthode dans la pratique : forte teneur en chlore de nombreuses eaux usées ; modification de la composition saline de l'eau et augmentation du résidu dense; la possibilité de formation de dérivés chlorés et de chlorates, sous réserve d'une élimination ultérieure. De plus, le processus de purification dure assez longtemps (de 1 à 2 heures) et même avec une exposition aussi longue, une quantité importante de chlore actif reste dans l'eau traitée, ce qui nécessite des mesures particulières de déchloration.

Il existe également un procédé de nettoyage des eaux usées des colorants, principalement de l'aniline, qui comprend une électrolyse à une densité de courant de 200 à 300 A/m² en présence de peroxyde d'hydrogène avec des anodes en titane revêtues d'un revêtement électrochimique composite platine-graphite à sa surface. Le procédé se déroule comme suit : les eaux usées contenant des colorants d'aniline sont mélangées avec du peroxyde d'hydrogène et soumises à une électrolyse. En tant qu'anode dans un bain électrochimique, le titane est utilisé avec un revêtement électrochimique composite platine-graphite déposé sur sa surface, et la densité de courant anodique est de 200 à 300 A/m², pendant l'électrolyse, une destruction profonde des colorants se produit, et presque complète la décoloration des eaux usées est obtenue. .

Les méthodes du troisième groupe sont technologiquement avancées, efficaces, ne produisent pas de précipitations et n'introduisent pas de pollution supplémentaire.

Ainsi, en raison de l'utilisation de coagulants et d'agents oxydants traditionnels pour la décoloration des solutions de colorant épuisées après les procédés de teinture, cela n'est pas économiquement viable. À cet égard, le problème du traitement des eaux usées des colorants industriels devrait être résolu en utilisant des matériaux chimiques non traditionnels.

1.3 Méthodes de traitement des eaux usées par sorption

1.3.1 Méthodes de traitement par sorption des eaux usées des métaux lourds

Le traitement des eaux usées à partir de métaux lourds est une direction essentielle pour améliorer la situation écologique de l'environnement, car la teneur élevée en sels de métaux lourds a un effet extrêmement négatif sur le corps humain.

Les procédés connus de purification par échange d'ions nécessitent des coûts d'investissement importants. Ainsi, les méthodes de sorption utilisant des sorbants non carbonés d'origine naturelle et artificielle (roches argileuses, zéolithes, etc.) sont de plus en plus utilisées. Le traitement par sorption est opportun comme dernière étape après la purification mécanique et d'autres types moins coûteux de purification des impuretés grossières, colloïdales et partiellement dissoutes. L'avantage de la méthode est une efficacité élevée, la possibilité de traiter des eaux usées contenant plusieurs substances. La possibilité d'un nettoyage par adsorption régénérative, c'est-à-dire l'extraction d'une substance du sorbant, son utilisation et sa destruction, est également importante.

La déferrisation de l'eau est l'un des problèmes les plus importants de la purification de l'eau. Il se produit lors de l'utilisation d'eau potable, ainsi que lors du traitement des eaux usées industrielles contenant des ions de fer en quantités dépassant la concentration maximale admissible (MAC).

À ce jour, il n'existe pas de méthode universelle unique pour l'élimination complexe de toutes les formes existantes de fer de l'eau.

Il existe un procédé de purification par sorption des eaux usées à partir d'ions de fer, dans lequel un sorbant modifié à base de montmorillonite est utilisé comme sorbant. Des échantillons de sorbants modifiés ont été préparés à l'aide de liants et d'ingrédients actifs, suivis d'une calcination à diverses températures.

Les résultats des études sur la purification par adsorption de l'eau à partir d'ions de fer sont présentés dans le tableau 1.

En conséquence, il a été constaté que la capacité de sorption du sorbant dépend de la température de cuisson et de la taille des granulés. La meilleure capacité de sorption est présentée par des sorbants de tailles de 1 à 2 mm, calcinés à 400°C.

Tableau 1 - Résultats des études sur la purification par adsorption de l'eau des ions de fer (concentration de la solution modèle - 0,7 mg / dm³, débit de filtration - 0,6 dm³ / h)

Absorbant HS (400°С) HS (400°С) HS (600°С) HS (600°С) HS (800°С) HS (800°С)

Granulométrie, mm 1–2 5–6 1–2 5–6 1–2 5–6

Poids, grammes 21,25 17,15 14,21 11,35 13,9 11,45

Volume de solution absorbée, cm³ 10 5 8 4 7 4

Concentration finale de la solution, mg/dm³ 0,04 0,34 0,15 0,34 0,19 0,41

Degré d'absorption, % 94 51 79 51 72 41

On connaît également un procédé de purification par sorption des eaux usées à partir d'ions de fer, dans lequel la poussière des aciéries électriques est utilisée comme sorbant. Cette poussière est un système finement dispersé de composition multicomposant. La présence d'une quantité importante d'oxyde de calcium dans la composition de la poussière, la faible granulométrie et la surface très développée permettent de l'utiliser comme sorbant. Dans ce cas, la méthode de sorption statique en une étape est utilisée : des échantillons d'eaux usées ont été ajoutés au sorbant, le mélange a été agité avec un agitateur magnétique. À certains intervalles, un échantillon a été prélevé et analysé pour la teneur en ions de fer, qui a été trouvée par la méthode spectrophotométrique au sulfosalicylate. En conséquence, la masse optimale du sorbant était de 0,5 g.

Il existe plusieurs méthodes de purification par sorption des eaux usées à partir d'ions chrome. Par exemple, des matériaux fibreux naturels modifiés sont utilisés comme matériaux de sorption, par exemple la sciure de bois, la cellulose, la paille de lin et le feu de joie. Cette méthode de purification permet de combiner en une seule étape l'élimination des ions chrome hexavalent hautement toxiques et des ions chrome trivalent formés à la suite de la réduction à partir de solutions.

Il existe également une méthode de traitement des eaux usées à partir d'ions de métaux lourds et de chrome hexavalent, qui peut être utilisée dans les entreprises des industries métallurgiques et chimiques disposant d'ateliers de décapage et de galvanoplastie. Pour mettre en œuvre le procédé, les eaux usées contenant des ions chrome et d'autres métaux lourds sont passées à travers une couche de zéolite, prétraitée avec une solution d'acide oxalique à une concentration de 0,05 à 0,1 mol/l en présence d'acide minéral à un pH de 1 à 2.

Un procédé connu permet d'élargir la gamme de substances récupérables, de simplifier et de réduire le coût de la technologie de traitement des eaux usées grâce à l'utilisation d'un adsorbant durable avec de bonnes propriétés de sorption et des qualités de filtration. Un tel adsorbant pour le nettoyage est obtenu en mélangeant de la tourbe naturelle, du sable, de l'argile et de la diatomite (20-60% en poids), qui sont d'abord mélangés avec de l'huile (de 10 à 20% en poids), de l'eau et de 3 à 8% d'eau solution de tensioactif (de 5 à 10 % en poids), puis traitée avec des oxydes de calcium ou de magnésium (de 25 à 50 % en poids), séchée et calcinée à une température de 300 à 600°C.

