ДЕЗОДОРАЦІЯ ВОДИ, ВИДАЛЕННЯ ТОКСИЧНИХ ОРГАНІЧНИХ І МІНЕРАЛЬНИХ МІКРОЗАБРУДНЕННЯ

Однією з актуальних проблем останніх десятиліть у галузі водопідготовки є необхідністьдезодорації питної води.Погіршення смакових якостей природних вод обумовлено їх мінеральним та органічним складом. Небажані присмаки та запахи викликаються неорганічними сполуками та органічними речовинами природного та штучного походження.

Присутність у природній воді розчинених органічних речовин біологічного походження є результатом процесів розкладання та подальшої трансформації відмерлих вищих водних рослин, планктонних та бентосних організмів, різних бактерій та грибів. При цьому у воду виділяється велика кількістьнизькомолекулярних спиртів, карбонових кислот, оксикислот, кетонів, альдегідів, фенолвмісних речовинякі мають сильний запах.

Органічні речовини сприяють розвитку мікроорганізмів, що виділяють у зовнішнє середовищесірководень, аміак, органічні сульфіди, меркаптани, що погано пахнуть.Інтенсивний розвиток та відмирання водоростей сприяє появі у водіполісахаридів; щавлевої, винноїі лимонної кислоти; речовин типу фітонцидівУ продуктах розпаду водоростей вміст фенолу у 20-30 разів перевищує ГДК (0,001 мг/л).

Незважаючи на вжиті законодавчі заходи, все ще спостерігається скидання промислових стічних вод у поверхневі водойми, що призводить до їх забруднення мінеральними та органічними сполуками. Серед нихсолі важких металів, нафта та нафтопродукти, синтетичні аліфатичні спирти, поліфеноли, кислоти, пестициди, СПАВта ін.

Особливу небезпеку становлятьпестициди,що відносяться до різних класів органічних сполук і що знаходяться у воді в різних станах. Вони надають негативне дійзтвоїорганолептичні властивості води.Токсичність пестіцидів,присутніх у воді, зростає в процесі обробки її хлором або перманганатом калію.

Нафта та нафтопродуктипогано розчиняються у воді і дужестійкідо біохімічного окиснення. Великі концентрації нафти надають воді сильного запаху, підвищують її колір.ністьта окислюваність, знижують вміст розчиненого кисню. При невеликому вмісті нафти у питній воді її органолептичні показники помітно погіршуються.

Потрапляючи у воду з побутовими та промисловими стокамиСПАВрізко погіршують її якість, з'являютьсястійкі запахи (мильний, гасовий, каніфольний)і гіркі присмаки.Як правило, СПАР посилюють стабільність запахів інших домішок, каталізують токсичність канцерогенних речовин, що знаходяться у воді, пестицидів, аніліну та ін.

Присутні в природних водах Півночі та середньої смуги Росіїгумінові кислоти та фульвокислоти, лігніниі багато інших органічних сполук природного походження є одним із джерелутворення фенолів,які погіршують їх органолептичні властивості.При хлоруванні води, що містить феноли, утворюються діоксини -надзвичайно отруйні речовини (смертельні дози:стрихнін 1,5-10~ 6 ; ботулін- 3,3-Ю -17 , нервово-паралітичний газ - 1,6 10~ 5 моль/кг). Доза діоксинів - 3,1-10~ 9 - смертельна, а доза 6", 5-10 ~ 15 моль/кг для людей віком до 70 років – ризик захворювання на рак. У сто разів менша дозавпливає на імунну систему («хімічний СНІД»)і репродуктивні функції організмуНайбільш отруйною речовиною є2,3,7,8-тетрахлордібензодіоксин (ТХДД).Основною отруйною речовиною у викидах целюлозно-паперових комбінатів єполіхлоровані дибензфурани (ПХРД)і найсильнішим канцерогеном - продукти згоряння мазуту, бензину, вугілляі т. п. є бенз(а)пірен(Синергізм проявляється в парі діоксин-бенз(а)пірен).

Одержання пестициду 2,4-дихлорфенолу хлоруванням фенолу супроводжується утворенням 2,4,6-трихлорфенолу, який самоконденсується в діоксини, що потрапляють з питною водоюдо людей, оскільки сучасні водоочисні технології не мають бар'єрних функцій щодо останніх. Встановлено, що поліхлорований дибензо-я-діоксин (ПХДД) та поліхлорований дибензфуран (ПХДФ) утворюйся безпосередньо при хлоруванні води, тобто.утворення диксинів при попередньому хлоруванні води неминуче.

Присутнє у воді залізо є каталізатором дохлорування фенолів, переводячи малотоксичні діоксиниВисокотоксичні при хлоруванні води. Органічні речовини, присутні у воді, практично безперешкодно проходять через завантаження швидких фільтрів, у тому числі й їх токсична діоксину частина.

Іноді органолептичні властивості води погіршуютьсяпри передозуванні реагентів або внаслідок неправильної експлуатації водоочисних споруд. Так, при знебарвленні води коагулювання без подальшої стабілізації зростає корозійна активність води і внаслідок цього погіршуються її органолептичні показники.При хлоруванні води спостерігається погіршення її органолептичних показниківяк при порушенні режиму процесу, так і в результаті утворення хлорорганічних сполук, що викликають неприємні присмаки та запахи.

Встановлено, щотрадиційні прийоми очищення води мають слабо виражену бар'єрну діюв основному по відношенню до тих хімічних забруднення, які знаходяться в. воді у вигляді суспензій і колоїдів або переходять у нерозчинну форму в процесі очищення та попередньої обробки хлором (наприклад,емульговані фракції нафти, погано розчинні пестициди, деякі метали).По відношенню до таких забруднень бар'єрна роль очисних споруд може бути підвищена шляхом відповідного підбору реагентів високого освітлення води.

