Cum se purifică apa de metalele grele. Cum și cu ce poți purifica apa acasă

Apa poate conține multe impurități dăunătoare oamenilor. Cel mai adesea acestea sunt clorul, pesticidele, nitrații, compușii organici, bacteriile și metalele grele. Anterior oameni nu știau ce să facă cu lichidul de calitate scăzută, cum să-l îmbunătățească. Astăzi, filtrele de purificare a apei sunt utilizate în mod activ în acest scop.

În acest articol vom arunca o privire mai atentă asupra metalelor grele ca fiind unul dintre poluanții umidității dătătoare de viață care sunt destinate oamenilor. Ce este? Cum să le determinăm în lichid? Cum să purificăm apa din ele pentru uz casnic? Veți găsi răspunsuri la aceste și multe alte întrebări aici.

Cum să determinați dacă există metale grele în apă

Există doar unul mod de încredere, datorită căruia vei afla dacă acest tip de impuritate se află sau nu în lichid. Aceasta este o analiză a apei. Am scris deja despre cum să colectăm în mod corespunzător apa pentru analize chimice. Apoi, trebuie să colectați umiditatea într-un recipient curat, în conformitate cu regulile de colectare și să o duceți la unul dintre centrele private sau publice care oferă acest serviciu. De exemplu, la centrele teritoriale de igienă și epidemiologie. Sau la un magazin care vinde echipamente de curatenie (unii ofera sa ofere serviciul gratuit).

Rezultatele analizei vor fi gata în câteva zile. Îți vor spune exact ce impurități au fost prezente în proba studiată și vor spune specialiștilor cum să îmbunătățească calitatea apei.

Ce metale grele pot fi detectate?

În lichid pot fi găsite multe metale grele care trebuie îndepărtate. Vom prezenta pe cele principale care sunt cel mai des întâlnite.

1. Plumb

Nu are miros sau gust. Poate provoca otrăvire acută sau cronică la oameni și poate duce chiar la moarte. Are tendința de a se acumula în țesuturile corpului, păr, unghii. Afectează negativ sistemul nervos periferic, ficatul, rinichii. Blochează enzimele implicate în formarea hemoglobinei.

2. Mercur

Deosebit dăunător pentru rinichi sistemul nervos. Dacă intră în corp cu apă, poate provoca tulburări ale stării mentale, vederii, auzului și pierderea sensibilității pielii. Cea mai comună sursă de mercur sunt întreprinderile industriale.

3. Cupru

O concentrație excesivă de cupru în lichidul consumat afectează, în primul rând, funcționarea tractului gastrointestinal - apar greață, vărsături și indigestie. Cuprul este deosebit de periculos pentru persoanele cu un ficat bolnav și sensibil, precum și pentru sugari.

4. Fierul de călcat

Distribuit în toată Belarus. Depus în organele și țesuturile umane. Provocă boli grave, inclusiv hemocromatoza. Intră în apă în mod natural, datorită caracteristicilor geologice ale zonei. În plus, țevile vechi de fier pot deveni o sursă de fier.

5. Mangan

Afectează negativ fătul în timpul sarcinii și provoacă mutații. Sursa sunt cel mai adesea întreprinderile industriale.

Cum să curățați umezeala de metalele grele?

Există 4 metode principale și anume:

sorbția (absorbția impurităților din apă de către adsorbanți),
schimb de ioni (schimb de ioni cu impurități și formarea de compuși inofensivi),
electroliza (degradare compuși chimici sub influenta curent electric),
osmoză inversă (umiditatea este trecută printr-o membrană semipermeabilă).

Ce metodă de curățare este folosită cel mai des în viața de zi cu zi?

Osmoza inversa

Îndepărtarea metalelor grele din lichidele destinate alimentelor în casele din Belarus este adesea efectuată folosind filtre bazate pe osmoză inversă. Acestea sunt sisteme în mai multe etape destul de complexe, care îndepărtează destul de rapid, pas cu pas, impuritățile dăunătoare din umiditate.

Avantajul filtrului este că face față în mod eficient aproape tuturor contaminanților. După un astfel de sistem, poți avea încredere în calitatea lichidului folosit.

Sortie

În filtrele de uz casnic, curățarea prin sorbție se realizează prin cartușe pe bază de cărbune activ. Pe lângă metalele grele, ele îndepărtează clorul, compușii de cloruri, materia organică, precum și gusturile și mirosurile neplăcute. Cartușele de carbon stau la baza filtrelor de flux; acestea sunt instalate în etapa de pre-curățare înainte de membrana de osmoză inversă.

Cărbunele activat cu proprietățile sale de sorbție este utilizat pentru a crea cartușe pentru majoritatea tipurilor de filtre de băut - ulcioare, de masă, cu flux, osmotice etc.

Dacă doriți să vă protejați de efectele nocive ale metalelor grele și să purificați apa din acestea, vă recomandăm să utilizați un sistem de osmoză inversă sau flux de la un producător de încredere.

Este greu să-ți imaginezi viața fără apă. Folosim apa pentru baut, gatit, igiena personala, spalat etc., adica apa este necesara pentru viata normala a omului. Prin urmare, este atât de important să fie curat și absolut inofensiv pentru sănătate. Din păcate, este foarte greu de găsit astăzi. Și pot exista multe motive pentru aceasta - de la starea nesatisfăcătoare conducte de apă la caracteristicile surselor de alimentare cu apă. Acesta este motivul pentru care problema epurării apei acasă este atât de relevantă astăzi.

Principalul dezavantaj al apei de la robinet este duritatea excesivă, adică un exces de săruri de calciu și magneziu, bicarbonați, sulfați și fier. Duritatea mare conferă apei un gust amar, are un efect negativ asupra organelor digestive, perturbă echilibrul apă-sare din corpul uman, formează calcar pe vase și elemente de încălzire aparatele de uz casnic, strică țesăturile în timpul spălării.

Apa de la robinet poate conține diverse impurități: compuși de azot, săruri de sodiu, potasiu, calciu, mangan etc. Clorarea are beneficii controversate. Pe de o parte, clorarea este o modalitate eficientă, accesibilă și ieftină de a dezinfecta apa.

Pe de altă parte, clorul înrăutățește semnificativ gustul apei, iar clorul reacționează cu compuși organici, poate forma toxine care conțin clor, substanțe mutagene și cancerigene și otrăvuri, inclusiv dioxizi.
Desigur, calitatea apei de la robinet este monitorizată de autoritățile competente și dacă concentrația de impurități nocive din aceasta este depășită, se iau măsuri corespunzătoare. Cu toate acestea, majoritatea experților sunt unanimi în opinia lor: nu trebuie să bei apă direct de la robinet. Trebuie măcar să o fierbi.

Advocacy

Advocacy - cel mai simplu mod purificarea apei de la robinet. Prin decantare înțelegem procesul de separare din apă sub influența forțelor gravitaționale ale particulelor în suspensie, respectiv sărurile, unele metale grele etc. Pentru a purifica apa folosind această metodă, trebuie să luați un vas curat, de exemplu, un borcan, să-l umpleți cu apă de la robinet, să-l acoperiți cu un capac și să lăsați timp de 5-6 ore. În acest timp, particulele în suspensie se vor depune pe fund. Puteți folosi doar 2/3 de sus din apă, este recomandabil să turnați 1/3 inferioară de apă, deoarece în ea sunt concentrate toate impuritățile dăunătoare. Nu se recomandă să stea apă mai mult decât timpul specificat, deoarece bacteriile patogene pot începe să se înmulțească în apă care stă mult timp.

Fierbere

Fierberea este considerată cea mai simplă și într-un mod accesibil purificarea apei menajere. Mai mult, dacă apa nu este purificată prin filtre, fierberea este o condiție prealabilă pentru consumul ei sănătos. Fierberea ajută la curățarea apei de multe tipuri de impurități. Sub influența temperaturii ridicate cele mai multe bacteriile mor, compușii care conțin clor sunt distruși, apa devine moale și gustoasă. Cu toate acestea, fierberea are și dezavantajele sale.

În primul rând, în apa clorurată, sub influența temperaturii ridicate, se formează dioxid, care tinde să se acumuleze în corpul uman și are un efect cancerigen.
În al doilea rând, fierberea obișnuită (nu pe termen lung) nu distruge toți microbii, ca să nu mai vorbim de metale grele, nitrați, fenol și produse petroliere.
În al treilea rând, cu expunerea prelungită la temperaturi ridicate, structura apei este distrusă și, în cel mai bun caz, nu devine utilă și, în cel mai rău caz, dăunătoare sănătății. Apa fiartă este apă grea sau, așa cum se mai spune, apă „moartă”. Conține izotopi grei de hidrogen - atomi de deuteriu. Impactul negativ al unei astfel de ape asupra corpului uman a fost confirmat de numeroase studii.

Pentru ca purificarea apei prin fierbere să fie cât mai eficientă și efectele negative să fie minime, este important să respectați următoarele reguli:

Nu mai fierbeți apa, turnați apa rămasă din ibric și clătiți-o după fiecare utilizare.
Este indicat sa se fierbe apa prefiltrata sau cel putin apa decantata.
Folosiți doar 2/3 de sus din volum pentru băut sau gătit, aruncați apa rămasă
Dacă este necesar, detartrați fierbătorul și alte ustensile
Evitați fierberea prelungită

Congelare

Puteți purifica apa de la robinet acasă, înghețând-o parțial. Esența acestei metode de purificare este următoarea: apa mai pură și mai proaspătă îngheață mai repede, apoi apa care conține impurități și săruri cristalizează. Pentru a purifica apa folosind această metodă, trebuie să turnați apă într-un recipient, de exemplu, sticla de plastic, și puneți-l la congelator. Când se formează primul strat subțire de gheață la suprafața apei, acesta trebuie îndepărtat, deoarece este apă grea cu îngheț rapid.

După ce apa îngheață la jumătate, scoateți recipientul din congelator. Apa înghețată trebuie folosită pentru băut și gătit. Apa neînghețată nu trebuie folosită. ÎN ora de iarna purificarea apei este mult mai ușoară. Pe vreme geroasă, recipientele cu apă pot fi amplasate în aer liber.

Pentru cel mai bun efect, puteți folosi purificarea dublă, adică mai întâi lăsați apa să stea sau treceți-o printr-un filtru, apoi înghețați-o.

Apropo, din cele mai vechi timpuri se știe că apa de topire are o serie de proprietăți. Astfel, purificarea apei prin congelare vă permite să obțineți nu numai apă curată, ci și tămăduitoare.

Apă îmbuteliată

Înlocui apă de proastă calitate de la robinet il poti imbuteli, pe care il poti cumpara usor din orice magazin. Acum mulți oameni preferă acest tip de apă, considerând-o cât mai sigură pentru sănătate. Apa îmbuteliată este împărțită în două categorii: apă de primă categorie și apă premium. Apa din prima categorie este apa de la robinet bine purificată. Adică, apa de la robinet este mai întâi purificată de impurități, apoi dezinfectată, după care se adaugă elemente utile și se toarnă în recipiente. O astfel de apă este, fără îndoială, mai bună decât apa de la robinet, dar nu toți producătorii reușesc să purifice complet apa de impurități.