Un procédé a été proposé pour la purification des eaux usées générées, par exemple, dans la galvanoplastie ou d'autres industries similaires, à partir d'ions de métaux lourds. La méthode est basée sur la sorption des ions de métaux lourds sur un sorbant naturel insoluble - la pyrite, pré-enrichi de 84 à 96%, et la granulométrie du sorbant utilisé ne dépasse pas 160 microns. Cette méthode permet une réduction du coût du traitement des eaux usées, ainsi que l'obtention d'un produit de sorption adapté au stockage et au transport à long terme.

L'essence de la méthode suivante consiste à filtrer les eaux usées contenant des métaux lourds à travers une couche de sorbant, qui est une partie corticale broyée de l'écorce de bois de conifère, soumise à une extraction eau chaude, à une certaine température et débit. La méthode est efficace, car la capacité de sorption du sorbant utilisé est supérieure à celle d'autres matériaux lignocarbohydratés naturels similaires. Le produit de sorption peut être éliminé par incinération.

Récemment, des idées sont apparues suggérant d'utiliser des déchets industriels comme sorbant, par exemple des scories OEMK finement dispersées. Ce sorbant était utilisé pour traiter les eaux usées contenant des ions de nickel, de cuivre et de fer.

Un diagramme schématique du traitement des eaux usées est présenté à la figure 6.

Figure 6 - schéma traitement des eaux usées

Les résultats de l'analyse de phase aux rayons X ont montré la présence dans le laitier d'origine de divers types de silicates de calcium et de magnésium, ainsi que de calcite, d'oxydes de fer, de magnésium et d'hydroxydes de calcium. La présence de multiples défauts de réseau de surface sous forme de fissures, de pics et de rugosité à la surface des particules de laitier a également été établie, ce qui devrait assurer de bonnes propriétés de sorption du laitier. La présence de propriétés de sorption a permis de supposer une efficacité de nettoyage élevée en raison de la formation de précipités peu solubles d'hydroxydes métalliques et de l'apparition de processus d'adsorption. Les résultats du traitement des eaux usées avec cet adsorbant sont présentés dans le tableau 2.

Le fer est l'un des éléments les plus communs trouvés dans la nature. Il est particulièrement abondant dans les roches souterraines, ce qui affecte directement la qualité des eaux souterraines. Dans certaines régions, cet élément se retrouve en grande quantité dans presque tous les aquifères. Cela oblige les habitants à réfléchir à la manière de nettoyer l'eau du puits du fer afin de lui redonner ses caractéristiques gustatives.

Dans un puits, le fer (Fe) peut être contenu sous différentes formes et composés. Tout dépend de la coupe du sol dans la région. Avec la plus forte concentration dans les aquifères se trouvent:

fer divalent. La propriété de Fe² à se dissoudre complètement ne permet pas de déterminer immédiatement sa présence après la montée de l'eau du puits. Mais au contact de l'air, le fer commence à s'oxyder, à la suite de quoi l'eau auparavant complètement transparente acquiert une teinte jaunâtre.

fer trivalent. Contrairement à un composé divalent, Fe³ ne se dissout pas. Par conséquent, l'eau a initialement une teinte brune caractéristique, qui finit par précipiter.

Composés organiques de fer. Dans ce cas, l'eau a le plus souvent une couleur jaune clair, et après décantation, aucun précipité ne se forme.

Il existe un autre signe d'une concentration accrue de cet élément - un goût métallique prononcé. Parfois, il est tout simplement impossible de boire une telle eau sans d'abord nettoyer le puits du fer.

Les caractéristiques eau "métallique" (de gauche à droite) : Fe³, Fe², Fe (org.)

Quel est le danger d'un excès de fer pour l'homme

Le fer est un élément essentiel pour le corps humain. Ainsi, par exemple, l'apport quotidien moyen pour les hommes est de 8 mg et pour les femmes de 16 mg. Dans le même temps, la norme sanitaire pour la teneur de ce composant dans l'eau n'est que de 0,3 mg pour 1 litre. Une question logique se pose immédiatement - pourquoi si peu ?

Le fait est qu'une personne reçoit beaucoup plus de fer de la nourriture que de l'eau. De plus, la norme sanitaire est établie non pas tant selon des critères médicaux, mais selon des indicateurs de goût.

Intéressant à savoir. À ce jour, l'OMS ne dispose pas de preuves suffisantes de l'effet négatif du fer sur corps humain. On pense que la teneur de cet élément dans l'eau à moins de 3 mg / l n'a pas de conséquences négatives pour l'homme.

Le principal facteur forçant la purification de l'eau du puits à partir de fer est un goût métallique désagréable. À une concentration de 1 mg/l, une forte odeur et un goût de métal apparaissent, qui peuvent être ressentis dans le café, le thé et même les aliments. De plus, les dépôts de métaux nuisent au système de plomberie et de tuyauterie de la maison, en particulier en présence de composés Fe³ insolubles.

Avec l'utilisation constante d'eau contenant une grande quantité d'impuretés de fer, un revêtement «rouillé» se forme sur la plomberie

Méthodes de purification de l'eau

Il existe plusieurs méthodes pour purifier l'eau d'un puits à partir de fer. Les plus populaires et les plus efficaces d'entre eux sont :

échange d'ion;
osmose inverse;
aération.

Échange d'ion

Presque tous les fabricants de filtres à eau produisent des cartouches échangeuses d'ions. L'essence de la méthode est l'utilisation d'une résine catalytique spéciale. Lorsque l'eau entre en contact avec la résine, un échange d'ions se produit, à la suite de quoi les ions de fer contenus dans l'eau sont remplacés par des ions de sodium.

Important. La méthode d'échange d'ions n'est efficace qu'avec une quantité relativement faible de Fe dans l'eau (3-5 mg/l). Sinon, la résine perdra rapidement ses propriétés catalytiques.

Filtre échangeur d'ions pour l'élimination du fer à l'eau

Osmose inverse

Le système d'osmose inverse utilise des membranes qui éliminent presque toutes les impuretés de l'eau. Les pores des membranes sont beaucoup plus petits que les ions de fer, ils sont donc capables de les retenir et de les filtrer. Un tel filtre peut facilement faire face à Fe², mais des problèmes peuvent survenir avec un composant trivalent. S'il y a trop de Fe³ dans l'eau, il y a un risque de colmatage rapide de la membrane. Dans de tels cas, il est préférable d'utiliser des filtres mécaniques qui peuvent être lavés périodiquement pour éliminer les dépôts de rouille.

méthode d'aération

S'il est nécessaire de nettoyer l'eau de forage du fer à forte concentration de ce composant (plus de 20 mg/l), une méthode d'aération basée sur le traitement de l'eau à l'oxygène est utilisée. En raison de l'interaction avec l'oxygène, le fer est oxydé, ce qui conduit à la précipitation d'un précipité de métaux lourds.

Conseils. Pour plus nettoyage efficace après l'installation d'aération, l'eau doit passer par un système d'osmose inverse ou un filtre échangeur d'ions.

