II vaheeksami kokkuvõte (1)

Muda käitlemine
Ladestamiseks tahke aine sisaldus vähemalt 35%, toormudas=1-5%.
Muda liigitadakse:
- toormuda: käitlemata muda;
- mehaaniline muda: eelsetitamisel tekkiv muda;
- bioloogiline muda: biopuhastusprotsessis tekkiv muda;
- segamuda: mehaaniline ja/või bioloogilis-keemilise muda segu;
- settekaevu (septiku) muda: settekaevudes tekkiv muda,
käsitletakse tavaliselt koos muu mudaga .
Liigmuda võib anaeroobselt kääritada (maht väh. 30-50 %) võrra, tekib lõhnavaba ning termofiilse töötlemisel ka patogeenidevaba muda ning kõrvalproduktina metaan) mida võib põletada
Toitainesisalduse kas.põllumajanduses ja haljastuses väetisena, takistab muda raskmetallisisaldus.
* tihendamine - väh.veesisaldust tahke aine 2-3 kordse mahuni. Ümmargused settebasseinid, aeglaselt pöörlev segamisseadmega. Flotatsiooni kasutatakse harva
* stabiliseerimine -orgaanilise aine lagunemisprotsessi peatamine või lõpuleviimine, et hõlbustada järgnevat muda käitlust ning kasutamist, hüg. omaduste parandamine ning lõhna kaotamine. Muda on veel voolav ( tahk aine sis 5%)
stabiliseerimine lubja abil- Lubja segamisel tõuseb pH 11,0-ni, viibeaeg 2 nädalat. Mikroobid hävivad, muda
Hüg. omadused paranevad ja hais kaob. Siiski ajutine lahendus, org ja bakt elu jätkub.
Anaeroobne kääritamine- laguneb osa muda orgaanilisest ainest metaaniks ja süsihappegaasiks, protsess viiakse kuni 90 % teor. gaasist on eraldunud -ei ole enam keskkonnaohtlik. Metaani saab kasutada energia tootmiseks.
Kompostimine- mikroorganismid lagundavad muda
orgaanilist ainet aeroobses keskkonnas, saadakse huumus . Temp peab olema umb 55C, kuiv.ain.sis.> 30%
aeroobne stabiliseerimine- muda aereeritakse nii, et kergelt lagunev org aine laguneks.Protsess oleneb temp. talvel 1-2 kuud, suvel paar nädalat. Aeroobsel lagunemisel hävivad patogeensed mikroorganismid vähemal määral kui muudel meetoditel.
* Muda tihendamine
Tahendamine filtrimise (lintfilterpressid) või tsentrifuugimisega tah.ain.sis kuni 20-30%-ni.
Muda konditsioneerimine - Muda mikroorganismid koguvad enda ümber rohkesti vett ja moodustavad geelitaolise struktuuri. Keemiline konditsioneerimine - raudkloriid ja lubi , kaasajal kasut.orgaanilisi polümeere, mis lõhuvad geeli struktuuri. Füüs kond –külmutamine ja kuumutamine.
Muda põletamine- kuivainesisaldus vähemalt 40%
Töödeldud muda paigutatakse erinevalt : matta (dumping) ookeani (NY, LA, London, Tokio ) viljakasvatuses taimetoitainete allikana, pinnase omaduste parandamiseks, haljastuses, metsakasvatuses, ladestada prügilasse kas eraldi või koos teiste jäätmetega (piiratakse järsult).
Reovete järelpuhastusmeetodid
Lämmastiku biol. ärastus - Kogu lämmastik on Kjendahl N = orgaaniline N + ammoonium N Klassikalise biopuhastusega saavutatakse 20- 40 % (rakkude ehitusse)
nitrifikatsioonist aeroobsetes tingimustes- ammoonium muundub nitraadiks NH+4 + 2O2 = NO-3 + 2H+ + H2O, mida vahendavad bakterid Nitrosomonas ja Nitrobakter
denitrifikatsioonist anoksilises keskkonnas – denitrifitseerivate bakterite toimel:
1/5 NO-3 +1/4(CH2O)+ 1/5 H+ = 1/10 N2+ 1/4CO2+7/20 H2O
1. anoksiline tank- denit . Süsinik saadakse org süsinikust. 2. aeroobsesse tanki kus heterogeensete bakterid muudavad nitraadi gaasiliseks lämmastikuks. Lämmastiku eraldamist saab parendada lisades teise anok tangi.
