Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка»
Скачать 2.49 Mb.
|
| ТЕМА 2 ДЕЗОДОРАЦИЯ ВОДЫ Общие положения Одной из актуальных проблем последних десятилетий в области водоподготовки является необходимость дезодорации питьевой воды. Ухудшение вкусовых качеств природных вод обусловлено их минеральным и органическим составом. Нежелательные привкусы и запахи вызываются неорганическими соединениями и органическими веществами естественного и искусственного происхождения. Присутствие в природной воде растворенных органических веществ биологического происхождения является результатом процессов разложения и последующей трансформации отмерших высших водных растений, планктонных и бентосных орга низмов, различных бактерий и грибов. При этом в воду выделяется большое количество низкомолекулярных спиртов, карбоновых кислот, оксикислот, кетонов, альдегидов, фенолсодержащих веществ обладающих сильным запахом. Органические вещества способствуют развитию микроорганизмов, выделяющих во внешнюю среду сероводород, аммиак, органические сульфиды, дурно пахнущие меркаптаны.Интенсивное развитие и отмирание водорослей способствует появлению в воде полисахаридов, щавелевой, винной и лимонной кислот; веществ типа фитонцидов.В продуктах распада водорослей содержание фенола в 20-30 раз превышает ПДК (0,001 мг/л). Несмотря на принятые законодательные меры все еще наблюдается сброс промышленных сточных вод в поверхностные водоемы, что приводит к их загрязнению минеральными и органическими соединениями. Среди них соли тяжелых металлов, нефть и нефтепродукты, синтетические алифатические спирты, полифенолы, кислоты, пестициды, СПАВ и др. Особую опасность представляют пестициды,относящиеся к разным классам органических соединений и находящихся в воде в различных состояниях. Они оказывают отрицательное действие на органолептические свойства воды. Токсичность пести цидов, присутствующих в воде, возрастает в процессе обработки ее хлором или перманганатом калия. Нефть и нефтепродуктыплохо растворимы в воде и очень устойчивы к биохимическому окислению. Большие концентрации нефти придают воде сильный запах, повышают ее цветность и окисляемость, снижают содержание растворенного кислорода. При небольшом содержании нефти в воде ее органолептические показатели заметно ухудшаются. Попадая в воду с бытовыми и промышленными стоками СПАВрезко ухудшают ее качество, появляются устойчивые запахи (мыльный, керосиновый, канифольный) и горьковатые привкусы.Как правило, СПАВ усиливают стабильность запахов других примесей, катализируют токсичность находящихся в воде канцерогенных веществ, пестицидов, анилина и др. Присутствующие в природных водах Севера и средней полосы России гуминовые кислоты и фульвокислоты, лигниныи многие другие органические соединения естественного происхождения служат одним из источников образования фенолов, которые ухудшают их органолептические свойства. При хлорировании воды, содержащей фенолы, образуются диоксины.Доза диоксинов 3,1∙10-9 является смертельной, а доза 6,5∙10-15 моль/кг для людей в возрасте до 70 лет вызывает риск заболевания раком. В сто раз меньшая доза влияет на иммунную систему («химический СПИД») и репродуктивные функции организма.Самым ядовитым веществом являются 2,3,7,8-тетрахлордибензодиоксин (ТХДД).Основным ядовитымым веществом в выбросах целлюлозно-бумажных комбинатов являются полихлорированные дибензфураны (ПХРД) и сильнейшим канцерогеном – продукты сгорания мазута, бензинаа, угля и т. п. является бенз(а)пирен(синергизм проявляется в паре – диоксин-бенз(а)пирен). Получение пестицида 2,4-дихлорфенола хлорированием фенола сопровождается образованием 2,4,6-трихлорфенола, который самоконденсируется в диоксины. Присутствующее в воде железо является катализатором дохлорирования фенолов, переводя малотоксичные диоксины в высокотоксичные при хлорировании воды. Иногда органолептические свойства воды ухудшаютсяприпередозировке реагентов или в результате неправильной эксплуатации водоочистных сооружений. Так, при обесцвечивании воды коагулированием без последующей стабилизации возрастает коррозионная активность воды и вследствие этого ухудшаются ее органолептические показатели. При хлорировании воды наблюдается ухудшение ее органолептических показателей, как при нарушении режима процесса, так и в результате образования хлорорганических соединений, вызывающих неприятные привкусы и запахи. Дезодорация водыв некоторых случаях достигается при коагулировании примесей и их флокулировании с последующим фильтрованием, однако часто для устранения нежелательных запахов и привкусов требуется применение специальных технологий. Их выбор диктуется характером примесей и состоянием, в котором они находятся (взвеси, коллоиды, истин ные растворы, газы). Универсальных методов дезодорации воды на сегодня не существует, однако, использование некоторых из них в сочетании обеспечивает требуемую степень очистки. Если вещества, вызывающие неприятные привкусы и запахи, находятся во взвешенном и коллоидном состоянии, то хорошие результаты дает их коагулирование. Привкусы и запахи, обусловленные неорганическими веществами, находящимися в растворенном состоянии, извлекают дегазацией, обезжелезиванием, обессоливанием и др. Запахи и привкусы, вызываемые органическими веществами, отличаются большой стойкостью. Обычно их извлекают путем окисления и сорбции. Вещества, обладающие сильными восстановительными свойствами (гумусовые кислоты, соли железа (II), дубильные вещества, сероводород, нитриты, поли- и одноатомные фенолы) хорошо извлекаются из воды путем окисления. Более устойчивые соединения (карбоновые кислоты, алифатические спирты, углеводороды нефти и нефтепродукты и т. п.) в условиях обработки хлором и его производными, а иногда и озоном окисляются плохо. Иногда сильные окислители, воздействуя на эти вещества, значительно усиливают первоначальные привкусы и запахи (например, фосфороорганические пестициды). Вместе с тем действие окислителей на легкоокисляемые соединения приводит к их полной деструкции, либо к образованию веществ, не влияющих на органолептические показателе воды. Таким образом, действие окислителей эффективно лишь по отношению к ограниченному числу загрязнений. Недостатком окислительного метода является также необходимость дозирования окислителя в исключительно точном соответствии с уровнем и видом загрязнения воды, что крайне затруднительно, принимая во внимание сложность и длительность многих химических анализов. Более надежным и экономичным является применение фильтров с гранулированным активным углем,используемым в качестве фильтрующей загрузки. Фильтры, загруженные гранулированным активным углем независимо от колебания уровня загрязнения воды, являются постоянно действующим барьером по отношению к сорбируемым веществам. Однако, серьезным затруднением для применения этого метода очистки воды является сравнительно малая поглощающая способность угля, что вызывает необходимость частой его замены или регенерации. Кроме того, установлено, что из воды хорошо сорбируется активным углем гидрофобные вещества, т. е. плохо растворимые в ней и слабо гидратирующиеся в растворах (слабые органические электролиты, фенолы и др.). Менее эффективно сорбируются активным углем более сильные органические электролиты и многие органические ациклические соединения (карбоновые кислоты, альдегиды, кетоны, спирты). В условиях повышенного антропогенного загрязнения водоемов для дезодорации воды, удаления токсичных микрозагрязнений необходимо сочетать методы окисления, сорбции и аэрации. Дезодорация воды аэрацией Для удаления из природных вод летучих органических соединений биологического происхождения, вызывающих запахи и привкусы, широко применяют их аэрирование. На практике аэрирование проводят в специальных установках – аэраторах барботажного, разбрызгивающего и каскадного типов.  