Se débarrasser de la méthode folklorique de fer

Le problème de l'eau au goût métallique est apparu bien avant la création de systèmes de filtration complexes. Par conséquent, une personne a proposé une méthode plus simple d'élimination du fer.

L'eau après un puits ou un puits est versée dans un grand réservoir ouvert, où elle est stockée pendant un certain temps. Dans le processus d'interaction naturelle avec l'oxygène, Fe² se transforme en Fe³ et précipite. Après cette procédure, la concentration de fer dans l'eau diminue plusieurs fois.

Conseils. Pour augmenter l'intensité du processus, un compresseur peut être connecté au réservoir, dont la puissance est sélectionnée en fonction du volume d'eau.

Naturellement, cette méthode n'est pas aussi rapide et efficace que les unités de filtrage modernes. De plus, le réservoir doit être périodiquement nettoyé des sédiments. Cependant, en l'absence d'autres options, il convient tout à fait, par exemple, aux chalets d'été ou aux zones rurales.

Un baril ordinaire peut aider à nettoyer le fer de l'eau du puits.

Souvent, un goût métallique n'est pas le seul problème avec la qualité de l'eau de puits. Dans ce cas, pour la mise en place des mesures de traitement, il est préférable d'inviter des spécialistes qui feront les analyses appropriées et sélectionneront les plus méthode efficace filtration.

Les méthodes de purification de l'eau et leur efficacité dépendent directement de l'identification correcte des types de contaminants spécifiques. Afin d'en savoir plus sur les types de substances étrangères et leur concentration, des analyses sont effectuées, bactériologiques et chimiques.

Dans presque tous les cas, la présence de plusieurs types de contaminants à la fois est détectée, après quoi un complexe de différents méthodes de traitement de l'eau, une série de filtres séquentiels. Quels filtres sont préférables d'utiliser et dans quels cas - nous en parlerons dans cet article.

Désinfection de l'eau par rayonnement ultraviolet

Pollution et méthodes de traitement de l'eau

L'eau est la base de tous les êtres vivants. Sans elle, il n'y a aucune possibilité de survie ni pour une personne en tant qu'unité distincte, ni pour l'humanité en général. Après tout, il ne nous suffit pas de simplement maintenir l'activité vitale du corps, l'humanité utilise de l'eau douce en grand volume afin de contenir Agriculture et répondre aux divers besoins du ménage. Plus de 70% de la surface de notre planète est recouverte d'eau. Elle représente environ 1/4400 du poids de la Terre entière, mais l'eau douce ne représente que 3 % du volume total. Et environ 70% de toute l'eau douce se trouve maintenant dans des réserves glaciaires, ce qui complique sérieusement son utilisation. Par conséquent, l'utilisation de diverses méthodes de purification de l'eau est une mesure nécessaire à laquelle l'humanité a recours.

Bien sûr, la quantité d'eau douce disponible actuellement est tout simplement énorme et peut sembler pratiquement inépuisable. Cependant, il existe déjà de graves problèmes liés au manque d'eau potable dans le monde, et il y a les raisons suivantes à cela :

Premièrement, avec la croissance de la population de la Terre, les secteurs industriels et économiques consommateurs d'eau se développent rapidement, ce qui signifie que la consommation d'eau douce augmente.
Deuxièmement, les réserves disponibles aujourd'hui diminuent progressivement en raison des pollutions de toutes sortes liées au facteur de l'activité humaine.

Lorsque nous parlons du format physique de la pollution, il est entendu que des types d'impuretés insolubles ou longuement solubles pénètrent dans les masses d'eau - sable, argile et toutes sortes de déchets. On parle généralement de pollution thermique lorsqu'il y a un certain l'énérgie thermique, ce qui affecte négativement environnement. Un réchauffement supplémentaire d'un réservoir peut entraîner de graves changements dans les processus biologiques qui s'y déroulent, ce qui, à son tour, entraînera la mort massive de poissons et d'autres habitants aquatiques. Ou, au contraire, la croissance rapide des protozoaires peut commencer, ce qui peut sérieusement compliquer tout le processus de purification de l'eau. Cependant, il est important de noter que le type de pollution thermique peut également avoir un effet positif, de sorte que le sens de l'expression "pollution thermique" est très relatif, et son impact sur l'environnement est étudié et évalué séparément pour chaque situation spécifique.

La masse de polluants de toutes sortes a donné naissance à des méthodes non moins diverses d'épuration de l'eau. Nous les diviserons en plusieurs groupes, basés sur les principes du travail. Ainsi, la forme la plus généralisée de classification des méthodes de purification de l'eau des impuretés:

méthode physique;
chimique;
physique et chimique;
biologique.

Tous ces groupes comprennent de nombreuses variations dans le fonctionnement du processus et sa conception matérielle. De plus, il est important de considérer que les méthodes de purification de l'eau sont généralement appliquées de manière complexe et nécessitent certaines combinaisons afin d'obtenir le résultat le plus efficace. La tâche complexe de nettoyage est déterminée par la nature de la pollution. En règle générale, un composant inutile est un certain nombre de substances différentes qui nécessitent différentes manipulations. Ces systèmes basés sur une certaine méthode de purification de l'eau se produisent lorsqu'il y a pollution par une ou plusieurs substances qui peuvent être séparées à l'aide d'une méthode. Il s'agit par exemple de la fréquence à laquelle ils nettoient les eaux usées de production, où le nombre et la composition des polluants sont initialement connus et hétérogènes.

Méthode d'ozonation de l'eau pour l'approvisionnement public en eau: spécificités

Quelles méthodes de traitement des eaux usées sont applicables dans un cas particulier

Il existe un système de comptabilité spécial dans lequel les données sont saisies ; avant cela, des échantillons répétés sont prélevés pour l'analyse de l'eau qui appartient aux déchets. Normes sanitaires fixent les normes et concentrations admissibles (MPC SanPin 4630-88 « Normes admissibles pour les eaux usées polluantes »), les mêmes règles régissent la DCO et la DBO.

Les méthodes actuelles de traitement des eaux usées permettent d'amener leur composition à la norme autorisée. Le plus souvent, des technologies spéciales sont utilisées à cet effet, conçues pour traiter certaines substances contenues dans les déchets liquides.

Les méthodes de traitement des eaux usées dépendent des types de ces eaux. Selon les normes existantes dans GOST, les eaux usées peuvent être classées en :

ménage. Ces déchets sont très dangereux, car ils contiennent de la matière organique, qui est un excellent terreau pour toutes sortes de bactéries pathogènes. Pour cette raison, toutes les eaux usées domestiques qui contiennent des contaminants organiques doivent être désinfectées.
Déchets de production. Il s'agit de déchets rejetés par des usines ou d'autres installations dans lesquelles la technologie du processus de production implique l'utilisation d'eau.
Pluie ou naturel. Ils sont formés à partir des précipitations atmosphériques. Cette eau appartient également au stock, puisque le rejet se fait par les égouts pluviaux.