Füüsikalis-keemiline ärastus - Kloorimine: NH+4 hapendatakse N2 gaasiks. Võivad tekkida toksilised CI- org. ühendid. Orgaaniliselt seotud N ei hapendu. „süvapuhastus”. loonvahetus: NH+4 ioonid seotakse kationiitidega, mille regenereerimisel tekkiv kontsentreeritud ammoniaagi lahus tekitab uue jäätmeprobleemi. Ammoniaagi degaseerimine : selle õhuga väljapuhumine veest, pH 10,8 ja 11,5 vahel. õhusaaste;õhukulu on 3 m3/l.
Membraantehnoloogia- võimaldab lahustunud N-ühendeid eraldada veest mikropoorsete membraanidega kõrgel rõhul.
Fosfori biol ärastus- põhimõte on sundida mikroorganisme kasutama rakkude ehitamiseks rohkem fosforit . Toimib, kui puhastatav vesi satub vaheldumisi anaerob ning aerob tingimustesse. Raku fosforisisaldus tõuseb 1,5-2-lt kuni 4-12 %-ni, mis toimub Acinobakteri toimel anaer. keskk . Nitraatide puudumisel.
Protsess oleneb reovee BHT5 /P suhtest- > 10, võib töödeldud vee fosfori sisaldus olla Aktiivsöe filtratsioon e. Adsorptsiooni
Kasutatakse benseen , klorobenseenid, kloroetüül, kloroeetrid ja klorofenoolid, diklorobenseenid ning PAH eemaldamiseks. Protsess: vähepolaarsete molekulide adsorptsioon ; suuremate osakeste filtratsioon; kolloidide osaline sadestumine aktiivsöe osakeste välispinnale. Kasutatakse ülesvooluga-, langeva vooluga kolonne, liikuvas (hõljuvas) kihis.
Neutraliseerimine- vee happeliste või aluseliste omaduste vähendamine ja see toimub pH-väärtuste reguleerimisega.vastastikune neutralisatsioon - segatakse omavahel happel ja alus. reagentmenetlus – Leeliselist reovett neut. väävelhappega. Happeliste vete korral lubjakivi , lupja ja tehnilist ammoniaak vett, vahel ka seebikivi ( NaOH ) või soodat (Na2CO3).Kasutatakse samu seadmeid mis koagulatsioonilgi.
filtratsioon läbi neutraliseeriva materjali kihi- Kasutatakse peamiselt lämmastik-, sool- või nõrka väävelhapet (kuni 0,8 %) sisaldavate vete korral, kuna tekkivad soolad on hästi lahustuvad ja ei põhjusta filtri ummistumist. Täitematerjaliks on peenestatud lubjakivi, marmor, dolomiit jne.Ei tohi sisaldada hõljuvaineid. Oht on agressiivse vee sattumine keskkonda.
Aeratsioon - reovee läbipuhumine õhuga (CO2-ga) lenduvad ained eralduvad läbipuhutava õhuga –desorptsioon (väävelvesinik, ammoniaak, lämmastikuühendid). Efektiivsus oleneb tehnoloogiast , aine omadustest ja kontsentratsioonist, pH-st, temperatuurist ja määratakse katsete põhjal.