Рис. 2.2. Аэратор барботажного типа: 1,7 – подача исходной воды и отвод аэрируемой воды; 2 – ввод воды в барботажную каиеру; 3 – дырчатые пластины; 4 – воздухораспределитель. В аэраторах барботажного типа воздух, подаваемый воздуходувками, распределяется в воде дырчатыми трубами, подве шенными в резервуаре (рис. 2.2), распылительными устрой ствами, расположенными на его дне. Преимущество первого способа заключается в простоте демонтажа установки. Барботажные установки открытого типа могут работать при температуре ниже 0°С. Степень аэрирования легко регулируется изменением количества подаваемого воздуха. Стоимость установок и их эксплуатации невысока. В разбрызгивающих аэраторах вода распыляется соплами на мелкие капли, при этом увеличивается поверхность ее контакта с воздухом. Основным фактором, определяющим работу аэратора, является форма сопла и его размеры. В аэраторах каскадного типа обрабатываемая вода падает струями через несколько последовательно расположенных водосливов. Длительность контакта в этих аэраторах может быть изменена за счет увеличения количества ступеней. В аэраторах смешанного типа вода одновременно разбрызгивается и стекает тонкой струей с одной ступени на другую. Для увеличения площади соприкосновения воды с воздухом применяют керамические шары или кокс. Общим недостатком аэраторов, построенных на принципе контакта пленки воды с воздухом, является их неэкономичность из-за большой площади, невозможность использования в зимнее время, потребность в мощной вентиляции при установке их в помещениях, и, наконец, склонность к обрастанию. Применение сильных окислителей Окислители применяют в практике очистки питьевой воды для обеззараживания и улучшения ее органолептических показателей. Опыт токсиколого-гигиенической и технологической оценки эффективности использования окислителей показывает, что наи более важным является выбор окислителя для очистки питьевой воды от химических загрязнений. При этом необходимо учитывать не только величину окислительно-восстановительного потенциала каждого окислителя, но также и другие факторы, оказывающие существенное влияние на эффективность очистки: степень и характер химического загрязнения воды, ее состав, наличие природных соединений, таких, как гуминовые и сложные фенолы, способные окисляться, величина рН воды и т. д. При этом должна учитываться способность некоторых окислителей к реакциям замещения с включением молекул окислителя в образующиеся химические вещества, в результате чего в воде могут появиться нежелательные и даже опасные соединения. Так, при обработке хлором воды, содержащей фенолы, могут образовываться хлорфенолы, придающие ей рез кий неприятный запах. Известны также и токсичные хлорорганические соединения (хлорированные углеводороды). В практике водоподготовки в основном применяют следующие окислители: озон, перманганат калия, хлор и его производные. Озон является наиболее сильным из всех известных в настоящее время окислителей. Одним из его преимуществ с гигиенической точки зрения является неспособность в отличие от хлора к реакциям замещения, о которых указывалось выше. Особенностью озона является то, что он быстро разлагается. С одной стороны, это вызывает некоторые технические трудности, а с другой – создает определенные преимущества, так как даже при некотором передозировании остаточные количества его не могут быть велики, не требуется его устранения. Как показали исследования, остаточный озон в количестве 3,5 ... 5,0 мг/л в течение 30 мин снижался до 0,2 ... 0,3 мг/л. Вводить излишне большие дозы озона при обработке питьевой воды не рекомендуется, поскольку после нее вода может приобретать неприятный ароматический запах. Благодаря высокому окислительному потенциалу озон окисляет вещества, обусловливающие привкусы и запахи, которые обычно не окисляются другими реагентами. Длительность контакта озона с водой не превышает 10-15 мин; дополнительные соединения при этом не образуются. В связи с тем, что озон поступает в воду с большим количеством воздуха, одновременно происходит и аэрирование воды. В результате озонирования вода приобретает освежающий привкус и запах, характерный для поверхностных или ключевых вод наилучшего качества. Озон ограниченно растворим в воде, и его растворимость значительно уменьшается при повышении температуры. Поэтому, несмотря на сильные окислительные свойства, при большом загрязнении воды органическими веществами озон не дает хорошего дезодорирующего эффекта. Углеводороды нефти окисляются озоном в карбоновые кислоты ступенчато: в качестве промежуточных продуктов образуются альдегиды и кетоны, часто обладающие сильным и неприятным запахом и привкусом. Предельно допустимые концентрации альдегидов и кетонов в воде составляют 0,1-2,0, а низкомолекулярных карбоновых кислот — 5-250 мг/л. Из