Дезодорація водиу деяких випадках досягається при коагулюванні домішок та їх флокулюванні з подальшим фільтруванням, проте часто для усунення небажаних запахів та присмаків потрібне застосування спеціальних технологій. Їх вибір диктується характером домішок та станом, в якому вони знаходяться (суспензії, колоїди, справжні розчини, гази).

Універсальних методів дезодорації води на сьогодні - не існує, однак використання деяких з них у поєднанні забезпечує необхідний ступінь очищення. Якщо речовини, що викликають неприємні присмакиізапахи, що знаходяться у зваженому та колоїдному стані, то хороші результати дає їх коагулювання. Присмакиізапахи, зумовлені неорганічними речовинами, що знаходятьсяврозчиненому стані, отримують дегазацією, знезалізненням,знесолення. іін Запахи та присмаки, що викликаються органічнимивеществами відрізняються великою стійкістю. Зазвичай їхвилучаютьшляхом оксидації ісорбції.

Речовини, що мають сильні відновлювальні властивості (гумусові кислоти, солі заліза (II), дубильні речіз тва, сірководень, нітрити, полі- та одноатомні феноли 0 т. п.) добре витягуються з води шляхом оксидації. Більшестійкісполуки (карбонові кислоти, аліфатичніспирти,вуглеводні нафти та нафтопродукти тощо) в умовах обробки хлором та його похідними, а іноді і озоном окислюються погано. Іноді сильні окислювачі, впливаючи на ці речовини, значно посилюють початкові смаки та запахи (наприклад, фосфороорганічні пестициди). Разом з тим дія окислювачів на легкоокислювані сполуки призводить до їх повної деструкції, абованняречовин, які впливають органолептичні показники води. Таким чином, дія окислювачів ефективна лише по відношенню до обмеженого числа забруднень.

Недоліком окислювального методу є також необхідність дозування окислювача у виключно точній відповідності до рівня та виду забруднення води, що вкрай важко, беручи до уваги складність та тривалість багатьох хімічних аналізів.

Більш надійним та економічним є застосуванняфільтрів з гранульованим активним вугіллям,використовується як фільтруюче завантаження. Фільтри, завантажені гранульованим активним вугіллям незалежно від коливання рівня забруднення води, є постійно діючим бар'єром по відношенню до речовин, що сорбуються. Однак, серйозною скрутою для застосування цього методу очищення води є порівняно мала поглинаюча здатність вугілля, що викликає необхідність частої його заміни чи регенерації.

Крім того, встановлено, що з води добре сорбується активним вугіллям гідрофобні речовини, тобто погано розчинні в ній і слабо гідратуються в розчинах (слабкі органічні електроліти, феноли та ін.). Менш ефективно сорбуються активним вугіллям сильніші органічні електроліти та багато органічних ациклічних сполук (карбонові кислоти, альдегіди, кетони, спирти).

В умовах підвищеного антропогенного забруднення водойм для дезодорації води, видалення токсичних мікрозабруднень необхідно поєднувати методи оксидації, сорбції та аерації.

Дезодорація води аерацією

Для видалення з природних вод летких органічних сполук біологічного походження, що викликають запахиі присмаки, широко застосовують їхаерування.

На практиці аерування проводять у спеціальних установках - аераторах барботажного, розбризкувального та каскадного типів.

В аераторах барботажного типуповітря, що подаєтьсяповітряходувками, розподіляється у воді дірчастими трубами, що підвішені в резервуарі (рис. 15.1), розпилювальними пристроями, розташованими на його дні. Перевага першого способу полягає у простоті демонтажу установки.

Розподіл повітря розпилювальними пристроями часто застосовується в аераторах зі спіральним рухом води, що застосовуються на великих установках.

Глибина шару води в аераторах такого типу коливається від 2,7 до 4,5 м. Дослідження показують, що оскільки рівновага між концентраціями речовин, що мають запах, у рідкій та газоподібній фазах досягається миттєво, висота шару води при барботуванні не відіграє суттєвої ролі та може. бути зменшена до 1-1,5 м. Максимальна ширина резервуара зазвичай вдвічі більша, ніж глибина. Площа

Мал. 15.1. Аератор барботажного типу (а) та інка-аератор (б)

6 - магістральний повітропровід; 2 - введення води у барботажну камеру 5; 3 - дірчасті пластини; 4 - розподільник повітря; 7,1 - відведення аерованої та подача вихідної води; 8 – водозлив; 9 - стабілізаційна перегородка; 10 - шар піни; 11 – вентилятор; 12 - дірчасте дно; б – барботажна камера поверхні вибирають довільно. Тривалість продувації повітря, як правило, не перевищує 15 хв. Витрата повітря складає 0,37-0,75 м 3/хв на 1 м 3 води.

Барботажні установки відкритого типу можуть працювати за температури нижче 0°С. Ступінь аерування легко регулюється зміною кількості повітря, що подається. Вартість установок та їх експлуатації невисока.

У розбризкуючих аераторахвода розпорошується сопламин а дрібні краплі, при цьому збільшується поверхня її контакту з повітрям. Основним фактором, що визначає роботу аератора, є форма сопла та його розміри. Тривалість зіткнення води з повітрям, що визначається початковою швидкістю струменя та її траєкторією, зазвичай становить2 з "(Для вертикального струменя, що викидається під натиском 6 м).

