Основні технологічні процеси очистки води

2.1. Основні технологічні процеси очистки води.

Необхідність обробки води виникає тоді, коли якість води природних джерел не задовольняє необхідних вимог. Така невідповідність може бути тимчасовою чи постійною. Характер і ступінь невідповідності якості води джерела вимогам користувача зумовлює вибір методів обробки. Якщо при цьому може бути використано різні методи очистки, то вибір їх проводиться на основі техніко-економічних розрахунків.

Розрізняють такі поняття: більш широке - водоочистка і вужче - водопідготовка.

Водоочистка - це комплекс технологічних процесів, які спрямовані на доведення якості води, що надходить у водопровід з джерела водопостачання, до встановлених показників.

Водопідготовка - це обробка води, яка надходить з природного джерела постачання для живлення парових котлів та інших технологічних цілей. Водопідготовка проводиться на ТЕС, транспорті, у комунальному господарстві, на промислових підприємствах.

Технологія кондиціювання води передбачає процеси, пов'язані з коригуванням її фізичних і хімічних властивостей, а також процеси знезараження (звільнення від патогенних бактерій і мікроорганізмів).

Класифікація домішок за Фазовим станом Л.А. Кульського, найбільш загальними і характерними ознаками забруднюючих воду речовин є форми знаходження їх у воді. Тому в основу принципу групування домішок і технологічних прийомів водоочистки цим автором запропоновано поняття про фізико-хімічний стан домішок у воді. Цей стан значною мірою характеризується дисперсністю речовин і визначає закономірності процесів, що протікають у водному середовищі.

Усі домішки, які забруднюють водойми, охоплюються повністю цими чотирма групами даної класифікації.

До І групи домішок води належать завислі у воді речовини. Сюди слід віднести також бактеріальні завислі речовини та інші біологічні утворення. Вилучення цих домішок, тобто освітлення води, може бути досягнуто шляхом використання безагрегатних методів.

ІІ група домішок води - різні типи гідрофільних і гідрофобних систем, високомолекулярні речовини й детергенти - може вилучатися з води за допомогою різних методів і технологічних прийомів. Так, використовується обробка води хлором, озоном та іншими окисниками. При цьому знижується колірність води, знищуються мікроорганізми, руйнуються гідрофільні колоїди, що створює сприятливі умови для наступного коагулювання, прискорюється процес утворення пластівців та осаду.

Для ІІІ групи домішок, які є молекулярними розчинами, найбільш ефективними є такі процеси їх вилучення з води, як:

·          керування;

·          окиснення;

·          адсорбція.

До IV групи домішок, які є електролітами, технологія очистки води зводиться до зв'язування іонів у мало розчинні і мало дисоційовані сполуки за допомогою доданих у воду реагентів.[3]

 Хімічні, фізичні та фізико-хімічні процеси, які використовуються для підготовки води, можна поділити на дві групи.

·          До першої - відносяться процеси, пов'язані з коригуванням її фізичних і хімічних властивостей.

·          Друга група об'єднує процеси, які забезпечують знезараження води, тобто звільнення від шкідливих бактерій та мікроорганізмів.

До першої групи (коригування властивостей) відносяться процеси, які дозволяють провести освітлення, усунути з води небажані присмаки і запахи, агресивні гази, залізо, марганець, кремнієву кислоту тощо.

Знезараження води є обов'язковим за умови санітарної ненадійності джерела, що використовується для господарських цілей.

Коригування властивостей води є найважливішими, як за поширенням, так і за питомою вагою. Є процеси освітлення та усунення колірності. Для освітлення та усунення колірності використовують безреагентні та реагентні методи.

2.2. Знезараження води хлором, озоном, сріблом та йодом

Знезараження води є обов'язковим за умови санітарної ненадійності джерела, що використовується для господарських цілей, як правило, перед знезараженням проводять освітлення й усунення колірності води, в результаті чого вода звільняється від завислих часток, які затруднюють проведення знезараження, і від частини бактерій (при фільтруванні затримується 98-99% всіх бактерій). Але знезараження можна розглядати як самостійний і часто єдиний процес обробки води. У такому вигляді він використовується на водопроводах, джерелом яких є підземні води. Знезараження води може здійснюватися двома способами - за допомогою спеціальних реагентів і без них.[5]

Реагентними методами називаються такі, за яких для знезараження води використовуються хімічні речовини, що викликають загибель мікроорганізмів. Такими речовинами є багато окисників ( Cl, N₂), а також солі деяких важких металів (в основному Ag і Cu).

За безреагентних методів знезаражена вода підлягає впливу ультрафіолетових променів, які мають бактерицидні властивості (короткі хвилі в межах 2000-2950 А), чи високої температури (кип'ятіння).