Pour traiter les eaux usées, qui appartiennent au type domestique, des installations complexes sont utilisées. Leurs éléments constitutifs comprennent :

Décanteurs où les particules en suspension sont séparées. Ceux dont la gravité spécifique est plus élevée précipitent et les éléments plus légers que le liquide montent vers les couches superficielles.
pièges à sable. Ils fonctionnent comme des filtres qui collectent différents types d'impuretés qui ne peuvent pas être dissoutes. On parle de sable, de bris de verre, de laitier, etc.
Treillis. Ils attrapent les gros débris tels que les chiffons, les sacs en plastique, l'herbe et les branches d'arbres, etc.

Dans le traitement de l'eau domestique, on utilise souvent des fosses septiques, qui sont essentiellement des mini-puisards. Pour améliorer leur efficacité, l'utilisation de préparations biologiques spéciales - antiseptiques est pratiquée. Ces préparations contiennent toutes sortes de micro-organismes qui contribuent à la décomposition de la matière organique qui a précipité.

Coûts non comptabilisés et pertes en eau : une méthodologie pour déterminer et combattre

Une pompe est utilisée pour nettoyer les boues des boues. Il suffit d'appliquer cette méthode de purification de l'eau une fois toutes les quelques années.

L'aérotank est légèrement différent du puisard en termes de principe de fonctionnement, ce qui est clairement illustré dans le schéma ci-dessous :

Désignations appliquées :

A - réservoir d'aération;
B - puisard pour un mélange enrichi en oxygène pour le nettoyage des boues et des égouts ;
c - tuyau alimentant les eaux usées domestiques (lors du raccordement d'un égout);
d - un mélange de limon et d'eaux usées entre;
e - le liquide purifié est évacué ici ;
f - tuyau, pompant les boues en excès;
g - retour des boues.

L'essentiel de l'oeuvre :

les effluents d'aspiration "c" sont mélangés aux boues activées dans le bassin d'aération "A" ;
le mélange résultant est intensément aéré, après quoi le processus d'oxydation biologique se produit, puis la matière organique se décompose rapidement;
de l'eau avec des boues, enrichie en oxygène, "d", est fournie au réservoir "B" ;
l'eau après le nettoyage "e" est pompée au fur et à mesure du remplissage ;
le volume requis de boues est renvoyé par les sorties "g", et son excédent est simultanément évacué par le tuyau de dérivation "f".

La méthode décrite de traitement des eaux usées est considérée comme assez efficace si tout est correctement calculé et si les subtilités du processus technologique sont observées.

Les aérotanks purifient l'eau des matières organiques, tandis que le fluor, l'azote et leurs composés en sont éliminés. Le seul inconvénient de cette méthode de purification de l'eau est la teneur critique dans l'effluent de composés nocifs pour les micro-organismes.

Les boues séchées du bassin d'aération, ainsi que les sédiments de la fosse septique, sont d'excellents engrais pour les eaux usées domestiques.

Pour traiter les déchets de déchets industriels, on utilise des installations qui sont dans le principe similaires à des bassins de décantation, par exemple, pièges à huile installés dans les raffineries. La principale différence entre ces méthodes de traitement des eaux usées est la manière dont les contaminants sont éliminés.

écumoire- il s'agit d'une structure qui vous permet d'augmenter la vitesse du processus de séparation des fractions légères des eaux usées. Pour ce faire, le décanteur est soumis à une procédure d'aération.

Les solides en suspension contenus dans les eaux usées peuvent être éliminés à l'aide hydrocyclone. En principe, son fonctionnement est l'utilisation de la force centrifuge, qui se produit lors du mouvement rapide de l'eau dans un corps cylindrique.

Afin d'éliminer les solides en suspension finement dispersés, pose de filtres, où le sable grossier, le tissu tissé ou à mailles peut servir de filtre.

Il est également important de dire à propos d'une telle méthode de purification de l'eau que désinfection est le traitement des eaux usées avant leur rejet. Cette procédure est réalisée dans des réservoirs identiques aux décanteurs. Pour traiter les eaux usées domestiques, on utilise du chlore ou du chlorure de calcaire.

Nous allons maintenant examiner plus en détail les principales méthodes de purification de l'eau.

Élimination des gaz dissous dans le traitement des eaux souterraines

Méthodes physiques de base du traitement de l'eau

Les méthodes physiques de purification de l'eau sont celles qui sont basées sur des manipulations utilisées pour affecter physiquement l'eau ou les contaminants qu'elle contient. Pour nettoyer une grande masse d'eau, de telles méthodes sont utilisées principalement afin d'éliminer les inclusions solides relativement importantes. Cette méthode de purification physique d'un grand volume d'eau devient une étape préliminaire de purification grossière, qui est conçue pour réduire la charge sur les étapes ultérieures de purification plus fine. Dans le même temps, il existe de nombreuses méthodes physiques de purification de l'eau capables de purifier l'eau en profondeur, mais leur productivité est généralement très faible.

Les principales méthodes physiques de purification de l'eau sont:

procédure de filtrage ;
règlement;
filtration (y compris centrifuge);
procédé de traitement aux ultraviolets.

Filtrer est une technique de passage de l'eau à purifier à travers des grilles et différents types des tamis sur lesquels s'attardent de gros polluants. Cette technique peut être attribuée à un type de nettoyage grossier, qui devient souvent une étape préliminaire. Cette étape de la méthode de traitement physique de l'eau est utilisée pour éliminer les contaminants facilement séparables, ce qui réduit la charge sur l'usine de traitement et contribue à l'augmentation de l'efficacité et à la prolongation de la durée de vie des usines qui fonctionnent dans l'étape de traitement fin suivante. Cela est dû au fait que les installations dans lesquelles de gros éléments mécaniques pénètrent échouent souvent et que le filtrage élimine ce problème.

défendre eau - signifie séparer certains des débris mécaniques de la masse d'eau en raison de l'action de la gravité, qui attire les particules plus lourdes vers le fond, provoquant la formation de sédiments. Cette étape de la méthode physique de purification de l'eau agit également souvent dans l'étape de préparation, où les types de pollution plus importants sont séparés, et peut servir d'étape intermédiaire. La procédure se déroule dans des bassins de décantation spéciaux - ces bassins sont équipés de dispositifs spéciaux, où la durée de la présence d'eau peut être calculée en fonction des conditions de sédimentation complète des particules inutiles.

Filtration. C'est le nom du passage de la masse d'eau à travers le matériau filtrant dont la couche poreuse emprisonne les particules d'un certain diamètre. Le principe de filtration est similaire à la procédure de filtrage, sauf qu'ici, vous pouvez effectuer un nettoyage grossier et fin. Les filtres vous permettent d'éliminer le limon, le sable, le tartre et toutes sortes d'inclusions solides d'un diamètre de quelques microns seulement. De plus, en utilisant cette méthode de purification de l'eau, il est possible d'améliorer ses propriétés organoleptiques. La filtration est très répandue, tant dans les stations d'épuration à grande échelle que dans les filtres ménagers courants à faible productivité.