Calitatea apei de cea mai înaltă categorie este mult mai ridicată. Cel mai adesea aceasta este apă subterană curată, care nu conține impurități dăunătoare. O astfel de apă fie este inițial bogată în compuși precum fluor, potasiu, calciu, iod, fie este îmbogățită cu aceștia înainte de a fi turnată în recipiente. Există o concepție greșită că este suficient să curățați apa de toate impuritățile și va fi utilă. De fapt, apa ar trebui să îmbogățească corpul uman cu minerale. Din păcate, pe piață există mulți producători fără scrupule care vând nu doar apă îmbuteliată prost purificată, ci și apă insuficient mineralizată. Prin urmare, pentru a nu cumpăra un fals, ar trebui să acordați atenție următoarelor puncte:

Eticheta recipientului de apa trebuie sa contina informatii despre categoria de apa
Recipientul nu trebuie să aibă lovituri, desenele și inscripțiile de pe etichetă trebuie să fie imprimate clar
Nu ar trebui să existe sedimente în partea de jos a recipientului de apă
Este mai bine să cumpărați apă de la producători cunoscuți care produc produse similare de mult timp

Filtre de uz casnic

Apa curata si sanatoasa poate fi obtinuta folosind filtre de uz casnic. Există multe filtre diferite care pot fi folosite pentru a purifica apa la diferite grade de puritate. Filtrele de uz casnic sunt împărțite în două grupe:

Filtre de ulcior. Sunt ușor de utilizat și accesibile, cu toate acestea, productivitatea și gradul de purificare a apei sunt scăzute. Dacă există multe impurități mecanice în apa de la robinet, dar aceasta compozitia chimica respectă standardele, vă puteți limita la acest dispozitiv. Filtrul are o durată de viață lungă; principalul lucru este înlocuirea cartușului aproximativ o dată la 1,5-2 luni (după curățarea a 150-300 litri de apă). Urciorul trebuie spălat în mod regulat, iar apa filtrată nu trebuie păstrată în ea mult timp. În caz contrar, poate fi înainte de o pauză lungă de utilizare, ar trebui să fie spălat, uscat și depozitat într-un loc uscat, deoarece umiditatea este un mediu favorabil pentru proliferarea microbilor patogeni.
Modele de flux. Sunt conectate direct la alimentarea cu apă sau la robinet, sunt relativ scumpe, dar se caracterizează prin performanțe ridicate și oferă apă purificată de înaltă calitate. Utilizarea unor astfel de modele este recomandabilă dacă apa este foarte dura și are impurități nocive. Cartușele folosite în ele nu numai că efectuează purificarea mecanică a apei, ci și precipită impurități chimice toxice și fac apa mai moale și mai gustoasă.

Pentru ca filtrul să funcționeze eficient, este necesară schimbarea promptă a cartuşului, care are o resursă limitată. De regulă, în modelele staționare, cartușul durează aproximativ 1 an. Este important să rețineți că filtrele de flux necesită funcționare continuă. Cu o pauză lungă în utilizarea unui astfel de filtru, condițiile optime pentru proliferarea microbilor sunt create în cartușul său și, de asemenea, proprietățile de performanță ale materialului de filtrare se pierd. Ca urmare, poate fi necesar să înlocuiți cartuşul și să curățați bine cavitatea filtrului.

Cărbune activ și filtrare minerală

Se crede că cărbunele activ absoarbe substanțe dăunătoare organismului uman din apă, inclusiv metale grele precum plumbul, radonul și produsele sale de degradare, clorul, pesticidele etc. În același timp, îmbogățește apa cu minerale valoroase. Pentru purificarea apei, tabletele de cărbune activ sunt ambalate într-o pungă de tifon și puse într-un recipient cu apă timp de 12-14 ore. După acest timp apă curată potrivite pentru consum. Nu se recomandă lăsarea apei cu cărbune activ pentru o perioadă mai lungă, deoarece o astfel de apă poate deveni un mediu favorabil proliferării diferitelor microorganisme.

Mineralele, în special siliciul, sunt adesea folosite pentru a purifica apa.

Această metodă de obținere a apei pure a fost folosită în Rusiei antice. Se crede că datorită activării apei de către siliciu, aceasta devine nu numai pură, ci și mai gustoasă și poate fi depozitată. pentru o lungă perioadă de timp fără a modifica compoziția. Într-o astfel de apă, viața virușilor și a microbilor patogeni este pur și simplu imposibilă. Siliciul absoarbe substanțe dăunătoare sănătății umane, cum ar fi sărurile metalelor grele, pesticidele etc. Pentru a purifica apa cu siliciu acasă, trebuie să puneți siliciul spălat sub jet de apă într-un recipient de sticlă sau emailat și să adăugați apă în proporție de 10 g de mineral pe litru de apă. Acoperiți vasele cu o cârpă curată și puneți-le într-un loc întunecat timp de 2-3 zile.

După perioada specificată, utilizați 2/3 de sus din apă, turnați stratul rămas, deoarece aici se acumulează substanțele nocive din apă. Apa de silicon rezultată nu poate fi păstrată la frigider sau fiartă. Este mai bine să-l lăsați depozitat în interior, la o temperatură nu mai mică de +10 °C.

Acest videoclip vă va spune despre metodele moderne de purificare a apei potabile:

Spune-le prietenilor tăi! Spune-le prietenilor tăi despre acest articol în preferatul tău retea sociala folosind butoanele sociale. Multumesc!

Telegramă

Citiți împreună cu acest articol:

Camera pompelor Lipetsk este o apă minerală înzestrată cu vindecare...

1 Prezentare generală a metodelor de curățare apa reziduala din ioni metalici și coloranți industriali

1.1 Metode de tratare a apelor uzate din ioni metalici

Există un număr mare de procese specializate utilizate pentru îndepărtarea metalelor din apele uzate. Astfel de tranzacții individuale includ:

– depunerea chimică;

– coagulare/floculare;

– schimb ionic și extracție lichidă;

– cimentare;

– formarea complexă;

– operatii electrochimice;

– operatii biologice;

– adsorbție;

– evaporare;

– filtrare;

– procese membranare.

În industrie, metoda cea mai utilizată pentru îndepărtarea metalelor grele din soluții este precipitarea chimică, iar aproximativ 75% din procesele galvanice utilizează tehnici de precipitare cu hidroxid, carbonat sau sulfură, sau o combinație a acestor precipitanți, pentru a trata apele uzate.

Există o metodă cunoscută de reactivi de sedimentare a apelor uzate, care implică transferul ionilor metalici din compuși puțin solubili la tratarea apei uzate cu reactivi alcalini, urmată de eliberarea lor în sedimente prin decantare.

Metoda de precipitare a ionilor de metale grele din apele uzate industriale include introducerea unui neutralizator alcalin la pH de la 4 la 12, amestecarea și decantarea pentru a obține un precipitat, care diferă de alte metode prin aceea că precipitatul este supus în mod repetat la contact cu porțiunile ulterioare. a soluției originale cu neutralizarea simultană a soluției la valori de pH, optim pentru precipitarea ionilor de metale grele.

Dezavantajul acestei metode este că astfel de tehnologii nu asigură un grad de purificare a ionilor de metale grele care să îndeplinească cerințele moderne ale autorităților de management al apei. În plus, utilizarea metodelor cu reactivi duce la poluarea secundară a apei - o creștere a conținutului de sare, ceea ce împiedică reutilizarea apei purificate în producție. În unele cazuri, după tratarea cu reactiv, este necesară purificarea profundă a apei uzate din compușii metalelor grele.

Cea mai apropiată soluție tehnică propusă este o metodă de purificare a apei de mină prin împărțirea fluxului de apă tratată în două părți, obținând soluri cu încărcare opusă cu coagularea lor reciprocă ulterioară, solurile încărcate opus se obțin prin introducerea unui agent alcalin într-o parte a fluxului la un pH de 4,0 la 6,5, iar în celălalt de la 9,5 la 12,0.

Dezavantajul acestei metode este că, în urma coagulării reciproce, se obține un sediment hidrofil, absorbant de umiditate și afânat, care poartă cu el o cantitate semnificativă de agent alcalin, ceea ce crește consumul acestuia din urmă și a zonelor de nămol, în În plus, schema tehnologică prevede cel puțin trei puncte pentru controlul valorii pH: în două părți ale fluxului și la ieșire după conectarea fluxurilor pentru coagularea lor reciprocă ulterioară.

Pentru a îmbunătăți metoda, se propune crearea conditii optime extragerea ionilor de metale grele din apele uzate intensive în apă cu un conținut de sare care favorizează formarea de sisteme coloidale, fin dispersate, cu suspensii greu de sedimentat.

Rezultatul tehnic constă în eficiența procesului prin reducerea consumului de reactivi și creșterea gradului de extracție a ionilor de metale grele din apele uzate.

Esența metodei este ilustrată de diagrama fluxului procesului prezentată în Figura 5.

Figura 5 – Diagrama de flux a procesului de depunere tehnică

Soluția inițială a fost trecută prin nisip de cuarț bine spălat pentru a îndepărta substanțele în suspensie.

În conformitate cu diagrama de flux a procesului prezentată în Figura 5, cu agitare continuă, soluția inițială este neutralizată cu o soluție alcalină de NaOH 10% la valoarea optimă a pH-ului pentru precipitarea ionilor de metale grele, egală cu o valoare de la 9,5 la 10,5 pentru aceasta solutie. În timpul agitării timp de 10 minute și depunerii timp de până la 15 minute, a apărut o interfață între soluție și precipitat. Volumul sedimentului este estimat ca procent din volumul întreg al sistemului. Faza apoasă limpezită este separată de precipitat prin decantare, o nouă porțiune din soluția inițială a fost adăugată la precipitat la volumul inițial, neutralizarea a fost efectuată de la pH 9,5 până la 10,5 cu agitare continuă și decantare ulterioară așa cum este descris mai sus. Această procedură se repetă de patru sau cinci ori. În acest caz, se măsoară de fiecare dată volumele de sediment și faza apoasă limpezită și se determină concentrația de ioni de metale grele în aceasta din urmă.

Cimentarea este un proces de înlocuire a metalului în care un metal mai activ, cum ar fi fierul, este introdus într-o soluție care conține ioni de metal. Astfel, carburarea este eliberarea metalului ionizat din soluție în formă metalică datorită reducerii electrochimice spontane a metalului îndepărtat cu reducerea simultană a metalului de înlocuire introdus (fier) conform reacției:

Cu2+ + Fe0 -> Cu0 + Fe2+.

Fierul intră în formă ionică, în timp ce cuprul este eliberat pe suprafața solidă. Procesul de cimentare poate fi prezis pe baza valorilor potențialului electrodului. Are o serie de avantaje:

– simplitatea cerințelor de control și management,

- consum redus de energie,

– obținerea de metale valoroase înalt pure precum cuprul.

Viteza de cimentare este independentă de prezența oxigenului și de valoarea pH-ului. Cu toate acestea, la valori ale pH-ului de peste 3, hidroxidul de fier maschează și interferează cu eliberarea cuprului. Sedimentul uscat conține aproximativ 95,5% cupru pur.

Studiile au arătat posibilitatea utilizării deșeurilor de fier pentru a separa cuprul de apele uzate.

Complexarea se bazează pe producerea unui compus complex pe baza unei substanțe complexante sau chelatoare. Complexarea este legată de caracteristicile chimice ale ionilor metalici care sunt îndepărtați și afectează mecanismul de extracție. De exemplu, complexarea unui metal crește solubilitatea hidroxizilor, carbonaților și sulfurilor acelui metal. Gradul de complexare este afectat de pH-ul soluției și de concentrația reactivului. Din punctul de vedere al selectivității procesului de complexare cu EDTA, s-a arătat posibilitatea separării cuprului și zincului în intervalul de pH de la 5 la 6.

