Perinteinen biologinen käsittely voi tehokkaasti hajottaa suurimman osan vedessä olevasta COD:stä, ja hapettomien denitrifikaatioprosessien lisäämisellä kokonaistyppi voidaan myös poistaa tehokkaasti. Fosforin, raskasmetalli-ionien ja kovuusionien osalta yksinkertaisten biologisten prosessien poistovaikutus on kuitenkin rajallinen: mikro-organismit voivat ottaa vain pienen määrän fosforia oman kasvunsa ja aineenvaihdunnan kautta, mikä ei voi stabiilisti täyttää standardeja; kun taas raskasmetallit ja kovuusionit eivät voi hajota biologisesti, eivätkä biologiset järjestelmät pysty poistamaan tehokkaasti. Raskasmetalli-ionit ovat myrkyllisiä mikro-organismeille, ja hieman korkeammat pitoisuudet voivat estää biologisia reaktioita; kovuusionit liukenevat täysin veteen, eivätkä biologiset järjestelmät pysty poistamaan niitä.
Näiden aineiden käsittelemiseksi kemiallinen saostus on välttämätöntä,-lisäämällä kemiallisia aineita, jotta kohde-ionit muuttuvat liuenneesta tilasta liukenemattomaan tilaan ja saostuvat, joka sitten poistetaan kiinteän-nesteen erotuksella.
I. Kemiallisen saostuksen perusperiaatteet
Kemiallisen saostuksen taustalla on liukoisuustulosääntö: saostusaineiden lisääminen jäteveteen saa veteen liuenneet saaste-ionit yhdistymään aineiden kanssa muodostaen kiinteitä aineita, joita on vaikea liueta veteen. Kun tällaisten aineiden pitoisuus ylittää vesistön kantokykyrajan (Ksp-liukoisuustuote), ne saostuvat automaattisesti vedestä muodostaen sedimenttiä erotusta varten.
Tärkeintä on, että lisätyn saostusaineen määrän on oltava riittävä alentamaan kohde-ionien pitoisuus vaaditulle tasolle, mutta ei liiallinen-liiallinen saostusaine voi aiheuttaa toissijaista saastumista (kuten jäännösmetalli-ioneja ja -suoloja) ja lisätä lietteen tuotantoa.
II. Kemiallinen fosforinpoisto
Fosfori on suurin syyllinen vesistöjen rehevöitymiseen, ja kokonaisfosforin päästönormit ovat yhä tiukemmat. Biologinen fosforinpoisto perustuu polyfosfaattia-kerääntyviin bakteereihin, jotka vapauttavat fosforia anaerobisesti ja poistavat sitten ylimääräisen fosforin jäljellä olevan lietteen kanssa aerobisten prosessien aikana. Poistoprosentti on kuitenkin rajoitettu. Kun tuloveden kokonaisfosfori on liian korkea, biologinen fosforinpoisto ei riitä luotettavasti standardien täyttämiseen, ja varmenteena on käytettävä kemiallista fosforinpoistoa.
Periaate: Alumiinisuolojen (PAC) tai rautasuolojen (polyferrisulfaatti) lisääminen saa metalli-ionit reagoimaan fosfaatti-ionien kanssa, jolloin muodostuu alumiinifosfaatti- tai rautafosfaattisaostumia; kalkkia (Ca(OH)2) voidaan myös lisätä, jolloin muodostuu kalsiumhydroksifosfaattisaostumia alkalisissa olosuhteissa.
Alumiinisuolareaktio: Al3⁺ + PO43⁻ → AlPO₄↓;
Rautasuolareaktio: Fe3⁺ + PO₄3⁻ → FePO₄↓;
Kalkin reaktio: 5Ca²⁺ + 4OH⁻ + 3PO₄3⁻ → Ca5(OH)(PO4)₃↓;
Lisäyspaikka: Vaihtoehtoja on kolme. Esilisäys ennen biologista käsittelysäiliötä johtaa pitkän reaktioajan, mutta alumiinisuolojen vaikutus mikro-organismeihin on edelleen kiistanalainen; samanaikainen lisäys biologisen käsittelysäiliön aerobisen osan lopussa hyödyntää ilmastusta ja sekoitusta reaktion edistämiseksi, mikä on yleisin menetelmä kunnallisissa jätevedenpuhdistamoissa, ja koagulantti edistää aktiivilietteen flokkulaatiota; jälki-lisäys sekundaarisen sedimentointisäiliön jälkeen, edistyneen käsittelyn osassa, poistaa suoraan ja tarkasti jäännösfosforin, vaatii pienimmän annoksen, tuottaa vähiten lietettä, mutta vaatii erillisen reaktio- ja sedimentointilaitteiston. Valinta riippuu prosessin virtauksesta ja fosforin vaatimustenmukaisuudesta.