Хлорування води - один із поширених методів знезараження води на водопроводах. Ця процедура виконується в усіх випадках забору води з поверхневих водойм, а також при отриманні води з підземних джерел, бактеріальні показники яких не відповідають вимогам стандарту. Хлорування води відбувається газоподібним Cl, або ж речовинами, що містять активний Cl: хлорне вапно, хлорит, діоксид хлору.

Збудники тифу, дизентерії, холери й бруцельозу є дуже чутливими до дії хлору. Навіть сильно заражена бактеріями вода значною мірою дезінфікується порівняно невеликими дозами хлору. Але все одно - при хлоруванні повної стерилізації води не відбувається.

Бактерицидний ефект хлору значною мірою залежить від його початкової дози і тривалості контакту з водою. Частіше за все на руйнування клітин витрачається лише незначна частина хлору. Більша частина хлору йде на реакцію з різноманітними органічними і мінеральними домішками, які містяться у воді.

Хлорування є заходом, який постійно здійснюється на комунальних водопроводах та станціях з очистки господарсько-побутових і деяких категорій промислових стічних вод. Крім того, хлорування проводиться як короткочасний чи періодичний захід, необхідний для дезінфекції ділянок водопроводу, що вводяться в експлуатацію, фільтрів, резервуарів чистої води.

Постхлорування - це процес знезараження води, який проводиться після всіх інших способів її обробки і є завершальним етапом очистки води. Постхлорування може здійснюватися як невеликими дозами (нормальне хлорування), так і підвищеними (перехлорування). Використовується воно і спільно з іншими речовинами для знешкодження мікроорганізмів (комбіноване хлорування).

Практичне використання процесу хлорування в основному зводиться до пре- та постхлорування. Застосовується також подвійне хлорування (пре- та постхлорування). Подвійне хлорування використовується за високої колірності води та за підвищеного вмісту в ній органічних речовин.

Озонування води - один із ефективних методів знезараження води. Озон, як відомо, є алотропічною модифікацією кисню, і молекула його на відміну від молекули киснюO₂ складається не з двох, а з трьох атомів О₃. Озонування води ґрунтується на властивості озону розкладатися у воді з утворенням атомарного кисню:

О₃ О₂ + О ,

який руйнує ферментні системи мікробних клітин, окиснює деякі сполуки, що надають воді неприємного запаху (наприклад, гумінові основи). З позиції гігієни озонування є одним з найкращих способів знезараження води. Вода при цьому не збагачується додатковими домішками. Залишковий невикористаний озон через короткий проміжок часу розпадається і перетворюється на кисень.

Треба зазначити, що озонування води є відповідальним технологічним процесом, який вимагає великих витрат електроенергії, застосування складних приладів і висококваліфікованого технагляду, оскільки концентрований озон - отруйний газ. Це до певної міри є стримуючим фактором для його широкого застосування.

Знезараження води іонами срібла навіть у малих концентраціях має властивість знищувати мікроорганізми, що пояснюється властивістю його іонів руйнувати протоплазму мікроорганізмів.

Ступінь активності срібла тим більший, чим вища концентрація його іонів у розчині. Збагачення води іонами Ag досягається кількома способами: методом контактування води з розвинутою поверхнею металу (посріблені кільця Рашига, пісок Краузе тощо),

– методом безпосереднього розчинення у воді препаратів срібла електролітичними способами (метод А.Л. Кульського).

«Срібна вода», яка готується електролітичним розчиненням, має високі бактерицидні властивості і з успіхом може бути використана для очистки води від шкідливих мікроорганізмів, дезинфекції та консервування продуктів харчування, для лікувальних цілей тощо. Завдяки мізерним дозам срібла вона є зовсім не шкідливою.

Йодування води. З галогенів, окрім Cl, для знезараження води використовуються також I і Br. Але в практиці водопостачання знайшло застосування лише йодуванням води. Йодування має ряд суттєвих переваг порівняно з хлоруванням:

–          менша тривалість контакту з водою;

–           більший бактерицидний ефект;

–           розширення діапазону бактерицидної дії;

–           йод не є елементом, чужим для людського організму;

–           концентрація йоду в обробленій воді нерідко не перевищує фонових значень вихідної води.

В нашій країні йодування у виробничих масштабах було здійснено на водному транспорті.

Похожие работы

Технологія виробництва маринованих огірків

Скачать

29347

4

2

... проходження в м’якоті плоду крупних судин. За ступенем вираженості цих зовнішніх морфологічних ознак можна майже безпомилково судити про густину м’якоті плоду. 3 Аналіз технології виробництва маринованих огірків Промисловість випускає огірки двох видів: огірки консервовані (маринади) і огірки солоні. Огірки консервовані є широко поширеним різновидом слабокислих пастеризованих маринадів. ...