Если сточную жидкость нужно очистить от фенола, то пар освобождают от него пропусканием через нагретый до 100є раствор щелочи.

При флотации происходит процесс, основанный на всплывании дисперсных частиц вместе с пузырьками воздуха. Всплывание происходит за счет создание пены, обволакивающей частички примесей и удаляемой из воды вместе с ними. Для создания пены воду насыщают пузырьками мелкодиспергированного воздуха.

Твердые частицы взаимодействуют с пузырьками воздуха на границе раздела трех фаз: частица-воздух, частица-вода, вода-воздух.

Частицы, содержащиеся в сточной воде, прилипают к поверхности раздела вода-пузырек воздуха и всплывают на поверхность воды.

При кристаллизации производственные сточные воды очищают путем выделения из нее загрязнений в виде кристаллов. Кристаллизация обычно происходит в естественных прудах и водоемах выпариванием, так как процесс возможен при повышенной концентрации загрязнений.

3.3 Методы очистки природных вод

Основными методами очистки воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения являются осветление, обесцвечивание и обеззараживание.

Осветление воды путем осаждения взвешенных веществ

Эту функцию выполняют осветлители, отстойники и фильтры. В осветлителях и отстойниках вода движется с замедленной скоростью, вследствие чего происходит выпадение в осадок взвешенных частиц. В целях осаждения мельчайших коллоидных частиц, которые могут находиться во взвешенном состоянии неопределенно долгое время, к воде прибавляют раствор коагулянта (обычно сернокислый алюминий, железный купорос или хлорное железо). В результате реакции коагулянта с солями многовалентных металлов, содержащимися в воде, образуются хлопья, увлекающие при осаждении взвеси и коллоидные вещества.

Коагуляцией примесей воды называют процесс укрупнения мельчайших коллоидных и взвешенных частиц, происходящий вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения.

Фильтрование - самый распространенный метод отделения твердых частиц от жидкости. При этом из раствора могут быть выделены не только диспергированные частицы, но и коллоиды.

В процессе фильтрования происходит задержание взвешенных веществ в порах фильтрующей среды и в биологической пленке, окружающей частицы фильтрующего материала. Вода освобождается от взвешенных частиц, хлопьев коагулянта и большей части бактерий.

Обесцвечивание воды

Обесцвечивание воды, т.е. устранение или обесцвечивание различных окрашенных коллоидов или полностью растворенных веществ может быть достигнуто коагулированием, применением различных окислителей (хлор и его производные, озон, перманганат калия) и сорбентов (активный уголь, искусственные смолы).

Обеззараживание воды

Обеззараживание воды или ее дезинфекция, заключается в полном освобождении воды от болезнетворных бактерий. Так как полного освобождения ни отстаивание, ни фильтрование не дают, дезинфекция воды может быть достигнута: введением в воду сильных окислителей, способных убивать ферменты бактериальных клеток; нагреванием воды до температуры 80°С (пастеризация) - 100°С (стерилизация); облучением воды ультрафиолетовыми лучами; озонированием (наиболее эффективный метод обеззараживания воды, однако он весьма дорог); воздействием ультразвуком; введением в воду серебра или других металлов, обладающих олигодинамическим действием на микроорганизмы.

Установка для дезодорации воды проектируется перед фильтрами. Привкусы и запахи природных вод бывают природного и искусственного происхождения, что обусловливает различие их химического состава и многообразие методов обработки воды для их локализации.

Для удаления из воды веществ, вызывающих нежелательные привкусы и запахи, применяют следующие методы ее обработки: аэрацию, окисление хлором, озоном, перманганатом калия и другими окислителями; сорбцию активным углем. Аэрация воды является наиболее простым способом ее дезодорации, основанным на летучести большинства веществ, обуславливающих привкусы и запахи.

Для удаления из воды запахов, обусловленных жизнедеятельностью микроорганизмов и водорослей, успешно применяют хлор и озон. В целях предотвращения появления хлорфенольного запаха при хлорировании воды рекомендуется применять: перхлорирование воды (для окисления фенолов), преаммонизацию (введение солей аммиака для связывания хлора) и комбинированную обработку воды совместно с марганцовокислым калием.

Активный уголь является наиболее универсальным средством для дезодорации воды.

