3. Mediu și SPAW
4. Tratarea biologică a apelor reziduale industriale
5. Tratarea apelor reziduale de la SPAW
În ultimii peste 50 de ani, a apărut un mare grup de compuși organici care au creat o problemă suplimentară legată de poluarea apei. Acestea sunt agenți tensioactivi sintetici (surfactanți) sau detergenți. Creșterea cererii de agenți tensioactivi în întreprinderile industriale, precum și utilizarea lor în viața de zi cu zi, mai ales atunci când spălare, rezultând într-o acumulare mare de spumă în râuri și rezervoare. Când intrați în obiecte de apă, spuma se răspândește pe distanțe considerabile, se așeză pe maluri, este purtată de vânt. Un exemplu în acest sens îl reprezintă acumularea de spumă în apropierea țărmului Mării Caspice la stațiile de canalizare.
1. Surfactanți sintetici
Agenții tensioactivi sintetici sunt un grup mare de compuși chimici, care reduc tensiunea superficială la interfață. Acestea sunt adesea numite detergenți (de la latina detergere-curat).
Moleculele tuturor surfactanților sintetici au o structură difilică și constau dintr-o parte hidrofilă și hidrofobă.
Sunt parte a unui carboxil hidrofil (COO-), sulfat (OSO3-) și sulfonat (SO3-) de grup, acumulări și de reziduuri -SH2 grupări-CH2-O-CH2-CH2- sau grupări conținând azot și fosfor. Porțiunea hidrofob constă în general dintr-o linie formată din 10-18 atomi de carbon sau un lanț de parafină ramificată a inelului benzen sau naftalină cu radicali alchil.
Principalele proprietăți fizico-chimice și tehnologice ale agenților tensioactivi fisionabil definit așa-numitul echilibru hidrofil-lipofil (HLB) ale moleculelor. HLB depinde de structura chimică și de raportul dintre masele moleculare ale grupurilor hidrofile și hidrofobe.
Pe baza scalei empirice Griffith, numerele care caracterizează HLB cresc odată cu creșterea influenței grupurilor lipofile asupra proprietăților agentului tensioactiv:
3, 5-6 - emulgatori de tipul doi, stabilizatori de emulsii apă-ulei,
7 până la 8 sunt agenți de umectare,
8-18 - emulsifianți de primul tip, stabilizatori ai emulsiilor ulei-apă,
13 -15 - detergenți (detergenți),
15 - 18 - solubilizatori, care promovează formarea de soluții coloidale.
În funcție de proprietățile expuse prin dizolvarea detergenților în apă, acestea sunt împărțite în substanța anionică (partea activă este anionul), cationic (parte activă a moleculei este un cation), amfolitic și neionic, care nu ionizează.
Surfactanții anionici într-o soluție apoasă sunt ionizați pentru a forma ioni organici încărcați negativ.
Dintre agenții tensioactivi anionici s-au utilizat în mare măsură săruri de esteri sulfați (sulfați) și săruri ale acizilor sulfonici (sulfonați).
Radicalul R poate fi alchil, alchilaril, alchilnaftil, având legături duble și grupări funcționale.
Surfactanții cationici sunt substanțe care sunt ionizate într-o soluție apoasă cu formarea de ioni organici încărcați pozitiv.
Acestea includ săruri cuaternare de amoniu, constând din: un radical hidrocarbonat cu lanț drept conținând 12-18 atomi de carbon; metil, etil sau benzii; clor, brom, iod sau un reziduu de metil sau etil sulfat.
surfactanți amfolitici sunt ionizate în soluție apoasă în diferite moduri, în funcție de condițiile de mediu: în soluție acidă prezintă proprietăți cationice și, în alcalină - anionic.
Agenții tensioactivi neionici sunt compuși cu înaltă moleculară care nu formează ioni în soluția apoasă.
Fracțiunea principală (50%) din producția totală este substanțe anionice :. Săruri ale acizilor carboxilici (. Fatty, rășini, etc.), alchil sulfați, alchilsulfonați, etc. Un rol important într-o serie de domenii de tehnici noi joacă surfactanți fluorurați, de exemplu, fluoroalkylsulphonates. Runner semnificativ și volumul producției ocupat surfactanți neionici - eteri polioxietilenici ai alcoolilor alifatici și acizi, alchil fenoli, amine și alți compuși cu atomi de hidrogen reactivi. O cotă mult mai mică, dar în continuă creștere în producție este reprezentată de cationici (în principal, derivații de alchilamine) și de surfactanți amfoterici.
Aposul obiecte detergenți vin în cantități semnificative din piața internă, de uz casnic (utilizarea detergenților acasă) și apele uzate industriale (textile, petrol, industria chimică, cauciuc sintetic), precum și scurgerile de teren agricol (ca emulgatori sunt incluși în compoziția insecticidelor, fungicidelor, erbicidelor și defolienților).
Principalii factori pentru reducerea concentrației acestora sunt procesele de oxidare biochimică, sorbția prin materii în suspensie și sedimente de fund. Gradul de oxidare biochimică a surfactanților sintetici depinde de structura lor chimică și de condițiile de mediu.
Prin stabilitatea biochimic definit structura moleculara, surfactanți sunt împărțite în ușoară, intermediar și rigid cu constante biochimice rata de oxidare, respectiv, cel puțin 0,3 zile -1; 0,3-0,05 zi-1; mai puțin de 0,05 zile-1.
Surfactanții cei mai ușor oxidați sunt sulfații alchilici primari și secundari cu structură normală. Odată cu creșterea ramificării lanțului, rata de oxidare scade, iar alchilbenzensulfonații preparați pe baza tetramerilor de propilenă sunt cel mai greu de descompus. Pe măsură ce temperatura este scăzută, viteza de oxidare a agentului tensioactiv scade și la 0-5 ° C se procedează foarte lent. Cea mai favorabilă pentru procesul de auto-curățare din surfactanți sintetici este un mediu neutru sau ușor alcalin (pH 7-9).
Cu o creștere a conținutului de substanță suspendată și a unui contact semnificativ al masei de apă cu sedimentele de fund, viteza de reducere a concentrației surfactanților în apă este de obicei crescută prin sorbție și coprecipitare. Cu o acumulare semnificativă de agenți tensioactivi în sedimentele de fund în condiții aerobe, micro flora nămolului de fund este oxidată.
În cazul condițiilor anaerobe, agenții tensioactivi se pot acumula în sedimente de fund și pot deveni o sursă de poluare secundară a rezervorului. Cantitățile maxime de oxigen (BOD) consumate de 1 mg / dm3 de diferite surfactanți variază de la 0 la 1,6 mg / dm3. Atunci când agenții tensioactivi de oxidare biochimice, formarea de diverse produse de descompunere intermediare :. Alcooli, aldehide, acizi organici, etc. Ca rezultat al descompunerii detergenților care conțin un inel benzenic, formarea fenoli.