Una dintre direcțiile acceptabile în rezolvarea problemei dizolvării metalelor în medii organice este metoda complexării. Pentru sistemele fără legături multiple, inelele chelate cu cinci membri sunt cele mai stabile. Sistemele cu legături duble conjugate formează inele cu șase atomi. Câștigul de energie din închiderea ciclurilor de chelat (efectul de chelat) este determinat atât de factorii de entropie, cât și de entalpie.

Căutarea sistemelor care să permită stabilizarea metalului sub formă de complexe în medii organice este în mod constant efectuată, dar numărul de astfel de exemple este mic.

Una dintre metodele electrochimice utilizate pe scară largă pentru tratarea apelor uzate este electroliza, care face posibilă separarea metalului dintr-o soluție pe un electrod. Dar metoda de electroliză de extragere a metalelor din apele de spălare întâmpină anumite dificultăți la concentrații scăzute de soluții.

Acest proces poate fi efectuat în două moduri: fie la o densitate de curent constantă, fie la un potențial constant.

Metoda electrolizei la forță constantă curentul nu este recomandat pentru purificarea soluțiilor care conțin diferite tipuri de ioni, deoarece este necesar ca pe toată durata separării metalului densitatea curentului să nu depășească valoarea limită. În caz contrar, chiar înainte ca separarea unui metal dat să fie completă, potențialul electrodului poate atinge o valoare la care va începe separarea altui metal, iar compoziția depozitului poate fi incertă. Prin urmare, controlul densității de curent înseamnă de fapt controlul potențialului electrodului pentru a-și menține valoarea la un nivel corespunzător eliberării unui singur metal. În acest caz, metoda de electrodepunere oferă rezultate mai fiabile.

Acest control poate fi efectuat prin fixarea unui anumit potențial al catodului, pe care este eliberat metalul, raportat la potențialul constant al electrodului de referință.

Separarea separată a metalelor este asigurată printr-o diferență suficientă în potențialele de descărcare ale ionilor metalelor care se determină, fie datorită diferenței de potențiale normale ale electrodului, fie diferenței de supratensiune, fie ambelor.

Una dintre problemele dificile asociate cu dezvoltarea metodelor electrochimice de tratare a apelor uzate din industriile galvanice este alegerea materialului anodic.

Există o metodă de purificare în care apele uzate care conțin metale grele și ioni de crom (VI) sunt supuse unui tratament galvanochimic într-o singură etapă, urmată de ajustarea pH-ului, încălzire, întărire la temperaturi ridicate și separarea unui sediment cristalin de volum mic, fin dispersat. Această metodă asigură o reducere a volumului sedimentului separat, menținând în același timp o eficiență ridicată de curățare, precum și o reducere a leșierii ionilor de metale grele din sediment.

Procesele cu membrană sunt utilizate pe scară largă în multe industrii pentru a recicla apa, a reduce volumele de apă uzată și a capta produse secundare valoroase (cum ar fi metalele). Toate procesele membranare pot fi de trei tipuri: presiune înaltă, presiune joasă și ultrafiltrare. Ca membrane se folosesc acetat de celuloză, poliamide, polisulfonă etc. Sa observat că procesele cu membrană sunt mai costisitoare decât procesele de distilare corespunzătoare pentru volume mici până la medii de apă uzată. Cu extracția prin membrană a metalelor grele, nu este necesară amestecarea și instalarea pieselor mobile ale echipamentului, ceea ce reduce semnificativ costul echipamentului.

Au fost obținute rezultatele studiilor efectuate privind utilizarea filtrelor nețesute cu membrană pe bază de fibre de poliacrilonitril modificate cu grupe acide NO3 și PO4 pentru epurarea apelor uzate din fabrici și industrii plumb-zinc care utilizează procese de tehnologie galvanică. S-a demonstrat posibilitatea de a elimina nu numai ionii de metale grele la nivelul MPC, ci și purificarea din produsele transformărilor lor chimice cu agenți de complexare și chelați de natură organică și anorganică (cianuri, tiocianați, amoniac, complecși cu EDTA și 1, 1-dipiridil).

În ultimii ani, un număr de cele mai noi tehnologii. Au fost studiati principalii factori care influenteaza viteza de reactie in timpul precipitarii sulfurilor ca pas secundar dupa neutralizare si sedimentare. Au fost studiate complexele de metale cu EDTA, despre care se știe că formează cele mai stabile complexe cu metalele. Viteza de reacție inițială a fost crescută prin adăugarea de săruri metalice nechelate. A fost dezvoltat un filtru care conține sulfuri active pentru a adsorbi ionii de metale grele solubili.

A fost dezvoltat un sistem continuu pentru separarea magnetică a ionilor de metale grele folosind ferite sau magnetite. Avantajele procesului pot fi considerate că:

– pot fi prelucrate simultan diferite metale grele;

– precipitatul rezultat nu depinde de pH și temperatură;

– Reziduurile de ferită pot fi separate prin aplicarea unui câmp magnetic.

Astfel, pentru purificarea apelor uzate din ionii metalici, există o varietate de metode de purificare care pot fi combinate în mai multe grupe: metode de reactiv, metode de electroliză, metode de schimb ionic, metode de sorbție. Principalele avantaje și dezavantaje ale acestor metode sunt prezentate în Anexa A.

1.2 Metode de tratare a apelor uzate din coloranții industriali

În general, toate metodele cunoscute de tratare a apelor uzate din industriile de vopsire și finisare pot fi împărțite în trei grupe principale.

Prima grupă este metodele bazate pe extracția contaminanților în sediment sau zgură de flotație prin sorbția hidroxizilor metalici formați în timpul procesării reactivilor pe fulgi. Acestea sunt coagularea, electrocoagularea, flotarea sub presiune.

De exemplu, există o metodă cunoscută pentru tratarea apelor uzate din coloranți, care include introducerea unui coagulant organic și a unui aditiv mineral, iar produsul de condensare al diciandiaminei cu formaldehidă și hexametilentetramină într-un mediu cu acid acetic este utilizat ca coagulant organic și silicatul de sodiu este utilizat ca aditiv mineral.

Metoda se efectuează după cum urmează: apele uzate care conțin coloranți sunt tratate cu coagulantul de mai sus. Doza de coagulant depinde de concentrația de coloranți din apă și este selectată experimental prin coagulare de testare. La 3-10 minute după introducerea coagulantului se adaugă silicat de sodiu. Procesul de tratare a apelor uzate are loc în 10-40 de minute. Precipitatul rezultat este slab și ușor și poate fi îndepărtat prin flotație, sedimentare și filtrare.

Există, de asemenea, o metodă cunoscută pentru tratarea apelor uzate din industriile de vopsire și finisare, care include coagularea urmată de floculare și sedimentare. Diferă prin aceea că hidrolizatul de lână, preparat din deșeurile de producție de lână prin dizolvarea acestuia într-o soluție alcalină 0,1 N, este utilizat ca floculant.

Această metodă se realizează după cum urmează. Un floculant este preparat din deșeurile industriale de lână prin dizolvarea acestuia într-o soluție alcalină 0,1 N (la un raport de 1 g de lână la 100 ml de soluție) prin încălzire la o temperatură de 90 până la 100 ° C timp de 1,5 până la 2 ore, urmată de prin incubare timp de 20 până la 24 de ore și diluare de zece ori cu apă. Floculantul este introdus în apa uzată tratată după tratarea acesteia cu un coagulant care conține aluminiu astfel încât concentrația finală a floculantului în apa uzată să fie de la 1 până la 3 mg/l (în greutatea lânii), pH-ul după introducerea floculantului. este ajustată de la 6,5 la 7.

Dezavantajele metodelor din primul grup sunt gradul scăzut de purificare, în special în ceea ce privește decolorarea, necesitatea selecției empirice a reactivilor, dificultatea de dozare a reactivilor, formarea unor cantități semnificative de sedimente sau nămol de flotație, nevoia de neutralizarea, îngroparea sau depozitarea acestora.

Al doilea grup include metode de separare, cum ar fi sorbția pe lanțuri active și schimbătoare de ioni macroporoase, osmoza inversă. ultrafiltrare, separarea spumei, electroflotație.

De exemplu, există o metodă cunoscută pentru tratarea apelor uzate din coloranți, care include purificarea lor preliminară, separarea prin osmoză inversă pentru a produce un curent de apă purificată și un curent de concentrat și evaporarea concentratului la un reziduu uscat. Diferă prin faptul că separarea prin osmoză inversă se efectuează pentru a obține un concentrat, iar apoi este ultrafiltrat.

Metoda se realizează după cum urmează: apa uzată purificată care conține coloranți este furnizată într-o unitate de pretratare, unde este curățată de solidele în suspensie, limpezită și neutralizată prin introducerea unei soluții de NaOH. Apa prepurificată este introdusă într-un aparat de separare prin osmoză inversă, din care se îndepărtează un curent de apă purificată revenit la producție și un concentrat care conține colorant. Concentratul este retras și direcționat în duza pompei cu jet. După ultrafiltrare, ultrafiltratul este trimis pentru evaporare, de exemplu, într-un aparat cu film care căde, cu o descărcare cu șurub a reziduului uscat. Reziduul uscat rezultat poate fi folosit în producția de sticlă sau trimis spre eliminare.

Metodele din a doua grupă asigură un grad ridicat de purificare, dar necesită un tratament mecanic preliminar pentru a îndepărta impuritățile insolubile, sunt complexe în proiectarea echipamentelor și au un cost ridicat.

Al treilea grup combină metode distructive bazate pe transformări profunde ale moleculelor organice ca urmare a proceselor redox. Dintre metodele distructive, cele mai utilizate sunt tratarea apelor uzate cu agenți oxidanți, reducerea reactivilor, distrugerea electromecanică și electrocatalitică. Metodele oxidative includ purificarea biochimică.

Dintre metodele distructive, cea mai promițătoare metodă de decolorare a apelor uzate este ozonarea. Utilizarea ozonului face posibilă reducerea culorii soluției de colorant uzat după vopsirea neagră a blanii de astrahan prin diluare de 10 ori cu o diluție inițială a culorii de 1:4000. Ozonarea soluţiei se realizează de preferinţă cu alcalinizarea soluţiei de colorant la pH 12,5. Decolorarea finală poate fi realizată lăsând soluția ozonizată să stea timp de 40 de minute cu formarea unui precipitat de culoare închisă (volum 10% din volumul soluției de colorant). În ciuda faptului că această metodă este foarte eficientă, este încă mai des în stadiul de dezvoltare a laboratorului din cauza lipsei unor instalații bune de ozonare, precum și a consumului mare de ozon și a intensității energetice ridicate în timpul producției sale. În plus, costul ridicat de producere a ozonului nu ne permite să recomandăm această metodă pentru albirea soluțiilor reziduale de coloranți foarte concentrate din vopsirea oxidativă a blănii.

Cel mai interesant este agentul de oxidare ecologic - peroxid de hidrogen. De exemplu, există o metodă cunoscută pentru tratarea apelor uzate din coloranții organici, care include filtrarea apei acidulate printr-o încărcătură de metal. Diferă prin aceea că, la o distanță de la 0,1 până la 0,5 din lungimea stratului de încărcare, peroxidul de hidrogen este introdus în direcția mișcării apei și materialele realizate din elemente din subgrupul d al sistemului periodic de elemente sau aliajele acestora. , sunt folosite ca încărcare a filtrului metalic.

