Комбинированные методы

Недостатки традиционных способов обеззараживания питьевой воды заставляют исследователей искать новые, основанные, как правило, на комбинированном действии двух или нескольких факторов. В комбинации могут присутствовать только химические агенты или физические факторы, предлагаются также физико-химические способы.

В качестве комбинированных химических способов рассматриваются использование хлора и озона, препаратов хлора с перекисью водорода, ионами серебра и меди, перекиси водорода с озоном, ионами серебра и меди и т. д. Данные технологии предполагают снижение концентрации применяемых реагентов, уменьшение времени обработки воды при неизменном, а в ряде случаев и более выраженном антимикробном эффекте.

Для обеззараживания питьевой воды предлагаются комбинированные физические способы, в частности сочетание УФИ и УЗК, термическая обработка с УЗК или g - излучением, комплекс электрических воздействий. Характерными недостатками комбинированных физических способов являются отсутствие последействия и способа оперативного контроля за эффективностью обеззараживания воды.

В последнее время большое внимание уделяется физико-химическим способам обеззараживания питьевой воды. Особенный интерес вызывает сочетание УФИ с химическими дезинфектантами. Предлагается совместное использование УФИ с ионами серебра и меди, возможно использование УФИ с хлором и перекисью водорода, УЗК с хлором. Помимо получения более высокого антимикробного эффекта, таким образом можно устранить один из недостатков УФИ – отсутствие последействия.

Установлено, что в результате предварительного введения в воду окислителей (озона, перекиси водорода) и последующей ее обработки УФИ образуются свободные радикалы, которые в свою очередь являются более мощными окислителями. При совместном действии УФИ и окислителей отмечено значительное усиление скорости и степени инактивации бактерий по сравнению с действием каждого агента в отдельности.

Среди других перспективных физико-химических способов обеззараживания, находящихся на стадии лабораторных исследований, можно отметить: воздействие постоянного электрического поля с ионами серебра и меди, УЗК с перекисью водорода или хлором, лазерное излучение с ионами меди.

Специальные методы.

Обезжелезивание.

Повышенное количество железа встречается, как правило, в глубоких подземных водах и реже в поверхностных и грунтовых водах.

Повышенное содержание железа в воде не угрожает вредными последствиями для здо­ровья, но железо придает воде специфический (чернильный, металлический) привкус, делает ее мутной и цветной, оставляет ржавые пятна на белье. Кроме того, выпадение железа в осадок уменьшает, а размножение железобактерий может и полностью закрыть просвет в трубах небольшого диаметра.

Обезжелезивание подземных вод проводится безреагентными аэрационными методами. В основе методов лежит предварительная аэрация воды с целью удаления свободной углекислоты и сероводорода, повышения рН, обогащения кислородом воздуха, последующего образования гидроксида железа и удаления из воды осаждением или фильтрованием.

В подземной воде железо большей частью содержится в виде двууглекислых солей Fe(НСОз)₂. Это — нестойкое соединение, легко гидролизуется:

Fe(HCO₃)₂+2Н₂О→Fe(OH)₂+2Н₂СО,
Н₂СО₃ → Н₂О + СО₂.

Гидрат закиси железа Fe(OH)₂ остается в растворе, а при соприкосновении на поверхности с воздухом обогащается кисло­родом, окисляется и переходит в нерастворимый гидрат окиси — Fe(ОН)₃, выпадающий в осадок:

4 Fe(OH)₂ + 2 Н₂О + О₂→4 Fe(OH)₃

↓

Искусственная аэрация усиливает этот процесс, и реакция идет тем успешнее, чем выше рН воды. Аэрация производится в брызгальном бассейне на градирне или компрессором; после образования хлопьев гидрата окиси железа воду освобождают от них в отстойниках и на скорых фильтрах. Обезжелезивание поверхностных вод проводится реагентными методами. В качестве реагентов выступают сульфат алюминия, известь и хлор.

Умячение.

Умягчение – снижение природной жесткости воды.

Проводится разными способами, но принципиальная сторона умягчения воды одна: удаление катионов кальция (Са²⁺) и магния (Mg²⁺).

Методы умягчения делятся на: а) реагентные, б) ионного обмена или катионитовые, в) нагревания.

а) из реагентных методов наиболее распространен известково-содовый.

Известь, внесенная в воду в большем количестве, чем нужно для связывания углекислоты, вступает в реакцию с бикарбонатными солями кальция и переводит их в карбонатные соли, выпа­дающие в осадок:

Са(НСО₃)₂ + Са(ОН)₂ = 2СаСО₃ + 2Н₂О.

Остается сульфатная жесткость, для устранения которой вво­дится раствор соды.

CaSO₄ + Na_sCO₃ = Na₂SO₄ + CaCO₃.

Переход в нерастворимое состояние солей магния происходит при взаимодействии с известью и при высокой щелочности — рН 10,2-10,3.

Надо иметь в виду, что такое реагентное умягчение связано с образованием обильного осадка, который нельзя сбрасывать в водоем. С этим приходится считаться при умягчении техниче­ской воды.

б) катионитное умягчение основано на свойстве некоторых нерастворимых веществ обменивать ионы натрия, водорода и дру­гие на ионы кальция, магния, извлекая их из воды и тем самым, умягчая ее. Процесс этот происходит при фильтрации воды через катиониты на так называемых ионообменных фильтрах.

В качестве катионов используются ионообменные смолы. Их преимущество: стойкость, высокие пористость и площадь соприкосновения с во­дой и ионообменная способность. Для обработки используют катионнообменные смолы - эспатит-4, СБС и анионообменные — ЭДЭ-1О.

в) умягчение путем нагревания (кипячения) основано на переходе двууглекислых растворимых солей кальция в нераство­римые углекислые и солей магния — в гидрат окиси магния:

Са(НСО₃)₂ = СаСО₃ + CO₂ + Н₂О

Mg(НСО₃)₂ = MgСО₃+ CO₂ + Н₂О

MgСО₃+ Н₂О = Mg (ОН)₂ + CO₂

Этим путем можно избавиться только от устранимой (бикарбонатной) жесткости.

Поиск по сайту: