重金属から水を浄化する方法。 家で水を浄化する方法と方法
水には、人体に有害な多くの不純物が含まれている可能性があります。 ほとんどの場合、それは塩素、農薬、硝酸塩、有機化合物、バクテリア、そして重金属です。 以前の人々低品質の液体をどうするか、それを改善する方法を知りませんでした。 今日、水フィルターはこれに積極的に使用されています。
この記事では、人間を対象とした生命を与える水分の汚染物質の1つとしての重金属について詳しく見ていきます。 それは何ですか？ 液体中でそれらを識別する方法は？ 家庭用の水を浄化する方法は？ これらの質問や他の多くの質問に対する回答はここにあります。
水中に重金属があるかどうかを判断する方法
信頼できる方法は1つしかありません。そのおかげで、このタイプの不純物が液体に存在するかどうかを確認できます。 これは水の分析です。 化学分析のために水を適切に収集する方法については、すでに説明しました。 次に、柵の規則に従って清潔な容器に水分を集め、このサービスを提供する民間または公共のセンターの1つに持っていく必要があります。 たとえば、衛生と疫学の領土センターで。 または、清掃機器店へ（無料でサービスを提供しているところもあります）。
数日以内に、分析結果の準備が整います。 調査中のサンプルにどのような不純物が含まれていたかを正確に伝え、水質を改善する方法を専門家に伝えます。
どのような重金属を検出できますか？
多くの重金属が液体中に含まれている可能性があり、除去する必要があります。 最も頻繁に遭遇するメインを紹介します。
1.リード
におい、味がありません。 それは人に急性の慢性中毒を引き起こし、死に至ることさえあります。 それは体組織、髪、爪に蓄積する傾向があります。 末梢神経系、肝臓、腎臓に悪影響を及ぼします。 ヘモグロビンの形成に関与する酵素をブロックします。
2.マーキュリー
特に腎臓に有害 神経系。 水と一緒に体内に入ると、精神状態、視力、聴覚、皮膚の過敏症を引き起こす可能性があります。 水銀の供給源は、ほとんどの場合、工業企業です。
3.銅
消費された液体中の銅の過剰な濃度は、まず第一に、胃腸管の働きに影響を及ぼします-吐き気、嘔吐、消化不良が現れます。 銅は、病気にかかった敏感な肝臓を持つ人々や乳児にとって特に危険です。
4.鉄
ベラルーシの領土に配布されます。 それは人間の臓器や組織に沈着します。 挑発する 重い病気ヘモクロマトーシスを含む。 この地域の地質学的特徴により、自然界の水に入ります。 さらに、古い鉄パイプは鉄の供給源になる可能性があります。
5.マンガン
妊娠中の胎児に悪影響を及ぼし、突然変異を引き起こします。 ソースはほとんどの場合、産業企業です。
重金属から水分はどのように除去されますか？
4つの主な方法があります。
家庭で最も一般的に使用されている掃除方法は何ですか？
逆浸透
ベラルーシの家庭で食品目的の液体から重金属を除去することは、逆浸透に基づくフィルターによって行われることがよくあります。 これらは非常に複雑な多段システムであり、有害な不純物から水分をすばやく徐々に除去します。
プラスフィルター-ほとんどすべての汚染物質に効果的に対処します。 このようなシステムの後、使用する液体の品質を確認できます。
収着
家庭用フィルターでは、収着精製は以下に基づくカートリッジによって実行されます 活性炭。 重金属に加えて、塩素、塩化物化合物、有機物、不快な味や臭いを取り除きます。 カーボンカートリッジはフローフィルターの基本であり、逆浸透膜の前の前洗浄段階で取り付けられます。
収着特性を備えた活性炭は、水差し、卓上、フロー、浸透圧など、ほとんどのタイプの飲用フィルター用のカートリッジを作成するために使用されます。
重金属の有害な影響から身を守り、重金属から水を浄化したい場合は、信頼できるメーカーの逆浸透またはフローシステムを使用することをお勧めします。
水なしであなたの人生を想像するのは難しいです。 私たちは、飲用、調理、個人の衛生、洗濯などに水を使用します。つまり、水は通常の人間の生活に必要です。 したがって、それが清潔で健康に絶対に無害であることが非常に重要です。 残念ながら、今日見つけるのは非常に困難です。 そして、これには多くの理由があります-不十分な状態から 水パイプ水源の特性に。 そのため、今日、家庭での浄水問題は非常に重要です。
水道水の主な欠点は、過度の硬度、つまり、カルシウムとマグネシウムの塩、重炭酸塩、硫酸塩、鉄の過剰です。 高硬度は水に苦味を与え、消化器官に悪影響を及ぼし、人体の水と塩のバランスを崩し、皿に石灰を形成し、 発熱体家電製品は、洗濯時に布地を台無しにします。
水道水には、窒素化合物、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マンガン塩など、さまざまな不純物が含まれている可能性があります。 塩素消毒は物議を醸す利益をもたらします。 一方で、塩素消毒は、水を消毒するための効果的で手頃な価格の安価な方法です。
一方、塩素は水の味を著しく損ないます。さらに、有機化合物と反応した塩素は、塩素含有毒素、変異原性および発がん性物質、および二酸化物を含む毒物を形成する可能性があります。
当然のことながら、水道水の水質は関係当局によって管理されており、有害な不純物の濃度を超えた場合は、適切な措置が講じられます。 ただし、ほとんどの専門家は意見が一致しています。水道の蛇口から直接水を飲むことはできません。 少なくとも沸騰させる必要があります。
落ち着く
落ち着く- 最も簡単な方法水道水の浄化。 沈降は、浮遊粒子、すなわち塩、いくつかの重金属などの重力の作用下で水から分離するプロセスとして理解されます。 この方法で水を浄化するには、瓶などのきれいな容器を取り、水道水で満たし、蓋を少し覆い、5〜6時間放置する必要があります。 この間、浮遊粒子は底に沈殿します。 使用できるのは上部の2/3のみですが、有害な不純物がすべて濃縮されているため、下部の1/3を注ぐことをお勧めします。 病原菌は滞留水で長時間増殖し始める可能性があるため、指定された時間以上水を防御することはお勧めしません。
沸騰
沸騰は最も簡単で、 アクセス可能な方法家庭用浄水。 さらに、水がフィルターで浄化されていない場合、沸騰は無害な消費の前提条件です。 沸騰は、多くの種類の不純物から水を浄化するのに役立ちます。 高温の影響下 たいていのバクテリアが死に、塩素含有化合物が破壊され、水が柔らかくておいしいものになります。 ただし、沸騰には欠点があります。
- まず、塩素処理水では、高温の影響で二酸化炭素が発生し、人体に蓄積しやすく発がん性があります。
- 第二に、通常の沸騰（長くはない）は、重金属、硝酸塩、フェノール、石油製品は言うまでもなく、すべての微生物を破壊するわけではありません。
- 第三に、高温に長時間さらされると、水の構造が破壊され、せいぜい役に立たなくなり、最悪の場合、健康に害を及ぼします。 沸騰したお湯は重いか、「死んだ」水とも呼ばれます。 それは水素の重い同位体-重水素原子を含んでいます。 このような水の人体への悪影響は、多くの研究によって確認されています。
沸騰による水の浄化を可能な限り効果的にし、悪影響を最小限に抑えるためには、次の規則に従うことが重要です。
- 再び水を沸騰させないでください。やかんから残りの水を注ぎ、使用するたびにすすぎます。
- 事前にろ過した水を沸騰させるか、少なくとも沈殿させることをお勧めします
容量の上部2/3のみを飲んだり調理したりするために使用し、残りの水を注ぎます - 必要に応じてやかんやその他の器具のスケールを落とす
- 長時間の沸騰は避けてください
凍結
家庭で水道水を部分的に凍結することで浄化できます。 この精製方法の本質は次のとおりです。よりきれいで新鮮なものはより速く凍結し、次に不純物と塩を含む水が結晶化します。 このように水を浄化するには、ペットボトルなどの容器に水を入れて冷凍庫に入れる必要があります。 氷の最初の薄い層が水面に形成されたら、これは急速に凍結する重水であるため、除去する必要があります。
水が約半分凍ったら、容器を取り出します。 冷凍庫。 飲用や調理に使用するのは冷凍水です。 凍結していない水は使用しないでください。 で 冬時間水を浄化するのがはるかに簡単です。 凍るような天候では、水容器は屋外に置くことができます。
最良の効果を得るには、二重浄化を使用できます。つまり、最初に水を防御するか、フィルターに通してから、凍結します。
ちなみに、古くから溶湯には数があることが知られています。 このように、凍結による水の浄化は、純粋な水だけでなく、癒しの水も得ることができます。
ボトルウォーター
交換 質の悪い水蛇口から瓶詰めすることができ、どの店でも簡単に購入できます。 現在、多くの人々は、健康のために可能な限り安全であると考えて、まさにそのような水を好みます。 ボトル入り飲料水は、最初のカテゴリーの水と最も高いカテゴリーの水という2つのカテゴリーに分けられます。 最初のカテゴリーの水は、よく浄化された水道水です。 つまり、水道水は最初に不純物から精製され、次に消毒された後、有用な元素がそれに加えられ、容器に注がれます。 このような水は間違いなく水道水よりも優れていますが、すべてのメーカーが不純物から水を完全に浄化できるわけではありません。