De asemenea, este posibil să se utilizeze clorul activ ca agent de oxidare. Transformările distructive sub influența clorului și a compușilor săi sunt considerate în prezent nu numai eficiente în ceea ce privește gradul de decolorare a coloranților și reducerea COD, ci și procese destul de economice. Liber și conținut diverse conexiuni clor capabil să sufere reacții de clorinare și oxidare materie organicăși alte impurități din apă, caracterizează concentrația așa-numitului clor activ. Are un potențial de oxidare ridicat și este relativ ieftin. Designul hardware al centralelor moderne de clorinare este destul de compact și pot fi ușor automatizate. Cu toate acestea, utilizarea clorului activ prezintă o serie de dezavantaje grave care împiedică implementarea pe scară largă a acestei metode în practică: conținutul ridicat de clor al multor ape uzate; modificări ale compoziției de sare a apei și o creștere a reziduului dens; posibilitatea formării derivaților clorurati și cloraților care trebuie îndepărtați în continuare. În plus, procesul de curățare continuă destul de mult (de la 1 la 2 ore) și chiar și cu o expunere atât de lungă, în apa tratată rămâne încă o cantitate semnificativă de clor activ, ceea ce necesită luarea unor măsuri speciale pentru declorinare.

Există, de asemenea, o metodă de tratare a apelor uzate din coloranți, în principal anilină, care include electroliza la o densitate de curent de 200 până la 300 A/m² în prezența peroxidului de hidrogen cu anozi de titan acoperiți cu o acoperire electrochimică compozită platină-grafit pe suprafața sa. Metoda se desfășoară după cum urmează: apa uzată care conține coloranți anilină este amestecată cu peroxid de hidrogen și supusă electrolizei. Titanul cu un strat electrochimic compozit platină-grafit aplicat pe suprafața sa este utilizat ca anod într-o baie electrochimică, iar densitatea curentului anodic variază de la 200 la 300 A/m² În timpul electrolizei, are loc distrugerea profundă a coloranților și decolorarea aproape completă de ape uzate se realizează.

Metodele din grupa a treia sunt avansate din punct de vedere tehnologic, eficiente, nu produc precipitații și nu introduc poluare suplimentară.

Astfel, ca urmare a folosirii coagulanților și oxidanților tradiționali pentru a decolora soluțiile reziduale de colorant după procesele de vopsire, nu este profitabilă din punct de vedere economic. În acest sens, problema tratării apelor uzate din coloranții industriali trebuie rezolvată prin utilizarea materialelor chimice netradiționale.

1.3 Metode de tratare a apelor uzate prin sorbție

1.3.1 Metode de tratare prin sorbție a apelor uzate din metale grele

Purificarea apelor uzate din metale grele este un domeniu de o importanță vitală pentru îmbunătățirea situației ecologice a mediului, deoarece conținutul crescut de săruri de metale grele are un efect extrem de negativ asupra organismului uman.

Metodele cunoscute de purificare cu schimb de ioni necesită costuri de capital semnificative. Prin urmare, sunt din ce în ce mai utilizate metode de sorbție care utilizează sorbanți non-carboni de origine naturală și artificială (roci de argilă, zeoliți etc.). Tratamentul de sorbție este recomandabil ca ultimă etapă după purificarea mecanică și alte tipuri mai ieftine de impurități grosiere, coloidale și parțial dizolvate. Avantajul metodei este eficiența sa ridicată și capacitatea de a trata apele uzate care conțin mai multe substanțe. De asemenea, importantă este și posibilitatea curățării cu adsorbție regenerativă, adică extragerea unei substanțe din sorbent, utilizarea și distrugerea acesteia.

Îndepărtarea fierului din apă este una dintre cele mai importante probleme în purificarea apei. Apare la utilizarea apei potabile, precum și la tratarea apelor uzate industriale care conțin ioni de fier în cantități care depășesc concentrațiile maxime admise (MPC).

Până în prezent, nu există o metodă universală unică pentru îndepărtarea completă a tuturor formelor existente de fier din apă.

Există o metodă de purificare prin sorbție a apei uzate din ionii de fier, în care un sorbent modificat pe bază de montmorillonit este utilizat ca sorbent. Probele de sorbent modificate au fost preparate folosind lianți și ingrediente active, urmate de calcinare la temperaturi diferite.

Rezultatele studiilor privind purificarea prin adsorbție a apei din ionii de fier sunt prezentate în Tabelul 1.

Ca rezultat, s-a constatat că capacitatea de sorbție a sorbantului depinde de temperatura de ardere și de dimensiunea granulelor. Cea mai bună capacitate de sorbție este prezentată de adsorbanții cu dimensiuni de la 1 la 2 mm, calcinați la 400°C.

Tabel 1 – Rezultatele studiilor privind purificarea prin adsorbție a apei din ioni de fier (concentrația soluției model – 0,7 mg/dm³, rata de filtrare – 0,6 dm³/h)

Absorbant GS (400°С) GS (400°С) GS (600°С) GS (600°С) GS (800°С) GS (800°С)

Dimensiunea granulelor, mm 1–2 5–6 1–2 5–6 1–2 5–6

Greutate, g 21,25 17,15 14,21 11,35 13,9 11,45

Volumul soluției absorbite, cm³ 10 5 8 4 7 4

Concentrația finală a soluției, mg/dm³ 0,04 0,34 0,15 0,34 0,19 0,41

Rata de absorbție, % 94 51 79 51 72 41

Există, de asemenea, o metodă cunoscută pentru purificarea prin sorbție a apelor uzate din ionii de fier, în care praful din magazinele de topire a cuptorului electric este utilizat ca sorbent. Acest praf este un sistem fin dispersat cu compoziție multicomponentă. Prezența unei cantități semnificative de oxid de calciu în praf, dimensiunea mică a particulelor și suprafața foarte dezvoltată îi permit să fie utilizat ca sorbent. În acest caz, se utilizează o metodă de sorbție statică într-o singură etapă: probe de apă uzată au fost adăugate la sorbent, iar amestecul a fost agitat cu un agitator magnetic. La anumite intervale, s-a prelevat o probă și s-a analizat pentru conținutul de ioni de fier, care a fost determinat prin metoda spectrofotometrică a sulfosalicilatului. Ca rezultat, masa optimă a sorbantului a fost de 0,5 g.

Există mai multe metode pentru purificarea prin sorbție a apelor uzate din ionii de crom. De exemplu, materiale fibroase naturale modificate sunt utilizate ca materiale de sorbție, de exemplu, rumeguș, celuloză, fibre de in și lemn de foc. Această metodă de purificare face posibilă combinarea într-o singură etapă a îndepărtarii din soluții a ionilor de crom hexavalent foarte toxic și a ionilor de crom trivalenți formați ca urmare a reducerii.

Există, de asemenea, o metodă de purificare a apelor uzate din ioni de metale grele și crom hexavalent, care poate fi utilizată în întreprinderile din industria metalurgică și chimică cu magazine de decapare și galvanizare. Pentru implementarea metodei, apa uzată care conține ioni de crom și alte metale grele este trecută printr-un strat de zeolit, pretratată cu o soluție de acid oxalic cu o concentrație de 0,05 până la 0,1 mol/l în prezența acidului mineral la un pH de 1 la 2.

Există o metodă cunoscută care extinde gama de substanțe extrase, simplifică și reduce costul tehnologiei de tratare a apelor uzate prin utilizarea unui adsorbant durabil cu proprietăți bune de sorbție și calități de filtrare. Un astfel de adsorbant pentru curățare se obține prin amestecarea de turbă naturală, nisip, argilă și diatomit (20-60% din greutate), care sunt mai întâi amestecate cu ulei (de la 10 până la 20% din greutate), apă și de la 3 până la 8% apoasă. soluție de surfactant (de la 5 la 10% în greutate), apoi tratată cu oxizi de calciu sau magneziu (de la 25 la 50% în greutate), uscată și calcinată la o temperatură de 300 până la 600°C.

S-a propus o metodă pentru purificarea apelor uzate generate, de exemplu, în industriile galvanice sau în alte industrii similare, din ioni de metale grele. Metoda se bazează pe sorbția ionilor de metale grele pe un sorbent natural insolubil - pirită, pre-îmbogățit de la 84 la 96%, iar dimensiunea granulelor sorbantului utilizat nu depășește 160 de microni. Această metodă reduce costul epurării apelor uzate, precum și obține un produs de sorbție potrivit pentru depozitarea și transportul pe termen lung.

Esența următoarei metode este de a filtra apele uzate care conțin metale grele printr-un strat de sorbent, care este o parte corticală zdrobită a scoarței de lemn de conifere, supusă extracției. apă fierbinte, la o anumită temperatură și debit. Metoda este eficientă, deoarece capacitatea de sorbție a sorbentului utilizat este mai mare în comparație cu alte materiale lignocarbohidrate naturale similare. Produsul de sorbție poate fi eliminat prin ardere.

Recent, au apărut idei care propun utilizarea deșeurilor industriale ca absorbant, de exemplu, zgura fină de la OEMK. Acest sorbent a fost folosit pentru a purifica apele reziduale care conțin ioni de nichel, cupru și fier.

O diagramă schematică a epurării apelor uzate este prezentată în Figura 6.

Figura 6 – Diagrama schematică tratarea apelor uzate

Rezultatele analizei de fază cu raze X au arătat prezența în zgura originală a diferitelor tipuri de silicați de calciu și magneziu, precum și calcit, oxizi de fier, hidroxizi de magneziu și calciu. S-a stabilit, de asemenea, că au existat multiple defecte ale rețelei de suprafață pe suprafața particulelor de zgură sub formă de fisuri, vârfuri și rugozitate, care ar trebui să asigure proprietăți bune de sorbție ale zgurii. Prezența proprietăților de sorbție a făcut posibilă asumarea unei eficiențe ridicate de curățare datorită formării de precipitate de hidroxid de metal slab solubile și apariției proceselor de adsorbție. Rezultatele epurării apelor uzate cu acest adsorbant sunt prezentate în Tabelul 2.

Fierul este unul dintre cele mai comune elemente găsite în natură. Este deosebit de abundent în rocile subterane, ceea ce afectează direct calitatea ape subterane. În unele regiuni, acest element se găsește în cantități mari în aproape toate acviferele. Acest lucru îi obligă pe locuitori să se gândească la cum să scoată fierul din apa de fântână pentru a-i restabili gustul.

Într-un puț, fierul (Fe) poate fi conținut în diferite forme și compuși. Depinde mult de profilul solului dintr-o zonă dată. Cele mai mari concentrații în acvifere sunt:

Fier feros. Proprietatea Fe² de a se dizolva complet nu permite ca prezența acestuia să fie determinată imediat după ce apa se ridică din puț. Dar la contactul cu aerul, fierul începe să se oxideze, drept urmare apa anterior absolut transparentă capătă o nuanță gălbuie.

Fier feric. Spre deosebire de un compus bivalent, Fe³ nu se dizolvă. Prin urmare, apa are inițial o nuanță maronie caracteristică, care precipită în timp.

Compuși organici de fier. În acest caz, apa are cel mai adesea o culoare galben deschis și nu se formează niciun sediment după decontare.

Există un alt semn de concentrație crescută a acestui element - un gust metalic pronunțat. Uneori este pur și simplu imposibil să bei o astfel de apă fără a curăța mai întâi fântâna de fier.

Caracteristici apă „metalic” (de la stânga la dreapta): Fe³, Fe², Fe (org.)

Cât de periculos este excesul de fier pentru oameni?