В аераторах каскадного типувода, що обробляється, падає струменями через кілька послідовно розташованих водозливів. Тривалість контакту цих аераторах може бути змінена з допомогою збільшення кількості щаблів. Втрата напору на аераторах типу каскадного коливається від 0,9 до 3 м.

В аераторах змішаного типувода одночасно розбризкується і стікає тонким струменем з одного ступеня на інший. Для збільшення площі зіткнення водизповітрям застосовують керамічні кулі чи кокс.

Загальним недоліком аераторів, побудованих на принципі контакту плівки води з повітрям, є їхня неекономічність через велику площу, неможливість використання зимовий час, потребу в потужній вентиляції при встановленні їх у приміщеннях, і, нарешті, схильність до обростання.

Аерування води в пінному шаріздійснюється вінка аераторе(рис. 15.1,6) являє собою бетонний резервуар, на дні якого знаходиться перфорована пластина з нержавіючої сталі. Вода рівномірно розподіляється по пластині розподільною трубою. Для стабілізації шару піни застосовується спеціальна перегородка. Аерують воду повітрям, що подається вентилятором. Вода, пройшовши інкааератор, випускається через водозлив.

Утворення величезної прикордонної поверхні між рідкою та газоподібною фазами забезпечує високу інтенсивність процесу дезодорації. Нормальне співвідношення повітря та води в інкааераторах коливається в межах 30:1 - 300:1. Незважаючи на велику витрату повітря, інтенсивне аерування економічно виправдане (завдяки незначній втраті напору повітря подається вентилятором).

Однак, аерування неможливо усунути стійкі запахи і присмаки, обумовлені наявністю домішок, що мають незначну леткість.

Список роботи, що використовується

Черкінський С.М. Санітарні умови спуску стічних вод ст.водойми, М.: Будвидав, Абрамов Н.М. Водопідготовка, М.: Будвидав 1974

Фрог Б.М. Левченко О.П. Водопідготовка, М.: Будвидав 1996

Дезодорування води

Присмаки та запахи природних вод бувають природного та штучного походження, що обумовлює відмінність їх хімічного складу та різноманітність методів обробки води для їх локалізації.

Для видалення з води речовин, що викликають небажані присмаки та запахи, застосовують аерацію, окислення хлором, озоном, перманганатом калію, хлору та іншими окислювачами; сорбцію активованим вугіллям

Запахи та присмаки, обумовлені наявністю у воді мікроорганізмів, можуть бути усунені також фільтруванням води через шар активованого гранульованого вугілля в напірних фільтрах або введенням порошкоподібного вугілля у воду перед фільтруванням на відкритих піщаних фільтрах. При великих дозах (більше 5 мг/л) вугілля слід вводити на насосній станції I підйому або одночасно з коагулянтом змішувач, але не раніше ніж за 10 хв після введення хлору. Рекомендується дозувати активоване вугілля як пульпи концентрацією 5...10%. При дозах вугілля до 1 мг/л допускається сухе дозування вугільного порошку. Особливо доцільно застосовувати вугільний порошок при періодичній появі запахів та присмаків. Доза активованого вугілля визначається пробним вуглеванням, методика якого аналогічна пробного хлорування. Для відновлення сорбційної здатності гранульованого активованого вугілля необхідно його періодично регенерувати, промиваючи гарячим розчином лугу та гіпохлориту кальцію або прожарюючи печі.

Для видалення запахів і присмаків найбільше часто застосовують березовий БАУ, торф'яний ТАУ, кісточковий КАД, АГ-3 вугілля. Порошкоподібне активоване вугілля потрібно зберігати в сухому вогнестійкому приміщенні в герметично закритій тарі, так як він вибухонебезпечний і здатний до самозаймання.

Неприємний запах та присмак одержує вода за наявності фенолів, які потрапляють у джерело зі стічними водами промислових підприємств. При хлоруванні води незначний вміст фенолів викликає поява інтенсивних хлорфенольних запахів, ефективним засобом боротьби з якими є амонізація води - введення у воду аміаку або розчину його солей. Аміак вводять після хлорування води: його доза становить 10...25% дози хлору, введеного для знезараження води. Амонізацію можна застосовувати і за відсутності фенолів для усунення хлорних запахів. Бактеріальна дія хлору при цьому зменшується, проте збільшується його тривалість. Контакт води з хлором при амонізації повинен бути не менше 2 год. Аміак вводять у воду за допомогою амонізаторів – приладів, подібних до влаштування дозаторам хлору.

Аерація води – найпростіший і найдешевший спосіб її дезодорації, заснований на леткості більшості речовин, що зумовлюють присмаки та запахи. Аерацію здійснюють перед введенням у воду хлору чи інших окислювачів.

Хороший ефект дезодорації води досягається при використанні озону та перманганату калію, останній іноді застосовують у поєднанні з активованим вугіллям.

Пом'якшення води

Пом'якшенням води називається майже повне усунення з неї або зменшення кількості солей жорсткості, що містяться в ній. Відповідно до чинних норм і правил, призначена для господарсько-питних цілей вода повинна піддаватися пом'якшенню, якщо жорсткість її перевищує 7 мг екв/л, а в особливих випадках – 14,7 мг екв/л. Пом'якшення води потрібно для деяких виробництв (наприклад, для текстильного, паперового та ін.), де потрібна жорсткість води не більше 0,7...1,07 мг екв/л, пралень, а головним чином при обробці поживної води для котельних установок .

Пом'якшення води проводиться:

- Осадження солей жорсткості реагентами. Як реагенти можуть бути застосовані або тільки вапно (спосіб називається вапнуванням або декарбонізацією), або разом вапно і кальцинована сода (метод називається вапняно-содовим) ,
- фільтруванням води через шар матеріалу, так званого катіоніту (катіонітовий спосіб).