этого следует, что высокий дезодорирующий эффект возможен лишь при окислении не только исходных веществ, но и промежуточных продуктов реакции. Однако, за время обработки воды озоном это в ряде случаев не достигается. Реакция окисления прекращается на промежуточной стадии, и обрабатываемая вода приобретает новый неприятный запах. Если же содержание альдегидов и кетонов в воде незначительно, то окисление их озоном происходит с большей полнотой и концентрации промежуточных продуктов снижаются ниже предельно допустимых. При этом из воды практически устраняются запахи и привкусы. Все, что сказано по поводу окисления углеводородов нефти, касается и алифатических спиртов, поскольку промежуточными продуктами их окисления также являются альдегиды и кетоны. Поэтому, как показывают исследования, алифатические спирты, концентрации которых превышают предельно допустимые, даже в случае значительной продолжительности озонирования из воды не устраняются. Из этого следует, что применение озона наиболее эффективно для очистки мало загрязненных природных вод. При величине перманганатной окисляемости воды 8-10, 10-15, 15-20 мг О/л дозу озона соответственно принимают 1-3, 3-5, 5-8 мг/л. Можно также использовать комбинированные методы – хлорировать воду на первичных стадиях ее очистки, а обрабатывать озоном при подаче потребителю. В этом случае органолептические показатели озонированной воды не снижаются. Перманганат калия является менее сильным окислителем, чем озон, он не вступает в реакции замещения. К недостаткам перманганата калия следует отнести его сравнительно высокую стоимость, дефицитность, а также опасность появления остаточных концентраций, поскольку марганец нормируется в питьевой воде до 0,1 мг/л. Действие обычных доз хлора на вещества, придающие воде привкусы и запахи, можно усилить добавлением 0,3-0,5 мг/л перманганата калия перед или после введения хлора. В первом случае перманганат калия разрушает органические вещества, вступающие в реакцию с хлором и образующие хлорпроизводные с резким неприятным запахом, во втором – он разлагает образовавшиеся хлорпроизводные. Перманганат калия добавляют до введения хлора при наличии в воде фенолов. Другие реагенты (коагулянт, активированный уголь) при этом следует вводить не ранее, чем через 10—15 мин после добавления перманганата. Для устранения привкусов и запахов перманганат калия можно применять самостоятельно. Его дозу в этом случае определяют по показателю перманганатной окисляемости воды, характеризующему загрязнение органическими веществами:
При наличии очень сильных запахов и привкусов допускается применение и больших доз реагента, однако, они должны быть обоснованы технологическими исследованиями. Для дезодорации воды перманганат калия применяют в виде 0,5-2,0%-ного раствора (в пересчете на товарный продукт). Хлор – наиболее дешевый и распространенный из указанных выше окислителей, но значительно слабее. Недостатком хлора является его способность вступать в реакцию замещения, в результате чего могут образовываться нежелательные соединения. Небольшие дозы хлора обычно усиливают запахи и привкусы, особенно при наличии в воде фенолов вследствие образования моно-, ди- и трихлорфенолов, обладающих сильным неприятным запахом. Поэтому в данном случае либо увеличивают окислительно-восстановительный потенциал системы «природная вода – хлор», применяя перехлорирование, либо снижают его хлорированием с аммонизацией. Метод хлорирования с аммонизацией применяется при содержании фенола в воде до 3 мг/л. Он не требует больших затрат и особых мер безопасности, не сопровождается образованием соединений, вредных для организма человека. Запахи и привкусы, вызываемые наличием в воде некоторых ядохимикатов, эффективно устраняются пероксидом водорода. Например, обработка растворов эптама исходной концентрацией 19 мг/л дозой пероксида водорода 68 мг/л снижает интенсивность запаха примерно в пять раз. Препятствием для широкого использования пероксида водорода в технологии очистки воды служило отсутствие дешевого способа его получения. Внедрение разработанного метода синтеза пероксида водорода окислением вторичных спиртов позволит значительно снизить его стоимость и расширить область