Pöördosmoos - lahuste filtrimises läbi membraani, mille poorid ( ~ 1 nm) lasevad läbi veemolekule, kuid peavad kinni suuremate mõõtmetega ioone ja soolamolekule. Ultrafiltratsiooni kasutatakse kõrgmolekulaarsete ainete eraldamiseks lahusest boorid (5…200 nm). Filtratsioonirõhk ületama nn. osmootse rõhu, 5-10 %-lise soolasisisaldusega vees 5-10 Mpa, 0,3-1,0 MPa Kõrgmolekulaarsetele ühenditele. Membraanid valmistatakse polümeersetest materjalidest – atsetaattselluloos, pH peab olema 4,5 ja 5,5 vahel vältimaks hüdrolüüsumist, polüamiididest. Valmistatakse moodulitena: filterpress, spiraalmembraan, torumembraan, õõnsad kiud. Kasutatakse vee pehmendamiseks ja soolaärastuseks
Ekstraktsioon - kahe vastastikku mittelahustuva vedeliku (reovee ja ekstragendi) segus lahustunud aine jaguneb nende vahel vastavalt oma lahustuvusele (jaotusseaduse alusel).Saab kasutada rasvhapped, fenoolid jt eraldamiseks. Levinumad ekstragendid: butüülatsetaat, benseen, kloroform. Tehniline teostamine : reovee ühe- või mitmekordne töötlemine värske ekstragendi lahusega; reovee ja ekstragendi segamine vastuvoolu põhimõttel töötavas kolonnis sellele järgneva vedelike eraldamisega (parim) ; reovee ja ekstragendi segamine mitmeastmelistes järjestikku paigutatud vastuvoolukolonnides.
Aurustus- kasutatakse lahustunud soolade ärastamiseks reoveest või soolade konts. tõstmiseks enne kristall. Kasut. ka kõrge kontsentratsiooniga radioaktiivsete vete puhul. Tehn.-majand. paremaks on mitmeastmelised vaakuumaurutusseadmed. Esimesse astmesse antakse värsket auru, mille tulemusena aurustuv vesi (sekundaaraur) juhitakse teise astmesse jne. koosneb 3…5 astmest , kus rõhk ja vedeliku keemistemp järjest vähenevad. Kasutatakse otsevooluline, vastuvooluline või paralleeltoitega seadmeid.
Evaporatsioon- küllastunud veeauru läbijuhtimises lenduvaid ühendeid sisaldavast reoveest. Lenduvad ained eralduvad koos auruga, mis juhitakse edasi läbi soojendatud (kuni 100C) neeldumislahuse, kus aur regenereerub. Evaporatsiooniseade koosneb tavaliselt kahest vastuvoolulisest täidiskolonnist, protsess toimub pidevalt. Kasutatakse fenoolide eraldamiseks madalate kontsentratsioonide korral ( 100-200 mg/l).
Põletamine- Kasutatakse vaid erandjuhtudel. Et reovett põletada lisakütuseta peab nende kütteväärtus olema kõrgem kui 8400 kJ/kg (2000 kcal /kg)
Reovete desinfektsioon
Bakterite ja mikroobide hävitamine. Teostatakse peale muu reostuse kõrvaldamist tehislikes puh. seadmetes ja peale biotiike.
Desinfitseerimine klooriga- Väikestes puh. seadmetes kasutatakse kloorlupja, suuremates aga vedela ( gaasilise ) kloorina. Kloorlubja segamisel veega :
2CaCl2O + 2H2O = Ca(OH)2 + 2HOCl + CaCl2
Tekkinud kloorishape – HOCl on ebastabiilne ja laguneb soolhappeks ja hapnikuks:
HOCl= HCl + O
Vaba hapniku aatom hapendab bakteri raku protoplasmas olevaid aineid, mille tulemusena mikroobid hävivad. Samasugust toimet avaldab ka vahetult kloor.
Cl2 + H2O HCl + HOCl
Kloori mõju tagamiseks vajalik kontakti aeg ( 15-30 min) ja jääkkloori sisaldus väh. 0,2 mg/l.
Kloorimist kasutatakse ka kanalisats. puhastamiseks , klooritakse ka aktiivmuda settimise parandamiseks, paremaks rasva eemaldamiseks. Oht tekitada kahju veekogudele.
Osoonimine- segatakse (barboteeritakse) reovett osooniga (O3),Osooni doos tuleb määrata katseliselt. Sobiv kasutamiseks tööstusvete korral. Kloorimisest 20-50 % kallim.
Kiiritamine -Kiiritatakse kas UV-kiirtega või γ- kiirtega. Esimesel juhul paigutatakse desinfitseeritava reovee voolusesse või selle kohale madalrõhulised argoon -elavhõbelambid (253,7 nm), vajalik väike sogasus (peale bioloogilist puhastust). Teisel juhul kiiritatakse reovett radioaktiivse (γ – kiirgusega). Vajalik kiirgusdoos puhastamata või mehaaniliselt puhastatud reovee täielikuks desinfitseerimiseks on 2000 J/kg ja bioloogiliselt puhastatud veele 500 J/kg.
