Пресная вода по данным ученых составляет только 2,5% мировых запасов. Большая часть запасов воды на планете – это моря и океаны. Сложно переоценить её значение для жизнедеятельности человека, т.к. вода выполняет множество функций в нашем организме: обмен веществ, вывод накопившихся токсинов, поддержание теплового баланса, всё это позволяет считать воду самым драгоценным сокровищем на планете. В природной воде содержатся различные примеси, биологические загрязнения и органические вещества. Они отражаются на её цвете, запахе, привкусе, также служат источником заражения болезнетворными микроорганизмами. Способы очистки воды делятся на четыре группы: механические, химические, физико-химические и биологические. Одним из самых эффективных способов улучшения качества воды является химическая водоочистка. Она используются для нейтрализации неорганических примесей. Вода при обработке реагентами проходит через нейтрализацию соединений, растворенных в ней, обесцвечивание и обеззараживание.
Для химической очистки воды сегодня применяют разнообразные окислители, такие как озон, хлор, перманганат калия, подщелачивающие вещества (известь, гидроксид натрия, сода) и подкисляющие вещества (соляная и серная кислоты).
В химической очистке, если загрязняющие вещества невозможно извлечь никаким другим методом, применяют окисление. К таким веществам относят цианистые соединения. Их окисляют до цианата. Это безвредное вещество. Цианат после окисления выпадает в осадок и легко извлекается фильтрами механической очистки. В качестве недорогого и доступного окислителя, способного справится с цианистыми соединениями, используют гипохлорит натрия. Реакции окисления протекают только при определенном уровне РН, поэтому при химической очистке воды требуется постоянный контроль над уровнем её кислотности.
К химическим способам очистки воды сточной также относится электрохимическое окисление. Способ применяют для извлечения металлов и кислот электрохимическим окислением на аноде.
Еще одним химическим способом очистки воды является озонирование. Озон получают синтезом из кислорода, для этого служат озонаторы. Широкое применение этого метода обусловлено высокой скоростью реакции, использованием в качестве окислителя одного из самых безопасных веществ – озона, возможность его получения на месте проведения химической очистки воды, а также то, что озонирование в отличие от большинства реагентов не изменяет кислотно-щелочной баланс воды и не увеличивает содержание солей. Процесс химической очистки озонированием протекает с использованием двух реакторов. Реакторы представляют собой соединенные резервуары, в них с помощью насосов поступает вода, прошедшая предварительную очистку. В основном резервуаре происходит окисление, затем в запасной резервуар, в котором находится свежая, еще не прошедшая химическую очистку вода, подается озоно-воздушная смесь. Такой способ обеспечивает максимальную абсорбцию воды.
Химическим способом очистки воды также можно назвать нейтрализацию с применением подщелачивающих либо подкисляющих веществ. Этот метод эффективен для воды с нарушенным кислотно-щелочным балансом, а также для удаления тяжелых металлов из воды. Процесс происходит в специальных нейтрализаторах, а при благоприятных условиях химическая очистка может быть проведена в накопителях. После очистки вода подлежит осветлению. Сложности создает нерегулярность поступления воды в установку в течение суток. Из-за этого трудно определиться с количеством реагента, которое должно точно соответствовать количеству воды. Возникает необходимость использования датчиков для измерения РН.
Способ обезжелезивания воды применяется для удаления железа и марганца. Вода, обогащенная кислородом, после предварительной очистки прогоняется через материал, содержащий катализатор. Железо после реакции с кислородом превращается в трехвалентный оксид железа, который кристаллизуется и легко задерживается фильтрами.
Таким образом, химические способы очистки воды являются одними из самых эффективных методов очистки, так как основаны на применении различных реагентов, которые переводят растворённые примеси в твердое нерастворимое состояние, вода максимально очищается от нежелательных побочных эффектов. Главным недостатком химического способа очистки воды являются высокие затраты, связанные с энергопотреблением систем и с тем, что используемые реактивы стоят довольно дорого.