применения для очистки воды от загрязнений. Рассматривая действие окислителей в целом, следует отметить, что в большинстве случаев при их применении наблюдается улучшение органолептических свойств обрабатываемой воды: исчезают запахи и привкусы, снижается или полностью исчезает цветность и окраска, вода перестает пениться. В результате деструктивных процессов образуются менее сложные по химической структуре и, как правило, менее опасные, в том числе и в плане отдаленных последствий действия, вещества – продукты трансформации. Однако, необходимо подчеркнуть, что некоторые химические вещества в обычных условиях практически не поддаются действию окислителей, даже такого наиболее сильного из них, как озон. К таким веществам, являющимися достаточно распространенными загрязнителями воды поверхностных водоемов, относятся пиридин, бензол и его произ водные, ряд ароматических нитросоединений, альдегиды, кислоты. Ряд соединений окисляются не полностью, в результате, чего могут образоваться продукты, придающие воде запах (фосфорорганические и поверхностно-активные вещества, фенолы) или окраску (нитросоединения, фенолы). При неполномокислении химических веществ, присутствующих в воде, могут появляться и более токсичные соединения, как, например, при окислении некоторых фосфорорганических пестицидов. В связи с этим можно говорить о существовании «критических» концентраций загрязнений, т. е. таких концентраций, при которых возникает опасность появления в воде недопустимых количеств неблагоприятных продуктов взаимодействия. Кроме того, понятие «критических» концентраций может быть также связано с технико-экономической нецелесообразностью применения высоких доз окислителя. Однако, необходимость дозирования окислителей в точном соответствии с уровнем и видом загрязнения воды, а также сложность и длительность химических анализов зачастую не позволяет выдерживать на практике эти условия. Применение окисления как самостоятельного метода для устранения органических загрязнений из воды может быть допущено только в том случае, если уровень загрязнения колеблется незначительно, не выходит за границы «критической» концентрации и существует уверенность, что в результате окисления не будут образовываться неблагоприятные в органолептическом отношении или опасные для здоровья населения продукты трансформации химических веществ. Электрохимический метод В последнее время все большую популярность завоевывает электрохимический метод дезодорации воды путем оксидации ее примесей продуктами разложения воды в прианодной зоне электролизера. Метод обработки воды только в анодной или только в катодной камере диафрагменного электрохимического реактора называется электрохимической активацией, так как вода после такой обработки переходит в метастабильное состояние с повышенной реакционной способностью. Этот метод предложен и теоретически обоснован и реализован в установках «Сапфир» и «Изумруд» (рис. 2.3). Основной поток воды (99,9 %) поступает в анодную камеру проточного диафрагменного электрохимического реактора. Небольшая часть основного потока воды протекает через катодную камеру электрохимического реактора и сбрасывается в канализацию. У поверхности анода происходит окисление примесей воды с выделением кислорода, а также образование газообразного хлора и таких высокоактивных соединений, как Cl2O, ClO2, HClO, ClO-, OH•, O•, Cl• и др. Органические примеси при взаимодействии с соединениями активного хлора подвергаются полной окислительной деструкции и не образуют устойчивых форм органических галогенсодержащих соединений. Уничтожение 99,9% всех микроорганизмов, содержащихся в воде, достигается во время ее протока в анодной камере, т. е. в течение 1,0... 