Reoveepuhastusjaamade skeemid
Esimeseks astmeks eelpuhastus , kõrvaldatakse reoained , mis võivad häirida järgnevaid puhastusprotsesse. Seadmeteks võred, liiva-püünised, rasva-õlipüünised ja eelaeraatorid. Eelpuhastusse kuulub vajadusel ühtlustusreservuaar ja pumbajaam. Väikestes puhastusjaamades ainult võred.
Bioloogilistest puhastusmeetoditest kasutatakse kõige sagedamini aktiivmudaprotsessi. Aktiivmudaprotsess eeldab teatud eelpuhastust. Protsessi eesmärgiks on eraldada orgaanilisi aineid. Tavaliselt kõrvaldab 80-95 % BHT koormusest, kuid toitainete osas on efekt väike (fosfori ja lämmastiku ärastus 20-40 %). Aktiivmudaprotsessis võib korraldada bioloogilise lämmastiku kõrvaldamise, kus viibeaeg peab olema pikem tänu antud bakterite väiksele kasvukiirusele ehk ka aktiivmuda koormus peab olema väike. Järgnema peab anoksiline kamber mis saavutatakse pikema tangi puhul kus lõpus on O-sisaldus null ja toimub denit.
Keemilise puhastusega taotletakse fosfori sadestumist. Eelsadestusega puhastusjaam on tavaline bioloogiline puhastusjaam, kus enne eelsetitit lisatakse vette kemikaali ja toimub helvestumine. Eelsetitamine vähendab järgneva aktiivmudaprotsessi reostuskoormust orgaaniliste ainete osas. Kasutatakse tegutseva ülekoormatud bioloogilise reoveepuhasti töö normaliseerimiseks.
Simultaansadestusel kõrvaldatakse fosfor aktiivmudaprotsessis sadestamise teel. Sadestuskemikaal on kahevalentne raudsulfaat, mis aktiivmudaprotsessis hapendub kolmevalentseks. Sagedamini doseeritakse seda enne aerotanki, enne aereeritavat liivapüünist. Järelsadestus toimub biopuhastuse järel. See on maksumuselt kallim kui simultaansadestus,
kuid saavutatav puhastusefekt on kõrgem.
Tallinna Reoveepuhastusjaam :
1- rehad eemaldavad reoveest suuremad jäätmed, rasvapüüdurid eraldavad veest rasva ning õlid; 3 – eraldatakse settivad orgaanilised osakesed; 4 – lisatakse koagulant, mikroorganismid lagundavad biolagundatava aine, hävitades ka lahustunud ja raskesti settiva reostuse; 5 – reovette suunatakse mikroorganismidele elutegevuseks vajalik õhk. 6 – heitvee järelselituse käigus eraldatakse puhastatud veest muda, vesi suunatakse läbi süvamere väljalasu merre; 7 – puhastusprotsessi erinevates etappides eraldatud muda pumbatakse mudatöötlusjaama; 8 – muda kääritatakse metaantankides, kus bakterite toimel orgaaniline aine laguneb (viibeaeg keskmiselt 25 päeva); 9 – muda anaeroobse stabiliseerimise käigus eraldub rohkesti metaani sisaldavat biogaasi, mida kasutatakse mudatöötlemisjaama tehnoloogilises protsessis, samuti bioloogilises puhastusprotsessis vajaliku õhu tootmiseks ning hoonete kütmiseks; 10 – muda käitlusüksuses jääkmuda stabiliseeritakse ja kuivatakse ning segatakse tugiainetega; 11 – 81 % muda komposteeritakse ja 19 % viiakse prügimäele; 12– saadud komposti kasutatakse väärtusliku orgaanilise väetisena.
