1. 化学処理
化学的方法は、化学反応を利用して水中の有機物、無機不純物を除去することです。 主に化学凝集法、化学酸化法、電気化学酸化法などがあります。化学凝集法は主に水中の微小な懸濁物質やコロイド物質を対象とします。 化学薬品を添加して凝集および凝集を生じさせることにより、コロイドが不安定化されて沈殿が形成され、除去されます。 凝集法は粒径10～10mmの微細な懸濁粒子を除去するだけでなく、彩度、微生物、有機物も除去します。 この方法は、pH値、水温、水質、水量に大きく影響され、一部の可溶性有機物や無機物の除去率は低くなります。 化学酸化は通常、酸化剤を用いて化学排水中の有機汚染物質を除去する方法です。 化学的ＲＥＤＯＸにより排水を処理することにより、有機および無機の有害物質を含む排水を無毒または低毒性の物質に変えることができ、排水浄化の目的を達成することができる。 空気酸化、塩素酸化、オゾン酸化が一般的に使用されます。 空気酸化は酸化力が弱いため、主に強い還元性物質を含む排水の処理に使用されます。 Cl は一般的に使用される酸化剤で、主にフェノールやシアン化物を含む有機廃水の処理に使用されます。オゾンは酸化力が強く、二次汚染のない廃水の処理に使用されます。 オゾン酸化法、塩素酸化法は、水処理効果は良好ですが、エネルギー消費が高く、コストが高く、大量の水や比較的低濃度の化学下水の処理には適していません。 電気化学的酸化法は電解槽内で行われ、廃水中の有機汚染物質はREDOX反応により電極上で除去され、電解槽の陽極で廃水中の汚染物質は電子を失い、Cl-、OH-などに酸化されます。水中の残留物はアノードで放出されて Cl2 と酸素を生成し、間接的に汚染物質を酸化して破壊します。 実際、アノードの酸化を強化し、電解槽の内部抵抗を下げるために、いわゆる電気塩素化のために、廃水電解槽にある程度の塩化ナトリウムが添加されることがよくあります。 NaCl を添加すると、陽極内で塩素と次亜塩素酸塩が生成され、水中の無機物や有機物に強い酸化作用を及ぼします。 近年、電解酸化や電解還元において新たな電極材料が発見され、一定の成果が上がっていますが、エネルギー消費量やコスト、副作用などの課題も残されています。
2. 物理的処理
化学廃水の一般的な物理的方法には、ろ過、重力沈殿、ガスフロートなどがあります。 濾過方法は、水中の不純物を粒状の粒層で遮断し、主に水中の浮遊物質を低減することを目的としており、化学排水の濾過処理において、一般的に使用されるフレームフィルターや微多孔フィルター、微多孔チューブはポリエチレン製であり、絞りサイズを調整でき、交換がより便利です。 重力沈殿法は、水中の懸濁粒子の沈降性と重力場の作用による自然沈降を利用して固液分離する方法です。 空気浮遊は、小さな気泡を発生させて吸収することによって浮遊粒子を水面まで運ぶ方法です。 これら 3 つの物理的方法はプロセスが単純で管理が便利ですが、可溶性廃水成分の除去には適しておらず、大きな制限があります。
3. 光触媒酸化技術
光触媒酸化は、光励起酸化を使用して、O2、H2O2、およびその他の酸化剤を光放射と結合させます。 使用される光は主に紫外光で、uv-H2O2、uv-O2 およびその他のプロセスを含み、下水中の CHCl3、CCl4、ポリ塩化ビフェニルおよびその他の難燃性物質の処理に使用できます。 また、紫外光によるフェトン系では、紫外光と鉄イオンの相乗効果により、H2O2の分解速度が大幅に加速されてヒドロキシルラジカルが生成され、有機物の酸化除去が促進されます。