1,5 секунды. Полное уничтожение всех микроорганизмов достигается при следующей стадии обработки воды – в емкости, заполненной гранулами углеродоксидномарганцевого катализатора. На поверхности катализатора происходит распад соединений активного хлора с образованием свободных радикалов. а) б)   Рис. 2.3. Схема установки «Сапфир» (а)и «Изумруд» (б): 1 – источник электроэнергии; 2, 3 – подача исходной и отвод обработанной воды; 4 – решетка; 5 – катализатор; 6, 9 – анод и катод; 7 – вода на слив; 8 – диафрагма; 10, 11 – катодная и анодная камера; 12 – сетчатый фильтр; 13 – каталитический реактор; 14 – контактная камера. Обработка воды активным углем Для дезодорации воды сорбцией используют гранулированный и порошкообразный активный уголь, активированный антрацит, углеродные волокнистые материалы и неуглеродные адсорбенты (клиноптилолит, цеолиты). Сорбционный метод дезодорации является значительно более надежным, по сравнению с окислительным, так как он основан не на трансформации органических веществ, а на их извлечении из воды. Из известных сорбентов наиболее эффективны – активные угли. Они хорошо сорбируют фенолы, полициклические ароматические углеводороды, в том числе канцерогенные, большинство нефтепродуктов, хлор- и фосфорорганические пестициды и многие другие органические загрязнения. Однако, и сорбцию на активных углях нельзя рассматривать в качестве универсального средства очистки воды от органических соединений. Так, имеются вещества, которые ими не задерживаются (например, органические амины) или задерживаются плохо (например, синтетические поверхностно-активные вещества). Активный уголь изготовляют из углеродсодержащих материалов: угля, антрацита, древесины, торфа, полимеров, отходов пищевой, целлюлозно-бумажной и других отраслей промышленности. Размолотое до размеров 10—100 мкм и отсортированное сырье карбонирируют обычно в барабанных печах без доступа воздуха при температуре 700-800 °С, в результате чего из угля выделяются летучие соединения, он уплотняется, приобретает прочность и макропористую структуру. Активируют уголь газами (СО2, SO2, О2) и солями (К2СО3, ZnCl2, K2S и др.) при температуре 750-1000 °С. Чаще других применяют комбинированный парогазовый способ с использованием топочных газов состава: СО2+ Н2О + О2. Неорганические активирующие добавки из угля вымывают. Активные угли применяют в виде порошка (углевание воды) или в виде гранул в качестве загрузки фильтров. Углевание воды имеет ряд недостатков, которые ограничивают его использование: трудности, связанные с замачиванием и дозированием угля, с необходимостью иметь емкости для контакта его с обрабатываемой главным образом тогда, когда оно должно проводиться эпизодически, кратковременно и в небольших дозах. Для дозирования угольной пульпы предусматривают замачивание угля в течение 1 ч в баках с механическим или гидравлическим перемешиванием. Угольную пульпу концентрацией до 8% вводят в воду до коагулянта не менеечем за 10 мин. Дозу угля перед фильтрами принимают до 5 мг/л. Более надежным является применение гранулированных активных углей, используемых в качестве фильтрующей загрузки. Фильтры, загруженные гранулированным активным углем независимо от колебания уровня загрязнения воды, служат постоянно действующим барьером по отношению к сорбируемым веществам, если емкость угля не исчерпана. Возможно применение напорных фильтров и открытых фильтров с активным углем. Угольные фильтры располагают после осветлительных. Возможно применение совмещенных осветлительно-сорбционных фильтров. Недостатком применения угольных фильтров является необходимость регенерации активного угля, которая может производиться следующими методами: химическим, терми ческим и биологическим. Химический метод предусматривает предварительную обработку угля острым паром, а затем щелочью. Метод сложный, трудоемкий и недостаточно эффективный, так как не восстанавливает сорбционную способность материала полностью. Термический метод заключается в выжигании адсорбированных органических соединений в специальных печах при температуре 800... 900 °С. Биологический метод регенерации основан на жизнедеятельности бактерий, минерализующих адсорбированные углем органические соединения, однако этот процесс протекает крайне медленно. Адсорбционные свойства углей в основном обусловлены микропорами, составляющими примерно 90% всей удельной поверхности активированного угля. На ней и протекают процессы адсорбции, в основе которых лежит взаимодействие энергетически ненасыщенных атомов углерода с молекулами адсорбируемых веществ. Лучше сорбируются вещества в молекулярной форме, хуже – в ионной. Способность органических веществ к сорбции возрастает в ряду: гликоли < спирты < кетоны < сложные эфиры < альдегиды < недиссоциированные кислоты < ароматические соединения. Способность к сорбции возрастает с ростом молекулярной массы органических веществ, мицеллярной массы коллоидов и температуры сорбатов. В присутствии механических примесей сорбционная емкость активного угля снижается. Поэтому поступающая на обработку активным углем вода должна содержать не более 10 мг/л взвешенных веществ. Аналогично влияют продукты гидролиза сульфата алюминия. В концентрации 10-50 мг/л они уменьшают сорбционную емкость гранулированного активного угля на 20-35 %. Ухудшается кинетика сорбции и снижается динамическая емкость также при насыщении активного угля солями и оксидами железа. Последние, осаждаясь на угле, закрывают поры и затрудняют процесс регенерации. По этой причине часто при добав лении угольной суспензии совместно с коагулянтом до отстойников ее требуется несколько больше, чем при добавлении перед фильтрами. Высокой сорбционной емкостью и повышенной по сравнению с активным углем удельной поверхностью (до 2000 м2/г) обладают разработанные новые сорбенты – углеродные волокнистые материалы. Их получают из полимерных гидратцеллюлозных и полиакрилнитриловых волокон термообработкой в потоке благородных газов при 600-1050 ºС. Для увеличения сорбционной емкости в процессе обработки сырья к нему добавляют соли тяжелых и редкоземельных металлов. Все шире применяются для обесцвечивания воды, удаления из нее неорганических примесей и особо токсичных хлорорганических соединений и гербицидов неуглеродные сорбенты – клиноптилолит, глинистые породы, цеолиты и др. Увеличить пористость, улучшить прочность и водостойкость этих материалов можно прокаливанием их с хлоридом и карбонатом натрия при 1000°С. Окислительно-сорбционный метод обработки воды Межрегенерационный период работы гранулированного активного угля может быть резко увеличен, если воду перед фильтрованием через уголь обработать окислителем. Установлено, что при такой обработке воды происходит не простое суммирование двух процессов, а имеет место эффект окислительно-сорбционного взаимодействия, который заключается в том, что, с одной стороны, уголь выступает в качестве катализатора окисления, значительно повышая глубину и скорость этого процесса, а с другой – многие продукты окисления лучше сорбируются на угле. Кроме того, применение двух методов всегда надежнее и позволяет значительно расширить диапазон удаляемых из воды органических загрязнений. Практика показала, что совместное применение окислителей и активного угля имеет также и экономическое преимущество. В зависимости от качества обрабатываемой воды, состава и типов очистных сооружений могут быть различные технические решения использования окислительно-сорбционного метода очистки воды. Так, фильтры, загруженные гранулированным активным углем и предназначенные только для очистки воды от органических загрязнений располагают в технологической схеме после осветлительных фильтров. Но гранулированный уголь может использоваться также в фильтрах, выполняющих наряду с указанной функцией и функцию осветления воды. Тогда фильтры, как обычно, располагают после сооружений первой ступени, при этом загрузка их может либо целиком состоять из активного угля, либо из угля и песка (двухслойная загрузка). В схеме контактного осветления воды возможно также устройство отдельно стоящих угольных фильтров, располагаемых после контактных осветлителей, или устройство контактных осветлителей с песчано-угольной загрузкой. В первом случае, когда осуществляется фильтрование воды последовательно через два фильтровальных сооружения, затраты на строительство очистных сооружений значительно возрастают, однако, угольная загрузка используется по своему прямому назначению, т. е. только для удаления химических загрязнений, и находится в наиболее благоприятных условиях: на угольный фильтр поступает осветленная вода, поэтому промывка его производится редко и не приводит к излишней потере угля на измельчение и истирание. Место расположения угольной загрузки в технологической схеме зависит от ее назначения, а также санитарно-гигиенических и технико-экономических показателей очистки воды. Окислитель во всех случаях должен быть введен в обрабатываемую воду до ее