Магистрант
  1. Физическая химия  1.1. Термодинамика  1.1.1. Законы термодинамики  1.1.2. Энтальпия и теплоемкость  1.1.3. Энтропия и свободная энергия  1.1.4. Фазовое равновесие  1.1.5. Статистическая термодинамика  1.1.6. Термодинамический цикл  1.1.7. Фугитивность и активность  1.2. Квантовая химия  1.2.1. Принципы квантовой механики  1.2.2. Уравнение Шрёдингера  1.2.3. Частица в ящике  1.2.4. Операторы и собственные значения  1.2.5. Атомные орбитали  1.2.6. Теория молекулярных орбиталей  1.2.7. Теория возмущений  1.2.8. Теория валентных связей  1.2.9. Гибридизация и химическое связывание  1.3. Химическая кинетика  1.3.1. Законы скорости и механизмы реакций  1.3.2. Теория столкновений  1.3.3. Теория переходного состояния  1.3.4. Кинетика ферментов  1.3.5. Цепные реакции и полимеризация  1.3.6. Фотохимические реакции  1.4. Statistical mechanics  1.4.1. Функции разделения  1.4.2. Молекулярные функции распределения  1.4.3. Распределение Больцмана  1.4.4. Статистика Бозе-Эйнштейна и статистика Ферми-Дирака  1.5. Спектроскопия  1.5.1. Ротационная спектроскопия  1.5.2. Вибрационная спектроскопия  1.5.3. Электронная спектроскопия  1.5.4. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  1.5.5. Масс-спектрометрия  1.5.6. Спектроскопия Рамана  1.5.7. Электронный парамагнитный резонанс  1.6. Поверхностная и коллоидная химия  1.6.1. Изотерма абсорбции  1.6.2. Поверхностное натяжение и смачиваемость  1.6.3. Коллоидная стабильность  1.6.4. Катализ  1.6.5. Эмульсии и мицеллы  1.7. Электрохимия  1.7.1. Уравнение Нернста  1.7.2. Электрохимические ячейки  1.7.3. Проводимость и подвижность  1.7.4. Война  1.7.5. Топливные элементы  1.7.6. Электролиз
  2. Organic chemistry  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Nucleophilic substitution reactions  2.1.2. Электофильные реакции присоединения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перестройки  2.1.5. Radical reactions  2.1.6. Перициклические реакции  2.2. Спектроскопия и определение структуры  2.2.1. УФ-Вид спектроскопия  2.2.2. ИК-спектроскопия  2.2.3. ЯМР-спектроскопия  2.2.4. Масс-спектрометрия  2.2.5. Рентгеновская кристаллография  2.3. Stereoscopic  2.3.1. Хиральность и оптическая активность  2.3.2. Структурный анализ  2.3.3. Геометрическая изомерия  2.3.4. Динамическая стереохимия  2.4. Органометаллическая химия  2.4.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.4.2. Реакции кросс-сочетания с использованием палладия в качестве катализатора  2.4.3. Комплексы переходных металлов  2.4.4. Металл–углеродная связь  2.5. Химия полимеров  2.5.1. Механизм полимеризации  2.5.2. Характеристики полимеров  2.5.3. Биодеградируемый полимер  2.5.4. Проводящий полимер  2.5.5. Супрамолекулярные полимеры  2.6. Медицинская химия  2.6.1. Дизайн и разработка лекарств  2.6.2. Фармакокинетика и фармакодинамика  2.6.3. Соотношения структура-активность  2.6.4. Молекулярный докинг и скрининг лекарств