最高のカテゴリーの水質ははるかに高いです。 ほとんどの場合、有害な不純物を含まない純粋な地下水です。 このような水は、最初はフッ素、カリウム、カルシウム、ヨウ素などの化合物が豊富であるか、容器に注ぐ前にそれらが豊富になっています。 水からすべての不純物を取り除くだけで十分であり、それは有用であるという誤った意見があります。 実際、水は人体をミネラルで豊かにするはずです。 残念ながら、市場には、精製が不十分なボトル入りの水だけでなく、ミネラルが不十分な水も販売している悪意のあるメーカーがたくさんあります。 したがって、偽物を購入しないためには、以下の点に注意する必要があります。
- 水容器のラベルには、水のカテゴリーに関する情報が含まれている必要があります。
- 容器にへこみがあってはならず、ラベルの図面と碑文は明確に印刷されている必要があります
- 水容器の底に沈殿物があってはなりません。
- 長い間同様の製品を製造している有名なメーカーから水を購入することをお勧めします。
家庭用フィルター
家庭用フィルターを使用すると、清潔で健康的な水を得ることができます。 さまざまな浄化度で水を浄化できるさまざまなフィルターがあります。 家庭用フィルターは2つのグループに分けられます。
- ピッチャーフィルター。 使いやすく手頃な価格ですが、性能や浄水度は低いです。 水道水に機械的不純物が多いが、 化学組成基準を満たしている場合は、このデバイスに制限することができます。 フィルターの耐用年数は長く、最も重要なのは、約1.5〜2か月に1回（150〜300リットルの水を洗浄した後）、カートリッジを交換することです。 水差しは定期的に洗浄する必要があり、ろ過した水を長期間保管しないでください。 さもなければ、湿気は病原性微生物の繁殖にとって好ましい環境であるため、それは、操作の長い休憩の前に、洗浄され、乾燥され、乾燥した場所に保管され得る。
- フローモデル。 それらは給水または蛇口に直接接続されており、比較的高価ですが、高性能が特徴であり、高品質の精製水を提供します。 水が非常に硬く、有害な不純物が含まれている場合は、このようなモデルの使用をお勧めします。 それらに使用されているカートリッジは、水の機械的洗浄を実行するだけでなく、有毒な化学不純物を沈殿させ、水を柔らかくし、味をより快適にします。
フィルターが効果的に機能するためには、限られたリソースでカートリッジをタイムリーに交換する必要があります。 原則として、固定モデルでは、カートリッジは約1年持続します。 フローフィルターは連続操作が必要であることを覚えておくことが重要です。 このようなフィルターの使用が長く中断されると、微生物の繁殖に最適な条件がカートリッジ内に作成され、フィルター材料の性能特性も失われます。 その結果、カートリッジを交換し、フィルターキャビティを完全に清掃する必要がある場合があります。
活性炭とミネラルによるろ過
活性炭は、鉛、ラドンとその崩壊生成物、塩素、農薬などの重金属を含む水から人体に有害な物質を吸収すると考えられています。同時に、貴重なミネラルで水を豊かにします。 水を浄化するために、活性炭錠剤をガーゼバッグに詰め、水を入れた容器に12〜14時間入れます。 この時間の後、純粋な水は飲むのに適しています。 活性炭を使用した水は、さまざまな微生物の繁殖に適した環境になる可能性があるため、長期間放置することはお勧めしません。
多くの場合、ミネラル、特にシリコンは、水を浄化するために使用されます。
純水を得るこの方法は、 古代ロシア。 シリコンで水を活性化することにより、純粋であるだけでなく、より美味しくなり、保存できると考えられています。 長い間構成を変更せずに。 そのような水では、ウイルスや病原性微生物の生命は単に不可能です。 シリコンは、重金属の塩や農薬など、人の健康に有害な物質を吸収します。家庭でシリコンを使って水を浄化するには、洗浄したシリコンをガラスまたはエナメルボウルの流水に入れ、次の速度で水を注ぐ必要があります。水1リットルあたり10gのミネラル。 皿を清潔な布で覆い、暗い場所に2〜3日間置きます。
所定の時間が経過したら、水の上部2/3を使用し、残りの層を注ぎます。そこに有害物質が水から蓄積するからです。 得られたシリコン水は冷蔵庫に保管したり、沸騰させたりしないでください。 +10°C以上の温度で屋内に保管することをお勧めします。
ビデオ資料は、飲料水の浄化の現代的な方法について説明します：
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リペツクポンプルーム-癒しに恵まれたミネラルウォーター..。
1洗浄方法の概要 廃水金属イオンと工業用染料から
1.1金属イオンからの廃水処理の方法
廃水から金属を除去するために使用される多くの特殊なプロセスがあります。 このような個別のトランザクションには、次のものが含まれます。
–化学沈殿;
–凝固/凝集;
–イオン交換と液体抽出。
–セメンテーション;
–錯化;
–電気化学的操作;
–生物学的操作;
–吸着;
-蒸発;
–ろ過;
-膜プロセス。
業界では、溶液から重金属を除去するために最も広く使用されている方法は化学沈殿であり、電気めっきプロセスの約75％は、水酸化物、炭酸塩、硫化物の沈殿技術、またはこれらの沈殿剤の組み合わせを廃水処理に使用します。 最も広く使用されている沈殿技術は、比較的単純で、沈殿剤（石灰）のコストが低く、自動pH制御が容易なため、水酸化物またはアルカリ沈殿です。 さまざまな金属水酸化物の最小溶解度は、pHで8.0から10.0まで変化します。
廃水沈降試薬の既知の方法は、アルカリ試薬による廃水の処理中に難溶性化合物から金属イオンを移動させ、続いて沈降によってそれらを沈殿物に分離することを含む。
産業廃水から重金属イオンを沈殿させる方法は、pH 4〜12のアルカリ性中和剤を導入し、混合して沈殿させて沈殿物を得る方法であり、沈殿物を繰り返し接触させる点で他の方法とは異なります。重金属イオンの沈殿に最適なpH値への溶液の同時中和を伴う初期溶液の次の部分。
この方法の不利な点は、そのような技術が、水道当局の現代の要件を満たす重金属イオンからのある程度の精製を提供しないことです。 さらに、試薬法の使用は二次的な水質汚染につながります-その塩分濃度の増加は、生産における精製水の再利用を妨げます。 場合によっては、化学処理後、重金属化合物からの廃水の深い後処理が必要になります。
提案されている最も近い技術的解決策は、処理水の流れを2つの部分に分割し、反対に帯電したゾルを取得してその後相互凝固させることによって鉱山水を洗浄する方法です。反対に帯電したゾルは、流れの一部にアルカリ剤を導入することによって得られます。 pHは4.0から6.5で、他のpHは9.5から12.0です。
この方法の不利な点は、相互凝固の結果として、親水性で吸湿性のある緩い堆積物が得られ、かなりの量のアルカリ剤を同伴し、さらに、後者およびスラッジ領域の消費を増加させることである。技術スキームは、pH値を制御するための少なくとも3つのポイントを提供します：ストリームの2つの部分と、その後の相互凝固のためのストリームの接続後の出口。
方法を改善するために、作成することが提案されています 最適条件塩分を多く含む水を大量に消費する排水から重金属イオンを抽出することで、懸濁液が沈殿しにくいコロイド状の微細な分散系の形成を促進します。
技術的な結果は、試薬の消費を減らし、廃水からの重金属イオンの抽出度を上げることにより、プロセスの経済性にあります。
この方法の本質は、図5に示すプロセスのフロー図に示されています。
図5-堆積の技術的プロセスのフローチャート
最初の溶液を注意深く洗浄した石英砂に通して、浮遊物質を除去しました。
図5に示すプロセスの技術スキームに従って、継続的に攪拌しながら、初期溶液を10％NaOHアルカリ溶液で中和して、重金属イオンの沈殿に最適なpH値にします。このソリューションでは9.5から10.5です。 10分間の混合、最大15分間の沈降中に、溶液と沈殿物の間に界面が現れました。 堆積物の量は、システムの総量のパーセンテージとして推定されます。 清澄化した水相をデカンテーションにより沈殿物から分離し、初期溶液の新しい部分を沈殿物に最初の容量まで加え、中和を、上記のように連続的に攪拌し、続いて沈降させながらｐＨ９．５から１０．５まで実施した。 この手順を4〜5回繰り返します。 同時に、沈殿物の量と清澄化された水相が毎回測定され、後者では、重金属イオンの濃度が決定されます
浸炭は、鉄などのより活性な金属が金属イオンを含む溶液に導入される金属置換プロセスです。 したがって、セメンテーションは、反応に従って、除去された金属の自発的な電気化学的還元と、導入された置換金属（鉄）の同時還元による、金属形態の溶液からのイオン化金属の放出である。
Cu2 + + Fe0-> Cu0 +Fe2+。
鉄はイオンの形になり、銅は固体表面に放出されます。 セメンテーションプロセスは、電極電位の値に基づいて予測できます。 これにはいくつかの利点があります。
–制御と管理における要件の単純さ。
–低エネルギー使用、
–銅などの貴重な高純度金属を入手する。
セメンテーション速度は、酸素の存在とpH値に依存しません。 ただし、3を超えるpH値では、水酸化鉄が銅の放出をマスクして妨害します。 乾燥した沈殿物は約95.5％の純銅を含んでいます。
実施された研究は、廃水中の銅を分離するために鉄廃棄物を使用する可能性を示しました。
