Реферат: Химия и экология

Удаление железа и марганца. Для удаления из воды железа и марганца используются как гравитационные, так и напорные фильтры с одним или несколькими фильтрую­щими слоями.

Умягчение. Высокая карбонатная жесткость контроли­руется осаждением с известковым молоком, реже ионным обменом.

Дезинфекция. Окончательная дезинфекция обработанной воды обычно осуществляется хлором или хлорсодержащими соединениями, такими как диоксид хлора. В последнее время для стерилизации воды получили распрост ранение ультрафиолетовое облучение и озонирование.

                Обработка загрязненной воды из подземных источников. Сейчас подземные источники, используемые для питьевой воды, содержат осадочные продукты сельскохозяйственных химикатов, пестицидов, поступающих вместе со стоками с полей, растворителей, хлорированных углево­дородов химической промышленности.

Так, Североураль­ский бассейн подземных вод, в состав которого входит Кальинское месторождение, содержит повышенные кон­центрации нитритов. Дополнительные методы обработки включают в себя десорбирование, добавку угольной пуд­ры и/или фильтрацию через слой активированного угля.

 

 

ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ГРУНТОВЫХ ВОД

                Грунтовые воды имеют важное значение для жизнедеятельности всех живых существ. Они питают подземные и поверхностные источни­ки, используются расте­ниями и другими орга­низмами. Загрязнение грунтовых вод может се­рьезно сказаться на ка­честве питьевой воды и на жизнедеятельности живых организмов.

По­этому в развитых стра­нах грунтовым водам придают очень большое значение и разрабаты­вают новые технологии их очистки.

Воздушная венти­ляция — один из самых распространенных способов восстановления грунтовых вод и их очистки. При воздушной вентиля­ции осуществляют инжекцию воздуха или кислорода в водоносный слой для отгонки или смыва летучих загряз­нений. При этом воздушные пузырьки проходят через грунтовые воды и захватываются системой паровой эк­стракции.

Вся система действует на участке как воздушный де-сорбер. Легкие фракции или летучие загрязнения обычно извлекаются через почву скважинами паровой экстракции и в дальнейшем обрабатываются.

Биологическая очистка на месте часто применяется в комбинации с воздушной вентиляцией. Питательные ве­щества или источник кислорода (например, воздух) зака­чиваются под давлением в водоносный слой для повыше­ния интенсивности биологического разложения загрязне­ний в грунтовых водах. Продукты разложения выкачива­ются применением воздушной вентиляции.

Обработка пассивными барьерами аналогична обработ­ке химическими барьерами из жидкой глины.

Загрязнен­ная грунтовая вода контактирует с барьером и начинает­ся химическая реакция. Один из типов обработочного ба­рьера — известковый барьер, который повышает рН. По­вышение рН эффективно задерживает растворенные металлы в насыщенной зоне. Другой тип пассивного барь­ера содержит железную начинку, которая дехлорирует хлорные соединения.

При окислении на участке используют соответствую­щие химические вещества, которые окисляют загрязне­ния, растворенные в грунтовых водах, превращая их в нерастворимые соединения, которые осаждаются. Приме­няется при известном составе загрязнений.

Смывание поверхностно-активными веществами (ПАВ) воздействует на жидкие загрязнения, не содержащие воду, повышает растворимость и подвижность загрязне­ния в воде. Таким образом, эти жидкие загрязнения более легко могут быть подвергнуты разложение в водоносном слое и восстановлены после откачки воды для обработки на поверхности.

    

ОБРАБОТКА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Так как ресурсы воды хорошего качества из подзем­ных источников ограничены, возникает необходимость при­влечения все большего количества воды из поверхност­ных источников: рек, озер и водохранилищ. Для обработки воды из поверхностных источников необходим значитель­но более широкий диапазон методов (см. рис. 62), так как они содержат другие многочисленные загрязняющие ве­щества, часть из которых просто нежелательна, в то вре­мя как другие опасны для здоровья. Этими загрязняющи­ми веществами могут быть: мусор, водоросли, планктон, органика, вещества, придающие воде неприятные вкус и запах, соединения тяжелых металлов, бактерии и другие патогенные микроорганизмы.

Мусор удаляется грубыми и тонкими решетками, перемещающимися ленточными решетками или вращающимися барабанными решетками. На этой стадии уда­ляются также присутствующие в сырой воде водоросли и планктон.