поступления на угольную загрузку. При этом окислитель в воду может вводиться либо в начале технологической схемы, либо перед угольными фильтрами. Возможно также двойное введение окислителей разного типа. Место ввода окислителя зависит от общих задач, возлагаемых на окислитель, от скорости его расходования и других факторов. Но во всех случаях необходимо обеспечить наличие окислителя в воде, поступающей на угольную загрузку. Важным при использовании окислительно-сорбционного метода является выбор типа окислителя. Практика показывает, что при совместном применении окислителя и активного угля эффективность последнего по отношению к химическим загрязнениям может сохраняться в течение длительного времени (в условиях Тюменского водопровода продолжительность работы угольной загрузки составила два года). В подобных условиях регенерация угля не всегда экономически оправдана, особенно с учетом того, что ежегодно должна производиться добавка свежего угля для возмещения его потерь на измельчение, истирание и унос при промывках, которая, как уже указывалось, ориентировочно составляет 10% в год к объему угля. Вместе с тем вследствие обрастания угля неорганическими загрязнениями (в основном гидроксидами алюминия, железа и др.) возможно резкое снижение сорбционной способности по отношению к органическим веществам. Поэтому необходимо обеспечить высокую степень предварительного осветления воды до поступления ее в слои угольной загрузки. Это особенно относится к фильтровальным сооружениям, в которых совмещены функции осветления и очистки от химических загрязнений. МОДУЛЬ 3 |
Похожие:
 | Учебно-методических материалов по курсу "Оценка земли" в соответствии... В соответствии с программой курса в комплект учебно-методических материалов включены | | Учебно-методических материалов по курсу "Макроэкономика" в соответствии... В соответствии с программой курса в комплект учебно-методических материалов включены |
| Учебно-методических материалов курса «Инвестиции в эколого-экономические... Комплект учебно-методических материалов курса «Инвестиции в эколого-экономические проекты» | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Конституционное право зарубежных стран» Учебно-методический комплекс дисциплины является частью образовательной программы высшего учебного заведения, разрабатываемый по... |
| Учебно-методических материалов курса «Экологическое страхование и... Комплект учебно-методических материалов курса «Экологическое страхование и оценка риска» | | Учебно-методический комплекс Направление подготовки 030900 Юриспруденция квалификация «бакалавр» Банковское право: комплекс учебно-методических материалов для студентов заочного обучения – Калининград: 2013. 37с |
| 3. Учебно-методический комплекс: состав и структура Мгоу, университет и представляет собой совокупность материалов, регламентирующих содержание учебной и методической работы по организации... | | Учебно-методический комплекс материалов по дисциплине «Философия» Учебно-методический комплекс включает учебную программу курса, планы проведения семинарских занятий, список основной и дополнительной... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Теория физической культуры» представляет собой совокупность учебно-методических материалов, способствующих эффективному освоению... |  | Учебно-методический комплекс предназначен для студентов I курса факультета... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов I курса факультета естественных наук, направление подготовки 020201 «Биология... |
| Учебно-методический комплекс материалов по дисциплине «Физиология центральной нервной системы» Комплекс включает учебно-тематический план изучения дисциплины, учебную программу курса, планы проведения семинарских занятий, структуру... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Медиапсихология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «Искусствоведение» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психофизиология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «судебная медицина» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Методы оптимальных решений» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных, практических и лабораторных... |