Fierul este un element esențial pentru corpul uman. De exemplu, doza zilnică medie pentru bărbați este de 8 mg, iar pentru femei - 16 mg. Cu toate acestea, standardul sanitar pentru conținutul acestei componente în apă este de numai 0,3 mg pe 1 litru. Apare imediat o întrebare logică: de ce atât de puțin?

Faptul este că o persoană primește mult mai mult fier din alimente decât din apă. În plus, standardul sanitar este stabilit nu atât după criterii medicale, cât mai degrabă după indicatorii de gust.

Interesant de știut. Până în prezent, OMS nu are suficiente dovezi cu privire la efectul negativ al fierului asupra corpul uman. Se crede că conținutul acestui element în apă în limita a 3 mg/l nu are consecințe negative pentru oameni.

Principalul factor care face apa dintr-o fântână purificată din fier este un gust metalic neplăcut. La o concentratie de 1 mg/l apare un miros si gust puternic de metal, care se simte in cafea, ceai si chiar mancare. În plus, reziduurile metalice au un efect dăunător asupra sistemului de instalații sanitare și de conducte ale casei, în special în prezența compușilor Fe³ insolubili.

Odată cu utilizarea constantă a apei cu o cantitate mare de impurități de fier, pe corpurile sanitare se formează o acoperire „ruginită”.

Metode de purificare a apei

Există mai multe metode de purificare a fierului din apa de fântână. Cele mai populare și eficiente dintre ele sunt:

schimb de ioni;
osmoza inversa;
aerare.

Schimb de ioni

Cartușele schimbătoare de ioni sunt produse de aproape toți producătorii de filtre de apă. Esența metodei este utilizarea unei rășini catalitice speciale. Când apa intră în contact cu rășina, are loc un schimb de ioni, în urma căruia ionii de fier conținuti în apă sunt înlocuiți cu ioni de sodiu.

Important. Metoda schimbului de ioni este eficientă numai cu o cantitate relativ mică de Fe în apă (3-5 mg/l). În caz contrar, rășina își va pierde rapid proprietățile catalitice.

Filtru schimbător de ioni pentru deferizarea apei

Osmoza inversa

Un sistem de osmoză inversă folosește membrane care îndepărtează aproape orice impurități din apă. Porii membranelor sunt mult mai mici decât ionii de fier și, prin urmare, sunt capabili să-i rețină și să-i filtreze. Un astfel de filtru poate face față cu ușurință Fe², dar pot apărea probleme cu componenta trivalentă. Dacă există prea mult Fe³ în apă, atunci există riscul de înfundare rapidă a membranei. Pentru astfel de cazuri este mai bine să utilizați filtre mecanice, care se poate spala periodic pentru a indeparta depunerile ruginite.

Metoda de aerare

Dacă este necesară purificarea apei de fântână din fier cu o concentrație mare a acestui component (mai mult de 20 mg/l), se folosește o metodă de aerare, bazată pe tratarea apei cu oxigen. Ca urmare a interacțiunii cu oxigenul, fierul este oxidat, ceea ce duce la formarea unui precipitat de metale grele.

Sfaturi. Pentru mai mult curatare eficienta După instalarea de aerare, apa trebuie trecută printr-un sistem de osmoză inversă sau un filtru schimbător de ioni.

A scăpa de fier folosind metoda populară

Problema apei cu gust metalic a apărut cu mult înainte de crearea unor sisteme complexe de filtrare. Prin urmare, omul a venit cu o metodă mai simplă de deferizare.

Apa dintr-o fântână sau fântână este turnată într-un rezervor mare deschis, unde este depozitată pentru un anumit timp. În procesul de interacțiune naturală cu oxigenul, Fe² se transformă în Fe³ și precipită. După această procedură, concentrația de fier în apă scade de câteva ori.

Sfaturi. Pentru a crește intensitatea procesului, puteți conecta un compresor la rezervor, a cărui putere este selectată în funcție de volumul de apă.

Desigur, această metodă nu este la fel de rapidă și eficientă ca unitățile de filtrare moderne. În plus, rezervorul trebuie curățat periodic de sedimente. Cu toate acestea, în absența altor opțiuni, este destul de potrivit, de exemplu, pentru o casă de vară sau o zonă rurală.

Un butoi obișnuit poate ajuta la îndepărtarea fierului din apa de fântână

Adesea, un gust metalic nu este singura problemă asociată cu calitatea apei de fântână. În acest caz, pentru a desfășura activități de curățare, este mai bine să invitați specialiști care vor efectua analizele adecvate și vor selecta pe cel mai potrivit metoda eficienta filtrare.

Metodele de purificare a apei și cât de eficient funcționează depind direct de identificarea corectă a tipurilor de contaminanți specifici. Pentru a afla mai multe despre tipurile de substanțe străine și concentrațiile acestora, se efectuează teste bacteriologice și chimice.

În aproape toate cazurile, prezența mai multor tipuri de contaminanți este detectată simultan, după care un complex de diferiți metode de purificare a apei, o serie de filtre secvențiale. Ce filtre sunt cele mai bune de utilizat și în ce cazuri – vom vorbi despre asta în acest articol.

Dezinfectarea apei cu radiații ultraviolete

Contaminanți și metode de purificare a apei

Apa este baza tuturor viețuitoarelor. Fără el, nu există nicio modalitate de a supraviețui nici pentru o persoană ca unitate individuală, nici pentru umanitatea în general. La urma urmei, nu este suficient să menținem pur și simplu funcțiile vitale ale corpului pe care le folosește umanitatea apă dulceîn cantităţi mari pentru a conţine agriculturăși asigură diverse nevoi gospodărești. Peste 70% din suprafața planetei noastre este acoperită cu apă. Reprezintă aproximativ 1/4400 din greutatea întregului Pământ, dar apa dulce reprezintă doar 3% din volumul total. Și aproximativ 70% din toată apa dulce se află acum în rezerve glaciare, ceea ce complică serios utilizarea acesteia. Prin urmare, utilizarea diferitelor metode de purificare a apei este o măsură necesară la care apelează omenirea.

Desigur, cantitatea de apă dulce care este disponibilă acum este pur și simplu enormă și poate părea practic inepuizabilă. Cu toate acestea, există deja probleme serioase în lume legate de lipsa apei potabile și există următoarele motive:

În primul rând, odată cu creșterea populației Pământului, sectoarele industriale și economice consumatoare de apă se dezvoltă rapid, ceea ce înseamnă că consumul de apă dulce este în creștere.
În al doilea rând, rezervele care sunt disponibile astăzi scad treptat din cauza tuturor tipurilor de poluare care sunt asociate cu activitatea umană.

Când vorbim despre formatul fizic al poluării, înseamnă că tipuri de impurități insolubile sau de lungă durată - nisip, argilă și tot felul de gunoi - ajung în corpurile de apă. De obicei se vorbește despre poluarea termică atunci când există un anumit energie termică, care afectează negativ mediu. Încălzirea suplimentară a unui rezervor poate duce la schimbări grave în procesele biologice care au loc acolo, iar acest lucru, la rândul său, poate duce la moartea masivă a peștilor și a altor locuitori acvatici. Sau, dimpotrivă, poate începe creșterea rapidă a protozoarelor, ceea ce poate complica serios întregul proces ulterior de purificare a apei. Cu toate acestea, este important de reținut că poate avea și tipul de poluare termică influență pozitivă, prin urmare, sensul sintagmei „poluare termică” este foarte relativ, iar impactul acesteia asupra mediului este studiat și evaluat separat pentru fiecare situație specifică.

Masa tuturor tipurilor de poluanți a dat naștere la metode la fel de diverse de purificare a apei. Le vom împărți în mai multe grupuri, pe baza principiilor de funcționare. Deci, cea mai generală formă de clasificare a metodelor de purificare a apei de impurități:

metoda fizica;
chimic;
fizico-chimic;
biologic.

Toate aceste grupuri includ multe variații în funcționarea procesului și designul hardware al acestuia. În plus, este important de luat în considerare că metodele de purificare a apei sunt de obicei utilizate într-un mod complex și necesită anumite combinații pentru a obține cele mai eficiente rezultate. Sarcina complexă de curățare este determinată de natura contaminării. De regulă, o componentă inutilă este un număr de substanțe diferite care necesită manipulări diferite. Acele sisteme care se bazează pe o metodă specifică de purificare a apei apar atunci când contaminarea provine de la una sau mai multe substanțe, care pot fi separate printr-o singură metodă. De exemplu, așa sunt adesea curățate apele uzate industriale, unde numărul și compoziția poluanților sunt inițial cunoscute și eterogene.

Metoda de ozonare a apei pentru alimentarea publica cu apa: specific

Ce metode de tratare a apelor uzate sunt aplicabile într-un caz particular?

Există un sistem de contabilitate special în care se introduc datele înainte de aceasta, se prelevează probe repetate pentru analiza apei care este clasificată ca deșeu. Standarde sanitare stabiliți standardele și concentrațiile admise (MPC SanPin 4630-88 „Standarde permise pentru poluarea apelor uzate”), aceleași reguli reglementează COD și BOD.

Metodele de tratare a apelor uzate de astăzi fac posibilă aducerea compoziției lor la standardul permis. Cel mai adesea, se folosesc tehnologii speciale pentru aceasta, care sunt concepute pentru a procesa anumite substanțe conținute în deșeurile lichide.

Metodele de tratare a apelor uzate depind de tipurile de ape uzate. Conform standardelor existente în GOST, apele uzate pot fi clasificate în:

Gospodărie. Astfel de deșeuri sunt foarte periculoase, deoarece conțin materie organică, care este un excelent teren de reproducere pentru toate tipurile de bacterii patogene. Din acest motiv, toate apele uzate menajere care conțin contaminanți organici trebuie dezinfectate.
Deseuri industriale. Acestea sunt deșeuri evacuate de fabrici sau alte instalații în care tehnologiile de proces de producție implică utilizarea apei.
Ploaie, sau natural. Ele se formează din precipitațiile atmosferice. Această apă aparține și apei uzate, deoarece este evacuată prin canalizare pluvială.

Pentru procesarea apelor uzate, care este de tip casnic, se folosesc structuri complexe. Elementele lor constitutive includ:

Fose septice, unde particulele în suspensie sunt stratificate. Cele cu o mai mare greutate specifică, precipitat, iar acele elemente care sunt mai ușoare decât lichidul se ridică la straturile de suprafață.
Capcane de nisip. Acestea funcționează ca filtre care colectează diferite tipuri de impurități care nu pot fi dizolvate. Vorbim de nisip, sticlă spartă, zgură etc.
Grilele. Aceștia prind resturi de dimensiuni mari, cum ar fi cârpe, pungi de plastic, iarbă și ramuri de copaci etc.

În tratarea apei de uz casnic, se folosesc adesea fose septice, care sunt în esență mini-coloanți. Pentru a le îmbunătăți eficacitatea, se practică utilizarea unor produse biologice speciale - antiseptice. Aceste preparate contin tot felul de microorganisme care contribuie la descompunerea materiei organice precipitate.

Cheltuieli necontabile și pierderi de apă: metode de identificare și control

Pentru a curăța rezervorul de sedimentare de nămol se folosește o pompă. Este suficient să folosiți această metodă de purificare a apei o dată la câțiva ani.