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Теория кристаллического поля  3.1.2. Теория поля лигандов  3.1.3. Спектрохимический ряд  3.1.4. Хелатирование и стабильность  3.2. Органометаллическая химия  3.2.1. Металлокарбонилы  3.2.2. Катализ органометаллическими комплексами  3.2.3. Металоцены  3.3. Био-неорганическая химия  3.3.1. Металлопротеины и ферменты  3.3.2. Роль металлов в биологических системах  3.3.3. Транспорт и хранение ионов металлов  3.4. Химия твердого тела  3.4.1. Кристаллические структуры  3.4.2. Теория зон в твердых телах  3.4.3. Сверхпроводники  3.4.4. Дефекты в кристалле  3.5. Лантаноиды и актиноиды  3.5.1. Электронная конфигурация в лантанидах и актинидах  3.5.2. Координационная химия лантаноидов  3.5.3. Магнитные свойства лантаноидов
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Тонкослойная хроматография  4.2. Спектроскопические методы  4.2.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.2.2. Дифракция рентгеновских лучей  4.2.3. Спектроскопия с индуктивно связанной плазмой  4.3. Электроаналитические методы  4.3.1. Потенциометрия  4.3.2. Вольтамперометрия  4.3.3. Колометрия  4.4. Масс-спектрометрия  4.4.1. Техника ионизации  4.4.2. Фрагментационная картина  4.5. Хемометрия  4.5.1. Мультидисциплинарный анализ  4.5.2. Машинное обучение в химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярная динамика  5.1.1. Силовые поля и минимизация энергии  5.1.2. Метод Монте-Карло в симуляциях молекулярной динамики  5.2. Квантовохимические методы  5.2.1. Теория Хартри — Фока  5.2.2. Теория функционала плотности  5.2.3. Полуэмпирические методы  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.3.1. Молекулярный докинг  5.3.2. QSAR Моделирование  5.3.3. Виртуальный скрининг
  6. Биохимия  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Кинетика Михаэлиса-Ментен  6.1.2. Механизм ингибирования  6.2. Метаболизм и биоэнергетика  6.2.1. Гликолиз  6.2.2. Citric acid cycle  6.2.3. Цепь переноса электронов  6.3. Молекулярная биология  6.3.1. Репликация и восстановление ДНК  6.3.2. Синтез белка  6.3.3. Регуляция генов  6.4. Структурная биохимия  6.4.1. Свертывание белка  6.4.2. Мембранная биофизика
  7. Экологическая химия  7.1. Атмосферная химия  7.1.1. Greenhouse gases  7.1.2. Истощение озонового слоя  7.1.3. Загрязнители воздуха и дым  7.2. Химия воды  7.2.1. pH и жесткость воды  7.2.2. Очистка сточных вод  7.2.3. Аквальная Химия  7.3. Химия почвы  7.3.1. Загрязнение тяжелыми металлами  7.3.2. pH почвы и буферизация  7.3.3. Циркуляция питательных веществ  7.4. Токсикология и химическая безопасность  7.4.1. Токсикокинетика  7.4.2. Оценка риска в токсикологии и химической безопасности в экологической химии  7.4.3. Влияние загрязняющих веществ на окружающую среду

