Substancje rozpuszczone to substancje, które są całkowicie rozpuszczone w cieczy, takiej jak woda, i dlatego nie można ich usunąć za pomocą procesów separacji mechanicznej, takich jak sedymentacja lub filtracja. Substancje te obejmują sole, związki organiczne, gazy i rozpuszczone metale i odgrywają kluczową rolę w technologii wody przemysłowej i ścieków. Są one zwykle mierzone jako całkowite rozpuszczone substancje stałe (TDS), przy użyciu jednostki mg/l (miligramy na litr).
Definicja i rozgraniczenie
Substancja rozpuszczona to substancja, która całkowicie rozpuszcza się w rozpuszczalniku, zazwyczaj w wodzie. Rozpuszczanie odbywa się na poziomie molekularnym lub jonowym, dzięki czemu substancja nie jest już wizualnie rozpoznawalna. Związek nazywany jest substancją rozpuszczoną, jeśli wielkość jego cząsteczek jest mniejsza niż 1 nanometr. Większe cząstki (od 1 nm do 1 µm) nazywane są koloidalnymi, podczas gdy jeszcze większe cząstki są uważane za zawieszone.
Rozpuszczalność
Rozpuszczalność substancji wskazuje, ile substancji można rozpuścić w określonej ilości rozpuszczalnika. Zależy to od kilku czynników:
- Temperatura: Wyższe temperatury generalnie zwiększają rozpuszczalność ciał stałych, podczas gdy rozpuszczalność gazów spada.
- Ciśnienie: W przypadku gazów wyższe ciśnienie zwiększa rozpuszczalność (prawo Henry'ego).
- Charakter chemiczny rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonej: Substancje spolaryzowane lub jonowe rozpuszczają się lepiej w rozpuszczalnikach polarnych, takich jak woda.
Przykłady:
- Sole takie jak chlorek sodu rozpuszczają się w wodzie dzięki wiązaniom jonowym.
- Gazy takie jak dwutlenek węgla rozpuszczają się w wodzie w zależności od ciśnienia cząstkowego i temperatury.
Spis treści
Zaplecze techniczne
Rodzaje substancji rozpuszczonych
Związki nieorganiczne
- Sole takie jak chlorek sodu, węglan wapnia i siarczan magnezu.
- jony takie jak chlorki, azotany i fosforany.
Związki organiczne
- Małe cząsteczki organiczne, takie jak cukry, alkohole i kwasy.
- Słabo degradowalne substancje, takie jak PFAS (per- i polifluorowane związki alkilowe).
Gazy
- Tlen, dwutlenek węgla i siarkowodór.
Zdjęcie: Biogazownia ALMA BHU GMR do usuwania rozpuszczonych substancji organicznych
Proces oczyszczania do usuwania rozpuszczonych substancji
- Odwrócona osmoza i nanofiltracja oddzielają rozpuszczone substancje poprzez filtrację ciśnieniową za pomocą półprzepuszczalnych membran. Są one szczególnie skuteczne w usuwaniu soli, substancji organicznych i metali ciężkich.
- Żywice jonowymienne usuwają w szczególności kationy lub aniony, na przykład wapń lub azotany.
Destylacja i parowanie
- Procesy fizyczne, które oddzielają rozpuszczone substancje poprzez odparowanie rozpuszczalnika.
Adsorpcja
- Filtry z węglem aktywnym lub filtry GAK adsorbują rozpuszczone substancje organiczne, takie jak pestycydy lub rozpuszczone węglowodory.
Procesy strącania i flokulacji
- może usuwać metale i trudno rozpuszczalne sole z wody poprzez zmianę wartości pH i tworzenie produktów strącania.
- Oczyszczanie biologiczne wykorzystuje mikroorganizmy do rozkładania rozpuszczonych związków organicznych, takich jak węglowodory lub związki azotu. W reaktorach biologicznych, takich jak proces osadu czynnego, systemy MBBR lub biofiltry substancje te są metabolizowane. W ten sposób powstają produkty takie jak woda, dwutlenek węgla lub azot, które mogą być odprowadzane do środowiska. Metoda ta jest szczególnie powszechna w przemyśle spożywczym i napojów lub w oczyszczalniach ścieków.
Wnioski
Kontrola i usuwanie rozpuszczonych substancji jest kluczowym aspektem uzdatniania wody przemysłowej, ponieważ ma decydujący wpływ na jakość i bezpieczeństwo operacyjne. Określone substancje rozpuszczone mogą być skutecznie usuwane za pomocą ukierunkowanych procesów, takich jak technologie membranowe, oczyszczanie biologiczne, wymiana jonowa lub adsorpcja.
Aby uzyskać więcej informacji na temat naszych produktów, prosimy skontaktować się z nami w dowolnym momencie!