Principiul de funcționare al unui rezervor de aerare este ușor diferit de un rezervor de decantare, așa cum arată în mod clar diagrama de mai jos:

Denumiri folosite:

A - rezervor de aerare;
B - rezervor de decantare pentru un amestec care este îmbogățit cu oxigen pentru curățarea nămolului și a apelor uzate;
c - conducta de alimentare cu deseuri menajere (la racordarea la un sistem de canalizare);
d - intră un amestec de nămol și apă uzată;
e - lichidul purificat este evacuat aici;
f - conducta de pompare a nămolului în exces;
g - retur nămol.

Esența lucrării:

efluentul „c” este amestecat cu nămolul activ în rezervorul de aerare „A”;
amestecul rezultat este intens aerat, după care are loc un proces de oxidare biologică, apoi materia organică se descompune rapid;
apa cu nămol îmbogățit cu oxigen, „d”, este alimentată în rezervorul „B”;
apa după curățare „e” este pompată pe măsură ce se umple;
volumul necesar de nămol curge înapoi prin orificiile de evacuare „g”, iar excesul său este evacuat simultan prin conducta „f”.

Metoda descrisă de tratare a apelor uzate este considerată destul de eficientă dacă totul este calculat corect și sunt respectate subtilitățile procesului tehnologic.

Cu ajutorul rezervoarelor de aerare, apa este purificată din materia organică, iar fluorul, azotul și compușii acestora sunt îndepărtați din ea. Singurul dezavantaj al acestei metode de purificare a apei este conținutul critic de compuși din efluent care sunt dăunători pentru microorganisme.

Nămolul uscat dintr-un rezervor de aerare, precum și nămolul dintr-o fosă septică, este un îngrășământ excelent pentru apele uzate menajere.

Pentru a procesa deșeurile industriale, se folosesc structuri similare în principiu cu rezervoarele de decantare, de exemplu, capcane de petrol, care sunt instalate la rafinării. Principala diferență dintre aceste metode de tratare a apelor uzate este modul în care elimină contaminanții.

Flotator- aceasta este o structură care mărește viteza procesului de separare a fracțiilor ușoare de apele uzate. Pentru a face acest lucru, rezervorul de sedimentare este supus unei proceduri de aerare.

Substanțele în suspensie conținute în apele uzate pot fi îndepărtate folosind hidrociclon. Principiul funcționării sale este utilizarea forței centrifuge, care are loc în timpul mișcării rapide a apei într-un corp cilindric.

Pentru a îndepărta substanțele fine în suspensie, utilizați instalatii de filtrare, unde nisipul grosier, materialul țesut sau plasă poate servi drept filtru.

De asemenea, este important să spunem despre o astfel de metodă de purificare a apei ca dezinfectare este tratarea apelor uzate înainte de a fi evacuate. Această procedură se efectuează în rezervoare care sunt identice cu rezervoarele de decantare. Pentru tratarea apelor uzate menajere se folosește clor sau clorură de calcar.

Acum ne vom uita la principalele metode de purificare a apei mai detaliat.

Îndepărtarea gazelor dizolvate în timpul tratării apelor subterane

Metode fizice de bază de purificare a apei

Metodele fizice de purificare a apei sunt cele care se bazează pe manipulări folosite pentru a influența fizic fie apa, fie contaminanții conținuti în ea. Pentru a purifica o masă mare de apă, astfel de metode sunt utilizate în principal pentru a îndepărta incluziunile solide relativ mari. Această metodă de purificare fizică a cantităților mari de apă devine o etapă preliminară a epurării grosiere, care este concepută pentru a reduce sarcina pe etapele ulterioare de purificare mai fină. În același timp, există o mulțime de metode fizice de purificare a apei care sunt capabile să purifice în profunzime apa, dar productivitatea lor este în general foarte scăzută.

Principalele metode fizice de purificare a apei sunt:

procedura de încordare;
așezarea;
filtrare (inclusiv centrifuga);
proces de tratament cu ultraviolete.

Strecurare este o tehnică de trecere a apei de purificat prin grătare și diverse tipuri site care rețin poluanții mari. Această tehnică poate fi clasificată ca un tip brut de curățare, care devine adesea o etapă preliminară. Această etapă a metodei de purificare fizică a apei este utilizată pentru a îndepărta contaminanții ușor separați, ceea ce reduce sarcina asupra instalațiilor de tratare și ajută la creșterea eficienței și la prelungirea duratei de viață a acelor instalații care funcționează în etapa ulterioară de epurare fină. Acest lucru se întâmplă din cauza faptului că instalațiile care conțin elemente mecanice mari eșuează adesea, iar filtrarea elimină această pacoste.

Ridice în picioare apă înseamnă separarea unora dintre resturile mecanice de masa de apă datorită acțiunii gravitației, care trage particule mai grele spre fund, determinând formarea sedimentelor. Această etapă a metodei fizice de purificare a apei acționează adesea ca o etapă de pregătire, în care tipurile mai mari de contaminanți sunt separate și poate acționa ca o etapă intermediară. Procedura are loc în rezervoare speciale de decantare - aceste rezervoare sunt echipate cu dispozitive speciale, unde durata de rezidență a apei poate fi calculată pe baza condițiilor de sedimentare completă a particulelor inutile.

Filtrare. Acesta este numele dat trecerii unei mase de apă printr-un material filtrant, al cărui strat poros reține particule de un anumit diametru. Principiul de filtrare este similar cu procedura de filtrare, doar că aici puteți efectua atât curățarea grosieră, cât și cea fină. Filtrele vă permit să îndepărtați nămolul, nisipul, calcarul și tot felul de incluziuni solide cu un diametru de aproximativ câțiva microni. În plus, folosind această metodă de purificare a apei este posibilă creșterea proprietăților organoleptice ale acesteia. Filtrarea este larg răspândită, atât în stațiile de tratare a apei la scară largă, cât și în filtrele de uz casnic cu productivitate scăzută.

Dezinfectie cu ultravioleteîn esență, nu este o metodă de purificare a apei, ci o metodă de preparare, atunci când apa deja purificată este tratată cu raze ultraviolete (pentru aceasta, se utilizează o gamă de unde luminoase cu o lungime de 200 până la 400 nm). Dezinfecția are loc din cauza deteriorării structurii moleculare a ADN-ului și a ARN-ului din cauza reacțiilor fotochimice. Această metodă este bună deoarece procesul este absolut independent de compoziția apei și rămâne același după tratamentul UV. În acest caz, este necesar să se țină cont de prezența impurităților solide în apă, care pot avea efectul unui ecran de protecție împotriva razelor.

Metode chimice de purificare a apei

Aceste metode de purificare a apei se bazează pe o reacție chimică a unui reactiv cu un poluant și, ca urmare, substanțele nedorite se descompun în elemente nepericuloase sau precipită ca precipitat insolubil și se descompun în componente nepericuloase.

Există mai multe metode de curățare care diferă radical în ceea ce privește tipul de reacție chimică:

neutralizare;
oxidare;
recuperare.

Neutralizare- un proces care are ca rezultat egalizarea echilibrului acido-bazic. Apare datorită interacțiunii dintre alcalii și acizi, după care se formează sărurile și apa corespunzătoare. Această metodă chimică de purificare a apei se realizează prin amestecarea apei purificate cu un mediu alcalin și acid. Contaminanții din apă sunt de asemenea neutralizați atunci când se adaugă reactivi care creează un mediu cu o reacție specifică. Pentru ca apele uzate acide să fie neutralizate, cel mai adesea potrivită este utilizarea apei cu amoniac (NH 4 OH), hidroxid de sodiu și potasiu (NaOH și KOH), sodă carbonică (Na 2 CO 3), lapte de var (Ca(OH) ) 2), etc. p. Când apele reziduale sunt excesiv de alcalinizate, se folosesc diverse soluții acide, precum și gaze acide care conțin oxizi: CO 2, SO 2, NO 2 etc. În acest caz, de regulă. se folosesc gaze care sunt trecute prin apă alcalinizată și, în același timp, compușii gazoși înșiși sunt purificați din particule solide.

OxidareŞi recuperare sunt folosite pentru purificarea apei de tot felul de poluanți, dar raportul practic în utilizarea lor este mutat semnificativ în favoarea proceselor oxidative. Datorită acestora, sunt neutralizate diverse substanțe toxice și cele greu de extras în alt mod. O reacție oxidativă poate fi realizată prin transformarea poluanților toxici în forme mai puțin toxice sau netoxice. În plus, datorită utilizării agenților oxidanți puternici, microorganismele mor din cauza oxidării structurii lor celulare. Cei mai des utilizați sunt agenții oxidanți care conțin clor. Acesta este clorul sub formă de gaz (CL 2) și diferiții săi compuși, cum ar fi dioxidul de clor (CLO 2), hipoclorurile de potasiu, sodiu și calciu (KCLO; NaCLO; Ca(CLO) 2). De asemenea, este recomandabil să se folosească peroxid de hidrogen (H 2 O 2), permanganat de potasiu (KMnO 4), ozon (O 3), oxigen din aer (O 2), dicromat de potasiu (K 2 Cr 2 O 7), etc. metoda de purificare a apei.

Procedura de tratare a apei cu compuși care conțin clor se numește clorurare. Această metodă dezinfecția și purificarea apei este bine stabilită și folosită destul de des. Clorarea are un efect antibacterian prelungit, iar acest lucru este deosebit de important atunci când alimentarea cu apă are loc în conducte uzate, în care apare adesea poluarea secundară a maselor de apă. În plus, reactivii folosiți pentru clorinarea apei sunt relativ ieftini. Dar clorarea are și o serie de dezavantaje semnificative și determină căutarea unei alternative. În primul rând, clorul este otrăvitor. În al doilea rând, se întâmplă că subprodusele care se formează în timpul clorării pot fi, de asemenea, foarte toxice. Este necesară respectarea atentă a condițiilor de dozare atunci când curățați folosind metoda de clorinare.

În zilele noastre se răspândește o metodă de tratare a apei cu ozon, așa-numita ozonare, eficiența acesteia este de câteva ori mai mare decât cea a clorării, iar după aceea nu se formează compuși periculoși. Singurul lucru care împiedică răspândirea pe scară largă a metodei de ozonare sunt dificultățile economice, cât și tehnice în obținerea acesteia în cantități mari. În plus, ozonul este exploziv, iar în zona stațiilor de epurare sunt necesare reglementări stricte de siguranță.

Calitatea apei furnizate consumatorilor din MKD și direcții pentru rezolvarea problemelor emergente

Metode fizico-chimice de purificare a apei

Metodele fizico-chimice de purificare a apei sunt folosite pentru a îndepărta o varietate de substanțe. Aici putem vorbi despre gaze dizolvate, particule lichide sau solide fin dispersate, ioni de metale grele și diverse substanțe în formă dizolvată. Astfel de metode sunt utilizate pentru curățarea preliminară, precum și în etapele ulterioare pentru o curățare mai profundă.

Astfel de metode sunt foarte diverse și vă vom spune despre cele care sunt cele mai des folosite:

metoda de flotare;
sorbția;
extracţie;
schimb de ioni;
electrodializa;
osmoza inversa;
metode termice.

Flotația, dacă vorbim despre asta în cadrul purificării apei, atunci aceasta este separarea particulelor hidrofobe datorită trecerii prin apă cantitate mare bule de gaz, de obicei aer. În timpul acestei metode de purificare a apei, particulele contaminate sunt atașate de suprafața bulei și apoi se ridică odată cu ele și se transformă în spumă, care este ușor de îndepărtat. Când particula separată devine dimensiune mai mare decât bule, aceasta duce la formarea unui complex de flotație. Adesea, flotația este combinată cu utilizarea de reactivi chimici, care, de exemplu, sunt absorbiți pe particulele poluante, ceea ce duce la o scădere a capacității sale de a uda și sunt un fel de coagulanți, ceea ce duce la o creștere a particulelor separate. Flotația este folosită în principal pentru purificarea apei din produse petroliere și uleiuri și în acest fel este posibilă și îndepărtarea formelor solide de impurități care nu pot fi separate prin alte metode.