いわゆる光化学反応は、光の作用下でのみ起こり得る化学反応です。 この反応では、光エネルギーを吸収した分子がより高いエネルギー状態に励起され、電気的に励起された分子が化学反応を起こします。 光化学反応の活性化エネルギーは光子のエネルギーに由来します。 太陽エネルギーの利用において、光電変換と光化学変換は常に光化学の研究が活発な分野です。 1980年代初頭、環境保護への光化学の応用が研究され始め、その中でも公害防止のための光化学分解が特に注目され、無触媒光化学分解と触媒あり光化学分解が注目された。 前者は、オゾンと過酸化水素を酸化剤として使用し、紫外線照射下で汚染物質を分解します。 後者は光触媒分解とも呼ばれ、一般に均一系と不均一系の 2 つのタイプに分類できます。 均一光触媒分解では、主にFe2プラスまたはFe3プラスとH2O2を媒体として使用し、可視光を直接利用できる光補助フェントン反応により汚染物質を分解します。 不均一光触媒分解は、汚染システムに一定量の感光性半導体材料を追加し、同時に一定の放射線エネルギーと結合させ、光照射下で感光性半導体を作り、溶存酸素などの電子・正孔ペアを生成します。半導体や電子正孔に吸着した水分子は、OH などの強力な酸化フリーラジカルを生成します。その後、汚染物質間のヒドロキシル結合、置換、電子移動を通じて、すべてまたはほぼすべての汚染物質が無機化され、最終的に CO2 になります。 H2O および NO3- などの他のイオン、
4.超音波技術
超音波技術は、超音波周波数と飽和ガスの制御により、有機材料の分解と分離を行います。
パワー超音波のキャビテーション効果は、水中の有害な有機物を分解するための独特の物理的および化学的環境を提供し、超音波廃水処理の実現につながります。 超音波キャビテーション気泡の崩壊によって生成されるエネルギーは、化学結合を破壊するのに十分な大きさです。 水溶液中では、キャビテーション気泡が崩壊してヒドロキシル基と水素基を生成し、それらが有機物と反応して酸化します。 キャビテーションの独特な物理的および化学的環境は、新しい化学反応経路を開き、化学反応速度を急速に高め、有機物の強力な分解能力を備えています。 超音波を継続的に照射すると、有害な有機物は無機イオン、水、二酸化炭素、有機酸などの無毒または低毒性の物質に分解されます。
5. 磁気分離
磁気分離法は、磁性種と凝集剤を化学汚水に添加し、磁性種の残留磁性を利用し、同時に凝集剤の作用により粒子が互いに引き付け合体し、浮遊物質の分離を促進します。次に、磁気分離器を使用して有機汚染物質を除去します。外国の高勾配磁気分離技術が実験室から応用されています。
磁気分離技術は、直接磁気分離、間接磁気分離、微生物磁気分離の 3 つの方法で廃水処理に適用されます。 磁気技術を使用した廃水処理は、主に汚染物質の凝集能と汚染物質の添加能を利用します。 凝集とは、磁場の作用下で表面直径が増大した粒子に凝集して除去される、強磁性または常磁性を有する汚染物質を指します。 シードの添加は、磁気シードの添加によって弱い常磁性または非磁性汚染物質の磁気特性が強化され、磁気分離の除去が容易になることを意味します。 あるいは、微生物を添加して廃水中の常磁性イオンを吸収し、磁気分離を使用してイオン常磁性汚染物質を除去します。
高勾配磁気分離は、物理的な廃水処理法の 1 つです。 磁場中の磁化されたマトリックスの誘導磁場と高勾配磁場によって発生する磁力を利用して、廃水から粒状汚染物質を分離したり、有用物質を抽出したりする方法。 磁気選別機は永久磁石選別機と電磁選別機の2つに分類され、それぞれ断続式と連続式があります。 高勾配磁気分離技術は廃水中の磁性物質の処理に使用されます。 シンプルなプロセス、コンパクトな装置、高効率、高速、低コストという利点があります。