複合体形成は、複合体形成物質またはキレート化物質に基づく複合体化合物の取得に基づいています。 錯化は、除去された金属のイオンの化学的特性に関連しており、抽出メカニズムに影響を与えます。 たとえば、金属の錯化は、その金属の水酸化物、炭酸塩、および硫化物の溶解度を増加させます。 複合体形成の程度は、溶液のpHと試薬の濃度に影響されます。 EDTAとの錯化プロセスの選択性の観点から、5〜6のpH範囲で銅と亜鉛を分離する可能性が示されました。
有機媒体への金属の溶解の問題を解決する上で受け入れられる方向性の1つは、複合体形成の方法です。 複数の結合がないシステムの場合、5員のキレート環が最も安定しています。 共役二重結合を持つシステムは、6員環を形成します。 キレートサイクルを閉じることによるエネルギー増加（キレート効果）は、エントロピーとエンタルピーの両方の要因によって決まります。
有機媒体中で金属を錯体の形で安定化させるシステムの探索は絶えず行われていますが、そのような例は少ないです。
廃水処理に広く使用されている電気化学的方法の1つは電気分解です。これにより、電極上の溶液から金属を分離することができます。 しかし、洗浄水から金属を抽出する電気分解法は、低濃度の溶液では特定の問題に直面します。
このプロセスは、定電流密度または定電位の2つのモードで実行できます。
の電解法 一定の力金属沈殿の全時間中、電流密度が制限値を超えないことが必要であるため、異なるタイプのイオンを含む洗浄液には電流は推奨されません。 そうしないと、この金属の析出が完了する前であっても、電極電位が別の金属の析出が始まる値に達する可能性があり、析出物の組成が不明になる可能性があります。 したがって、電流密度制御とは、実際には、電極電位を1つの金属のみの析出に対応するレベルに維持するための電極電位の制御を意味します。 この場合、電鋳法により信頼性の高い結果が得られます。
この制御は、参照電極の定電位に対して、金属が放出されるカソードの特定の電位を固定することによって実行できます。
金属の個別の分離は、通常の電極電位の違い、過電圧の違い、またはその両方に起因する、決定される金属のイオンの放電電位の十分な違いによって保証されます。
電気めっき産業からの廃水を処理するための電気化学的方法の開発に関連する困難な問題の1つは、アノード材料の選択です。
重金属イオンとクロム（VI）を含む廃水を一段階で電気化学処理した後、pH調整、加熱、高温での押出し、少量の微細に分散した結晶性沈殿物を分離する精製方法があります。 。 この方法は、高い精製効率を維持しながら、分離された沈殿物の体積を減少させ、沈殿物からの重金属イオンの浸出を減少させます。
膜プロセスは、水をリサイクルし、廃水を減らし、貴重な副産物（金属など）を捕捉するために、多くの産業で広く使用されています。 すべての膜プロセスには、高圧、低圧、限外ろ過の3つのタイプがあります。 膜には酢酸セルロース、ポリアミド、ポリスルホンなどが使用されています。 膜プロセスは、少量から中量の廃水の対応する蒸留プロセスよりも費用がかかることが指摘されています。 重金属の膜抽出により、装置の可動部分を混合して設置する必要がないため、装置のコストが大幅に削減されます。
電気めっきプロセスを使用して鉛亜鉛プラントおよび産業からの廃水を処理するために、NO3およびPO4酸基で修飾されたポリアクリロニトリル繊維に基づく膜不織布フィルターの使用について行われた研究の結果が得られます。 重金属イオンをMPCレベルまで除去する可能性だけでなく、錯化剤および有機および無機の性質のキレート（シアン化物、チオシアン酸塩、アンモニア酸塩、EDTAおよび1,1-ジピリジルとの錯体）による化学変換の生成物からの精製も可能です。 ） 示されています。
過去数年にわたって、多くの新しいテクノロジーが導入されてきました。 中和および沈降後の二次ステップとしての硫化物沈殿中の反応速度に影響を与える主な要因を研究した。 金属と最も安定な錯体を形成することが知られているEDTAとの金属錯体を研究しました。 キレート化されていない金属塩を添加することにより、初期反応速度が増加した。 可溶性の重金属イオンを吸着するために、活性硫化物を含むフィルターが開発されました。
フェライトまたはマグネタイトを使用して重金属イオンを磁気分離するための連続システムが開発されました。 このプロセスの利点は次のとおりです。
–異なる重金属を同時に処理できます。
–形成された沈殿物はpHと温度に依存しません。
–磁場を印加することにより、フェライト残留物を分離できます。
したがって、金属イオンから廃水を浄化するために、試薬法、電気分解法、イオン交換法、収着法など、いくつかのグループに組み合わせることができるさまざまな浄化方法があります。 これらの方法の主な長所と短所は、付録Aに記載されています。
1.2工業用染料からの廃水処理の方法
一般に、染色および仕上げ産業の廃水処理のすべての既知の方法は、3つの主要なグループに分けることができます。
最初のグループには、化学処理中に形成された金属水酸化物のフレークへの収着による堆積物または浮選スラグへの汚染物質の抽出に基づく方法が含まれます。 これらは、凝固、電気凝固、圧力浮選です。
例えば、染料から廃水を洗浄する方法として知られており、有機凝固剤とミネラル添加剤を導入し、酢酸媒体中でのジシアンジアミンとホルムアルデヒドおよびヘキサメチレンテトラミンとの縮合生成物を有機凝固剤として使用し、ケイ酸ナトリウムは鉱物添加物として使用されます。
この方法は以下のように実施される：染料を含む廃水は上記の凝固剤で処理される。 凝固剤の投与量は、水中の染料の濃度に依存し、試行凝固によって実験的に選択されます。 ケイ酸ナトリウムは、凝固剤の添加の3〜10分後に添加されます。 廃水処理プロセスには10〜40分かかります。 得られた沈殿物は薄片状で軽く、浮選、沈降、ろ過によって除去できます。
また、染色および仕上げ産業からの廃水を処理するための方法が知られており、これには、凝固とそれに続く凝集および沈降が含まれる。 凝集剤として、工業用羊毛廃棄物を0.1Nアルカリ溶液に溶解して調製した羊毛加水分解物を使用している点が異なります。
この方法は次のように実行されます。 凝集剤は、工業用羊毛廃棄物を0.1 nアルカリ溶液（溶液100mlあたり羊毛1gの比率）に溶解し、90〜100°Cの温度で1.5〜2時間加熱して調製します。 20〜24時間保持し、水で10倍に希釈します。 凝集剤は、アルミニウム含有凝固剤で処理された後、処理される廃水に導入され、廃水中の凝集剤の最終濃度は、1〜3 mg / l（羊毛重量による）であり、凝集剤の導入は6.5から7に調整されます。
最初のグループの方法の不利な点は、特に変色の点での精製度の低さ、試薬の経験的選択の必要性、試薬の投与の難しさ、大量の沈殿物または浮選スラッジの形成、それらの中和、埋葬または貯蔵。
2番目のグループには、活性鎖やマクロポーラスイオン交換体への収着、逆浸透などの分離方法が含まれます。 限外ろ過、フォーム分離、エレクトロフローテーション。
例えば、染料から廃水を洗浄するための既知の方法があり、それらは、それらの前処理、精製水流および濃縮物流を得るための逆浸透による分離、および濃縮物の乾燥残留物への蒸発を含む。 逆浸透による分離を行って濃縮物を得た後、限外濾過する点が異なります。
この方法は次のように実行されます。染料を含む処理済みの廃水は前処理ユニットに供給され、そこで浮遊物質が除去され、NaOH溶液を導入することによって浄化および中和されます。 前処理された水は逆浸透分離装置に供給され、そこから精製水の流れが除去されて生産に戻され、染料を含む濃縮物が供給されます。 濃縮物は回収され、ジェットポンプのノズルに送られます。 限外濾過後、限外濾過液は、例えば、乾燥残留物のスクリュー排出を伴う落下フィルム装置で蒸発のために送られる。 得られた乾燥残留物は、ガラス製造に使用するか、埋め立て地に送ることができます。
2番目のグループの方法は高度な精製を提供しますが、不溶性不純物を除去するために予備的な機械的処理が必要であり、機器が複雑で、コストが高くなります。
3番目のグループは、レドックスプロセスの結果としての有機分子の深い変換に基づく破壊的な方法を組み合わせたものです。 破壊的な方法の中で、酸化剤による廃水処理、試薬の還元、電気機械的および電気触媒的破壊が最も広く使用されています。 酸化法には生化学的精製が含まれます。
破壊的な方法の中で、オゾン処理は廃水を脱色するための最も有望な方法です。 オゾンを使用することで、カラクールを10倍に希釈し、初期の色希釈率を1：4000にした後、使用済み染料溶液の色を減らすことができます。 溶液のオゾン処理は、好ましくは、染料溶液をｐＨ１２．５にアルカリ化することによって実施される。 最終的な変色は、オゾン化した溶液を40分間静置し、暗い沈殿物（染料溶液の体積の10％の体積）を形成することによって達成できます。 この方法は非常に効果的ですが、これまでのところ、オゾン発生器の設置が不十分であり、オゾンの消費量が多く、製造中のエネルギー消費量が多いため、実験室開発の段階にあることが多くなっています。 さらに、オゾンを得るコストが高いため、毛皮の酸化染色から高濃度の使用済み染料溶液を漂白するためにこの方法を推奨することはできません。