Mânca diferite tipuri a acestui proces. Deci, există următoarele tipuri de flotație:

spumă;
presiune;
mecanic:
pneumatic;
electric;
chimic.

Să vorbim despre principiile de funcționare ale acestor metode de purificare a apei. Este adesea folosită metoda de flotație pneumatică, unde se formează un flux ascendent de bule datorită instalării unor aeratoare speciale la fundul rezervorului, care se prezintă sub formă de țevi sau plăci perforate. Aerul, care este furnizat sub presiune, trece prin perforații, datorită cărora este zdrobit în bule care efectuează flotația. Când se folosește flotarea sub presiune, fluxul de apă de purificat este amestecat cu un alt curent de apă suprasaturat cu gaz și sub presiune. Apoi totul este alimentat împreună în rezervorul de flotație, iar din cauza scăderii bruște a presiunii, gazul care este dizolvat în apă este eliberat în bule mici și se ridică la suprafață. Când vine vorba de flotația electrică, la suprafață apar bule sub influența curentului electric, electrozii sunt amplasați chiar în apă;

ASKUV: despre beneficiile unui sistem automat de contorizare a apei

Sortie se bazează pe absorbția anumitor elemente inutile pe suprafața absorbantului (adsorbție) sau în volumul acestuia (absorbție). Pentru purificarea apei se folosește adsorbția, care poate fi fizică sau chimică. Aceste tipuri de adsorbție diferă prin modul exact în care este reținut poluantul: folosind forța de interacțiune dintre molecule (adsorbție fizică) sau formarea de legături chimice (aceasta este așa-numita chemisorbție, cu alte cuvinte, adsorbție chimică). Metodele de purificare a apei de acest fel pot fi foarte eficiente și pot elimina concentrații minime de poluanți la consum mare, iar acest lucru le oferă prioritate ca modalități de a finaliza curățarea. Pesticidele, erbicidele, tot felul de fenoli, surfactanți etc. se îndepărtează prin sorbție.

Adsorbanții sunt, de exemplu, cărbune activ, silicagel, gel de aluminiu și zeoliți. Structura unor astfel de substanțe devine poroasă, iar acest lucru crește foarte mult volumul și aria adsorbantului pe unitate de volum, făcând procesul extrem de eficient. Această metodă modernă de purificare a apei poate fi realizată prin amestecarea apei de purificat cu un adsorbant sau filtrarea apei printr-un adsorbant. În funcție de ce material este folosit ca sorbent și de ce tip de contaminare trebuie îndepărtat, purificarea va fi fie regenerativă (adsorbantul este folosit din nou după acțiunile de regenerare) fie distructivă (adsorbantul nu poate fi regenerat, deci trebuie eliminat). ).

Mod extracţie se rezumă la utilizarea extractanților. Dacă luăm în considerare termenul în raport cu metoda de purificare a apei, atunci un extractant este un lichid care este nemiscibil sau slab miscibil cu apa, dar care dizolvă bine poluanții în apă. Se întâmplă astfel: apa purificată și extractantul sunt amestecate pentru a dezvolta o suprafață mare a fazelor de contact, apoi poluanții dizolvați sunt redistribuiți, iar partea principală a acestora intră în extractant. Este încărcat cu contaminanți și acum se numește extract, în timp ce apa purificată se numește rafinat. După purificare, extractantul este fie eliminat, fie regenerat, ceea ce depinde de condițiile procesului. Această metodă fizico-chimică de purificare a apei elimină în principal compușii organici - fenoli și acizi. Atunci când substanța care este extrădată are o anumită valoare, atunci la sfârșitul procesului poate să nu fie eliminată, ci folosită în alte scopuri. Acest lucru facilitează utilizarea unei metode de extracție pentru purificarea apei la întreprinderi, pentru a extrage și a utiliza în continuare, sau a reveni la producție, o serie de substanțe care se pierd în apele uzate.

Schimb de ioni Cel mai des este folosit în procesul de tratare a apei pentru a înmuia apa, adică pentru a îndepărta sărurile dure. Esența procesului este că ionii de apă sunt schimbați cu un material special numit schimbător de ioni. Ele sunt împărțite în schimbătoare de cationi și schimbătoare de anioni, ceea ce corespunde tipului de ioni care intră în schimb. În știința chimică, un schimbător de ioni este o substanță cu un număr mare de molecule, care conține un cadru (matrice) cu un număr mare de grupe funcționale capabile de schimb de ioni. Există schimbători de ioni naturali, de exemplu, carbonii sulfonați și zeoliții, utilizați în primele etape ale dezvoltării metodei ionice de purificare a apei. Rășinile schimbătoare de ioni artificiale sunt acum larg răspândite și sunt cu mult superioare schimbătoarelor de ioni naturali. Metoda de purificare a apei folosind schimbul de ioni este acum larg răspândită atât în scopuri industriale, cât și casnice. Dispozitivele de filtrare pentru purificarea ionilor practic nu sunt folosite pentru apa puternic contaminată, iar resursele de filtrare durează mult timp și după ce astfel de filtre sunt eliminate. Cu toate acestea, merită știut că rășinile schimbătoare de ioni pot fi încă în general regenerate cu soluții cu un conținut ridicat de ioni H + sau OH –.

Electrodializa este o metodă complexă fizico-chimică de purificare a apei care combină procesele membranare cu cele electrice. Îndepărtează diverși ioni și înmoaie apa din săruri. Dacă vorbim despre diferența cu procesele convenționale cu membrană, atunci se folosesc aici membrane speciale ion-selective, care permit ionilor să treacă doar cu un anumit semn. Electrodializa se realizează într-o mașină specială numită electrodializator. Este reprezentat de un număr de camere, care sunt separate prin membrane alternante pentru schimbul de cationi și anioni. Apa curge în aceste camere pentru curățare. În camerele de-a lungul marginilor există electrozi cu o conexiune DC. Apare câmp electric, iar sub influența sa, ionii se deplasează spre electrozi în conformitate cu sarcina lor până întâlnesc o membrană ion-selectivă cu aceeași sarcină. Ca urmare, în unele camere are loc un proces de ieșire constantă a ionilor (camere de desalinizare), iar în același timp în alte camere se acumulează ioni (camere de concentrare). Prin diluarea fluxurilor diferitelor camere, obținem două soluții: epuizată și concentrată. Avantajele incontestabile ale acestei metode de purificare a apei sunt nu numai purificarea de la ioni, ci și producerea unui concentrat de substanțe separate care poate fi reîntors în producție. Din acest motiv, metoda electrodializa este solicitată în special în uzinele chimice, unde unele substanțe valoroase se pierd prin apele uzate, iar această metodă este mai ieftină datorită producerii unei substanțe concentrate.

Sistem de osmoza inversa sunt clasificate drept procese membranare, deoarece purificarea se realizează sub presiune peste presiunea osmotică. Osmotica este o creștere a presiunii hidrostatice. Se aplică pe o soluție care este separată printr-o membrană (membrană) semi-permeabilă de solventul pur, iar difuzia solventului pur prin această membrană în soluție se oprește. Dacă creați o presiune de lucru mai mare decât cea osmotică, solventul va începe să se transfere înapoi din soluția de apă, iar concentrația substanței dizolvate va crește. Acesta este modul în care gazele care sunt dizolvate în apă, sărurile (inclusiv duritatea), virușii, bacteriile și particulele coloidale sunt separate. În plus, sistemul de osmoză inversă este folosit cu succes pentru a obține apă proaspătă din apa de mare. Epurarea apei prin osmoză inversă este utilizată atât în viața de zi cu zi, cât și pentru apele uzate.

Metode termice Purificarea apei, după cum sugerează și numele, implică expunerea acesteia la temperaturi scăzute sau ridicate. De exemplu, evaporarea poate fi numită un proces foarte consumator de energie, dar în același timp putem obține apă de cel mai înalt grad de puritate și o soluție foarte concentrată cu contaminanți neevaporabili. În același timp, înghețarea va ajuta și la concentrarea impurităților, deoarece mai întâi cristalizează doar apa pură, iar apoi restul masei sale, în care se dizolvă poluanții. Prin evaporare, precum și prin congelare, este posibil să se efectueze cristalizarea - pentru a separa impuritățile în cristale precipitate dintr-o soluție concentrată. Există, de asemenea, o metodă termică extremă de purificare a apei precum oxidarea termică, când apa care trebuie purificată este pulverizată și expusă la produse de ardere la temperatură înaltă. Această metodă este folosită pentru a neutraliza poluanții foarte toxici sau slab degradabili.

Tratarea și dezinfecția apelor uzate: probleme moderne

Ce înseamnă o metodă biologică de purificare a apei?

Metodele de purificare a apei, numite biologice, se bazează pe utilizarea microorganismelor. În ciuda faptului că această metodă este evidentă, aceasta este cea mai avansată și promițătoare metodă de tratare a apelor uzate. Pentru a realiza acest proces, se folosesc diferite tipuri de bacterii, iar folosirea ciupercilor și algelor inferioare, a protozoarelor și chiar a unor organisme multicelulare - viermi roșii și viermi de sânge - este de asemenea comună. O caracteristică specială a acestei metode de purificare a apei este capacitatea de a selecta anumite organisme vii pentru a purifica în mod optim apele uzate cu o anumită compoziție. De exemplu, bacteriile nitrificatoare precum Nitrobacter și Nitrosomonas oxidează compușii care conțin azot, deoarece microorganismele se hrănesc cu ei, iar organismele care acumulează fosfat curăță apa de fosfor.

Când microorganismele se acumulează în timpul tratamentului biologic, rezultatul este așa-numitul nămol activat. Această masă lichidă maro închis sau negru are un miros de pământ și se depune în fulgi pe măsură ce se depune. Prin urmare, nămolul activ este destul de ușor separat la finalizarea curățării. Organismele din el nu trăiesc singure, ci în colonii numite zooglea. Forma zooglelor depinde de compoziția apei care se epurează și de tehnologia acestei metode de purificare a apei. Ele pot fi sferice, în formă de copac etc.

Toate microorganismele care sunt utilizate în metodele biologice de purificare a apei sunt împărțite în două tipuri în funcție de metoda de funcționare: anaerobe și aerobe. Microorganismele aerobe au nevoie de consumul de oxigen în timpul procesului de nutriție, deoarece este necesară oxidarea substanțelor. Dar microorganismele anaerobe nu au nevoie de oxigen. Esența tehnologiei procesului și setul de echipamente necesare pentru aceasta depind de tipul de organisme.

Tratamentul biologic se efectuează în următoarele condiții:

în iazuri biologice;
câmpuri de filtrare;
în biofiltre;
în rezervoare de aerare (oxytanks);
în digestoare.

Prima și a doua metodă de purificare a apei folosesc cele mai simple structuri. Un iaz biologic este un corp de apă, care poate fi fie natural, fie artificial, de obicei cu un tip natural de aerare și în care microorganismele trăiesc în nămol activ. Dispozitivul de filtrare se prezintă sub forma unei secțiuni de sol (nisip, argilă, lut sau turbă), prin care apa este filtrată și purificată de către microorganismele care trăiesc în sol. În astfel de instalații, este imposibil să se trateze apa puternic contaminată cu debit activ. Cu toate acestea, astfel de instalații de tratare biologică nu necesită practic costuri de operare și monitorizare constantă.