Désinfection UV n'est essentiellement pas une méthode de purification de l'eau, mais une méthode de préparation, lorsque l'eau déjà purifiée est traitée avec des rayons ultraviolets (pour cela, une gamme d'ondes lumineuses de 200 à 400 nm de long est utilisée). La décontamination est due à des dommages à la structure moléculaire de l'ADN et de l'ARN dus à des réactions photochimiques. Cette méthode est bonne car le processus est absolument indépendant de la composition de l'eau et reste le même après traitement UV. Dans ce cas, il faut tenir compte de la présence d'impuretés solides dans l'eau, qui peuvent agir comme un écran protecteur contre les rayons.

Méthodes chimiques de traitement de l'eau

Ces méthodes de traitement de l'eau sont basées sur la réaction chimique d'un réactif avec un polluant, et par conséquent, les substances indésirables se décomposent en éléments non dangereux ou précipitent sous la forme d'un précipité séparable insoluble et se décomposent en composants non dangereux.

Il existe plusieurs méthodes de nettoyage qui diffèrent radicalement par le type de réaction chimique :

neutralisation;
oxydation;
récupération.

Neutralisation- le processus, à la suite duquel l'équilibre acido-basique est nivelé. Cela se produit en raison de l'interaction des alcalis et des acides, après quoi les sels et l'eau correspondants se forment. Cette méthode chimique de purification de l'eau est réalisée en mélangeant l'eau purifiée avec un environnement alcalin et acide. Ils neutralisent également les contaminants dans l'eau lorsque des réactifs sont ajoutés qui créent un environnement avec une certaine réaction. Afin de neutraliser les effluents acides, l'utilisation d'eau ammoniaquée (NH 4 OH), d'hydroxyde de sodium et de potassium (NaOH et KOH), de carbonate de sodium (Na 2 CO 3), de lait de chaux (Ca (OH) 2) et t convient le plus souvent En cas d'alcalinisation excessive des eaux usées, différentes solutions d'acides sont utilisées, ainsi que des gaz acides contenant des oxydes: CO 2, SO 2, NO 2, etc. des gaz sont utilisés, qui passent à travers de l'eau alcalinisée, et en même temps, les composés gazeux eux-mêmes sont purifiés des particules solides.

Oxydation et récupération sont utilisés pour purifier l'eau de toutes sortes de polluants, mais le rapport pratique dans leur utilisation est considérablement décalé en faveur des processus oxydatifs. Grâce à eux, diverses substances toxiques et celles difficiles à extraire d'une autre manière sont neutralisées. Une réaction oxydative peut être obtenue en convertissant les polluants toxiques en formes moins toxiques ou non toxiques. De plus, en raison de l'utilisation d'agents oxydants puissants, les micro-organismes meurent en raison de l'oxydation de leur structure cellulaire. Le plus souvent, des agents oxydants contenant du chlore sont utilisés. Il s'agit du chlore sous forme gazeuse (CL 2) et de ses différents composés tels que le dioxyde de chlore (CLO 2), les hypochlorures de potassium, de sodium et de calcium (KCLO ; NaCLO ; Ca(CLO) 2). Il est également conseillé d'utiliser du peroxyde d'hydrogène (H 2 O 2), du permanganate de potassium (KMnO 4), de l'ozone (O 3), de l'oxygène atmosphérique (O 2), du dichromate de potassium (K 2 Cr 2 O 7) pour cette méthode d'eau épuration, etc...

La procédure de traitement de l'eau avec des composés contenant du chlore est appelée chloration. Cette méthode de désinfection et de purification de l'eau est bien développée et est utilisée assez souvent. La chloration a un effet prolongé dans ses effets antibactériens, et cela est particulièrement important lorsque l'approvisionnement en eau se produit avec des canalisations usées, dans lesquelles une pollution secondaire des masses d'eau se produit souvent. De plus, les réactifs avec lesquels l'eau est chlorée sont relativement bon marché. Mais la chloration présente également un certain nombre d'inconvénients non négligeables, qui incitent à rechercher une alternative. Premièrement, le chlore est toxique. Deuxièmement, il arrive que les sous-produits qui se forment lors de la chloration puissent également être très toxiques. Le respect scrupuleux des conditions de dosage pour le nettoyage par chloration est nécessaire.

Maintenant, la méthode de traitement de l'eau à l'ozone, appelée ozonation, se répand, dans laquelle l'efficacité est plusieurs fois supérieure à celle de la chloration, et après cela, aucun composé dangereux ne se forme. La seule chose qui empêche l'utilisation généralisée de la méthode d'ozonation, ce sont les difficultés économiques et techniques pour l'obtenir en grande quantité. De plus, l'ozone est explosif et des règles de sécurité strictes sont requises dans la zone de la station d'épuration.

La qualité de l'eau fournie aux consommateurs dans le MKD et les orientations pour résoudre les problèmes émergents

Méthodes physiques et chimiques de traitement de l'eau

Des méthodes physico-chimiques de purification de l'eau sont utilisées afin d'éliminer une variété de substances. On peut parler ici de gaz dissous, de fines particules liquides ou solides, d'ions de métaux lourds et de diverses substances sous forme dissoute. De telles méthodes sont utilisées lors du nettoyage préliminaire, ainsi qu'aux étapes ultérieures déjà plus profondes.

Ces méthodes sont très diverses, et nous parlerons de celles qui sont le plus souvent utilisées :

méthode de flottation;
absorption;
extraction;
échange d'ion;
électrodialyse;
osmose inverse;
méthodes thermiques.

Flottation, si on en parle dans le cadre de la purification de l'eau, il s'agit alors de la séparation des particules hydrophobes due au passage d'un grand nombre de bulles de gaz, généralement de l'air, à travers l'eau. Au cours de cette méthode de purification de l'eau, les particules contaminées se fixent à la surface de la bulle, après quoi elles montent avec elles et se transforment en mousse, facile à éliminer. Lorsque la particule séparée est obtenue plus grande taille que des bulles, cela conduit à la formation d'un complexe de flottation. Souvent, la flottation est associée à l'utilisation de réactifs chimiques, qui, par exemple, sont adsorbés sur les particules polluantes, ce qui entraîne une diminution de sa capacité de mouillage et constitue une sorte de coagulant, entraînant une augmentation des particules séparées. La flottation est principalement utilisée pour purifier l'eau des produits pétroliers et des huiles, et de cette manière, il est possible d'éliminer les formes solides d'impuretés qui ne peuvent pas être séparées par d'autres méthodes.

Il y a différents types ce processus. Ainsi, il existe les types de flottaison suivants:

mousseux;
pression;
mécanique:
pneumatique;
électrique;
chimique.