最も興味深いのは、環境に優しい酸化剤である過酸化水素です。 例えば、金属負荷を通して酸性化された水を濾過することを含む、有機染料から廃水を洗浄するための既知の方法が存在する。 水素は、水の移動方向に荷重層の長さの0.1〜0.5の距離で導入され、元素の周期系のdサブグループの元素またはそれらの合金から作られた材料であるという点で異なります。金属フィルター負荷として使用されます。
活性塩素は酸化剤としても使用できます。 塩素とその化合物の影響下での破壊的変換は、現在、染料の変色とCODの削減の程度だけでなく、非常に経済的なプロセスの観点からも効果的であると考えられています。 無料で含まれています さまざまな化合物塩素化および酸化反応に入ることができる塩素 有機物およびその他の水の不純物は、いわゆる活性塩素の濃度を特徴づけます。 酸化電位が高く、比較的安価です。 最新の塩素消毒プラントのハードウェア設計は非常にコンパクトで、簡単に自動化できます。 しかし、活性塩素の使用には、実際にこの方法を広く実施することを妨げる多くの重大な欠点があります。多くの廃水の塩素含有量が高い。 水の塩組成の変化と高密度残留物の増加; 塩素誘導体および塩素酸塩の形成の可能性、さらなる除去の対象。 また、浄化工程は非常に長時間（1〜2時間）続き、長時間の暴露でも処理水に大量の活性塩素が残っているため、特別な脱塩素対策が必要です。
染料、主にアニリンから廃水を洗浄する方法もあります。これには、表面にプラチナ-グラファイト複合電気化学コーティングでコーティングされたチタンアノードを備えた過酸化水素の存在下で、200〜300A/m²の電流密度で電気分解が含まれます。 この方法は次のように実施されます：アニリン染料を含む廃水は過酸化水素と混合され、電気分解にかけられます。 電気化学浴の陽極として、チタンはその表面に白金-グラファイト複合電気化学コーティングが堆積された状態で使用され、陽極電流密度は200〜300A /m²で、電解中に染料の深い破壊が発生し、ほぼ完了します廃水の変色が達成されます。
3番目のグループの方法は、技術的に進歩し、効率的で、降水を生成せず、追加の汚染を引き起こしません。
したがって、染色プロセス後の使用済み染料溶液の脱色のために従来の凝固剤および酸化剤を使用した結果として、それは経済的に実行可能ではない。 この点で、工業用染料からの廃水処理の問題は、非伝統的な化学材料を使用することによって解決されるべきです。
1.3収着廃水処理方法
1.3.1重金属からの廃水の収着処理の方法
重金属の塩分が多いと人体に非常に悪い影響を与えるため、重金属からの廃水処理は環境の生態学的状況を改善するための重要な方向性です。
既知のイオン交換精製法は、かなりの資本コストを必要とします。 そのため、天然および人工由来の非炭素吸着剤（粘土岩、ゼオライトなど）を使用した吸着法がますます使用されています。 収着処理は、粗い、コロイド状の、部分的に溶解した不純物からの機械的およびその他の安価なタイプの精製後の最終段階として便利です。 この方法の利点は、効率が高く、複数の物質を含む廃水を処理できることです。 また、再生吸着洗浄、つまり吸着剤からの物質の抽出、その利用と破壊の可能性も重要です。
水の劣化は、浄水における最も重要な問題の1つです。 これは、飲料水を使用する場合、および最大許容濃度（MAC）を超える量の鉄イオンを含む工業廃水の処理中に発生します。
今日まで、水から既存のすべての形態の鉄を複雑に除去するための単一の普遍的な方法はありません。
鉄イオンから廃水の収着精製を行う方法があり、モンモリロナイトをベースにした改質吸着剤を吸着剤として使用します。 修飾吸着剤サンプルは、バインダーと有効成分を使用して調製し、その後、 さまざまな温度.
鉄イオンからの水の吸着精製に関する研究結果を表1に示します。
その結果、吸着剤の収着能力は、焼成温度と顆粒の大きさに依存することがわかった。 最高の収着能力は、400°Cで焼成された1〜2mmのサイズの吸着剤によって示されます。
表1-鉄イオンからの水の吸着精製に関する研究の結果（モデル溶液の濃度-0.7 mg /dm³、ろ過速度-0.6dm³/ h）
吸着剤HS（400°С）HS（400°С）HS（600°С）HS（600°С）HS（800°С）HS（800°С）
顆粒サイズ、mm 1–2 5–6 1–2 5–6 1–2 5–6
重量、g 21.25 17.15 14.21 11.35 13.9 11.45
吸収された溶液の量、cm³10 5 8 4 7 4
最終溶液濃度、mg/dm³0.040.340.15 0.34 0.19 0.41
吸収度、％94 51 79 51 72 41
また、電磁製錬所の粉塵を吸着剤として使用する、鉄イオンからの廃水の収着精製方法も知られています。 このダストは、多成分組成の微細に分散したシステムです。 ダストの組成にかなりの量の酸化カルシウムが存在し、粒子サイズが小さく、表面が高度に発達しているため、吸着剤として使用できます。 この場合、一段静的収着の方法が使用されます。廃水サンプルが吸着剤に追加され、混合物がマグネチックスターラーで攪拌されました。 一定の間隔で、サンプルを採取し、鉄イオンの含有量を分析しました。これは、分光光度法によるスルホサリチル酸法によって検出されました。 その結果、吸着剤の最適質量は0.5gでした。
クロムイオンからの廃水の収着浄化にはいくつかの方法があります。 例えば、おがくず、セルロース、亜麻わら、焚き火などの変性天然繊維材料が収着材料として使用されます。 この精製方法により、溶液からの還元の結果として形成される毒性の高い六価クロムイオンと三価クロムイオンの除去を一段階で組み合わせることができます。
重金属と六価クロムのイオンからの廃水処理の方法もあります。これは、酸洗いと電気めっきの店がある冶金および化学産業の企業で使用できます。 この方法を実施するには、クロムイオンやその他の重金属を含む廃水をゼオライトの層に通し、鉱酸の存在下でpHが0.05〜0.1 mol/lのシュウ酸の溶液で前処理します。 1から2。
既知の方法は、回収可能な物質の範囲を拡大し、優れた収着特性とろ過品質を備えた耐久性のある吸着剤を使用することにより、廃水処理技術のコストを簡素化および削減します。 このような洗浄用吸着剤は、天然の泥炭、砂、粘土、珪藻土（20〜60重量％）を混合することによって得られます。これらは最初に油（10〜20重量％）、水、3〜8％の水性と混合されます。界面活性剤溶液（5〜10重量％）、次にカルシウムまたはマグネシウムの酸化物（25〜50重量％）で処理し、乾燥し、300〜600℃の温度で焼成した。
例えば、電気めっきまたは他の同様の産業において、重金属イオンから生成された廃水を精製するための方法が提案されてきた。 この方法は、天然の不溶性吸着剤である黄鉄鉱への重金属イオンの吸着に基づいており、84〜96％に事前に濃縮されており、使用される吸着剤の粒径は160ミクロン以下です。 この方法は、廃水処理のコストを削減するだけでなく、長期の保管と輸送に適した収着製品を得ることができます。
次の方法の本質は、重金属を含む廃水を、針葉樹の樹皮の破砕された皮質部分である吸着剤の層を通してろ過し、抽出することです。 お湯、特定の温度と流量で。 使用する吸着剤の収着能力は、他の同様の天然リグノ炭水化物材料と比較して高いため、この方法は効果的です。 収着生成物は焼却処分することができます。
最近、産業廃棄物を吸着剤として使用することを提案するアイデアが出てきました。たとえば、細かく分散したOEMKスラグです。 この吸着剤は、ニッケル、銅、および鉄イオンを含む廃水を処理するために使用されました。
廃水処理の概略図を図6に示します。
図6- 回路図廃水処理
X線相分析の結果は、元のスラグにさまざまな種類のケイ酸カルシウムとケイ酸マグネシウム、方解石、鉄の酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムが存在することを示しました。 スラグ粒子の表面に亀裂、ピーク、および粗さの形で複数の表面格子欠陥が存在することも確立され、これはスラグの良好な収着特性を保証するはずである。 収着特性の存在により、金属水酸化物の難溶性沈殿物の形成と吸着プロセスの発生により、高い洗浄効率を想定することが可能になりました。 この吸着剤による廃水処理の結果を表2に示します。
鉄は、自然界に見られる最も一般的な元素の1つです。 特に地下の岩石に多く含まれ、地下水の水質に直接影響します。 一部の地域では、この元素はほとんどすべての帯水層に大量に見られます。 そのため、住民は井戸の水を鉄できれいにして味の特性を取り戻す方法を考えなければなりません。
井戸では、鉄（Fe）はさまざまな形や化合物で含まれている可能性があります。 その地域の土壌の切り口に大きく依存します。 帯水層の濃度が最も高いのは次のとおりです。
- 二価の鉄。 完全に溶解するFe²の特性では、井戸から水が上がった後すぐにその存在を判断することはできません。 しかし、空気と接触すると、鉄は酸化し始め、その結果、以前は完全に透明だった水が黄色がかった色合いになります。
- 三価鉄。 二価の化合物とは異なり、Fe³は溶解しません。 したがって、水は最初は特徴的な茶色の色合いを持ち、最終的には沈殿します。
- 鉄の有機化合物。 この場合、水はほとんどの場合淡黄色であり、沈降後、沈殿物は形成されません。
この元素の濃度が増加しているという別の兆候があります-顕著な金属味。 最初に井戸を鉄できれいにしないと、そのような水を飲むことが単に不可能な場合があります。