Väikepuhastid ( mõnisada inimest) – kasutatakse sobivate pinnasetingimuste puhul pinnaspuhasteid, millele vooluhulgal kuni 25 m3 päevas eelneb vee setitamine septikus. Septik on 1-3 kambriline lihtne setiti, kus väljasadenenud sete käärib samas kambris mitme kuu vältel ja eemaldatakse paakautoga.
Sobivate olude puudumisel kasutatakse kompaktseid väikepuhasteid, mis toimivad keemilise sadestamise ja/või bioloogilise puhastuse põhimõttel. Bioloogilised väikepuhastid on peamiselt biorootorid, plasttäidisega biofiltrid või ka ujuva täidisega aerotankid (aeratsioonikambrid). Kasutatakse ka ringkanaleid või biotiike. Ringkanal on trapetsikujulise põiklõikega, plaanis suletud ovaalikujuline kanal , millesse on paigaldatud rootortüüpi pindaeraator. Sisuliselt on see aktiivmudapuhasti , mille järel vesi läbib vertikaaltüüpi järelsetiti. Väikepuhastitel on hea puhastustulemuse saamiseks eriti oluline seadme lihtne hooldus ja suur töökindlus.
Viimastel aastatel kasutatakse tehismärgalasid, kus kasutatakse ära maapinna ja taimestiku isepuhastusvõimet. Peale setitamist juhtiakse vesi madalasse tiiki või taimestikuga täidetud väljale.
Tööstusreovete puhastamine
Eelpuhastus koosneb mehaanilistest ja füüsikalistest protsessidest: setitamine, selitamine , koostise ühtlustamine jt. Järelpuhastuses kasutatakse keemilisi meetodeid nagu neutraliseerimine, oksüdatsioon, desinfitseerimine jne. Ka tööstusreovete puhul kasutatakse orgaaniliste ainete kõrvaldamiseks bioloogilist protsessi.
puhastusskeemi valiku alused:- reoainete kõrge kontsentratsioon ja liigilisus; - toiteelementide vähesus või puudumine;- bioloogiliselt raskesti lagunevad ja toksilised ained ; –reovee hulga suur kõikumine (ajaline ja tehnoloogiline) jt.
Lihatööstuse reovesi - töötlemine anaeroobsetes ning aeroobsetes biotiikides. Anaeroobe kääritamine on protsessi esimeseks astmeks kuna reovete BHT on väga kõrge. Eeltöötlusena ühtlustumine, jämedisperssete lisandite ja kiuliste osakeste eemaldamine sõelade ning võrede abil ning surveflotatsioon. Reovee temperatuur on tavaliselt 27-38C. Viibeaeg on 12-24 tundi koormus on ca 1g BHT/m3 päevas. BHT väheneb 98 %
Piimatööstuse reoveed sisaldavad tavaliselt ca 1000 ppm BHT-t ning nende pH on lähedane neutraalsele. Reoveed sisaldavad peamiselt lahustunud orgaanikat, seismisel kalduvad käärima, muutuvad anaeroobseteks ning lõhnavad ebameeldivalt. Tavaliselt sobib nende töötlemiseks aeroobne meetod, kuid lõplik valik sõltub kohast ning tootmise mahust.
Töötlemisskeemi kombineeritakse järgnevatest protsessidest: aeratsioon (24 h BHT 50%), nõrgbiofilter (2 ast süst väheneb BHT >90%), aktiivmudaprotsess ( BHT 90-97%, kallim), pinnastöötlemine, töötlemine biotiikides, anaeroobne kääritamine.
Piirituse-, veini- ning pärmitootmisest sisaldavad palju heljumit (kuni 7 %), nende BHT 2000-35000 mg/l, keskmiselt 15000-20000 mg/l . Rakendatakse anaeroobse ja järgnevat aeroobset biopuhastusprotsessi. Viinavabriku puhul biotiikide süsteem, mis koosneb anaeroobsetest ja aeroobsetest biotiikidest.
Väätiste tootmisest pärinev reovesi sisaldab suurtes kogustes taimetoitaineid. Selliste vete töötlemiseks võib rakendada järgnevat skeemi
Kaevandusveed on tavaliselt happelised , mis on seotud püriidi bakteriaalse lagundamisega pH on alla 3, nad sisaldavad kuni 1000 mg/l Fe ning kuni 4000 mg/l sulfaate . Lubja lisamine toob kaasa ka raskmetallide sadenemise.