Озонирование питьевой воды

Интерес к применению озона при подготовке питьевой воды объясняется тем, что озон как сильнейший окислитель имеет ряд преимуществ перед другими реагентами. Озонирование не только обеспечивает быстрое и надёжное обеззараживание, но вызывает и весьма значительное улучшение органолептических свойств воды, т.к. в результате обработки озоном устраняются привкусы и запахи, цветность воды. Кроме того, возрастает содержание растворённого кислорода, что возвращает очищенной воде одно из основных свойств, характеризующих чистые природные источники.

В некоторых случаях озонирование может быть использовано с главной целью - устранения неприятных привкусов и запахов воды загрязнённых поверхностных источников, которые иногда приходится применять для хозяйственно-питьевого потребления. Воды незагрязнённые, но имеющие значительную цветность, могут быть обесцвечены с помощью озона, действие которого в этом отношении является весьма эффективным.

Озонирование также позволяет удалять из воды железо и марганец в тех случаях, когда деферризация и детонганация с помощью общеизвестных методов не дают достаточно удовлетворительных результатов.

Наконец, озонирование является почти незаменимым способом обеззараживания минеральных вод («Нарзан», «Боржоми» и т.д.), а также при производстве фруктовых вод (например, лимонада и т.д.).

С гигиеничной точки зрения метод озонирования воды имеет существенные преимущества благодаря высокому окислительно-восстановительному потенциалу бактерицидного действия.

Доза озона, необходимая для обеззараживания воды, варьируется в зависимости от содержания в воде органических веществ, от температуры воды и от величины активной реакции воды (рН).

Прозрачная и чистая ключевая вода и воды горных рек, малозагрязнённые посторонними примесями, требуют примерно 0,5 мг/л озона. Вода, поступающая из открытых водохранилищ, может вызывать расход озона до 2 мг/л. Средняя доза озона составляет 1 мг/л.

Экспериментальные исследования показали, что с повышением температуры воды необходимо также увеличивать дозу озона.

При изучении влияния активной реакции воды на обеззараживающее действие озона было установлено, что увеличение рН более 7,1 сопровождалось значительным уменьшением коэффициента использования озона водой.

Продолжительность контакта озоно-воздушной смеси с обрабатываемой водой колеблется от 5 до 15 минут сообразно с типами установок и их производительностью, (при повышении температуры время контакта увеличивается).

Хлор и озон на бактерии влияют не одинаково. При увеличении интенсивности хлорирования происходит прогрессивное отмирание бактерий. Между тем, при озонировании обнаруживается внезапное бактерицидное действие озона, соответствующее определённой критической дозе, равной 0,4-0,5 мг/л. Для меньших доз озона его бактерицидность незначительна, но и как только достигается критическая доза, отмирание бактерий становится сразу резким и полным. Последние исследования механизма озонирования показали, что действие его происходит быстро при условии поддержания нужной концентрации в течение определённого времени. Это действие обусловлено озонированием массы бактериальных протеинов в процессе каталитического окисления. Между тем, хлор производит только выборочное отравление жизненных центров бактерий, причём довольно медленное из-за необходимости длительного времени для диффузии в цитоплазме.

На обеззараживающее действие озона влияет цветность воды, так озонирование неосветлённой воды неэкономично и неэффективно, так как большие количества озона расходуются на окисление веществ, которые могут быть задержаны обычными очистными сооружениями. Обработка воды озоном целесообразна только после её осветления, а так же фильтрования (доза озона уменьшается в 2-2,5 раза, чем для нефильтрованной воды).

Исследования показали, что из бактерий, кишечная палочка оказалась наиболее устойчивой к действию окислителей из всей группы кишечных бактерий, быстро погибает при озонировании. Также эффективно использование озонирования в борьбе с возбудителями брюшного тифа и бактериальной дизентерии.

Озон обладает высокой эффективностью в уничтожении спор, цист и многих других патогенных микробов. Исследования показали, что действие озона на указанные организмы является всегда наиболее быстрым и результативным. В частности споры уничтожаются в воде озоном в 3000 раз быстрее, чем хлором.

Опыты показали, что озон обладает высоким спорицидным эффектом. Озон пропускали в течение определённого времени через воду дистиллированную, водопроводную, колодезную, речную и прудовую, заражённую спорами антропоида. Полное обеззараживание загрязнённых естественных вод, содержащих до 10000 спор антропоида в 1 мл, достигалось после пропуска озона через воду в течение 1 часа. Также была установлена прямая зависимость величины озонопоглощаемости воды от степени её загрязнения, чем чище вода, тем меньше озонопоглощаемость. Уничтожение спор озонированием происходит значительно быстрее, чем при хлорировании.