ДЕЗОДОРАЦІЯ ВОДИ, ВИДАЛЕННЯ ТОКСИЧНИХ ОРГАНІЧНИХ І МІНЕРАЛЬНИХ МІКРОЗАБРУДНЕННЯ

Однією з актуальних проблем останніх десятиліть у галузі водопідготовки є необхідність дезодорації питної води.Погіршення смакових якостей природних вод обумовлено їх мінеральним та органічним складом. Небажані присмаки та запахи викликаються неорганічними сполуками та органічними речовинами природного та штучного походження.

Присутність у природній воді розчинених органічних речовин біологічного походження є результатом процесів розкладання та подальшої трансформації відмерлих вищих водних рослин, планктонних та бентосних організмів, різних бактерій та грибів. При цьому у воду виділяється велика кількість низькомолекулярних спиртів, карбонових кислот, оксикислот, кетонів, альдегідів, фенолвмісних речовинякі мають сильний запах.

Органічні речовини сприяють розвитку мікроорганізмів, що виділяють у зовнішнє середовище сірководень, аміак, органічні сульфіди, меркаптани, що погано пахнуть.Інтенсивний розвиток та відмирання водоростей сприяє появі у воді полісахаридів; щавлевої, винноїі лимонної кислоти; речовин типу фітонцидівУ продуктах розпаду водоростей вміст фенолу у 20-30 разів перевищує ГДК (0,001 мг/л).

Незважаючи на вжиті законодавчі заходи, все ще спостерігається скидання промислових стічних вод у поверхневі водойми, що призводить до їх забруднення мінеральними та органічними сполуками. Серед них солі важких металів, нафта та нафтопродукти, синтетичні аліфатичні спирти, поліфеноли, кислоти, пестициди, СПАВта ін.

Особливу небезпеку становлять пестициди,що відносяться до різних класів органічних сполук і що знаходяться у воді в різних станах. Вони надають негативне дій зтвоїорганолептичні властивості води.Токсичність пестіцидів,присутніх у воді, зростає в процесі обробки її хлором або перманганатом калію.

Нафта та нафтопродуктипогано розчиняються у воді і дуже стійкі до біохімічного окиснення. Великі концентрації нафти надають воді сильного запаху, підвищують її кольоровість і окислюваність, знижують вміст розчиненого кисню. При невеликому вмісті нафти у питній воді її органолептичні показники помітно погіршуються.

Потрапляючи у воду з побутовими та промисловими стоками СПАВрізко погіршують її якість, з'являються стійкі запахи (мильний, гасовий, каніфольний)і гіркі присмаки.Як правило, СПАР посилюють стабільність запахів інших домішок, каталізують токсичність канцерогенних речовин, що знаходяться у воді, пестицидів, аніліну та ін.

Присутні в природних водах Півночі та середньої смуги Росії гумінові кислоти та фульвокислоти, лігніниі багато інших органічних сполук природного походження є одним із джерел утворення фенолів,які погіршують їх органолептичні властивості. При хлоруванні води, що містить феноли, утворюються діоксини -надзвичайно отруйні речовини (смертельні дози: стрихнін 1,5-10~ 6 ;ботулін- 3,3-Ю -17 , нервово-паралітичний газ- 1,6 10~5 моль/кг). Доза діоксинів - 3,1-10~9 - смертельна, а доза 6",5-10~15 моль/кг для людей віком до 70 років - ризик захворювання на рак. У сто разів менша доза впливає на імунну систему («хімічний СНІД»)і репродуктивні функції організмуНайбільш отруйною речовиною є 2,3,7,8-тетрахлордібензодіоксин (ТХДД).Основною отруйною речовиною у викидах целюлозно-паперових комбінатів є поліхлоровані дибензфурани (ПХРД)і найсильнішим канцерогеном - продукти згоряння мазуту, бензину, вугілляі т. п. є бенз(а)пірен(Синергізм проявляється в парі діоксин-бенз(а)пірен).

Отримання пестициду 2,4-дихлорфенолу хлоруванням фенолу супроводжується утворенням 2,4,6-трихлорфенолу, який самоконденсується в діоксини, що потрапляють з питною водою до людей, так як сучасні водоочисні технології не мають бар'єрних функцій щодо останніх. Встановлено, що поліхлорований дибензо-я-діоксин (ПХДД) та поліхлорований дибензфуран (ПХДФ) утворюйся безпосередньо при хлоруванні води, тобто. утворення диксинів при попередньому хлоруванні води неминуче.

Іноді органолептичні властивості води погіршуютьсяпри передозуванні реагентів або внаслідок неправильної експлуатації водоочисних споруд. Так, при знебарвленні води коагулювання без подальшої стабілізації зростає корозійна активність води і внаслідок цього погіршуються її органолептичні показники. При хлоруванні води спостерігається погіршення її органолептичних показниківяк при порушенні режиму процесу, так і в результаті утворення хлорорганічних сполук, що викликають неприємні присмаки та запахи.

Встановлено, що традиційні прийоми очищення води мають слабо виражену бар'єрну діюв основному по відношенню до тих хімічних забруднення, які знаходяться в. воді у вигляді суспензій та колоїдів або переходять у нерозчинну форму в процесі очищення та попередньої обробки хлором (наприклад, емульговані фракції нафти, погано розчинні пестициди, деякі метали).По відношенню до таких забруднень бар'єрна роль очисних споруд може бути підвищена шляхом відповідного підбору реагентів високого освітлення води.