Tselluloosi- ka paberitööstuses tekivad suured reovete hulgad. Reovete BHT on tavaliselt 100-300 mg/l Reovee eeltöötlemiseks kasutatakse koagulatsiooni lubjaga. Põhilisteks töötlemissõlmedeks on aga biotiigid .
Farmaatsiatööstuse raskesti puhastatavad reoveed. Väga erineva koostisega ja seega ka erineva töötlusega. Nende vete puhul jääb BHT sageli vahemikku 1000-10000mg/l ning heljumi sisaldus - 10000- 50000 mg/l.
Fermentatsiooni protsessist pärinevad reoveed- kogused onväiksed kuid BHT kõrge (4000- 8000 mg/l), Anorgaanilisi sooli sisaldavad reoveed; BHT on väga madal, Pesuveed- kogused on üsna suured ning BHT on 600-15000 mg/l Keemilisi lahusteid sisaldavad reoveed- kus BHT sisaldus on kõrge. Antibiootikumide sünteesist pärinevad reoveed (kõrge BHT) ei saa tavaliselt töödelda koos olmereovetega
Põlevkivitööstuse raskelt saastatud veed , saastatud õlidega, heljumiga ja sisaldavad palju fenoolseid ühendeid, sulfaate, kloriide jm. Nende reovete puhastamist korraldab Viru Vesi AS ning see toimub tsentraalselt koos olmevetega. Kohtla-Järve reoveepuhasti puhastusprotsess koosneb eelpuhastusest ning bioloogilisest ehk aktiivmudapuhastusest. Probleemi tekitavad põlevkivipoolkoksi jäätmehoidlast pärinevad nõrgveed, mis tekivad sademevetega uhtumisel, iseloomulik intensiivne värvus, ebameeldiv lõhn, leeliseline (pH kuni 13) ja sisaldab anorgaanilisi (sulfaadid, sulfiidid , kloriidid, nitraadid , fosfaadid) ja orgaanilisi (fenoolsed ühendid), naftasaadused, polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud) saasteaineid . Nõrgvee KHT on 2800-5500 mg/l ning BHT 900-4000 mg/l.
Raskmetallide eemaldamine reovetest- kasutatakse tavaliselt metallide sadestamist kas lubja või sooda abil (et saavutada minimaalsele lahustavusele vastavat pH), kuid kasutatakse ka sadestamist karbonaatidena (plii puhul) ning sulfiididena ja kaasasadestamist (näiteks arseeni puhul kaasasadestamine alumiiniumi võib raua flokkidega neutraalse pH juures). Enne töötlust tuleb eemaldada ammoonium ning tsüaniid (galvaanikast), mis moodustavad metallidega kompleksi ning takistavad sadestamist. Tsüaniidi sisaldavate reovete töötlemiseks kasutatakse tavaliselt leeliselist kloorimist, või osoonimist, kloordioksiidi, ioonvahetust jpm.
Tekstiilitööstuse reoveed on väga erineva koostisega, sõltub toorainest ning kasutavatest protsessidest. Sisaldavad tihti ka värvaineid.
Puuvilla viimistlusprotsessist pärinevate vete töötlemiseks kasutatakse koagulatsiooni ning biopuhastusprotsessi. Koagulandina sobivad alumiinium - ning raua(II)sulfaadid, raua(III) sulfaat , raua(III) kloriid ning kaltsiumkloriid . Biopuhastusprotsessidest elistatakse tavaliselt nõrgbiofiltreid, kuna aktiivmudaprotsessis peab viibeaeg olema üsna pikk (12-48 tundi). Reovees on vaja reguleerida pH kuna see mõjub nii koagulatsiooni kui ka biopuhastuse efektiivsusele. BHT efektiivseks eemaldamiseks peab reovee pH olema 7 ning 9 vahel. Värvuse eemaldamiseks kasut. kloori või osooni.