特徴「金属」水（左から右へ）：Fe³、Fe²、Fe（組織）
人間にとって過剰な鉄はどれほど危険ですか
鉄は人体に欠かせない元素です。 したがって、たとえば、男性の1日あたりの平均摂取量は8 mgで、女性の場合は16mgです。 同時に、この成分の水中含有量の衛生基準は、1リットルあたりわずか0.3mgです。 論理的な質問がすぐに発生します-なぜそんなに少ないのですか？
事実、人は水よりも食物からはるかに多くの鉄を受け取ります。 さらに、衛生基準は、医学的基準ではなく、味覚指標に従って確立されています。
知っておくと面白い。 現在まで、WHOは鉄の悪影響に関する十分な証拠を持っていません 人体。 3 mg / l以内の水中のこの元素の含有量は、人間に悪影響を及ぼさないと考えられています。
鉄から井戸から水を浄化することを強いる主な要因は、不快な金属の味です。 1 mg / lの濃度では、金属の強い匂いと味が現れ、コーヒー、お茶、さらには食品にも感じられます。 さらに、金属の堆積物は、特に不溶性のFe³化合物の存在下で、家の配管および配管システムに悪影響を及ぼします。
鉄不純物を多く含む水を絶えず使用すると、配管に「錆びた」コーティングが形成されます
浄水方法
鉄から井戸から水を浄化するためのいくつかの方法があります。 それらの中で最も人気があり効果的なものは次のとおりです。
- イオン交換;
- 逆浸透;
- エアレーション。
イオン交換
浄水器のほぼすべてのメーカーがイオン交換カートリッジを製造しています。 この方法の本質は、特殊な触媒樹脂を使用することです。 水が樹脂に接触するとイオン交換が起こり、その結果、水に含まれる鉄イオンがナトリウムイオンに置き換わります。
重要。 イオン交換法は、水中の比較的少量のFe（3〜5 mg / l）でのみ有効です。 そうしないと、樹脂はすぐにその触媒特性を失います。
水鉄除去用イオン交換フィルター
逆浸透
逆浸透システムは、水からほとんどすべての不純物を除去する膜を使用しています。 膜の細孔は鉄イオンよりもはるかに小さいため、それらを保持してふるいにかけることができます。 このようなフィルターはFe²に簡単に対応できますが、3価の成分で問題が発生する可能性があります。 水中のFe³が多すぎると、膜が急速に詰まる危険性があります。 このような場合は、定期的に洗浄して錆びた堆積物を取り除くことができる機械式フィルターを使用することをお勧めします。
曝気法
この成分が高濃度（20mg / l以上）の鉄からボアホール水を浄化する必要がある場合は、酸素による水処理に基づく曝気法が使用されます。 酸素との相互作用の結果として、鉄が酸化され、重金属の沈殿物が沈殿します。
アドバイス。 多くのための 効果的なクリーニング曝気設備の設置後、水は逆浸透システムまたはイオン交換フィルターを通過する必要があります。
アイアンフォークメソッドを取り除く
金属味のある水の問題は、複雑なフィルターシステムが作成されるずっと前から現れていました。 したがって、人は鉄の除去のより簡単な方法を思いついた。
井戸または井戸の後の水は、大きな開いた貯水池に注がれ、そこで一定時間保管されます。 酸素との自然な相互作用の過程で、Fe²はFe³に変わり、沈殿します。 この手順の後、水中の鉄の濃度は数倍減少します。
アドバイス。 プロセスの強度を高めるために、コンプレッサーをタンクに接続することができます。タンクの出力は、水の量に応じて選択されます。
当然、この方法は最新のフィルタリングユニットほど高速で効率的ではありません。 さらに、タンクから定期的に沈殿物を除去する必要があります。 ただし、他のオプションがない場合は、たとえば、夏のコテージや農村地域に非常に適しています。
通常のバレルは、井戸水から鉄をきれいにするのに役立ちます。
多くの場合、井戸の水質の問題は金属味だけではありません。 この場合、治療対策の実施には、適切な分析を行い、最も多くを選択する専門家を招待することをお勧めします 効果的な方法濾過。
浄水方法とその効果は、特定の汚染物質の種類を正しく特定することに直接依存します。 異物の種類とその濃度について詳しく知るために、細菌学的および化学的分析が行われます。
ほとんどすべての場合、一度にいくつかのタイプの汚染物質の存在が検出され、その後、異なる複合体が検出されます 水処理方法、一連のシーケンシャルフィルター。 どのフィルターを使用するのが適切で、どのような場合に使用するのが良いか-この記事でこれについて説明します。
- 紫外線による水の消毒
汚染と水処理の方法
水はすべての生き物の基本です。 それがなければ、独立したユニットとしての人にとっても、一般的な人類にとっても、生き残る可能性はありません。 結局のところ、私たちが単に体の活力を維持するだけでは十分ではありません。人類はそれを封じ込めるために大量の淡水を使用します 農業さまざまな家庭のニーズを提供します。 私たちの惑星の表面の70％以上が水で覆われています。 地球全体の重量の約1/4400を占めていますが、淡水は総量の3％にすぎません。 そして現在、すべての淡水の約70％が氷河保護区にあり、これはその使用を深刻に複雑にします。 したがって、さまざまな浄水方法を使用することは、人類が頼る必要な手段です。
もちろん、現在利用できる淡水の量は単純に膨大であり、事実上無尽蔵に見えるかもしれません。 しかし、世界にはすでに飲料水の不足に関連する深刻な問題があり、これには次の理由があります。
- 第一に、地球の人口の増加に伴い、水を消費する産業および経済部門が急速に発展しており、これは淡水の消費が増加していることを意味します。
- 第二に、今日利用可能な埋蔵量は、人間の活動の要因に関連するあらゆる種類の汚染のために徐々に減少しています。
汚染の物理的形態について話すとき、不溶性または長時間溶解性の種類の不純物が水域に侵入することが理解されます-砂、粘土、およびあらゆる種類のゴミ。 熱公害は通常、特定の場合に話されます 熱エネルギー、悪影響を及ぼします 環境。 貯水池をさらに加熱すると、そこで行われる生物学的プロセスに深刻な変化が生じる可能性があり、これにより、魚やその他の水生生物が大量死する可能性があります。 または、逆に、原生動物の急速な成長が始まる可能性があり、それは水の浄化のさらなるプロセス全体を深刻に複雑にする可能性があります。 ただし、熱による汚染もプラスの影響を与える可能性があるため、「熱汚染」という表現の意味は非常に相対的であり、環境への影響は特定の状況ごとに個別に調査および評価されることに注意することが重要です。
あらゆる種類の汚染物質の量は、水浄化のそれほど多様な方法を生み出していません。 仕事の原則に基づいて、それらをいくつかのグループに分けます。 したがって、不純物からの浄水方法の分類の最も一般的な形式は次のとおりです。
- 物理的方法;
- 化学;
- 物理的および化学的;
- 生物学的。
これらすべてのグループには、プロセスの機能とそのハードウェア設計に多くのバリエーションが含まれています。 さらに、浄水方法は通常複雑な方法で適用され、最も効果的な結果を達成するために特定の組み合わせが必要であることを考慮することが重要です。 洗浄の複雑な作業は、汚染の性質によって決まります。 原則として、不要な成分は、さまざまな操作を必要とするさまざまな物質です。 特定の浄水方法に基づくシステムは、1つの方法で分離できる1つまたは複数の物質からの汚染がある場合に発生します。 たとえば、これは生産の廃水を浄化する頻度であり、汚染物質の数と組成は最初は既知であり、不均一です。
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特定の場合に適用できる廃水処理方法
データを入力する特別な会計システムがあります。その前に、廃棄物に属する水の分析のために繰り返しサンプルが採取されます。 衛生基準許容基準と濃度（MPC SanPin 4630-88「廃水を汚染するための許容基準」）を修正し、同じ規則がCODとBODを管理します。
今日の廃水処理方法は、それらの組成を許可された基準にすることを可能にします。 ほとんどの場合、これには、液体廃棄物に含まれる特定の物質を処理するように設計された特別な技術が使用されます。
廃水処理方法は、これらの水の種類によって異なります。 GOSTに存在する基準によれば、廃水は次のように分類できます。
- 家庭。 このような廃棄物は、あらゆる種類の病原菌の優れた繁殖地である有機物を含んでいるため、非常に危険です。 このため、有機汚染物質を含むすべての家庭用廃水は消毒する必要があります。
- 生産廃棄物。 これは、製造工程の技術に水を使用する工場などの施設から排出される廃棄物です。
- 雨、または自然。それらは大気中の降水から形成されます。 排水は雨水管から発生するため、この水もストックに属します。
家庭用の排水を処理するために、複雑な設備が使用されています。 それらの構成要素は次のとおりです。
- 沈殿槽浮遊粒子が分離される場所。 比重の大きいものは析出し、液体より軽い元素は表層に浮き上がります。
- サンドトラップ。 それらは、溶解できないさまざまな種類の不純物を収集するフィルターのように機能します。 私たちは砂、割れたガラス、スラグなどについて話している。