Універсальних методів дезодорації води на сьогодні - не існує, однак використання деяких з них у поєднанні забезпечує необхідний ступінь очищення. Якщо речовини, що викликають неприємні присмаки та запахи, перебувають у зваженому та колоїдному стані, то добрі результати дає їх коагулювання. Присмаки та запахи, зумовлені неорганічними речовинами, що знаходяться в розчиненому стані, витягують дегазацією, знезалізненням, знесолення. іін Запахи та присмаки, що викликаються органічними речовинами, відрізняються великою стійкістю. Зазвичай їх вилучають< путем оксидации и сорбции.

Речовини, що мають сильні відновлювальні властивості (гумусові кислоти, солі заліза (II), дубильні речі, сірководень, нітрити, полі- та одноатомні феноли 0 т. п.) добре витягуються з води шляхом оксидації. Більш стійкі сполуки (карбонові кислоти, аліфатичні спирти, вуглеводні нафти та нафтопродукти тощо) в умовах обробки хлором та його похідними, а іноді й озоном окислюються погано. Іноді сильні окислювачі, впливаючи на ці речовини, значно посилюють початкові смаки та запахи (наприклад, фосфороорганічні пестициди). Разом з тим, дія окислювачів на легкоокислювані сполуки призводить до їх повної деструкції, або до утворення речовин, що не впливають на органолептичні показники води. Таким чином, дія окислювачів ефективна лише по відношенню до обмеженого числа забруднень.

Більш надійним та економічним є застосування фільтрів з гранульованим активним вугіллям,використовується як фільтруюче завантаження. Фільтри, завантажені гранульованим активним вугіллям незалежно від коливання рівня забруднення води, є постійно діючим бар'єром по відношенню до речовин, що сорбуються. Однак, серйозною скрутою для застосування цього методу очищення води є порівняно мала поглинаюча здатність вугілля, що викликає необхідність його частої заміни або регенерації.

Дезодорація води аерацією

Для видалення з природних вод летких органічних сполук біологічного походження, що викликають запахи та присмаки, широко застосовують їх аерування.

В аераторах барботажного типуповітря, що подається ходувками, розподіляється у воді дірчастими трубами, підвішеними в резервуарі (рис. 15.1), розпилювальними пристроями, розташованими на його дні. Перевага першого способу полягає у простоті демонтажу установки.

Мал. 15.1. Аератор барботажного типу (а) та інка-аератор (б)

6 - магістральний повітропровід; 2 - введення води у барботажну камеру 5; 3 - дірчасті пластини; 4 - розподільник повітря; 7,1 - відведення аерованої та подача вихідної води; 8 – водозлив; 9 - стабілізаційна перегородка; 10 - шар піни; 11 – вентилятор; 12 - дірчасте дно; б – барботажна камера поверхні вибирають довільно. Тривалість продувації повітря, як правило, не перевищує 15 хв. Витрата повітря становить 0,37-0,75 м 3 /хв на 1 м 3 води.

У розбризкуючих аераторахвода розпорошується соплами на дрібні краплі, при цьому збільшується поверхня її контакту з повітрям. Основним фактором, що визначає роботу аератора, є форма сопла та його розміри. Тривалість зіткнення води з повітрям, що визначається початковою швидкістю струменя та її траєкторією, зазвичай становить 2 з "(Для вертикального струменя, який викидається під натиском 6 м).

В аераторах змішаного типувода одночасно розбризкується і стікає тонким струменем з одного ступеня на інший. Для збільшення площі зіткнення води зповітрям застосовують керамічні кулі чи кокс.

Аерування води в пінному шаріздійснюється в інка аераторе(рис. 15.1,6) являє собою бетонний резервуар, на дні якого знаходиться перфорована пластина з нержавіючої сталі. Вода рівномірно розподіляється по пластині розподільною трубою. Для стабілізації шару піни застосовується спеціальна перегородка. Аерують воду повітрям, що подається вентилятором. Вода, пройшовши інкааератор, випускається через водозлив.

Дезодорація води Реферат >> Хімія

За формулою: При дегазації водиу циклі знезалізнення водиаерацією де СFe - зміст... пом'якшення або іонітове знесолення води. Без підкислення водиз неї можна... при даному значенні рН води. Це забезпечує дезодорацію води, але не усуває її...

Фізико-хімічні основи адсорбційного очищення водивід органічних речовин

Курсова робота >> Хімія

0,2; 0,3 і т.д.); і - молярні обсяги видобутої органічної речовини води. Якщо відома структурна формула видобувного... господарства, збереження сталості складу води, високий ефект дезодорації води, можливість уловлювання небажаних...

Однією з актуальних проблем останніх десятиліть у галузі водопідготовки є необхідність дезодорації питної води. Погіршення смакових якостей природних вод обумовлено їх мінеральним та органічним складом. Небажані присмаки та запахи викликаються неорганічними сполуками та органічними речовинами природного та штучного походження.

Присутність у природній воді розчинених органічних речовин біологічного походження є результатом процесів розкладання та подальшої трансформації відмерлих вищих водних рослин, планктонних та бентосних організмів, різних бактерій та грибів. При цьому у воду виділяється велика кількість низькомолекулярних спиртів, карбонових кислот, оксикислот, кетонів, альдегідів, фенолсодержащих речовин, що володіють сильним запахом.

Органічні речовини сприяють розвитку мікроорганізмів, що виділяють у довкілля сірководень, аміак, органічні сульфіди, меркаптани, що погано пахнуть. Інтенсивний розвиток та відмирання водоростей сприяє появі у воді полісахаридів; щавлевої, винної та лимонної кислот; речовин типу фітонцидів У продуктах розпаду водоростей вміст фенолу у 20-30 разів перевищує ГДК (0,001 мг/л).