Parkimisprotsessi reovesi Reovesi on leeliseline - pH on 11- 12. Kuna reovesi sisaldab naatriumsulfiide ning lupja võib settida šlamm koguses 5 kuni 10 % reovee kogusest. Seetõttu reovete töötlemisel rakendatakse settimist töötlemisskeemi esimeses astmes .Sellele järgnev protsess on tavaliselt kas biofiltratsioon või aktiivmudaprotsess.
Tööstusreovete tüüpilised ja suuremad allikad Eestis
1. Põlevkivi termiline töötlemine utteproduktideks -tõrv ja põlevkivifenoolid.
2. Kalatöötlemise ettevõtted -kalarasva ja –jäätmeid 3. Tapamajad ja lihatööstused - valgud ja vere komponent. 4. Piima- ja juustutööstused - raskeltlagunev piimavalk ,
vadak, pesuained . 5. Mahla, alkoholi ja pärmi tootmine - taimsed töötlemisjäägid, suhkrud , pärmid, pesuained (väikses mahus ). 6. Tahkete jäätmete ladustuskohad, prügilad. Nõrgvees on orgaanilised happed , fenoolid (Kohtla - Järve tuhamäed). 7. Keemiline metallurgia ja metallide pindamine . Reovees on Ni, Cu, Zn, Cr- nitraadid jt soolad, NH4+, mineraalhapped (galvaanika, Sillamäe). 8. Vedelkütuste transport, jaotamine, ladustamine - pilsiveed sisaldavad naftasaaduste jääke. 9. Tselluloosi ja puidumassi tootmine - S-ühendeid (merkaptaan), leeliseid, pleegitusaineid, kiudu .
Süvaoksüdatsiooniprotsessid
Oksüdatsiooniprotsess, mis toimub ümbritseval temperatuuril ja rõhul ning genereerib piisaval hulgal hüdroksüülradikaale, et mõjutada veetöötlust.
Vaba radikaal on paardumata elektronidega aatom või molekul ,on äärmiselt reaktsioonivõimelised ning väga lühikese elueaga. Kõige tähtsam vaba radikaal – hüdroksüülradikaal võib tekkida vee fotolüüsi tagajärjel: H2O + hv= HO* + H ning osooni fotolüüsil:
O3 + hv (λ 9) ja osoonimise kombinatsioonid H2O2 ja UV kiirgusega ning ultraheliga (US) annavad hüdroksüülradikaale ning seega defineeritakse AOP-dena.
Osoonimisprotsessi efektiivsuse tagamiseks on vajalik massivahetuse suurendamine staatiliste segurite, väikepooriliste difuusorite või kelmekolonnidega. Kontaktaja suurendamiseks peab barbotaaž- kontakaparaadi sügavus olema piisavalt suur 3,7-5,5 m.
Osoonimist võib edukalt kasutada tselluloosi- ja paberitööstuse reovete töötlemiseks, värvainetööstuse, pestitsiidide tootmise, tekstiilitööstuse ning farmaatsia ja kosmeetikatööstuse reovete puhastamiseks nii põhiprotsessina kui ka vete järeltöötlemiseks TOC ja COD vähendamiseks. Üheks eesmärgiks on raskelt biolagundavate ja toksiliste reoainete (näiteks klorobenseenide ning klorofenoolide) osaline degradatsioon ning seega töödeldava reovee biolagundatavuseparandamine.
Katalüütiline osoonimine- Osoonimise efektiivsuse tõstmiseks kasutatakse katalüsaatorite( siirdemetallid ) lisamist. Antud meetodi kasutamine põhineb osooni lagundamisreaktsioonidel, millega kaasneb hüdroksüülradikaalide moodustumine.
Klasifitseeritakse:
1. Homogeenne katalüütiline osoonimine, kus osooni aktiveerib siirdemetall lahuses: Fe(II), Fe(III), Mn(II), Ni(II), Cd(II) Co(II), Cu(II), Zn(II), Ag- nitraat , jt.
2. Heterogeenne katalüütiline osoonimine metallioksiidi või metalli abil: MnO2 , TiO2 jt. taolised katalüsaatorid.
3. Tahkele kandjale kantud metallid ja metalloksiidid (näiteks, Cu- AI2O3, Cu-TiO2, Ru-CeO2, V-O/TiO2, V-O/Cr2O3 ja TiO2/AI2O3, Fe2O3 /AI2O3). Nende katalüsaatorite katalüütiline toime on peamiselt seotud osooni katalüütilise lagunemisega ja hüdroksüül- radikaalide intensiivse moodustumisega.
