Oczyszczanie ścieków trzeciorzędowych

Po obejrzeniu pierwszych dwóch kroków oczyszczania ścieków, porozmawiajmy teraz o ostatnim kroku. Jeśli nie miałeś okazji poznać tych poprzednich metod, zapoznaj się z następującymi tekstami:

- Rodzaje oczyszczania ścieków;

- Oczyszczanie ścieków wtórnych.

Trzeciorzędowe oczyszczanie ścieków składa się z tfizykochemiczne lub biologiczne techniki usuwania specyficzne zanieczyszczenia które nie zostały usunięte przez inne, częstsze procesy. Niektóre z tych specyficznych zanieczyszczeń mogą być między innymi materią organiczną, związkami nieulegającymi biodegradacji, składnikami pokarmowymi, metalami ciężkimi.

Te trzeciorzędowe oczyszczanie mogą obejmować kilka etapów, które będą zależeć od rodzaju zanieczyszczenia ścieków i pożądanego stopnia oczyszczenia. Ponadto różne procesy, które można zastosować w trzeciorzędowych uzdatnianiach, można podzielić na dwa główne typy:

* Technologie transferu fazowego: zanieczyszczenie po prostu przechodzi do innego stanu skupienia, to znaczy przechodzi z fazy wodnej do innej fazy, którą można przenieść do atmosfery lub przekształcić w odpad stały. To ostatnie ma miejsce na przykład w przypadku metody adsorpcji na węglu aktywnym, która zostanie wyjaśniona później.

* Niszczące technologie: zanieczyszczenie jest faktycznie przekształcane, to znaczy przestaje istnieć jako takie. Osiąga się to poprzez utlenianie materii organicznej, co prowadzi do powstawania związków chemicznych, które są coraz bardziej utleniane, aż do momentu ich całkowitej mineralizacji. Utlenianie chemiczne to rodzaj obróbki, który zostanie również wyjaśniony poniżej.

Zobacz teraz główne przykłady trzeciorzędowego oczyszczania ścieków:

* Mikrofiltracja: to proces separacji przy użyciu membran z porami w skali mikrometrowej (1 µm = 10^-6 m) w której siłą sprzyjającą oddzieleniu części ciekłej od zanieczyszczających ciał stałych jest ciśnienie przez membranę i jej pory.

* Wytrącanie i koagulacja: Do wody dodaje się substancje koagulujące, które tworzą płatki po dodaniu do zawiesiny. Na przykład dodanie wapna do odpływów zawierających żelazo powoduje, że płatki opadają na dno pojemnika.

* Adsorpcja (węgiel aktywny): Zanieczyszczenia są adsorbowane na powierzchni węgla: są przenoszone. Adsorpcja może odbywać się na dwa sposoby: chemiczny lub fizyczny. Adsorpcja chemiczna lub chemisorpcja zachodzi poprzez wiązania chemiczne, głównie wiązania kowalencyjne. Z drugiej strony adsorpcja fizyczna lub fizysorpcja zachodzi poprzez oddziaływania międzycząsteczkowe typu Van der Waalsa, takie jak indukowana siła dipolowa i stała siła dipolowa.

* Wymiana jonów: wykorzystuje pewne polimery z miejscami, które mogą zatrzymywać jony. W ten sposób zanieczyszczające jony znajdujące się w wodzie, które są zatrzymywane w żywicy polimerowej, można wymienić na inne jony o takim samym ładunku. Na przykład, jeśli ta żywica jonowymienna jest kationowa, może zawierać jony H⁺, które są wymieniane na kationy soli, a nawet metale ciężkie znajdujące się w ściekach. Jeśli żywica jonowymienna jest anionowa, może zawierać jony OH^- które są wymieniane na aniony obecne w ściekach. Więc jony H⁺i och^- które znajdują się w wodzie wychodzącej z żywicy reagują tworząc więcej wody.

Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)

* Odwrócona osmoza: Pod wpływem ciśnienia czysta woda ze ścieków jest przepychana przez półprzepuszczalną membranę z polimerowego materiału organicznego, przez którą nie mogą przejść jony. Ta metoda służy na przykład do odsalania wody. Zobacz, jak to się robi w tekście Odwrócona osmoza w odsalaniu wody morskiej.

ilustracja odwróconej osmozy

* Ultrafiltracja: Jest to selektywny proces frakcjonowania, który wykorzystuje ciśnienie powyżej 145 psi (10 bar).

* Elektrodializa: szereg półprzepuszczalnych membran jest umieszczonych pionowo i naprzemiennie wewnątrz ogniwa elektrycznego. Przez tę błonę mogą przejść tylko małe kationy lub aniony. W ten sposób przykładany jest prąd elektryczny, który powoduje rozkład wody na jony. Te z kolei migrują do odpowiednich biegunów, to znaczy kationy migrują do katody, a aniony do anody. Tak więc w strefach naprzemiennych ciecz jest bardziej skoncentrowana, aw innych mniej skoncentrowana w jonach. Stężona część jonów jest odrzucana, a oczyszczona woda jest usuwana do środowiska.

* Chlorowanie: Chlor (gaz chlorowy lub podchloryn sodu) dodaje się do wody w celu dwóch głównych działań, które są (1) zniszczyć lub zniweczyć aktywność drobnoustrojów chorobotwórczych, glonów i bakterii oraz (2) działają jako utleniacz związków organicznych i nieorganicznych obecnych w wodzie. Oprócz prowadzenia do dezynfekcji, dodanie „chloru” może również prowadzić do: kontrola zapachu, usuwanie BZT (biochemiczne zapotrzebowanie na tlen), kontrola proliferacji much, niszczenie cyjanków i fenoli oraz usuwanie azotu.

* Ozonowanie: Ozon (O₃) jest używany, ponieważ działa jako silny środek utleniający, a ponadto jest łatwo wchłaniany przez wodę. Stosowany jest głównie do utleniania niebiodegradowalnych związków organicznych.

cząsteczka ozonu

* PAO (zaawansowane procesy utleniania): Oprócz ozonu utlenianie chemiczne można również przeprowadzić przy użyciu nadtlenku wodoru lub innego konwencjonalnego utleniacza. Aby przyspieszyć te procesy, stosuje się skrajnie utleniające i słabo selektywne rodniki, które można uzyskać. poprzez różne kombinacje promieniowania ultrafioletowego, nadtlenku tlenu, ozonu i fotokatalizatory.

Jennifer Fogaça
Absolwent chemii

Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Oczyszczanie ścieków trzeciego stopnia”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/tratamentos-terciarios-efluentes.htm. Dostęp 28 czerwca 2021 r.