- ラティス。 ぼろきれ、ビニール袋、草や木の枝などの大きな破片を捕まえます。
家庭用水処理では、本質的にミニサンプである浄化槽がよく使用されます。 それらの有効性を改善するために、特別な生物学的製剤の使用-防腐剤が実践されています。 これらの製剤には、沈殿した有機物の分解に寄与するあらゆる種類の微生物が含まれています。
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汚泥から汚泥を取り除くためにポンプが使用されます。 この浄水方法は数年に一度適用すれば十分です。
エアロタンクは、動作原理の点でサンプとはわずかに異なります。これは、次の図に明確に示されています。
適用される指定：
- A-曝気槽;
- B-スラッジと下水道を洗浄するための酸素が豊富な混合物のサンプ。
- c-生活排水を供給するパイプ（下水道を接続する場合）;
- d-シルトと廃水の混合物が入ります。
- e-精製された液体はここに排出されます。
- f-パイプ、余分なスラッジを汲み出します。
- g-スラッジリターン。
仕事の本質：
- 取水排水「c」は曝気槽「A」で活性汚泥と混合されます。
- 得られた混合物は集中的に曝気され、その後生物学的酸化のプロセスが起こり、有機物は急速に分解します。
- 酸素が豊富なスラッジを含む水「d」がタンク「B」に供給されます。
- 洗浄後の水「e」は、充填時にポンプで排出されます。
- 必要な量のスラッジは出口「g」からフィードバックされ、その余剰分は同時に分岐パイプ「f」から排出されます。
記載されている廃水処理方法は、すべてが正しく計算され、技術プロセスの微妙な点が観察されれば、非常に効果的であると考えられます。
エアロタンクは有機物から水を浄化し、フッ素、窒素、およびそれらの化合物は有機物から除去されます。 この浄水方法の唯一の欠点は、微生物に有害な化合物の排水中の重要な含有量です。
曝気槽からの乾燥汚泥や浄化槽からの沈殿物は、生活排水の優れた肥料です。
産業廃棄物を処理するために、例えば、沈殿槽と原理的に同様の設備が使用されます。 オイルトラップ製油所に設置。 これらの廃水処理方法の主な違いは、汚染物質を除去する方法です。
スキマー-これは、廃水から軽い画分を分離するプロセスの速度を上げることができる構造です。 これを行うために、沈殿槽は曝気手順にかけられます。
廃水に含まれる浮遊物質は、 液体サイクロン。 原則として、その操作は、円筒形の本体内の水の急速な移動中に発生する遠心力の使用です。
細かく分散した浮遊物質を除去するために、 フィルターの取り付け、粗い砂、織物、またはメッシュ生地がフィルターとして機能する場合。
このような浄水方法について言うことも重要です。 消毒排水前の排水処理です。 この手順は、沈降タンクと同じタンクで実行されます。 生活排水の処理には、塩素または塩化石灰石が使用されます。
次に、水の浄化の主な方法について詳しく見ていきます。
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水処理の基本的な物理的方法
浄水の物理的方法は、水またはそれに含まれる汚染物質のいずれかに物理的に影響を与えるために使用される操作に基づく方法です。 大きな水塊を洗浄するために、このような方法は主に比較的大きな固形介在物を除去するために使用されます。 大量の水を物理的に浄化するこの方法は、粗い浄化の予備段階になります。これは、より細かい浄化の次の段階での負荷を軽減するように設計されています。 同時に、水を深く浄化することができる多くの物理的な浄水方法がありますが、それらの生産性は一般的に非常に低いです。
水の浄化の主な物理的方法は次のとおりです。
- 緊張手順;
- 落ち着く;
- ろ過（遠心力を含む）;
- 紫外線処理プロセス。
緊張浄化する水を火格子に通し、 他の種類大きな汚染物質が残っているふるい。 この手法は、大まかなタイプのクリーニングに起因する可能性があり、これはしばしば予備段階になります。 物理的水処理方法のこの段階は、簡単に分離できる汚染物質を除去するために使用されます。これにより、処理プラントの負荷が軽減され、後続の微細処理ステージで稼働するプラントの効率と寿命の延長に貢献します。 これは、大きな機械要素が入る設置が失敗することが多いために発生し、フィルタリングによってこの問題が解消されます。
支持する水-重力の作用により、機械的な破片の一部を水塊から分離することを意味します。重力の作用により、重い粒子が底に引き寄せられ、堆積物が形成されます。 浄水の物理的方法のこの段階は、より多くの種類の汚染物質が分離される準備段階でも機能することが多く、中間段階として機能する可能性があります。 手順は特別な沈殿タンクで行われます-これらのタンクには特別な装置が装備されており、不要な粒子が完全に沈降する条件に基づいて水の存在時間を計算できます。
濾過。これは、水塊がフィルター材料を通過することの名前であり、その多孔質層が特定の直径の粒子をトラップします。 ろ過の原理はろ過手順と似ていますが、ここでのみ粗い洗浄と細かい洗浄の両方を実行できます。 フィルターを使用すると、シルト、砂、スケール、および直径がわずか数ミクロンのあらゆる種類の固形物を除去できます。 さらに、この浄水方法を使用すると、官能特性を向上させることができます。 ろ過は、大規模な水処理プラントと、生産性の低い家庭用の日常のフィルターの両方で広く行われています。
UV消毒は本質的に浄水方法ではありませんが、すでに浄化された水を紫外線で処理する場合の調製方法です（このために、長さ200〜400 nmの範囲の光波が使用されます）。 除染は、光化学反応によるDNAおよびRNAの分子構造の損傷が原因で発生します。 この方法は、プロセスが水の組成に完全に依存せず、UV処理後も同じままであるため、優れています。 この場合、光線からの保護スクリーンとして機能する可能性のある水中の固体不純物の存在を考慮する必要があります。
水処理の化学的方法
これらの水処理方法は、試薬と汚染物質との化学反応に基づいており、その結果、不要な物質が非危険元素に分解したり、不溶性の分離可能な沈殿物の形で沈殿したり、非危険成分に分解したりします。
化学反応の種類が根本的に異なるいくつかの洗浄方法があります。
- 中和;
- 酸化;
- 回復。
中和-プロセス。その結果、酸塩基バランスが平準化されます。 これは、アルカリと酸の相互作用が原因で発生し、その後、対応する塩と水が形成されます。 この水浄化の化学的方法は、浄化された水をアルカリ性および酸性環境と混合することによって実行されます。 また、特定の反応を伴う環境を作り出す試薬が追加されると、水中の汚染物質を中和します。 酸性排水を中和するために、アンモニア水（NH 4 OH）、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウム（NaOHおよびKOH）、ソーダ灰（Na 2 CO 3）、石灰乳（Ca（OH）2）およびtが最も適しています。廃水の過度のアルカリ化の場合、酸のさまざまな溶液、および酸化物を含む酸性ガス（CO 2、SO 2、NO 2など）が使用されます。この場合、原則として、排気アルカリ水を通過するガスを使用すると同時に、ガス化合物自体を固体粒子から精製します。
酸化と 回復はあらゆる種類の汚染物質から水を浄化するために使用されますが、それらの使用における実際の比率は、酸化プロセスを優先して大幅にシフトしています。 それらのおかげで、さまざまな有毒物質や他の方法で抽出するのが難しいものが中和されます。 酸化反応は、有毒な汚染物質をより毒性の低いまたは無毒の形態に変換することによって達成することができます。 さらに、強力な酸化剤を使用しているため、微生物は細胞構造の酸化により死にます。 ほとんどの場合、塩素含有酸化剤が使用されます。 これらは、ガス状の塩素（CL 2）と、二酸化塩素（CLO 2）、次亜塩素酸カリウム、ナトリウム、カルシウム（KCLO; NaCLO; Ca（CLO）2）などのさまざまな化合物です。 この水方法には、過酸化水素（H 2 O 2）、過マンガン酸カリウム（KMnO 4）、オゾン（O 3）、大気中の酸素（O 2）、重クロム酸カリウム（K 2 Cr 2 O 7）を使用することもお勧めします。精製等
水を塩素含有化合物で処理する手順は、塩素処理と呼ばれます。 この消毒と水の浄化の方法はよく開発されており、非常に頻繁に使用されています。 塩素消毒は抗菌効果に長期的な影響を及ぼします。これは、水塊の二次汚染が頻繁に発生するパイプラインの摩耗で給水が発生する場合に特に重要です。 さらに、水を塩素化する試薬は比較的安価です。 しかし、塩素処理には多くの重大な欠点もあり、それらは代替品の探索を促します。 まず、塩素は有毒です。 第二に、塩素処理中に形成される副産物も非常に有毒である可能性があります。 塩素消毒による洗浄の投与条件を注意深く遵守する必要があります。
現在、オゾンによる水処理、いわゆるオゾン処理が普及しており、塩素消毒の数倍の効率で、その後は危険な化合物が発生しません。 オゾン処理法の普及を妨げる唯一のことは、オゾン処理法を大量に入手することの経済的および技術的困難です。 さらに、オゾンは爆発性であり、処理プラントの領域では厳格な安全規制が必要です。
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水処理の物理的および化学的方法