Незважаючи на вжиті законодавчі заходи, все ще спостерігається скидання промислових стічних вод у поверхневі водойми, що призводить до їх забруднення мінеральними та органічними сполуками. Серед них солі важких металів, нафта та нафтопродукти, синтетичні аліфатичні спирти, поліфеноли, кислоти, пестициди, СПАР та ін.

Особливу небезпеку становлять пестициди, які стосуються різних класів органічних сполук і у воді у різних станах. Вони негативно впливають на органолептичні властивості води. Токсичність пестицидів, присутніх у воді, зростає в процесі обробки її хлором або перманганатом калію.

Нафта та нафтопродукти погано розчиняються у воді і дуже стійкі до біохімічного окислення. Великі концентрації нафти надають воді сильного запаху, підвищують її кольоровість і окислюваність, знижують вміст розчиненого кисню. При невеликому вмісті нафти у питній воді її органолептичні показники помітно погіршуються.

Потрапляючи у воду з побутовими та промисловими стоками СПАВ різко погіршують її якість, з'являються стійкі запахи (мильний, гасовий, каніфольний) та гіркі присмаки. Як правило, СПАР посилюють стабільність запахів інших домішок, каталізують токсичність канцерогенних речовин, що знаходяться у воді, пестицидів, аніліну та ін.

Присутні в природних водах Півночі та середньої смуги Росії гумінові кислоти та фульвокислоти, лігніни та багато інших органічних сполук природного походження служать одним із джерел утворення фенолів, які погіршують їх органолептичні властивості. При хлоруванні води, що містить феноли, утворюються діоксини - надзвичайно отруйні речовини (смертельні дози: стрихнін 1,5-10-6; ботулін - 3,3-Ю-17, нервово-паралітичний газ - 1,6 10-5 моль/кг). Доза діоксинів - 3,1-10~9 - смертельна, а доза 6",5-10~15 моль/кг для людей віком до 70 років - ризик захворювання на рак. У сто разів менша доза впливає на імунну систему («хімічний» СНІД») і репродуктивні функції організму.Най отруйною речовиною є 2,3,7,8-тетрахлордибензодіоксин (ТХДД).Основною отруйною речовиною у викидах целюлозно-паперових комбінатів є поліхлоровані дибензфурани (ПХРД) і найсильнішим каном вугілля тощо є бенз(а)пірен (синергізм проявляється в парі діоксин-бенз(а)пірен).

Отримання пестициду 2,4-дихлорфенолу хлоруванням фенолу супроводжується утворенням 2,4,6-трихлорфенолу, який самоконденсується в діоксини, що потрапляють з питною водою до людей, так як сучасні водоочисні технології не мають бар'єрних функцій щодо останніх. Встановлено, що поліхлорований дибензо-я-діоксин (ПХДД) і поліхлорований дибензфуран (ПХДФ) утворюйся безпосередньо при хлоруванні води, тобто утворення диксинів при попередньому хлоруванні води - неминуче.

Залізо, що є у воді, є каталізатором дохлорування фенолів, переводячи малотоксичні діоксини високотоксичні при хлоруванні води. Органічні речовини, присутні у воді, практично безперешкодно проходять через завантаження швидких фільтрів, у тому числі й їх токсична діоксину частина.

Іноді органолептичні властивості води погіршуються при передозуванні реагентів або внаслідок неправильної експлуатації водоочисних споруд. Так, при знебарвленні води коагулювання без подальшої стабілізації зростає корозійна активність води і внаслідок цього погіршуються її органолептичні показники. При хлоруванні води спостерігається погіршення її органолептичних показників як за порушення режиму процесу, і у результаті утворення хлорорганічних сполук, викликають неприємні присмаки і запахи.

Встановлено, що традиційні прийоми очищення води мають слабо виражену бар'єрну дію в основному по відношенню до тих хімічних забруднень, які знаходяться в. воді у вигляді суспензій та колоїдів або переходять у нерозчинну форму в процесі очищення та попередньої обробки хлором (наприклад, емульговані фракції нафти, погано розчинні пестициди, деякі метали). По відношенню до таких забруднень бар'єрна роль очисних споруд може бути підвищена шляхом відповідного підбору реагентів високого освітлення води.

Дезодорація води в деяких випадках досягається при коагулюванні домішок та їх флокулюванні з подальшим фільтруванням, проте часто для усунення небажаних запахів та присмаків потрібне застосування спеціальних технологій. Їх вибір диктується характером домішок та станом, в якому вони знаходяться (суспензії, колоїди, справжні розчини, гази).

Універсальних методів дезодорації води на сьогодні - не існує, однак використання деяких з них у поєднанні забезпечує необхідний ступінь очищення. Якщо речовини, що викликають неприємні присмаки та запахи, перебувають у зваженому та колоїдному стані, то добрі результати дає їх коагулювання. Присмаки і запахи, зумовлені неорганічними речовинами, що у розчиненому стані, витягують дегазацією, знезалізненням, знесолюванням. та ін Запахи та присмаки, що викликаються органічними речовинами, відрізняються великою стійкістю. Зазвичай їх вилучають< путем оксидации и сорбции.

Речовини, що мають сильні відновлювальні властивості (гумусові кислоти, солі заліза (II), дубильні речовини, сірководень, нітрити, полі- та одноатомні феноли 0 т. п.) добре витягуються з води шляхом оксидації. Більш стійкі сполуки (карбонові кислоти, аліфатичні спирти, вуглеводні нафти та нафтопродукти тощо) в умовах обробки хлором та його похідними, а іноді й озоном окислюються погано. Іноді сильні окислювачі, впливаючи на ці речовини, значно посилюють початкові смаки та запахи (наприклад, фосфороорганічні пестициди). Разом з тим, дія окислювачів на легкоокислювані сполуки призводить до їх повної деструкції, або до утворення речовин, що не впливають на органолептичні показники води. Таким чином, дія окислювачів ефективна лише по відношенню до обмеженого числа забруднень.

