น้ำส่วนใหญ่ที่ใช้ในบ้านเรือน อุตสาหกรรม และธุรกิจต่างๆ จะต้องได้รับการบำบัดก่อนปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม หากไม่ได้รับการบำบัดน้ำเสียอย่างเหมาะสม สิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์อาจได้รับผลกระทบ ผลกระทบเหล่านี้อาจรวมถึงอันตรายต่อประชากรปลาและสัตว์ป่า ออกซิเจนลดลง ชายหาดปิด ข้อจำกัดในการเก็บปลาและหอย และการปนเปื้อนน้ำดื่ม เป้าหมายหลักของการบำบัดน้ำเสียคือการกำจัดของแข็งที่แขวนลอยอยู่ให้ได้มากที่สุดก่อนที่น้ำทิ้งจะถูกปล่อยกลับสู่สิ่งแวดล้อม คำอธิบายสั้นๆ เกี่ยวกับวิธีการบำบัดน้ำเสียมีดังต่อไปนี้ น้ำจะได้รับการบำบัดในระดับเบื้องต้นโดยใช้วิธีการคัดกรอง การกรอง การปั่นเหวี่ยง การตกตะกอน การตกตะกอน แรงโน้มถ่วง และการลอยตัว โดยปกติ วิธีการเหล่านี้จะใช้เมื่อน้ำมีมลพิษสูง
+ การตกตะกอน
บางครั้ง ของแข็งที่แขวนลอยอยู่จะไม่ตกตะกอนตามวิธีการตกตะกอนและแรงโน้มถ่วง ดังนั้น ของแข็งที่ไม่สามารถตกตะกอนได้จึงถูกปล่อยให้ตกตะกอนโดยการเติมสารเคมีบางชนิด กระบวนการนี้เรียกว่า การตกตะกอน พอลิเมอร์สังเคราะห์ที่มีประจุบวก ประจุลบ และไม่ใช่ประจุบวกนั้นมีประสิทธิภาพ ค่า pH อุณหภูมิ และเวลาสัมผัสเป็นปัจจัยควบคุมที่สำคัญที่สุดในกระบวนการตกตะกอน ในหน่วยบำบัดทางชีวภาพ จุลินทรีย์และสารอินทรีย์ใดๆ ที่ลอยอยู่ในน้ำจะถูกกำจัดออกโดยการเติมสารตกตะกอนบางชนิด สารตกตะกอนเป็นองค์ประกอบหลักของหน่วยบำบัดน้ำเสีย และการใช้งานได้แก่ การบำบัดน้ำเสีย การรีไซเคิล และการกำจัดสารมลพิษ โดยทั่วไปแล้ว เซ็นเซอร์วัดค่า pH จะถูกจุ่มลงในอ่างตกตะกอนโดยตรงโดยใช้ท่อจุ่มหรือท่อ เทคโนโลยีการบำบัดน้ำขั้นตติยภูมิมีความสำคัญมากในกลยุทธ์การบำบัดน้ำเสีย เนื่องจากเทคโนโลยีเหล่านี้ใช้เพื่อให้ได้น้ำที่ปลอดภัยสำหรับการบริโภคของมนุษย์ เทคนิคที่ใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ ได้แก่ การกลั่น การตกผลึก การระเหย การสกัดด้วยตัวทำละลาย การเกิดออกซิเดชัน การตกตะกอน การตกตะกอนด้วยไฟฟ้า การไดอะไลซิสด้วยไฟฟ้า การแลกเปลี่ยนไอออน การออสโมซิสย้อนกลับ และการดูดซับ กฎระเบียบของรัฐบาลส่วนใหญ่จะกำหนดให้มีค่า pH และค่าการนำไฟฟ้าขั้นสุดท้าย ซึ่งจะต้องมีการตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่ามนุษย์จะปลอดภัย
* ออกซิเดชัน
ในการออกซิเดชันทางเคมี สารประกอบอินทรีย์จะถูกออกซิไดซ์เป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์หรือผลิตภัณฑ์อื่นๆ เช่น แอลกอฮอล์ อัลดีไฮด์ คีโตน และกรดคาร์บอกซิลิก ซึ่งย่อยสลายได้ง่าย การออกซิเดชันทางเคมีเกิดขึ้นโดยโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต คลอรีน โอโซน H2O2 รีเอเจนต์ของเฟนตัน (ตัวเร่งปฏิกิริยา H2O2 และ Fe) และคลอรีนไดออกไซด์ อัตราการเกิดออกซิเดชันทางเคมีขึ้นอยู่กับลักษณะของสารออกซิไดเซอร์และสารมลพิษ นอกจากค่า pH แล้ว อุณหภูมิและการปรากฏตัวของตัวเร่งปฏิกิริยายังมีบทบาทสำคัญในอัตราการเกิดออกซิเดชันทางเคมีอีกด้วย วิธีนี้จะช่วยกำจัดสารมลพิษ เช่น แอมโมเนีย ฟีนอล สีย้อม ไฮโดรคาร์บอน และสารมลพิษอินทรีย์อื่นๆ ได้
* การตกตะกอน
ในการตกตะกอน สารปนเปื้อนที่ละลายน้ำได้จะถูกเปลี่ยนเป็นตะกอนแข็งโดยลดความสามารถในการละลาย และตะกอนจะถูกตักออกจากผิวน้ำได้อย่างง่ายดาย วิธีนี้มีประสิทธิภาพในการกำจัดไอออนโลหะและสารอินทรีย์ แต่การมีอยู่ของน้ำมันและไขมันอาจทำให้เกิดปัญหาในการตกตะกอน ความสามารถในการละลายของสารมลพิษที่ละลายอยู่จะลดลงโดยการเติมสารเคมีบางชนิดหรือการลดอุณหภูมิของน้ำ การเติมตัวทำละลายอินทรีย์บางชนิดลงในน้ำอาจลดความสามารถในการละลายของสารปนเปื้อนได้เช่นกัน แต่เทคนิคนี้มีค่าใช้จ่ายสูงในระดับเชิงพาณิชย์ สารเคมีเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับสารมลพิษที่ละลายได้และเกิดตะกอน สารเคมีที่ใช้กันทั่วไปสำหรับจุดประสงค์นี้ ได้แก่ สารส้ม โซเดียมไบคาร์บอเนต เฟอร์ริกคลอไรด์ เฟอรัสซัลเฟต และปูนขาว ค่า pH และอุณหภูมิเป็นปัจจัยควบคุมหลักสำหรับกระบวนการตกตะกอน การกำจัดสารมลพิษประมาณ 60% สามารถทำได้โดยการตกตะกอน การประยุกต์ใช้ของวิธีนี้รวมถึงการบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมชุบนิกเกิลและโครเมียมและการรีไซเคิลน้ำ การประยุกต์ใช้เฉพาะ ได้แก่ การทำให้น้ำอ่อนลงและการกำจัดโลหะหนักและฟอสเฟตออกจากน้ำ .
Most of the water used by houses, industries, and businesses must be treated before being released into the environment.