Озон оказывает резко выраженное, быстрое и радикальное воздействие на многие вирусы. Механизм этого явления объясняется полным окислением вирусной материи.

По данным исследованиям известно, что возбудители полиомиелита уничтожаются озоном за 2 минуты при концентрации 0,45 мг/л, тогда как при хлорировании дозой 1 мг/л для этого потребуется 3 часа.

Заключение

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются мероприятия по охране окружающей Среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью ликвидировать сбрасываемые сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

В химической промышленности намечено более широкое внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов, дающих наибольший экологический эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод.

Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90% расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.

Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение. Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач, связанных с очисткой производственных сточных вод.

В ближайшей перспективе намечается внедрение мембранных методов для очистки сточных вод.

Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.

Список использованных источников

вода сточный питьевой очистка

1 Воронцова, Н.И. Вода питьевая / Н.И. Воронцова. - М.: Стройиздат, 1996. - 360 с.

2 Клячков В.А. Очистка природных вод / В.А. Клячков, И.Э. Апельцин. - М.: Стройиздат, 1971. - 579 с.

3 Карюхина, Т.А. Контроль качества воды: учеб. / Т.А. Карюхина, И.Н. Чуранова. - М.: Стройиздат, 1986. - 186 с.

4 Фрог, Б.И. Водоподготовка: учеб. пособие для вузов / Б.И. Фрог, А.П. Левченко. - М.: МГУ, 1996. - 680 с.

5 Яковлев, С.В. Водоотведение и очистка сточных вод: учеб. / С.В. Яковлев. - М.: Стройиздат, 1987. - 319 с.

6 Николадзе, Г.И. Коммунальное водоснабжение и канализация / Г.И. Николадзе. - М.: Стройиздат, 1983. - 423 с.

7 Кульский, Л.А. Технология очистки природных вод / Л.А. Кульский, П. П Строкач. - К.: Высшая школа, 1981. - 315 с.

8 Очистка производственных сточных вод: учеб. пособие для вузов / С.В. Яковлев [и др.]. - М.: Стройиздат, 1979. - 320 с.

9 Кожиков, В.Ф. Озонирование воды / В.Ф. Кожиков, И.В. Кожиков. - М.: Стройиздат, 1974. - 430 с.

10 Проскуряков, В.А. Очистка сточных вод в химической промышленности / В.А. Проскуряков, Л.И. Шмидт. - Л.: Химия, 1977. - 464 с.

11 Кульский, Л.А. Справочник по свойствам, методам анализа и очистки воды / Л.А. Кульский. - в 2-х ч. - К.: Наукова думка, 1980. - 1320 с.

12 Никитина, О.Г. Гидробиологический контроль работы городских очистных сооружений. Контроль качества природных и сточных вод / О.Г. Никитина, Н.С. Жмур, Н.С. Горбань. - М.: Стройиздат, 1982. - 44 - 51 С.

13 Алексеев, Л.С. Контроль качества воды: Водоснабжение и водоотведение: учеб. / Л.С. Алексеев. - 3-е изд., перераб. и доп. - М: Инфра-М, 2004. - 154 с.

14 Ахманов, М.Н. Вода, которую мы пьем. Качество питьевой воды и ее очистка / М.Н. Ахманов. - СПб.: Невский проспект, 2002. - 192 с.

15 ПДК вредных веществ в воздухе и воде. - 2-е изд., перераб. и доп. / Л.: Химия, 1975. - 456 с.

16 Лозановская, И.Н. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении / И.Н. Лозановская, Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова. - М.: Высшая школа, 1998. - 287 с.

17 Химия окружающей среды / под ред. Дж.О.М. Бокриса. - М.: Химия, 1982. - 672 с.

18 Владимиров, А.М. Охрана окружающей среды / А.М. Владимиров, Ю.И. Ляхин, Л.Т. Матвеев, В.Г. Орлов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 423 с.

19 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.1074-01. - М.: Минздав России, 2002. - 103 с.

20 Сан ПиН 2.1.4.559 - 96 Питьевая вода. - М.: инф. изд. Центр Госкомсанэпиднадзора России, 1996.

21 Николадзе, Г.И. Водоснабжение / Г.И. Николадзе, М.А. Солов. - М.: Стройиздат, 1995. - 541 с.

Размещено на Allbest.ru