Katalüütilise osoonimise efektiivsus sõltub suurel määral katalüsaatorist ja selle pinna omadustest, samuti lahuse pH-st. Katalüütiline osoonimine võib osutuda efektiivseks mõnede orgaaniliste ühendite kõrvaldamiseks reoveest. Siirdemetallide valik määrab mitte ainult osoonimise reaktsiooni kiirust, vaid mõjub ka selektiivsusele ning osooni tarbimisele.
Fenton-töötlemine
H2O2 ja Fe2+ soolade koostoimel on võimsad oksüdeerivad omadused Fentoni reaktsiooni võib kirjeldada järgmiste võrranditega:
Fe2+ + H2O2 = Fe3+ + OH* + OH-
Fe3++ H2O2 = Fe2++ HO2 + H+
Fe2+ + OH* =Fe3+ + OH-
Fe3+ +HO*2 = Fe2+ + H+ + O2
Fentoni reaktsioon sõltub lahuse pH-st, OH* on põhiline oksüdeerija vaid happelises keskkonnas (pH Fentoni reaktiiv oksüdeerib peaaegu kõiki orgaaniliste ühendite tüüpe (värvaineid, 2,4,6-trinitrotolueeni, nitrofenoole, klorobenseene, tetrakloroetüleeni, klorofenoole, halometaane jpm). Ei lagunda äädikhapet, n- parafiini , oblikhapet, maleiinhapet, maloonhapet, jt.
Fentoni reaktiivi eelised ohtlike heitvete töötluse tehnoloogias :
1. See ei moodusta kloororgaanilisi ühendeid oksüdeerimisel nagu kloori kasutamisel . 2. Mõlemad reaktiivid, raud ja H2O2 on suhteliselt odavad ja mittetoksilised. 3. Ei ole massiülekande piiranguid tänu katalüsaatori homogeensele loomule. 4. Ei ole kasutusel kiirgusi ega heterogeenseid katalüsaatoreid,
seega on ka reaktori disain lihtsam kui UV-kiirgusega süsteemides.
See on lihtne viis produtseerida OHradikaale, kusjuures ei ole vaja mingeid spetsiaalseid reaktiive ega ka aparatuuri.
Reovee töötlemisel võib Fentoni reaktsiooni kasutada nii eel- kui ka järelpuhastusprotsessina. Selle kohta töötlemisskeemis määravad nii reovee omadused kui ka majanduslik otstarbekus. Fenton-töötlus ei ole kallim teistest keemilistest meetoditest. Peale Fentoni oksüdatsiooni on vajalik koagulatsioon , et vähendada rauaioonide konts. heitvees vajalikku tasemeni (eraldada Fe(OH)3 sade). Fentoni reaktsiooni ning UV-kiirguse (290 ja 400 nm vahel) kombinatsioon võimaldab saada rohkem hüdroksüülradikaale võrreldes tavalise Fentoni töötlemisega või H2O2 fotolüüsiga.
Fotolüüs ning fotokatalüütiline oksüdatsioon
UV-kiirguse ja oksüdantide kombinatsioon annab vahel väga häid tulemusi püsivate org. ühendite lagundamisel.
H2O2/UV protsessis toimub vesinikperoksiidi fotolüüs, mille käigus tekkivad hüdroksüülradikaalid. Ühe absorbeeritud valgusekvandi kohta tekib kaks hüdroksüülradikaali:
H2O2 + hn= OH* + OH*
Üldiselt toimub ka sellisel juhul mitu paralleelset protsessi. On eelistatav viia protsess läbi happeliste pH väärtuste juures (2,5-3,5) ning see ei sobi tavaliselt raskelt saastatud ning värvunud reovete puhul (neid on vaja enne töötlemist lahjendada).
Fotokatalüüs
Fotokatalüüsis kasutatakse TiO2/UV süsteemi oksüdatsioonivõimet. TiO2 kiiritamisel vesilahuses lainepikkustel