Parlons des principes de fonctionnement de ces méthodes de purification de l'eau. La méthode de flottation pneumatique est souvent utilisée, où un flux ascendant de bulles se forme en raison de l'installation d'aérateurs spéciaux au fond du réservoir, qui se présentent sous la forme de tuyaux ou de plaques perforés. L'air sous pression passe à travers les perforations, où il est divisé en bulles qui flottent. Lorsque la flottation sous pression est utilisée, le flux d'eau à purifier est mélangé à un autre flux d'eau sursaturé en gaz et sous pression. L'ensemble est ensuite introduit dans un bassin de flottation, et en raison d'une chute de pression soudaine, le gaz dissous dans l'eau est libéré en petites bulles et remonte à la surface. Lorsqu'il s'agit de flottation électrique, les bulles apparaissent en surface sous l'influence d'un courant électrique, les électrodes sont situées dans l'eau elle-même.

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Absorption repose sur l'absorption de certains éléments inutiles à la surface du sorbant (adsorption) ou dans son volume (absorption). En ce qui concerne la purification de l'eau, on utilise l'adsorption, qui peut être à la fois physique et chimique. Ces types d'adsorption diffèrent par la manière exacte dont le polluant est retenu : en utilisant la force d'interaction des molécules (adsorption physique) ou la formation de liaisons chimiques (c'est ce qu'on appelle la chimisorption, autrement dit l'adsorption chimique). Les méthodes de purification de l'eau de ce type peuvent être très efficaces et éliminer les plus petites concentrations de contaminants à des débits élevés, ce qui leur donne le droit de priorité pour compléter le traitement. La sorption élimine les pesticides, les herbicides, toutes sortes de phénols, les tensioactifs, etc.

Les adsorbants sont, par exemple, le charbon actif, le gel de silice, le gel d'aluminium et les zéolithes. La structure de ces substances devient poreuse, ce qui augmente considérablement le volume et la surface de l'adsorbant, qui tombe sur une unité de son volume, grâce à quoi le processus devient très efficace. Une telle méthode moderne de purification de l'eau peut être réalisée en mélangeant l'eau à purifier et l'adsorbant, ou en filtrant l'eau à travers l'adsorbant. Selon le matériau utilisé comme sorbant et le type de pollution à éliminer, l'épuration sera soit régénérative (l'adsorbant est réutilisé après les actions de régénération) soit destructive (l'adsorbant ne peut pas être régénéré, il doit donc être éliminé ).

Façon extraction réduite à l'utilisation d'extractants. Si l'on considère le terme par rapport à la méthode de purification de l'eau, alors un extractant est un liquide non miscible ou peu miscible avec l'eau, cependant, il dissout bien les polluants dans l'eau. Cela se passe ainsi : l'eau épurée et l'extractant sont mélangés afin de développer une grande surface des phases de contact, puis les polluants dissous sont redistribués, et leur majeure partie passe dans l'extractant. Elle est chargée de contaminants et est maintenant appelée extrait, tandis que l'eau purifiée est appelée raffinat. Après purification, l'extractant est soit éliminé, soit régénéré, selon les conditions de ce procédé. Cette méthode physico-chimique de purification de l'eau élimine principalement les composés organiques - phénols et acides. Lorsqu'une substance extradée a une certaine valeur, à la fin du processus, elle ne peut pas être éliminée, mais utilisée à d'autres fins. Cela contribue à l'utilisation de la méthode d'extraction de la purification de l'eau dans les entreprises, à l'extraction et à l'utilisation ultérieure, ou au retour à la production d'un certain nombre de ces substances perdues dans les eaux usées.

Échange d'ion le plus souvent utilisé dans le processus de traitement de l'eau, afin d'adoucir l'eau, c'est-à-dire d'éliminer les sels durs. L'essence du processus est qu'il y a un échange d'ions d'eau avec un matériau spécial, appelé échangeur d'ions. Ils sont divisés en échangeurs de cations et en échangeurs d'anions, ce qui correspond au type de ces ions qui entrent dans l'échange. En chimie, un échangeur d'ions est une substance avec un grand nombre de molécules, qui comprend une charpente (matrice) avec un nombre élevé de groupes fonctionnels capables d'échanger des ions. Il existe des ionites naturelles, par exemple des charbons sulfonés et des zéolithes, utilisées dans les premières étapes du développement de la méthode ionique de purification de l'eau. Les résines artificielles d'échange d'ions sont maintenant largement utilisées, et elles surpassent largement les échangeurs d'ions naturels. Aujourd'hui, la méthode de purification de l'eau par échange d'ions est largement utilisée à des fins industrielles et domestiques. Les dispositifs de filtrage pour la purification ionique ne sont pratiquement pas utilisés pour l'eau fortement polluée, et les ressources de filtrage durent longtemps, et après cela, ces filtres sont éliminés. Cependant, il faut savoir que les résines échangeuses d'ions peuvent encore être généralement régénérées avec des solutions à haute teneur en ions H + ou OH -.

Électrodialyse est une méthode physico-chimique complexe de purification de l'eau, qui combine des procédés membranaires avec des procédés électriques. Ils éliminent divers ions et adoucissent l'eau des sels. Si nous parlons de la différence avec les procédés membranaires conventionnels, nous utilisons ici des membranes spéciales sélectives d'ions, qui ne laissent passer les ions qu'avec un certain signe. L'électrodialyse est réalisée dans un appareil spécial appelé électrodialyseur. Il est représenté par une série de chambres séparées par des membranes échangeuses de cations et d'anions alternées. L'eau est fournie à ces chambres pour la purification. Dans les chambres le long des bords, il y a des électrodes avec un courant continu. Un champ électrique apparaît et, sous son influence, les ions se déplacent vers les électrodes en fonction de leur charge jusqu'à ce qu'ils rencontrent une membrane sélective d'ions de même charge. En conséquence, dans certaines chambres, il y a un processus de sortie constante d'ions (chambres de dessalage) et, en même temps, des ions s'accumulent dans d'autres chambres (chambres de concentration). Après avoir séparé les flux des différentes chambres, on obtient deux solutions : épuisée et concentrée. Les avantages incontestables de cette méthode de purification de l'eau ne sont pas seulement la purification des ions, mais également l'obtention d'un concentré de substances séparées pouvant être renvoyées à la production. Pour cette raison, la méthode d'électrodialyse est particulièrement demandée dans les usines chimiques, où certaines substances précieuses sont perdues avec les effluents, et cette méthode est moins chère en raison de la production d'une substance concentrée.

système d'osmose inverse dits procédés membranaires, car la purification est effectuée à une pression supérieure à la pression osmotique. L'osmotique est appelée augmentation de la pression hydrostatique. Il est appliqué sur la solution, qui est séparée par une cloison semi-perméable (membrane) du solvant pur, et la diffusion du solvant pur à travers cette membrane dans la solution est stoppée. Si vous créez une pression de travail supérieure à la pression osmotique, le solvant commencera à refluer de la solution aqueuse et la concentration du soluté augmentera. C'est ainsi que les gaz dissous dans l'eau, les sels (dont la dureté), les virus, les bactéries, les particules colloïdales sont séparés. De plus, le système d'osmose inverse est utilisé avec succès pour obtenir de l'eau douce à partir d'eau de mer. La purification de l'eau par osmose inverse est utilisée aussi bien dans la vie de tous les jours que pour les eaux usées.