Without proper treatment of wastewater, the environment and human health may suffer. These impacts can include harm
to fish and wildlife populations, oxygen depletion, beach closures, restrictions on fish and shellfish harvesting and
contamination of drinking water.
The major goal of wastewater treatment is to remove as many of the suspended solids as possible before effluent, is
discharged back to the environment. Brief descriptions of wastewater treatment methods are given below.
Water is treated at the primary level using screening, filtration, centrifugation, sedimentation, coagulation, gravity, and
flotation methods. Normally, these methods are used when water is highly polluted.
+ Coagulation
Sometimes, the suspended solids do not settle down under the sedimentation and gravity method and, hence, non-
settable solids are allowed to settle by the addition of certain chemicals, this process is called as coagulation. Synthetic
cationic, anionic and non-ionic polymers are effective. pH, temperature and contact time are most important controlling
factors in the coagulation process. In biological treatment units, microbes and any organics floating in the water are
removed by the addition of certain coagulants. It is the main component of wastewater treatment units and the
applications include wastewater treatment, recycling, and removal of pollutants. pH sensors are typically submerged
directly into each coagulation basin by means of a dip tube or pipe.
Tertiary water treatment technologies are very important in wastewater treatment strategy as these are used to obtain
safe water for human consumption. The techniques used for this purpose are distillation, crystallization, evaporation,
solvent extraction, oxidation, coagulation, precipitation, electrolysis, electro-dialysis, ion exchange, reverse osmosis and
adsorption. Most government regulations will mandate final pH and conductivity values that must be monitored to ensure
human safety.
* Oxidation
In chemical oxidation, organic compounds are oxidized into water and carbon dioxide or some other products such as
alcohols, aldehydes, ketones and carboxylic acids which are easily biodegradable. Chemical oxidation is carried out by
potassium permanganate, chlorine, ozone, H202, Fenton's reagent (H202 and Fe catalyst) and chlorine dioxides. The rate of
chemical oxidation depends on the nature of oxidants and pollutants. Besides pH, temperature and presence of
catalyst ete. also play a crucial role in the rate of chemical oxidation. By this method, pollutants such as ammonia, phenols,
dyes, hydrocarbons and other organic pollutants may be removed.
* Precipitation
In precipitation the dissolved contaminants are converted into solid precipitates by reducing their solubilities and the
precipitates are skimmed off easily from the water's surface. It is effective for the removal of metal ions and organics but
the presence of oil and grease may cause a problem in precipitation. The solubility of the dissolved pollutants is decreased
either by adding some chemicals or by lowering the temperature of the water. Adding some organic solvents to the water
may also reduce solubility of the contaminant but this technique is costly at a commercial level. These chemicals react
with the soluble pollutants to form precipitates. The most commonly used chemicals for this purpose are alum, sodium
bicarbonates, ferric chloride, ferrous sulphate and lime. pH and temperature are the main controlling factors for the
precipitation process. The removal of about 60% of the pollutants can be achieved by the precipitation. The applications of
this method include wastewater treatment from the nickel and chromium plating industries and water recycling. The
specific applications include water softening and removal of heavy metals and phosphate from water.