Удаление коллоидных, взвешенных и растворенных загрязняющих веществ осуществляется в несколько эта­пов. Процесс очистки воды в этих сооружениях обычновключает в себя:

химическую флоккуляцию с помощью первичных флоккулянтов (соединения железа или алюми­ния), отделение твердых взвешенных частиц, например воздушной флотацией, фильтрацию песком осадочных продуктов флоккуляции. Довольно часто проводятся пред­варительная и сопутствующая дезинфекции, а также до­полнительная фильтрация воды через активированный уголь с заключительной фильтрацией песком.

1 — Забор сырой воды.

2 — Камера химического перемешивания.

3 — Реакционная камера.

4 — Камера флоккуляции.

5 — Распределительная камера.

6 — Блок наклонных пластин.

7 — Зона уплотнения отстоя.

8 — Зона сепарации.

9 — Канал выпуска чистой воды.

10 — Насос обратной перекачки отстоя.

11 — Излишний осадок.

Флоккуляция. Взвешенные частицы могут быть уда­лены из воды путем агломерации в частицы с размера­ми, достаточными для осаждения под действием силы тяжести. После ввода коагуляторов отталкивающие электрокинетические заряды частиц нейтрали­зуются, они прилипают друг к другу, и формируется медленно оседающий флоккулированный осадок из не­больших по размеру частиц. Если жидкую массу теперь мягко перемешать, контакт между частицами усилит­ся, и они начнут расти в размерах. Этот эффект, назы­ваемый флоккуляцией (flocculation — образование хло­пьев), значительно ускоряется, если проводится при за­ранее сформированном флоккулированном осадке, так как сформировавшиеся новые частицы наращиваются на уже осажденные, тем самым рост происходит значитель­но быстрее.

Фильтрация. Заключительная фильтрация (см. рис. 64) в большинстве случаев выполняется с помощью песочных фильтров в бетонных сооружениях, но иногда использу­ются напорные фильтры, размещенные в стальных или бетонных резервуарах.

Предварительная и попутная дезинфекция с целью раз­рушения вредных организмов, регулирования вкуса и за­паха иногда выполняется совместно с озонированием. Очень часто для предотвращения повторного размножения орга­низмов в обработанной воде водопроводной системы ис­пользуется последующее хлорирование.

Фильтрация — это наиболее важный этап при очистке любой воды. Однако после некоторого времени работы каж­дый фильтр должен быть очищен от накопившихся в слое загрязняющих веществ. Это делается с помощью операции обратной промывки. Существенный фактор в успехе об­ратной промывки — это конструкция основания фильтра. Она должна обеспечивать равномерное распределение по всему поперечному сечению фильтрующего слоя продувоч­ного воздуха и воды, вводимой для обратной промывки.

АВТОНОМНАЯ ВОДОПОДГОТОВКА

Как бы хорошо мы не очистили воду на фильтроваль­ной станции, пройдя путь по системе водопровода до по­требителя, она неизбежно загрязнится вновь, особенно в водопроводных системах нашей области, а пожалуй, и всей России.

Вопрос о наилучшем способе обработки водопроводной воды широко дискутируется. Рынок бытовых устройств об­работки воды развивается в мире вот уже на протяжении более сорока лет. За последнее десятилетие в развитых стра­нах спрос и интерес потребителей к бытовым устройствам обработки воды с целью улучшения ее вкуса и увеличения полезных свойств, возрос. На сегодняшний день эта отрасль является одной из наиболее быстро развивающихся в Аме­рике, Европе и Японии.

В основе работы бытовых фильтров лежит несколько технологий. На сегодняшний день самым передовым в под­готовке питьевой воды является метод обратного осмоса. Именно этот метод используется на фабриках по произ­водству и розливу питьевой воды в бутылки.

Суть этого метода заключается в том, что вода под на­пором в водопроводной сети подается на специальную мем­брану, представляющую собой спираль. Мембрана пропус­кает сквозь свои микропоры только молекулы, по разме­рам сравнимые с молекулами воды. Молекулы примесей, которые, как правило, значительно крупнее молекул воды, смываются водяным потоком в дренаж. Итак, метод обрат­ного осмоса имеет следующие существенные отличия:

·     очистка на молекулярном уровне, позволяющая эф­фективно удалять все нежелательные примеси (до 97% удаления), в том числе растворенные соли тяжелых ме­таллов, чего невозможно добиться другими методами;

·     разделение очищаемой воды на два потока: «грязной» воды и подготовленной для питья;

·     несмотря на то, что эффективность очистки этим ме­тодом близка к дистилляции, очищенная вода остается, в отличие от дистиллированной, насыщенной кислородом, сохраняя свою свежесть.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16