Méthodes thermiques la purification de l'eau, comme son nom l'indique, est l'effet de températures basses ou élevées sur celle-ci. Par exemple, l'évaporation peut être qualifiée de processus très énergivore, mais ce faisant, nous pouvons obtenir de l'eau du plus haut degré de pureté et une solution à haute concentration avec des polluants non évaporables. Dans le même temps, la congélation aidera également à la concentration des impuretés, car seule l'eau pure cristallise en premier, puis le reste de sa masse, dans laquelle les polluants sont dissous. Par évaporation, ainsi que par congélation, la cristallisation peut être effectuée - les impuretés sont séparées en cristaux précipités à partir d'une solution concentrée. Il existe également une méthode thermique extrême de purification de l'eau telle que l'oxydation thermique, lorsque l'eau à purifier est pulvérisée et exposée à des produits de combustion de carburant à haute température. Cette méthode est utilisée pour neutraliser les contaminants hautement toxiques ou peu dégradables.

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Que signifie le traitement biologique de l'eau ?

Les méthodes de purification de l'eau, dites biologiques, reposent sur l'utilisation de micro-organismes. Avec toutes les preuves de cette méthode, il s'agit de la méthode de traitement des eaux usées la plus avancée et la plus prometteuse. Afin de mener à bien un tel processus, différents types de bactéries sont utilisés, et l'utilisation de champignons inférieurs et d'algues, de protozoaires et même de certains multicellulaires - vers rouges et vers de vase est également courante. Une caractéristique de cette méthode de purification de l'eau est la capacité de sélectionner certains organismes vivants afin de purifier de manière optimale les eaux usées d'une certaine composition. Par exemple, les bactéries nitrifiantes telles que Nitrobacter et Nitrosomonas oxydent les composés contenant de l'azote, car les micro-organismes s'en nourrissent, et les organismes accumulant du phosphate purifient l'eau du phosphore.

Lorsque les micro-organismes s'accumulent lors du traitement biologique, on obtient ce que l'on appelle des boues activées. Cette masse liquide brun foncé ou noire a une odeur terreuse et se dépose en flocons lors de la décantation. Par conséquent, les boues activées sont assez facilement séparées à la fin du nettoyage. Les organismes qui s'y trouvent ne vivent pas un à la fois, mais en colonies appelées zoogles. La forme des zoogles dépend de la composition de l'eau traitée et de la technologie de cette méthode de purification de l'eau. Ils peuvent être sphériques, arborescents, etc.

Tous les micro-organismes utilisés dans les méthodes de traitement biologique de l'eau sont divisés en deux types selon le mode de fonctionnement : anaérobie et aérobie. Les micro-organismes aérobies ont besoin de consommer de l'oxygène pendant le processus nutritif, car il est nécessaire d'oxyder les substances. Les micro-organismes anaérobies n'ont pas besoin d'oxygène. L'essence de la technologie du processus et l'ensemble des équipements nécessaires à cela dépendent du type d'organismes.

Le traitement biologique est effectué dans les conditions suivantes :

dans les étangs biologiques ;
champs de filtrage ;
dans les biofiltres ;
dans les aérotanks (oxytenks);
dans les digesteurs.

Dans les première et deuxième méthodes de purification de l'eau, les structures les plus simples sont utilisées. Un bassin biologique est une masse d'eau, qui peut être à la fois naturelle et artificielle, généralement avec un type d'aération naturelle, et où les micro-organismes vivent dans des boues activées. Le dispositif de filtration se présente sous la forme d'un morceau de sol (sable, argile, limon ou tourbe), à travers lequel l'eau est filtrée et purifiée par des micro-organismes vivant dans le sol. Dans de telles installations, il est impossible de traiter une eau fortement polluée à un débit actif. Cependant, de telles installations de traitement biologique n'ont pratiquement pas besoin de coûts d'exploitation et d'une surveillance constante.

Un biofiltre est une telle structure pour une méthode biologique de purification de l'eau, qui est réalisée par filtration à travers une couche de matière première recouverte d'une couche d'organismes aérobies. Cette couche est également appelée biofilm. Un système de distribution d'air est utilisé pour fournir un volume d'oxygène suffisant, nécessaire pour que les micro-organismes décomposent les polluants. Il peut également y avoir une aération naturelle.

Aerotank est une station d'épuration plus complexe, où l'aération est créée artificiellement. Dans celui-ci, la purification est effectuée par tous les mêmes micro-organismes aérobies. Cela se passe comme suit : l'eau est mélangée à des boues activées puis introduite dans le bassin d'aération. Le système d'aération artificielle stimule les processus biologiques de décomposition des contaminants et assure également un bon mélange. L'air de l'atmosphère est généralement utilisé pour l'aération, mais l'utilisation d'oxygène technique est courante dans les réservoirs d'oxygène, ce qui augmente considérablement l'efficacité du processus de purification.

En ce qui concerne les méthodes biologiques de traitement des eaux usées utilisant des micro-organismes anaérobies, elles se produisent principalement dans les digesteurs. Une telle purification diffère en ce que les bactéries n'ont pas besoin d'oxygène et il n'y a pas de biogaz final, un déchet de micro-organismes anaérobies. De plus, ce ne sont pas de l'eau qui est fournie aux digesteurs, mais les sédiments concentrés restant au fond des bassins de décantation, qui doivent être soumis au processus de fermentation. Pour stimuler une fermentation plus intense, l'appareil peut être doté d'une fonction de chauffage supplémentaire. Il est possible de distinguer le type de fermentation mésophile, qui s'effectue à t 30-35 °C, et le type thermophile, qui s'effectue à t 50-55 °C. La procédure de décomposition anaérobie n'est pas simple et se déroule en plusieurs étapes. Au stade final, du méthane se forme, qui est un type de carburant respectueux de l'environnement.

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Quelles autres méthodes de traitement des eaux usées existent

Façon clarification implique une méthode d'élimination des particules en suspension dans l'eau. Elle est réalisée en filtrant l'eau à travers des cartouches filtrantes poreuses ou à travers des matériaux filtrants. Les clarificateurs, les filtres et les bassins de décantation précipitent les solides en suspension. À l'intérieur des clarificateurs et des bassins de décantation, l'eau se déplace lentement, provoquant la sédimentation des particules en suspension. Afin de précipiter les plus petites particules colloïdales, qui peuvent être en suspension assez longtemps, une solution coagulante est ajoutée à l'eau. A ces fins, l'utilisation de sulfate d'aluminium, de sulfate ferreux et de chlorure ferrique est courante. La réaction chimique conduit à la formation de flocons qui, lors de l'abaissement de la suspension, entraînent également des substances colloïdales.

coagulation appelée méthode de purification de l'eau, dans laquelle la masse d'eau est traitée avec des réactifs chimiques spéciaux afin de grossir les particules polluantes. Il favorise l'utilisation de méthodes de clarification, de décoloration, de déferrisation. L'élargissement des plus petites particules se produit en raison de leur adhésion sous l'influence de la force d'attraction des molécules.