さまざまな物質を除去するために、水の浄化の物理化学的方法が使用されます。 ここでは、溶存ガス、微細な液体または固体粒子、重金属イオン、および溶存形態のさまざまな物質について説明します。 このような方法は、予備洗浄中だけでなく、その後の段階ですでにより深い段階で使用されます。
このような方法は非常に多様であり、最も頻繁に使用される方法について説明します。
- 浮選法;
- 収着;
- 抽出;
- イオン交換;
- 電気透析;
- 逆浸透;
- 熱的方法。
浮選、浄水の一部としてそれについて話すならば、これは、水を通る多数の気泡、通常は空気の通過による疎水性粒子の分離です。 この浄水方法では、汚染された粒子が気泡の表面に付着した後、一緒に上昇して泡になり、簡単に取り除くことができます。 分離した粒子が得られたとき 大きいサイズ泡よりも、これは浮選複合体の形成につながります。 多くの場合、浮選は化学試薬の使用と組み合わされます。化学試薬は、たとえば汚染粒子に吸着されるため、濡れ性が低下し、一種の凝固剤であり、分離された粒子が増加します。 浮選は主に石油製品や油から水を浄化するために使用され、このようにして他の方法では分離できない固体の不純物を除去することができます。
がある 他の種類このプロセス。 したがって、次のタイプの浮選があります。
- 泡状;
- プレッシャー;
- 機械的：
- 空気圧;
- 電気の;
- 化学。
これらの浄水方法の機能原理について話しましょう。 空気圧浮選法がよく使用されます。この方法では、タンクの底に特殊なエアレーターを設置することで気泡が上向きに流れ、穴の開いたパイプまたはプレートの形で表示されます。 加圧された空気はミシン目を通過し、それによって気泡に分解されて浮きます。 圧力浮選を使用する場合、精製される水流は、ガスで過飽和にされた圧力下の別の水流と混合されます。 その後、全体が浮選タンクに送られ、急激な圧力低下により、水に溶け込んだガスが小さな気泡に放出されて表面に浮かび上がります。 電気浮揚に関しては、電流の影響下で気泡が表面に現れ、電極は水自体に配置されます。
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収着吸着剤の表面（吸着）またはその体積（吸収）での特定の不要な元素の吸収に基づいています。 水の浄化に関しては、物理的および化学的の両方である吸着が使用されます。 これらのタイプの吸着は、汚染物質がどのように正確に保持されるかが異なります。分子の相互作用の力（物理吸着）または化学結合の形成（これはいわゆる化学吸着、つまり化学吸着）を使用します。 この種の浄水方法は非常に効果的であり、高流量で最小濃度の汚染物質を除去することができ、これにより、処理を完了する方法として優先権が与えられます。 収着は、農薬、除草剤、あらゆる種類のフェノール、界面活性剤などを除去します。
吸着剤は、例えば、活性炭、シリカゲル、アルミニウムゲルおよびゼオライトである。 そのような物質の構造は多孔質になり、これは吸着剤の体積と面積を大幅に増加させ、その体積の単位に該当するため、プロセスは非常に効率的になります。 そのような最新の浄水方法は、浄化される水と吸着剤を混合することによって、または吸着剤を通して水を濾過することによって実行することができる。 吸着剤として使用される材料と除去する必要のある汚染の種類に応じて、精製は再生（吸着剤は再生アクション後に再利用されます）または破壊的（吸着剤は再生できないため、廃棄する必要があります）のいずれかになります。 ）。
仕方 抽出抽出剤の使用に削減されました。 浄水方法との関連でこの用語を考えると、抽出剤は水と非混和性または非混和性の液体ですが、汚染物質を水によく溶解します。 これは次のように起こります。接触相の大きな表面を形成するために精製水と抽出剤が混合され、次に溶解した汚染物質が再分配され、それらの主要部分が抽出剤に渡されます。 汚染物質が含まれており、現在は抽出物と呼ばれ、精製水はラフィネートと呼ばれています。 精製後、このプロセスの条件に応じて、抽出剤は廃棄または再生されます。 この水浄化の物理化学的方法は、主に有機化合物（フェノールと酸）を除去します。 引き渡された物質に何らかの価値がある場合、プロセスの最後にそれは処分されないかもしれませんが、他の目的に使用されます。 これは、企業での浄水の抽出方法の使用、抽出してさらに使用すること、または廃水で失われる多くの物質を生産に戻すことに貢献します。
イオン交換水を柔らかくするため、つまり硬い塩を取り除くために、水処理の過程で最も頻繁に使用されます。 このプロセスの本質は、水イオンをイオン交換体と呼ばれる特殊な材料と交換することです。 それらは陽イオン交換体と陰イオン交換体に分けられ、交換に入るイオンのタイプに対応します。 化学では、イオン交換体は分子数の多い物質であり、イオン交換が可能な官能基を多数持つ骨格（マトリックス）が含まれています。 水浄化のイオン法の開発の最初の段階で使用される天然イオナイト、例えば、スルホン化石炭およびゼオライトがあります。 現在、イオン交換用の人工樹脂が広く使用されており、天然のイオン交換体を大幅に上回っています。 今日、イオン交換を使用した浄水方法は、産業用と家庭用の両方で広く使用されています。 イオン浄化用のフィルター装置は、汚染度の高い水にはほとんど使用されておらず、フィルター資源は長持ちし、その後廃棄されます。 ただし、イオン交換樹脂は、一般に、H+またはOH-イオンの含有量が高い溶液で再生できることを知っておく価値があります。
電気透析は、膜プロセスと電気プロセスを組み合わせた、複雑な物理化学的浄水方法です。 それらは様々なイオンを取り除き、塩から水を柔らかくします。 従来の膜プロセスとの違いについて言えば、ここでは特殊なイオン選択性膜が使用されており、特定の符号でのみイオンを通過させます。 電気透析は、電気透析器と呼ばれる特別な装置で行われます。 それは、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を交互に配置することによって分離された一連のチャンバーによって表されます。 浄化のためにこれらのチャンバーに水が供給されます。 エッジに沿ったチャンバーには、 直流。 電場が発生し、その影響下で、イオンは、同じ電荷を持つイオン選択性膜に出会うまで、その電荷に従って電極に向かって移動します。 その結果、一部のチャンバーでは、一定のイオン流出プロセス（脱塩チャンバー）があり、同時に、イオンは他のチャンバー（濃縮チャンバー）に蓄積します。 異なるチャンバーの流れを分離すると、2つの解決策が得られます。排気と濃縮です。 この浄水方法の明白な利点は、イオンからの浄化だけでなく、生産に戻すことができる分離された物質の濃縮物を得ることができることです。 このため、電気透析法は、一部の貴重な物質が廃液とともに失われる化学プラントで特に需要があり、この方法は、濃縮された物質の生産のために安価です。
逆浸透システム精製は浸透圧を超える圧力で行われるため、膜プロセスと呼ばれます。 浸透圧は、静水圧の増加と呼ばれます。 それは、半透性の仕切り（膜）によって純粋な溶媒から分離されている溶液に適用され、この膜を通って溶液への純粋な溶媒の拡散が停止される。 浸透圧よりも高い使用圧力を作成すると、溶媒が水溶液から逆流し始め、溶質の濃度が増加します。 これは、水に溶解したガス、塩（硬度を含む）、ウイルス、バクテリア、コロイド粒子を分離する方法です。 さらに、逆浸透システムは、海水から真水を得るためにうまく使用されています。 逆浸透による浄水は、日常生活にも廃水にも利用されています。
熱的方法浄水は、その名前が示すように、低温または高温が水に及ぼす影響です。 たとえば、蒸発は非常にエネルギーを消費するプロセスと言えますが、そうすることで、最高純度の水と、蒸発しない汚染物質を含む高濃度の溶液を得ることができます。 同時に、純水だけが最初に結晶化し、次に汚染物質が溶解する残りの塊が結晶化するため、凍結は不純物の濃縮にも役立ちます。 蒸発および凍結により、結晶化を行うことができます-不純物は濃縮溶液から沈殿した結晶に分離されます。 浄化される水が噴霧され、燃料燃焼の高温生成物にさらされるとき、熱酸化のような水の浄化の極端な熱的方法もあります。 この方法は、毒性の高い、または分解性の低い汚染物質を中和するために使用されます。
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生物学的水処理とはどういう意味ですか？
生物学的と呼ばれる水の浄化方法は、微生物の使用に基づいています。 この方法のすべての証拠があるので、これは廃水処理の最も先進的で有望な方法です。 このようなプロセスを実行するために、さまざまな種類の細菌が使用され、下等真菌や藻類、原生動物、さらにはいくつかの多細胞生物（シマミミズやチロリ）の使用も一般的です。 この浄水方法の特徴は、特定の組成の廃水を最適に浄化するために、特定の生物を選択できることです。 たとえば、ニトロバクターやニトロソモナスなどの硝化細菌は、微生物がそれらを摂食するときに窒素含有化合物を酸化し、リン酸塩蓄積生物はリンから水を浄化します。
