Очистка и самоочистка воды

Жизнь как физико-химический процесс протекает в водной среде. Животные, растения на 70-80 % состоят из воды. Потеря 15-20 % массы в результате обезвоживания – смертельна.
Все биологические процессы (обмен веществ), протекают в водной среде, но вода не только условие жизни индивидуального организма.

Без нее невозможно было бы существование биосферы. Круговорот воды действует беспрерывно. Он реализуется в трех основных географических объектах: океан, атмосфера, суша. Круговорот воды хорошо отрегулированный механизм, который беспрерывно «качает» воду из океана на материк. При этом вода очищается. Водные ресурсы Земли составляет соленая и пресная вода. Причем 97,2 % от общего запаса в 1345 мл. км. кубич. приходится на воды Мирового океана. На долю пресной воды приходится 2,8 %, если исключить полярные ледники, недоступные для использования, то выяснится, что практически возможно использовать лишь 0,3 %.

Теоретически можно считать водные ресурсы неисчерпанными, что при рациональном использовании они непрерывно возобновляются в процессе круговорота. Вместе с тем потребление воды увеличивается, т.к. она служит основным видом сырья для промышленности (металлургии, горнодобывающей, целлюлозно-бумажной). Огромное количество используется в качестве теплоносителя.

Еще больше расходуется воды в сельском хозяйстве: животноводстве и растениеводстве, так и в коммунально-бытовом хозяйстве. Запасы пресной воды в зонах интенсивной хозяйственной деятельности и проживания становятся недостаточными, поэтому необходимо думать о ее сбережении. Природные воды – воды Земли (гидросфера) с ее содержащимися в них твердыми, жидкими, газообразными веществами. Пресные воды — природные воды с минерализацией до 1 %.

Подземные воды – вода, находящиеся в толщах горных пород, верхней части земной коры в жидком, твердом и парообразном состоянии. Загрязнение воды стало грозной опасностью для человечества. Основные виды загрязнений: загрязнение твердыми частицами происходит при попадании в водоемы песка, глины, шлаков, пустой породы и других твердых отходов добывающей, металлургической, химической и строительной промышленности.

    Загрязнение минеральными веществами:

  • 1. Соединениями металлов (высокотоксичными – свинцом, ртутью; редкоземельными – кадмием, селеном, литием и др.);
  • 2. Минеральными удобрениями, ядохимикатами, отходами животноводства, биогенными элементами;
  • 3. Загрязнение органическими веществами, входящими в состав стоков нефтехимической и целлюлозно-бумажного производств. Органические вещества биологического производства в бытовых и животноводческих стоках.

Способы очистки сточной воды

Водоподготовка, комплекс технологических процессов обработки и очистки воды для приведения ее качества в соответствие с требованиями потребителя (питьевая, техническая, лечебная). Водоподготовку проводят на специальных станциях. Вода поверхностных (открытых) источников содержит крупнодисперсные и коллоидные частицы и примеси, обуславливающие ее цветность. Проводят осветление воды. Воду обрабатывают коагуллянтами (Al2(SO4)3;FeSO4;FeCl3). Образовавшуюся хлопьевидную массу и примеси выделяют из воды в отстойниках, применяют микрофильтры, сетки.

Обеззараживание производят для уничтожения болезнетворных микроорганизмов, вирусов. Наиболее распространено хлорирование жидким или газообразным хлором, гипохлоритами (NaClO, Ca(ClO)2). Для обеззараживания применяют озон и ультрафиолетовое облучение.
Умягчение воды заключается в удалении из воды катионов кальция, магния. Для этого вводят в воду анионы в результате чего нерастворимые соли кальция и магния (MgCO3,CaCO3,Mg(OH)2) удаляются осаждением. Соли в виде сульфатов и хлоридов удаляются введением в воду извести или соды. При этом образуются соли растворимых металлов натрия и калия.

Обезжелезивание проводят аэрацию с подщелачиванием воды Ca(OH)2 или Na2CO3 с последующим фильтрованием. Этим методом удаляют железо во всех формах из подземных и поверхностных вод.

Обескремнивание – удаление кремниевой кислоты и ее солей из природной воды. Высокие концентрации этих веществ способствуют образованию накипи, которая недопустима в воде используемой для питания; водяных котлов, паровых котлов высокого давления; в производстве полупроводников, лекарственных препаратов. Для обескремнивания используют соли железа и алюминия, обожженного доломита. Полное обескремнивание воды достигнуто путем ионного обмена.

Дегазация — растворимые в воде газы (кислород; углекислый газ; сероводород) повышают ее коррозионную активность и придают неприятный запах и привкус. Дегазация необходима на тепловых электростанциях. Дегазацию производят обрабатыванием воды паром или в биохимических реакторах с последующим фильтрованием через слой зернистого материала.
Особую очистку требуют сточные воды. Сточные воды от крупных, твердых веществ производится на сетках, решетках. От мелких частиц в гидроциклонах и пропускают через фильтры. От мелких частиц нефтепродуктов применяются коагуляторы (сорбция). В качестве коагуляторов используют сульфат алюминия и железа.

Парациркулярный метод применяется для очистки вод от фенола. Пары проходят через раствор щелочи. Соль фенола удаляют углекислотой.