En dessous de décoloration fait référence au changement d'apparence des particules qui donnent la couleur à l'eau. Diverses méthodes sont utilisées en fonction de la cause profonde de la couleur. La coagulation est utilisée pour éliminer ou décolorer les colloïdes colorés ou les solutés. Il est également conseillé d'utiliser divers agents oxydants (dérivés du chlore et du chlore lui-même, permanganate de potassium, ozone) et absorbants (charbon actif, résines artificielles).

Quand cela vient à désinfection, on entend un procédé de traitement de la masse d'eau avec des agents oxydants et/ou un rayonnement UV pour tuer les micro-organismes. L'eau est désinfectée (les bactéries, les spores, les microbes et les virus sont éliminés) à la dernière étape de la préparation de l'eau potable, c'est-à-dire qu'il s'agit d'une méthode de purification de l'eau potable. Dans la plupart des cas, il n'est pas possible d'utiliser l'eau souterraine et de surface sans désinfection.

Noms de méthodes déferrisation et démanganisation parler pour eux-mêmes. Ils consistent en l'élimination des composés de fer et de manganèse dissous. Habituellement, des matériaux filtrants spéciaux sont utilisés à cette fin. La tâche de se débarrasser de l'eau du fer est assez compliquée et complexe. Pour le résoudre, les méthodes suivantes sont le plus souvent utilisées:

Aérer- Il s'agit d'une méthode moderne de purification de l'eau, dans laquelle l'oxygène oxyde l'eau avec des impuretés de fer, après quoi une précipitation et une filtration se produisent. L'air est consommé à raison d'environ 30 l/m 3 . Cette méthode traditionnelle est utilisée depuis de nombreuses décennies. Cependant, l'oxydation du fer nécessite beaucoup de temps et de grands réservoirs, de sorte que cette méthode n'est utilisée que par les grands systèmes municipaux.

processus d'oxydation catalytique avec un filtrage supplémentaire. Il s'agit de la méthode de déferrage la plus populaire aujourd'hui, qui est utilisée dans des systèmes compacts à hautes performances. L'essence de cette méthode de purification de l'eau est que l'oxydation du fer se produit sur les surfaces des granules d'un média filtrant spécial, qui a la fonction de catalyseur, c'est-à-dire qu'il accélère la réaction d'oxydation chimique. Les plus courants sont les médias filtrants à base de dioxyde de manganèse (MnO 2). Les composés de fer avec le dioxyde de manganèse sont immédiatement oxydés et déposés à la surface des granulés. Ensuite, la majeure partie du fer oxydé commence à s'écouler dans le drain lors du lavage à contre-courant. Ainsi, la couche de catalyseur granulaire est également un média filtrant. Pour améliorer les processus d'oxydation, des agents oxydants chimiques sont en outre ajoutés à l'eau.

Atténuation l'eau est le remplacement des cations calcium et magnésium par un nombre similaire de cations sodium ou hydrogène. Cette méthode de purification de l'eau est réalisée en filtrant à travers des résines échangeuses d'ions spéciales. L'eau dure est familière à tout le monde, rappelez-vous simplement l'échelle dans la bouilloire. Il ne convient pas pour teindre des tissus avec de la peinture soluble dans l'eau, pour brasser et produire de la vodka. Le savon ne mousse pas bien dans l'eau dure. Une dureté excessive rend l'eau impropre à l'alimentation des chaudières à vapeur et des chaudières à gaz et électriques. L'épaisseur d'échelle de 1,5 mm réduit le transfert de chaleur de 15% et 10 mm - de 50%. Et cela fait grimper les coûts. énergie électrique ou du combustible, à partir desquels se forment à leur tour des brûlures, des fissures dans les tuyaux et sur les parois de la chaudière, et les systèmes de chauffage et les unités d'alimentation en eau chaude sont mis hors service à l'avance. Une méthode très efficace d'adoucissement de l'eau consiste à utiliser une filtration automatique - des adoucisseurs spéciaux. Ils fonctionnent sur le principe de l'échange d'ions, où les sels durs dans l'eau sont remplacés par des particules molles qui ne forment pas de dépôts.

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Quelles méthodes modernes de traitement de l'eau choisir en fonction du type de pollution

Ce tableau décrit méthodes modernesépuration naturelle de l'eau :

Type de pollution	Méthode de purification de l'eau
Particules grossières, en suspension, colloïdales	Décantation initiale avec ou sans réactifs (selon la composition de la masse d'eau et le degré de contamination). Coagulation, c'est-à-dire grossir à l'aide de réactions chimiques (ajout de sel d'aluminium, de fer, de chaux) la taille des particules polluantes afin qu'elles puissent plus facilement précipiter et filtrer. Filtration utilisant des matériaux : sable de quartz, hydroanthracite, charbon actif, dolomite, etc.
Augmentation de l'acidité (pH)	Dans ce cas, l'eau est filtrée à travers du carbonate de calcium granulaire ou de la dolomite semi-cuite, qui contient du magnésium.
	L'utilisation de l'aération, c'est-à-dire l'injection d'air pour accélérer les processus oxydatifs dans le pipeline et la colonne d'eau. L'eau peut être traitée avec un oxydant fort (ozone, chlore, hypochlorite de sodium, permanganate de potassium). Filtration à lit modifié qui élimine le fer oxydé (boues) et le fer ferreux dissous
Teneur accrue en sels de calcium et de magnésium (dureté excessive)	Effet thermique, car l'ébullition n'abaisse que la dureté (carbonate) temporaire. Méthode d'échange d'ions (cationisation) - la résine granulaire absorbe les ions calcium et magnésium, donnant du sodium ou de l'hydrogène en retour. La méthode d'électrodialyse est une modification de la concentration d'électrolytes dans une solution sous l'influence d'un courant électrique. Méthode d'osmose inverse, c'est-à-dire le passage de l'eau à travers une membrane semi-perméable
ions manganèse	Des agents oxydants puissants sont utilisés, car le manganèse forme souvent des composés organiques (sinon, les méthodes d'élimination du manganèse sont similaires à l'élimination du fer)
La présence de bactéries, virus et micro-organismes	Chloration. Du chlore, du dioxyde de chlore, de l'hypochlorite de sodium ou de calcium est ajouté. L'ozonation, car l'ozone est un puissant oxydant naturel qui désinfecte au maximum les virus et les formes sporulées (même résistantes au chlore). L'ozone, contrairement au chlore, est non toxique et non cancérigène. L'irradiation à la lumière UV n'introduit aucune impureté supplémentaire dans l'eau.
Petits écarts dans les propriétés organoleptiques	La sorption au charbon actif vous permet de vous débarrasser très efficacement des substances organiques non naturelles telles que le phénol, l'alcool, l'éther, la cétone, les produits pétroliers, les amines, les tensioactifs "durs", les colorants organiques, les sels métalliques, les micro-organismes et le chlore
Micro-organismes, sels, composés organiques	Méthode d'osmose inverse, dans laquelle l'eau et les substances qu'elle contient sont séparées par une membrane semi-perméable avec de minuscules trous qui permettent un nettoyage en profondeur (jusqu'à 98 %)

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