生物学的処理中に微生物が蓄積すると、いわゆる活性汚泥が得られます。 この暗褐色または黒色の液体の塊は、土臭い臭いがあり、沈降中にフレークに沈降します。 そのため、活性汚泥は洗浄完了時に非常に簡単に分離できます。 その中の生物は一度に一つではなく、ズーグルと呼ばれるコロニーに住んでいます。 ズーグルの形状は、処理水の組成とこの浄水方法の技術によって異なります。 それらは球形、木のようなものなどにすることができます。
生物学的水処理方法で使用されるすべての微生物は、機能のモードに応じて、嫌気性と好気性の2つのタイプに分けられます。 好気性微生物は、物質を酸化する必要があるため、栄養プロセス中に酸素を消費する必要があります。 嫌気性微生物は酸素を必要としません。 プロセスの技術とこれに必要な一連の機器の本質は、生物の種類によって異なります。
生物学的処理は、以下の条件下で実行されます。
- 生物学的池で;
- フィルタリングフィールド;
- バイオフィルターで;
- エアロタンク（オキシテンク）;
- ダイジェスターで。
浄水法の第1および第2の方法では、最も単純な構造が使用されます。 生物学的池は水域であり、自然と人工の両方があり、通常は自然のタイプの曝気があり、微生物が活性汚泥の中に住んでいます。 フィルター装置は、土壌（砂、粘土、ローム、泥炭）の形で提供され、土壌に生息する微生物によって水がろ過および精製されます。 このような施設では、汚染度の高い水を有効流量で処理することは不可能です。 しかし、そのような生物学的処理施設は、実際には運用コストと継続的な監視を必要としません。
バイオフィルターは、好気性生物の層で覆われた供給材料の層を通して濾過することによって実行される、水の浄化の生物学的方法のためのそのような構造である。 この層はバイオフィルムとも呼ばれます。 空気分配システムは、微生物が汚染物質を分解するために必要な十分な酸素量を提供するために使用されます。 自然な通気があるかもしれません。
Aerotankはより複雑な処理プラントであり、人工的に曝気が行われます。 その中で、精製はすべて同じ好気性微生物によって実行されます。 これは次のように起こります：水は活性汚泥と混合され、次に曝気槽に供給されます。 人工曝気システムは、汚染物質の分解の生物学的プロセスを刺激し、また良好な混合を提供します。 曝気には通常大気からの空気が使用されますが、酸素タンクでは工業用酸素の使用が一般的であり、これにより精製プロセスの効率が大幅に向上します。
嫌気性微生物を用いた廃水処理の生物学的方法となると、それらは主に消化槽で発生します。 このような精製は、バクテリアが酸素を必要とせず、嫌気性微生物の廃棄物である最終的なバイオガスがないという点で異なります。 さらに、水は消化槽に供給されませんが、沈殿槽の底に残っている濃縮された沈殿物は、発酵プロセスにかけられなければなりません。 より強力な発酵を刺激するために、デバイスに追加の加熱機能を提供することができます。 t30-35°Cで行われる中温性発酵とt50-55°Cで行われる好熱性発酵を区別することができます。 嫌気性分解は簡単ではなく、いくつかの段階で行われ、最終段階で環境にやさしいタイプの燃料であるメタンが生成されます。
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他にどのような廃水処理方法がありますか
仕方 明確化水から浮遊粒子を除去する方法を意味します。 それは、多孔質フィルターカートリッジまたはフィルター材料を通して水をろ過することによって実行されます。 クラリファイア、フィルター、沈殿槽は浮遊物質を沈殿させます。 浄化装置と沈殿槽の内部では、水がゆっくりと移動し、浮遊粒子が沈殿します。 非常に長い間懸濁している可能性のある最小のコロイド粒子を沈殿させるために、凝固剤溶液を水に加えます。 これらの目的のために、硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄および塩化第二鉄の使用が一般的です。 化学反応によりフレークが形成され、懸濁液を下げるとコロイド状物質も同伴します。
凝固浄水法と呼ばれ、汚染粒子を粗くするために水塊を特殊な化学試薬で処理します。 それは、清澄化、変色、鉄の除去の方法の使用を促進します。 最小の粒子の拡大は、分子の引力の影響下でのそれらの付着のために発生します。
下 変色水に色を与える粒子の外観の変化を指します。 色の根本原因に基づいて、さまざまな方法が使用されます。 凝固は、着色されたコロイドまたは溶質を除去または脱色するために使用されます。 また、さまざまな酸化剤（塩素および塩素自体の誘導体、過マンガン酸カリウム、オゾン）および吸着剤（活性炭、人工樹脂）を使用することをお勧めします。
それになると 消毒、それは微生物を殺すために酸化剤および/または紫外線で水塊を処理する方法を意味します。 飲料水の準備の最終段階で水を消毒（バクテリア、胞子、微生物、ウイルスを除去）します。つまり、飲料水の浄化方法です。 ほとんどの場合、消毒せずに地下水や地表水を使用することはできません。
メソッド名 deferrizationとdemanganization自分で話します。 それらは、溶存鉄とマンガンの化合物の除去で構成されています。 通常、この目的のために特別なフィルター材料が使用されます。 鉄から水を取り除く作業は非常に複雑で複雑です。 これを解決するには、次の方法が最もよく使用されます。
曝気-これは、酸素が鉄不純物で水を酸化し、その後沈殿とろ過が行われる、最新の浄水方法です。 空気は約30l/m3の割合で消費されます。 この伝統的な方法は何十年もの間使用されてきました。 しかし、鉄の酸化には長い時間と大きなタンクが必要であるため、この方法は大規模な自治体のシステムでのみ使用されます。
接触酸化プロセスさらにフィルタリングします。 これは今日最も人気のある鉄の除去方法であり、高性能のコンパクトなシステムで使用されています。 この浄水方法の本質は、鉄の酸化が触媒の機能を持つ特殊な濾材の顆粒の表面で起こること、つまり化学酸化反応を促進することです。 最も一般的なのは、二酸化マンガン（MnO 2）をベースにした濾材です。 二酸化マンガンを含む鉄化合物はすぐに酸化され、顆粒の表面に沈着します。 その後、酸化鉄の主要部分は逆洗中に排水管に洗い流され始めます。 したがって、粒状触媒の層は濾材でもあります。 酸化プロセスを改善するために、化学酸化剤が水に追加されます。
緩和水は、カルシウムとマグネシウムの陽イオンを同数のナトリウムまたは水素の陽イオンに置き換えるものです。 この浄水方法は、特殊なイオン交換樹脂でろ過して行います。 硬水は誰にでもなじみがあります。やかんの目盛りを覚えておいてください。 ウォッカの醸造や製造のために、水溶性塗料で布を染色するのには適していません。 石鹸は硬水ではよく泡立ちません。 硬度が高すぎると、水はガスや電気蒸気のボイラーやボイラーに電力を供給するのに不適切になります。 スケールの厚さが1.5mmの場合、熱伝達が15％減少し、10 mmが50％減少します。 そして、それはコストを押し上げます。 電気エネルギーまたは燃料。これにより、燃焼、パイプおよびボイラー壁の亀裂が形成され、暖房システムおよび給湯ユニットが事前に機能しなくなります。 水を軟化させる非常に効果的な方法は、自動ろ過（特殊な軟化剤）の使用です。 それらはイオン交換の原理で動作し、水中の硬い塩が堆積物を形成しない柔らかい粒子に置き換えられます。
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汚染の種類に応じて選択する最新の水処理方法
この表は説明します 現代の方法自然の水の浄化：
汚染の種類 |
浄水方法 |
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粗い、浮遊した、コロイド粒子 |
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酸性度（pH）の増加 |
この場合の水は、マグネシウムを含む粒状の炭酸カルシウムまたは半焼きドロマイトでろ過されます。 |
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カルシウム塩とマグネシウム塩の含有量の増加（過度の硬度） |
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マンガンイオン |
マンガンは有機化合物を形成することが多いため、強力な酸化剤が使用されます（それ以外の場合、マンガンを除去する方法は鉄の除去と同様です） |
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バクテリア、ウイルス、微生物の存在 |
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官能特性のわずかな偏差 |
活性炭による収着により、フェノール、アルコール、エーテル、ケトン、石油製品、アミン、「硬質」界面活性剤、有機染料、金属塩、微生物、塩素などの非天然有機物質を非常に効果的に取り除くことができます。 |
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微生物、塩、有機化合物 |
水とそれに含まれる物質を、深い洗浄を提供する小さな穴のある半透膜で分離する逆浸透法（最大98％） |