Більш надійним та економічним є застосування фільтрів з гранульованим активним вугіллям, що використовується як фільтруюче завантаження. Фільтри, завантажені гранульованим активним вугіллям незалежно від коливання рівня забруднення води, є постійно діючим бар'єром по відношенню до речовин, що сорбуються. Однак, серйозною скрутою для застосування цього методу очищення води є порівняно мала поглинаюча здатність вугілля, що викликає необхідність його частої заміни або регенерації.

Дезодорація води аерацією

Для видалення з природних вод летких органічних сполук біологічного походження, що викликають запахи та присмаки, широко застосовують їхнє аерування.

Насправді аерування проводять у спеціальних установках - аераторах барботажного, розбризкуючого і каскадного типів.

В аераторах барботажного типу повітря, що подається повітродувками, розподіляється у воді дірчастими трубами, що підвішені в резервуарі (рис. 15.1), розпилювальними пристроями, розташованими на його дні. Перевага першого способу полягає у простоті демонтажу установки.

Мал. 15.1. Аератор барботажного типу (а) та інка-аератор (б)

6 - магістральний повітропровід; 2 - введення води у барботажну камеру 5; 3 - дірчасті пластини; 4 - розподільник повітря; 7,1 - відведення аерованої та подача вихідної води; 8 – водозлив; 9 - стабілізаційна перегородка; 10 - шар піни; 11 – вентилятор; 12 - дірчасте дно; б – барботажна камера поверхні вибирають довільно. Тривалість продувації повітря, як правило, не перевищує 15 хв. Витрата повітря становить 0,37-0,75 м3/хв на 1 м3 води.

У аераторах, що розбризкують, вода розпорошується соплами на дрібні краплі, при цьому збільшується поверхня її контакту з повітрям. Основним фактором, що визначає роботу аератора, є форма сопла та його розміри. Тривалість зіткнення води з повітрям, що визначається початковою швидкістю струменя та її траєкторією, зазвичай становить 2 с "(Для вертикального струменя, який викидається під напором 6 м).

В аераторах каскадного типу оброблювана вода падає струменями через кілька послідовно розташованих водозливів. Тривалість контакту цих аераторах може бути змінена з допомогою збільшення кількості щаблів. Втрата напору на аераторах типу каскадного коливається від 0,9 до 3 м.

В аераторах змішаного типу вода одночасно розбризкується і стікає тонким струменем з одного ступеня на інший. Для збільшення площі зіткнення води з повітрям застосовують керамічні кулі чи кокс.

Аерування води в пінному шарі здійснюється в інку аераторі (рис. 15.1,6) що представляє собою бетонний резервуар, на дні якого знаходиться перфорована пластина з нержавіючої сталі. Вода рівномірно розподіляється по пластині розподільною трубою. Для стабілізації шару піни застосовується спеціальна перегородка. Аерують воду повітрям, що подається вентилятором. Вода, пройшовши інкааератор, випускається через водозлив.

Список роботи, що використовується

Фрог Б.М. Левченко О.П. Водопідготовка, М.: Будвидав 1996

Вода може мати певний, не завжди приємний, запах, який набуває через різні органічні речовини, що містяться в ній, що являють собою продукти життєдіяльності або розпаду мікроорганізмів і водоростей. Очищення води від запаху (дезодорацію води) проводять за допомогою різних модифікацій методу хлорування води, сорбційного фільтрування, вуглевання, аерування, озонування, обробки води перманганатом калію, перекисом водню та комбінації цих методів.

Обробка води активним вугіллям

Якщо порівнювати сорбційний і окисний методи дезодорації, то перший відрізняється більшою надійністю в силу того, що ґрунтується на вилученні органічних речовин з води, а не на їх трансформації. Найбільш ефективні сорбенти - активні вугілля, добре сорбуючі феноли, більшість нафтопродуктів, поліциклічні ароматичні вуглеводні (канцерогенні у тому числі), хлор-і фосфорорганічні пестициди, а також інші органічні забруднення. Але сорбція на активному вугіллі не є універсальним засобом очищення води від органічних сполук, так як деякі речовини (наприклад, органічні аміни) ними не затримуються або затримуються, але погано (наприклад, синтетичні поверхнево-активні речовини).

Застосовують активні вугілля у вигляді порошку - для вуглевання води і у вигляді гранул - як завантаження для фільтрів. Варто відзначити ряд недоліків, що обмежують здійснення вуглевання води - це труднощі замочування і дозування вугілля, необхідність в ємності для забезпечення контакту вугілля з оброблюваною водою і т. д. Тому даний метод використовується в основному тоді, коли потрібна епізодична, короткочасна дезодорація невеликих обсягів води.

Застосування гранульованих активних вугілля в якості фільтруючого завантаження - більш надійний варіант. Незалежно від коливання рівня забруднення води фільтри із завантаженням з гранульованого активного вугілля є прекраснодіючим бар'єром для речовин, що сорбуються, до моменту вичерпання ємності вугілля.

Розташовують вугільні фільтри після освітлювальних. Також можливий варіант застосування поєднаних освітлювально-сорбційних фільтрів.