Keskeiset toiminnalliset kohdat: Kemiallisen fosforinpoiston avain on kemikaalin annoksen sovittaminen sisään virtaavan veden kokonaisfosforipitoisuuteen. Kun tuloveden kokonaisfosforipitoisuus vaihtelee merkittävästi, tarvitaan online-kokonaisfosforimittari tai säännöllinen näytteenotto annostuksen säätämiseksi. Jäteveden pH vaatii huomiota-alumiini- ja rautasuolojen lisääminen kuluttaa alkalisuutta, ja fosforinpoistotehokkuus laskee, kun pH on alle 6; kalkin lisääminen nostaa jäteveden pH:ta, mikä vaatii säätöä. Fosforinpoistolla syntyvä kemiallinen liete sisältää suuren määrän epäorgaanista ainetta ja sillä on hyvä vedenpoistokyky; se tulee hävittää mahdollisimman paljon erillään biologisesta lietteestä.
III. Raskasmetallien poisto
Teollisuuden, kuten galvanoinnin, metallurgian, kaivostoiminnan ja elektroniikan, jätevedet sisältävät raskasmetalli-ioneja, kuten kuparia, sinkkiä, lyijyä, kadmiumia, nikkeliä ja kromia. Raskasmetallit ovat erittäin myrkyllisiä ja -hajoamattomia, mikä vaatii tiukkaa valvontaa.
Periaate: Alkalin (NaOH, Ca(OH)₂) tai sulfidien (Na2S, NaHS) lisääminen saa raskasmetalli-ioneja saostumaan hydroksideina tai sulfideina. Hydroksidisaostus on yksinkertainen ja edullinen-menetelmä, joten se on yleisin lähestymistapa. Sulfidisaostuksella on pienempi liukoisuustuote ja korkeampi poistoteho (erityisesti elohopealla ja kadmiumilla), mutta liiallinen sulfidin lisäys tuottaa myrkyllistä H2S-kaasua, mikä vaatii alkalisia olosuhteita H2S:n karkaamisen estämiseksi. Kuusiarvoisen kromin (Cr6⁺) kromi--pitoisessa jätevedessä se on ensin pelkistettävä kolmiarvoiseksi kromiksi (Cr3+) pelkistimellä (natriumbisulfiitti, natriummetabisulfiitti) ja saostettava sitten Cr(OH)3:na alkalilla.
Tärkeimmät toimintakohdat: pH:n säätö on ensiarvoisen tärkeää{0}}jokaisella raskasmetallilla on optimaalinen pH-alue hydroksidisaostukselle (yleensä 8–10), ja nämä vaihteluvälit vaihtelevat. Useiden raskasmetallien rinnakkaiseloa sekajätevedessä on harkittava kokonaisvaltaisesti valitsemalla kompromissi pH-arvo tai vaiheittainen saostus. Kun saostusreaktio on päättynyt, koagulanttia (PAC+PAM) on lisättävä kiinteiden -nesteiden erotuksen parantamiseksi; muuten hienojakoisia sakkahiukkasia tunkeutuu jäteveteen. Kompleksit voivat häiritä saostumista-esimerkiksi syanidia- sisältävät raskasmetallikompleksit vaativat kompleksin hajottamista ennen saostumista.
PIV. Kovuuden poisto (pehmennys)
Kovuusionit ovat pääasiassa kalsiumioneja (Ca²⁺) ja magnesiumia (Mg²⁺). Ne aiheuttavat kalkkia kalvojärjestelmissä (RO, NF), muodostavat hilsettä lämmönvaihtolaitteissa vähentäen lämmönvaihdon tehokkuutta ja vaikuttavat pesun laatuun pesulateollisuudessa.
Periaate: Käyttämällä kemiallisia aineita kalsium- ja magnesiumionien muuntamiseen CaCO3:ksi ja Mg(OH)2:ksi suurin osa kalsium- ja magnesiumioneista voidaan poistaa.
Toimintapisteet: Pehmennetyn jäteveden pH on korkea ja se on säädettävä neutraaliksi lisäämällä happoa ennen kuin se viedään seuraaviin käsittelyyksiköihin tai poistetaan. Saostusreaktio vaatii riittävän retentioajan ja se tulisi yhdistää koagulaatioon ja flokkulaatioon saostusvaikutuksen parantamiseksi. Pehmennettyä lietettä tuotetaan suuria määriä, ja se koostuu pääasiassa kalsiumkarbonaatista ja magnesiumhydroksidista, josta voidaan poistaa vesi ja käyttää rakennusmateriaalina tai viedä kaatopaikoille.
V. Kolmen saostusprosessin sijoittaminen virtausprosessiin
Kemiallinen fosforinpoisto suoritetaan usein samanaikaisesti biologisen käsittelyvaiheen kanssa tai pitkälle edenneen vaiheen jälkeen; raskasmetallien poisto on esikäsittely tulopäässä biologisen järjestelmän suojaamiseksi; pehmennys kovuuden poistamiseksi suoritetaan yleensä uudelleenkäyttökäsittelyn etupäässä (ennen kalvojärjestelmää). Näitä kolmea voidaan käyttää yhdistelmänä veden laatuvaatimuksista riippuen, -raskasmetalli-pitoinen jätevesi yleensä läpikäy kemiallisen saostuksen raskasmetallien poistamiseksi ennen biologiseen käsittelyprosessiin siirtymistä. samanaikainen fosforinpoisto + edistynyt fosforinpoisto on yleinen käytäntö kunnallisissa jätevesissä; ja uudelleenkäyttöprojekteissa pehmennys suoritetaan ennen kalvoa.