Адсорбционный метод – поглощением загрязненных веществ в небольших количествах до 0,2 % активированным углем с последующим удалением отгонкой паром.

Биологический метод очистки основан на продувании воздухом сточных вод в бассейнах и образование массы организмов обращающих загрязнения в активный ил.

Физико-химические методы – экстрагирование отравляющих веществ с применением органических растворителей. В качестве растворителей используются бутилацетат и дизопропиловый эфир.

Все источники загрязнения и распространения загрязняющих веществ можно условно разделить на первичные и вторичные. Источники первичного загрязнения – источники способствующие поступлению в поверхностные воды загрязняющих веществ, имеющих происхождение из отходов технологических процессов и деятельности человека.

Вторичное загрязнение водного объекта за счет разложения в нем органического вещества остатков животных и растительных организмов или за счет десорбции донными отложениями загрязняющих веществ, которые происходят при изменении физических, химических или биологических условий.

Этот процесс можно назвать самозагрязнением водного объекта. Для очищения природных водоемов от этого вида загрязнения называется самоочищение. Совокупность природных гидрологических, химических и биологических процессов, протекающих в загрязненных объектах и направленных на восстановление первоначальных свойств состава воды называется самоочисткой. Потенциальные возможности водоема к самоочищению определяются такими процессами, как седиментация, сорбция, разбавление и размножение сложных органических веществ.

Седиментация – процесс осаждения частиц вещества и под действием гравитационного поля или центробежных сил. Процесс самоочистки приводит к осветлению воды, уменьшению ее минерализации, цветности, запаха, бактериальной загрязненности.

Сорбция – поглощение газов, паров и растворенных веществ твердыми телами и жидкостями. Различают: адсорбцию-поглощение поверхностью твердого тела; абсорбцию – поглощение всей массой жидкости или твердого тела; хемосорбцию – поглощение с образованием химического соединения. Поглощающее тело называется сорбентом, поглощаемое – сорбентом.

Разложение органических веществ – распад под действием химических соединений (окислителей) или живых организмов (бактерий) и фотохимических процессов. Микроорганизмы, населяющие воду, превращают сложные органические вещества в минеральные, более простые и обедненные энергией химического соединения. Действие микробиальной флоры многообразно, причем бактерии специализируются на биохимических процессах. Одни из них расщепляют белки в аминокислоты, другие переводят их в минеральные соединения азота, третьи гидролизируют жиры, четвертые разрушают углеводы. Бактерии могут сбраживать органические кислоты, разлагать нефтепродукты.

Процесс разложения органических веществ имеет значение не только в уничтожении органических остатков в водных объектах, но и возврата (регенерации) в воду ряда элементов (углерод, азот, фосфор и др.), необходимых для питания водных растительных организмов.

Процессы самоочистки в реках протекают достаточно медленно. Процессы самоочистки ориентировочно проходят 2-10 суток и более, а в реках небольшой протяженности проходят от истока до устья 1-3 суток, что недостаточно для процессов самоочищения. Наличие в акваториях водных объектов завалов русл рек отмершими деревьями, мусором, очагов донных отложений затрудняют процессы самоочистки. Активизировать самоочищение невозможно без инженерного вмешательства. Поэтому инженерные мероприятия направлены на создание эффективного очищения, а также ликвидацию источников руслового загрязнения.

К инженерным методам активизации процессов самоочистки в водных объектах относят

Cоздание биоводохранилищ; водохранилищ – отстойников; замедление движения воды; активизацию окислительных процессов; устройство проточных мелководий – биоплато, биолагун; очистку воды фильтрованием; использование биофильтров, фильтров. В качестве технических средств используют гидротехнические сооружения, создающие условия для очищающих процессов в водных объектах от взвешенных минеральных частиц устраивают верховые пруды – биоотстойники, возводя плотины высотой 3-7 м., увеличивают вместимость пруда – биоотстойника, которые служат для осаждения крупных и тонких взвесей. Такие сооружения располагаются в верховьях рек, подверженных антропогенному воздействию. В среднем течении малых рек, подверженных антропогенным воздействиям, устраивают пойменные водохранилища – отстойники.

Накопленные в прудах – отстойниках и водохранилищах донные отложения, остатки водной растительности периодически удаляют. Для очистки воды используют фильтрующие плотины и запруды, использую для возведения специальные материалы, цеолиты, обладающие возможностями взаимодействия с химическими веществами, содержащимися в воде. Существуют природные цеолиты и искусственные алюмосиликаты кристаллической структуры. Цеолиты обладают сорбционными, ионообменными, ионоселективными и другими свойствами. Для очистки воды используют русловые перепады – аэраторы, различные рассекатели потока.

С целью ликвидации источников вторичного загрязнения необходимо удалять загрязненные данные отложения, обезвредить их и утилизировать.


Статьи из рубрики Разное:


  1. Строительство и ремонт. Панорамное остекление. Французские окна.
  2. Гидротехническое сооружение
  3. Емкости для воды
  4. Как подобрать насос
  5. Пруд своими руками
  6. Провести воду в дом
  7. Снабжение дома водой из скважины или колодца
  8. Спутниковое телевидение и интернет
  9. Канализация в частном доме
  10. Автономная канализация дома, дачи, коттеджа


Комментарии:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>