Недолік вугільних фільтрів – необхідність регенерації активного вугілля. Відновлення вугільної завантаження може здійснюватися хімічним, термічним та біологічним методами. При використанні хімічного методу регенерації вугілля попередньо обробляється гострою парою, потім - лугом. При всій складності і трудомісткості метод мало ефективний, тому що не відбувається повного відновлення сорбційної здатності матеріалу. Термічний метод передбачає випалювання адсорбованих органічних сполук при температурі 800 ... 900 º С у спеціальних печах. Цей досить складний метод регенерації супроводжується втратами вугілля при випаленні. Біологічний метод регенерації спирається на здатність бактерій до мінералізації адсорбованих вуглеорганічних сполук, але швидкість цього процесу дуже мала.

Як правило, в промислових системах водоочищення і тим більше в побутових системах застосування жодного з представлених вище видів регенерації неможливе і при зниженні якості очищення просто роблять заміну завантаження, що фільтрує.

Окисно-сорбційний метод обробки води

В силу вищевикладеного актуальна задача збільшення міжрегенераційного періоду роботи гранульованого активного вугілля, яка успішно вирішується обробкою води окислювачем перед фільтруванням через черезвугілля. Така обробка води дає не просто підсумовування двох процесів, а сприяє прояву ефекту окислювально-сорбційної взаємодії. При цьому вугілля «працює» як каталізатор окислення, що значно підвищує глибину і швидкість цього процесу, і, водночас, на вугіллі краще сорбуються багато продуктів окислення. Подібне одночасне застосування двох методів значно розширює діапазон органічних забруднень, що видаляються з води. Практикою доведено також економічну перевагу спільного застосування окислювачів та активного вугілля.

Вихідні дані, такі як якість оброблюваної води, склад і типи очисних споруд, визначають різноманітність технічних рішень застосування окислювально-сорбційного методу очищення води. Фільтри, що використовують гранульоване вугілля і виконують поряд із зазначеною функцією також функцію освітлення води, розміщуються після споруджень першого ступеня. Завантаження таких фільтр має два варіанти виконання: 1) повністю складається з активного вугілля; 2) складається з вугілля матеріалу механічного очищення (двошарове завантаження).

Схема контактного освітлення води передбачає також можливість розташування після контактних освітлювачів окремо стоять вугільних фільтрів або пристрій контактних освітлювачів з піщано-вугільною завантаженням. Варто відзначити, що в першому випадку, коли фільтрування води відбувається послідовно через окремих каскаду фільтрів, спостерігається значне зростання капітальних витрат на будівництво очисних. Однак при цьому вугільне завантаження використовують за її прямим призначенням (для видалення хімічних забруднень) і знаходиться вона найбільш сприятливих умовах, так як на вугільний фільтр надходить освітлена вода. В результаті фільтр вимагає більш рідкісних промивок, що знижує втрату углянувши подрібнення та стирання; зменшення засмічення вугільних пор суспензією сприяє кращій сорбції хімічних забруднень і збільшення терміну служби вугілля як сорбенту.

Санітарно-гігієнічні та техніко-економічні показники очищення води та призначення вугільного завантаження визначають її місце розташування в технологічній схемі.

Варіанти введення окислювача у воду:

1) на початку технологічної схеми;

3) безпосередньо перед вугільним фільтром;

4) подвійне запровадження окислювачів різного типу. Причому місце введення окислювача визначається загальними завданнями, що покладаються на окислювач, швидкістю його витрачання та іншими факторами.

Для підземних джерел зазвичай використовується перший варіант введення, а поверхневих - другий. римаючи окислювально-сорбційний метод дезодорації води, важливо правильно підібрати тип використовуваного окислювача. Існуючі в даний час окислювачі, поширені на практиці обробки води реагентами, відрізняються різною ефективністю (з техніко-економічної та санітарно-гігієнічної точок зору) щодо хімічних забруднень води.

Хлор як окислювач доцільно використовувати у разі знаходження у воді порівняно легко окислюваних забруднень (феноли, деякі речовини природного походження і т. д.).

При наявності у воді здебільшого важко окислюваних забруднень (розчинних фракцій нафти та її продуктів, синтетичних поверхнево-активних речовин, органічних пестицидів та ін) доцільно застосування озону як найбільш сильного окислювача. В окремих випадках також ефективне використання кількох окислювачів (озону та хлору, хлору та перманганату калію). Шляхом лабораторних випробувань здійснюється вибір окислювача, його доза та місце введення у технологічній схемі очищення води - з урахуванням підтримки мінімуму навантаження на вугілля як сорбент. У цьому враховується також функція вугілля як каталізатора процесу окислення.

Дуже важливе питання - тривалість роботи активного вугілля, яку практично неможливо визначити розрахунковим шляхом. Вона залежить від правильного підборатипу і дози окислювача, а також ряду інших умов. При такому стані справ не завжди економічно виправданою є регенерація вугілля, особливо якщо врахувати, що для відшкодування його втрат на подрібнення, стирання та винесення при промиваннях щороку потрібно робити добавку свіжого вугілля (орієнтовно 10% на рік до обсягу вугілля). У той же час можливе різке зниження сорбційної здатності вугілля по відношенню до органічних речовин внаслідок обростання неорганічними забрудненнями (в основному, гідроксидами заліза, алюмінію та ін.). Тому стоїть завдання забезпечення високого ступеня попереднього освітлення води (а саме її знезалізнення і деманганації) до моменту її надходження в шари вугільного завантаження. Насамперед це має відношення до фільтрувальних споруд з поєднаними функціями освітлення та очищення від хімічних забруднень.

У шановні добродії, якщо для Вас актуальне завдання впровадження системи дезодорації води, зробіть запит фахівцям компанії Waterman. Ми запропонуємо Вам найкраще технологічне рішення.