Un biofiltru este o structură pentru metoda biologică de purificare a apei, care se realizează prin filtrare printr-un strat de material de încărcare acoperit cu un strat organisme aerobe. Acest strat se mai numește și biofilm. Un sistem de distribuție a aerului este utilizat pentru a furniza suficient volum de oxigen de care au nevoie microorganismele pentru a descompune poluanții. Poate exista și aerare naturală.

Rezervorul de aerare este unul mai complex stație de epurare, unde aerarea este creată artificial. În ea, purificarea este efectuată de aceleași microorganisme aerobe. Acest lucru se întâmplă după cum urmează: apa este amestecată cu nămol activ și apoi alimentată în rezervorul de aerare. Sistemul de aerare artificială stimulează procesele biologice de descompunere a contaminanților și asigură, de asemenea, o bună amestecare. Pentru aerare se folosește de obicei aerul din atmosferă, dar în rezervoarele de oxigen utilizarea oxigenului tehnic este obișnuită, iar acest lucru crește foarte mult eficiența procesului de purificare.

Când vine vorba de metode biologice de tratare a apelor uzate folosind microorganisme anaerobe, acestea apar în principal în digestoare. Acest tip de purificare diferă prin aceea că bacteriile nu au nevoie de oxigen și nu există biogaz final, un produs rezidual al microorganismelor anaerobe. În plus, nu apa este furnizată digestoarelor, ci sedimentul concentrat rămas în fundul rezervoarelor de decantare, care trebuie supus procesului de fermentație. Pentru a stimula o fermentație mai intensă, aparatul poate fi echipat cu o funcție suplimentară de încălzire. Putem distinge fermentația de tip mezofil, care se desfășoară la o temperatură de 30-35 °C, și tipul termofil, efectuat la o temperatură de 50-55 °C. Procedura de descompunere anaerobă nu este simplă și are loc în mai multe etape, iar în etapa finală se formează metan, care este un tip de combustibil ecologic.

Există o legătură între contorizarea apei și economisirea energiei?

Ce alte metode de tratare a apelor uzate există?

Mod fulgerare implică o metodă de purificare a particulelor în suspensie din apă. Se realizează prin filtrarea apei prin cartușe filtrante poroase sau prin materiale filtrante. Substantele in suspensie sunt precipitate de clarificatoare, filtre si decantoare. În interiorul clarificatoarelor și rezervoarelor de decantare, apa se mișcă lent, determinând precipitarea particulelor în suspensie. Pentru a precipita cele mai mici particule coloidale, care pot fi în suspensie destul de mult timp, se adaugă în apă o soluție de coagulare. În aceste scopuri, utilizarea sulfatului de aluminiu, a sulfatului feros și a clorurii ferice este obișnuită. Reacția chimică duce la formarea de fulgi, care antrenează și substanțe coloidale pe măsură ce suspensia coboară.

Coagulare este o metodă de purificare a apei în care masa de apă este tratată cu substanțe chimice speciale pentru a mări particulele contaminante. Promovează utilizarea metodelor de iluminare, albire și deferizare. Mărirea celor mai mici particule are loc datorită lipirii lor sub influența forței de atracție a moleculelor.

Sub decolorare se referă la o schimbare a aspectului acelor particule care dau culoarea apei. Folosit diverse moduri bazat pe cauza principală a culorii. Coagularea este utilizată pentru a elimina sau decolora coloizii colorați sau substanțele dizolvate. De asemenea, este indicat să se folosească diverși agenți oxidanți (derivați ai clorului și ai clorului propriu-zis, permanganat de potasiu, ozon) și adsorbanți (cărbune activ, rășini artificiale).

Când vine vorba de dezinfectare, aceasta înseamnă o metodă de tratare a unei mase de apă folosind agenți oxidanți și/sau radiații UV pentru a distruge microorganismele. Apa este dezinfectată (se îndepărtează bacteriile, sporii, microbii și virușii) în ultima etapă de pregătire a apei pentru băut, adică aceasta este o metodă de purificare a apei de băut. În cele mai multe cazuri, nu este posibilă utilizarea apei subterane și de suprafață fără dezinfecție.

Nume de metode deferizare şi demanganizare vorbesc de la sine. Ele constau în îndepărtarea compușilor de fier și mangan dizolvat. Materialele speciale de filtrare sunt de obicei utilizate în aceste scopuri. Sarcina de a elimina apa de fier este destul de complexă și complexă. Pentru a o rezolva, se folosesc cel mai des următoarele metode:

Aerare este o metodă modernă de purificare a apei, în care oxigenul oxidează apa cu impurități de fier, după care au loc sedimentarea și filtrarea. Aerul este consumat cu o rată de aproximativ 30 l/m 3 . Această metodă tradițională a fost folosită de multe decenii. Cu toate acestea, oxidarea fierului necesită timp considerabil și rezervoare mari, astfel încât această metodă este utilizată numai de sistemele municipale mari.

Proces de oxidare catalitică cu filtrare suplimentară. Aceasta este cea mai populară metodă de deferizare astăzi, care este utilizată în sisteme compacte cu productivitate ridicată. Esența acestei metode de purificare a apei este că oxidarea fierului are loc pe suprafețele granulelor unui mediu de filtrare special, care are funcția de catalizator, adică accelerează reacția chimică de oxidare. Cele mai comune medii de filtrare sunt dioxidul de mangan (MnO 2 ). Compușii de fier în prezența dioxidului de mangan se oxidează imediat și se depun pe suprafața granulelor. Cea mai mare parte a fierului oxidat începe apoi să se spele în scurgere în timpul spălării în contra. Deci, stratul de catalizator granular servește și ca mediu de filtrare. Pentru a îmbunătăți procesele oxidative, agenții chimici de oxidare sunt adăugați suplimentar în apă.

Atenuare apa este înlocuirea cationilor de calciu și magneziu cu un număr similar de cationi de sodiu sau hidrogen. Această metodă de purificare a apei se realizează prin filtrare prin rășini speciale schimbătoare de ioni. Apa dură este familiară pentru toată lumea; Nu este potrivit pentru vopsirea țesăturilor cu vopsea solubilă în apă, pentru fabricarea berii și producerea de vodcă. Săpunul nu face spumă bine în apă dură. Duritatea excesivă face ca apa să nu fie adecvată pentru alimentarea cazanelor și cazanelor electrice cu abur și pe gaz. O grosime de scară de 1,5 mm reduce transferul de căldură cu 15%, iar o grosime de scară de 10 mm reduce transferul de căldură cu 50%. Și asta duce la creșterea costurilor energie electrica sau combustibil, care, la rândul său, provoacă arsuri, fisuri în conducte și pe pereții cazanelor, iar sistemele de încălzire și unitățile de alimentare cu apă caldă sunt scoase din funcțiune înainte de momentul lor. Metoda foarte eficienta dedurizarea apei este utilizarea de filtrare automată - dedurizatoare speciale. Ele funcționează pe principiul schimbului de ioni, în care sărurile dure din apă sunt înlocuite cu particule moi care nu formează depozite.

Ministerul Construcțiilor a explicat scăderea temperaturii apei calde în apartamente

Ce metode moderne de purificare a apei ar trebui alese în funcție de tipul de poluare?

Acest tabel descrie metode moderne purificarea apei naturale:

Tipul de poluare	Metoda de purificare a apei
Particule grosiere, suspendate, coloidale	Decantare inițială cu sau fără utilizarea de reactivi (în funcție de compoziția masei de apă și de gradul de contaminare). Coagularea, adică mărirea dimensiunii particulelor poluante prin reacții chimice (adăugarea de săruri de aluminiu, fier, var) pentru ca acestea să poată precipita mai ușor și să fie filtrate. Filtrare folosind materiale: nisip de cuarț, hidroantracit, cărbune activ, dolomit etc.
Aciditate crescută (pH)	În acest caz, apa este filtrată prin carbonat de calciu granular sau dolomit semi-ars, care conține magneziu.
	Utilizarea aerării, adică a injecției de aer pentru a accelera procesele de oxidare în conductă și coloana de apă. Apa poate fi tratată cu un agent oxidant puternic (ozon, clor, hipoclorit de sodiu, permanganat de potasiu). Filtrarea printr-o sarcină modificată, care elimină fierul oxidat (precipitatul) și fierul feros dizolvat
Conținut crescut de săruri de calciu și magneziu (duritate excesivă)	Efect termic, deoarece fierberea reduce doar duritatea temporară (carbonată). Metoda schimbului de ioni (cationizare) - rășina granulară absoarbe ionii de calciu și magneziu, dând în schimb sodiu sau hidrogen. Metoda electrodializa este o modificare a concentrației de electroliți într-o soluție sub influența curentului electric. Metoda de osmoză inversă, adică trecerea apei printr-o membrană semi-permeabilă
Ioni de mangan	Se folosesc agenți oxidanți puternici, deoarece manganul formează adesea compuși organici (în caz contrar, metodele de îndepărtare a manganului sunt similare cu îndepărtarea fierului)
Prezența bacteriilor, virușilor și microorganismelor	Clorarea. Se adaugă clor, dioxid de clor, hipoclorit de sodiu sau de calciu. Ozonarea, deoarece ozonul este un puternic agent oxidant natural care dezinfectează maxim virușii și formele de spori (chiar și rezistente la clor). Ozonul, spre deosebire de clor, nu este toxic și nu este cancerigen. Iradierea cu lumină UV nu introduce impurități suplimentare în apă
Abateri minore ale proprietăților organoleptice	Sorbarea cu cărbune activ vă permite să scăpați foarte eficient de substanțele organice nenaturale, cum ar fi fenolul, alcoolul, eterul, cetona, produsele petroliere, aminele, agenții tensioactivi „duri”, coloranții organici, sărurile metalice, microorganismele și clorul.
Microorganisme, săruri, compuși organici	O metodă de osmoză inversă în care apa și substanțele pe care le conține sunt separate printr-o membrană semipermeabilă cu orificii minuscule care asigură o purificare profundă (până la 98%)

Cum se purifică apa de metalele grele. Cum și cu ce poți purifica apa acasă

Cum să determinați dacă există metale grele în apă

Ce metale grele pot fi detectate?

1. Plumb

2. Mercur

3. Cupru

4. Fierul de călcat

5. Mangan

Cum să curățați umezeala de metalele grele?

Ce metodă de curățare este folosită cel mai des în viața de zi cu zi?

Osmoza inversa

Sortie

Advocacy

Fierbere

Congelare

Apă îmbuteliată

Filtre de uz casnic

Cărbune activ și filtrare minerală

Citiți împreună cu acest articol:

Cât de periculos este excesul de fier pentru oameni?

Metode de purificare a apei

Schimb de ioni

Osmoza inversa

Metoda de aerare

A scăpa de fier folosind metoda populară

Contaminanți și metode de purificare a apei

Ce metode de tratare a apelor uzate sunt aplicabile într-un caz particular?

Metode fizice de bază de purificare a apei

Metode chimice de purificare a apei

Metode fizico-chimice de purificare a apei

Ce înseamnă o metodă biologică de purificare a apei?

Ce alte metode de tratare a apelor uzate există?

Ce metode moderne de purificare a apei ar trebui alese în funcție de tipul de poluare?

Tipul de poluare

Metoda de purificare a apei