Магистрант → Экологическая химия → Химия воды ↓


Очистка сточных вод


Введение в очистку сточных вод

Очистка сточных вод — это важный процесс в экологической химии, который занимается удалением загрязняющих веществ и загрязнителей из воды, чтобы сделать её безопасной для выпуска в окружающую среду или повторного использования. Этот процесс необходим для защиты экосистем и здоровья человека, обеспечивая соответствие качества воды стандартам здоровья и безопасности.

Значение в экологической химии

В области экологической химии очистка сточных вод играет важную роль в снижении негативных последствий загрязнения воды для окружающей среды. Неконтролируемые выбросы загрязняющих веществ могут привести к вредным экологическим нарушениям и проблемам со здоровьем. Сточные воды включают не только бытовые сточные воды, но и промышленные сточные воды, которые требуют интенсивной очистки перед сбросом. Понимание химии этих процессов помогает разрабатывать эффективные стратегии очистки.

Пример: Источники сточных вод

Сточные воды образуются из множества источников, включая:

  • Жилые районы (например, канализация, серая вода)
  • Промышленные предприятия (например, химическая, фармацевтическая продукция)
  • Сельскохозяйственные стоки (например, удобрения, пестициды)

Химия сточных вод

Сточные воды содержат широкий спектр химических соединений, требующих внимания. Эти соединения варьируются от простых органических молекул до сложных промышленных химикатов. Основные химические компоненты включают:

  • Органические вещества: Обычно измеряются как биохимическая потребность в кислороде (БПК) или химическая потребность в кислороде (ХПК).
  • Питательные вещества: В основном азот и фосфор, которые могут вызвать эвтрофикацию.
  • Токсичные химикаты: Тяжелые металлы, такие как свинец (Pb), кадмий (Cd) и ртуть (Hg), а также синтетические органические соединения.
  • Патогены: Бактерии, вирусы и простейшие.

Основные процессы очистки сточных вод

1. Первичная обработка

Цель предварительной обработки — удалить крупные твердые частицы и мусор из сточных вод. Это часто достигается с использованием грохотов и удаления песка, что предотвращает повреждение оборудования следующих стадий обработки.

Пример: Процесс грохочения

На иллюстрации выше показано упрощенное представление процесса грохочения, где из водного потока удаляются крупные объекты, такие как пластмассы и твердые вещества.

2. Первичный уход

Первичная обработка сосредоточена на отстаивании, что заставляет взвешенные твердые частицы оседать из воды. Этот процесс уменьшает нагрузку на вторичные стадии обработки. На этом этапе удаляется большая часть органических веществ и жиров.

3. Вторичная обработка

Вторичная обработка включает биологические процессы, которые разрушают органические вещества с помощью микроорганизмов. Наиболее распространенный метод — активный ил, где воздух и биологические флокулы бактерий, грибов и простейших смешиваются с сточными водами.

Пример: Процесс активного ила

Процесс активного ила основан на аэробных бактериях, которые потребляют органические загрязнители, чтобы образовывать флокулы, которые легко удаляются.

4. Третичная обработка

На стадий третичной обработки достигается дальнейшая очистка путем удаления остаточных взвешенных твердых частиц, фосфора, азота и патогенных микроорганизмов с использованием химических, физических и биологических методов.

  • Химическое осаждение: Использует коагулянты, такие как квасцы (Al_2(SO_4)_3), для удаления фосфата.
  • Фильтрация: Использует песчаные фильтры или мембранные технологии.
  • Дезинфекция: Общие методы включают хлорирование и использование ультрафиолетового света.

Пример: Мембранная фильтрация

На рисунке выше представлено упрощенное представление о том, как определенные частицы могут быть отделены от воды с помощью селективной фильтрации.

Другие передовые методы очистки

Помимо первичной, вторичной и третичной обработки существует ряд передовых методов, направленных на удаление конкретных загрязнителей:

  • Процессы усиленного окисления: Используют сильные окислители, такие как озон (O_3), перекись водорода (H_2O_2) или ультрафиолетовый свет для разрушения загрязнителей.
  • Ионный обмен: Удаляет определенные ионы, такие как Na^+ и Ca^2+, с использованием смоляного слоя.

Проблемы очистки сточных вод

Существует множество проблем в очистке сточных вод, включая новые загрязнители, потребление энергии и утилизацию осадка. Проводятся передовые исследования, направленные на разработку экономически эффективных, энергоэффективных и устойчивых методов очистки.

Заключение

Понимание принципов очистки сточных вод в водной химии важно для решения современных экологических проблем. Используя химические, биологические и физические процессы очистки, мы можем эффективно защищать водные ресурсы и способствовать экологии и здоровью человека.


Магистрант → 7.2.2


U
username
0%
завершено в Магистрант

← Предыдущий (7.2.1)
pH и жесткость воды
Следующий (7.2.3) →
Аквальная Химия

Комментарии 



Очистка сточных вод

https://www.chemistryelite.com/g/7.2.2?ceal=ru