1)добавление флокулянтов которые взаимодействуют с отдельными структурами за счет химических, электрических, межмолекулярных сил взаимодействия. Добавляются флоокулянты в концентрациях значительно меньших дозы коагулянта.2. Обработка воды окислителями.В качестве окислителя применяется хлорирование и озонирование. При введении данных окислителей в воду происходит частичная окисляемость орган веществ природ и искуств происхождения. Уменьшается вероятность образования защитной органической плёнки которая препятствует укрупнению микро хлопьев макрохлопья и по этому процесс коагуляции улучшается кроме того предварительное хлорирование позволяет уменьшить дозу коагулянта. Вода частично обесцвечивается уменьшается ее окисляемость. Улучается санитарное состояние очистного комплекса. Есть отрицательные факторы предвар хлорир на качество питьевой воды- появления хлорорганических веществ, они явл канцерогенами и мутагенами. Не примен сейчас. 3.Введение в воду дополнительных в-в, которые будут явл центрами гидролиза для коагулянта. Введение в воду замутнителей.(тонкая глина, ранее образов осадок.) 4.Введение в воду смеш коагул при которых наблюдается синергизм их действия(синергизм- усиления действия) (Формулы) 5. В зимний период вводится коагулянт (Al2(OH)3Cl. 6. Нагрев воды. В северных районах осуществляют нагрев определенной части воды. В нагретую воду вводятся повышенные дозы смешанных коагулянтов. В этом случае эффективно образуются хлопья, затем эта часть воды смешивается с другой. Далее в воду вводятся центры гидролиза, затравка для коагуляции во всем объеме.
14)Контактная коагуляция – это технологический процесс осветления обесцвечивания и обезараживания воды, кот заключается во взаимодействии коагулянта с частицами значительно отличающихся по размеру(песок) с размером коллоидной частицы коагулянта. Обычная коагуляция – исходная вода подаваемая из Н.ст.I смешивается с коагулянтами в смесителе (t=2 мин) в турбулентном потоке, где происходит нарушение агрегативной устойчивости кол. частиц и образование микрохлопьев. Далее вода поступает в камеру хлопьеобразования, где образуются микрохлопья в ламинарном режиме => вода поступает в отстойники, где происходит осаждение хлопьев и поступает для доочистки на зернистые фильтры. Обеззараживается обычно хлорированием, поступает в резервуары чистой воды (либо самотоком, либо Н.ст.II, III, IV) => потребителю. При осуществлении контактной коагуляции нет смыла устраивать смесители, отстойники, камеры хлопьеобразования., поскольку процесс осущ следующим образом: остаются только фильтры, контакт осветлители, и резервуары. В воду коагулянт вводится непосредственно перед фильтром или осветлителем, затем вода поступает на фильтр или КО(контактных осветлителях) за этот короткий промежуток времени происходит нарушение агрегативной устойчивости (микрохлопья). И дальнейший рост микрхлопьев и макрохлопьев осущ на зёрнах загрузки, частицах песка. За счёт сил межмолекулярного притяжения. Процесс идёт эффективно поскольку вероятность попадения микрохлопьев в зону действия сил межмолекулярного притяжения частицы песка велика. Ряд преимуществ:1. процесс происходит интенсивней при слипании разнородных частиц (микрохлопьев и песка), по сравнению с двумя микрохлопьями. 2. Уменьшается доза коагулянта, поскольку этой дозы уже достаточно, для взаимодействия разнородных частиц.3. На процесс не влияет t воды, что позволяет применить процесс в северных регионах. 4. Не влияет рН и щёлочность обрабат воды. 5. Имеют место более высокие эффекты очистки. 6. Снижаются затраты на строительство очистных сооружений всё происходит в КО – явл сооружением аналогичным скорому фильтру, отличие в том что на скорый фильтр вода подается сверху вниз и фильтруется через песок (вода с хлопьями встречается в начале с мелкими затем с более крупными частицами). В КО воду подают снизу вверх через песок, где она встречается в начале с более крупными частицами затем с более мелкими. При этом более полно используется весь объём загрузки, в отличие от скорого фильтра, ввиду загрязнения верхней мелкой фракции песка хлопьями коагулянта.
15) Электрохимич и гальвано коагуляция. Вода, кот подлежит очистке, пропуске через сооружения в виде резервуара в котором размещ Al и Fe пластины и через которые пропускается постоянный эл ток. В результате этого происходит растворение пластин, вода обогащается катионами 3+. А анионы в воду не поступают. Катионы начинают участвовать в процессе коагуляции. По обычному механизму в процессе коагуляции по стадиям: 1. Обмен адсорбционными катионами, нарушение агрегатной устойчивости. 2. Гидролиз (НСОз, НОН) микрохлопья Al(OH)з, Fe(OH)з. 3. Образование макрохлопьев и их совместное соосаждение с примесями воды => обесцвечивание, обезараж воды. На процесс эл. хим. коагул влияет рН, солевой состав, t, материал электродов, плотность тока, частота смены полярности на электродах,(для предотвращения пассивации электродов) и скорость движения воды. Достоинство метода: 1. Высокие методы очистки ввиду активности катионов Al, Fe. 2. Нет засоления воды. Недостатки: Растворение металич пластин и обработка не очень большого кол-ва воды. В гольвано коагуляции не растворяются Ме пластины, а растворяется Ме стружка. Одходы производства это один электрод а другой – в воду добавляются угольные частицы кокса, в результате перемешивания во вращ барабане между электродами возникают гальвано пары. И вода обогащается этими же катионами. Минусы: 1. Небольшая скорость. 2. Шум от барабана.
16) Умягчение воды. Виды жёсткости. – процесс, приводящий к смягчению жёсткости воды, обусловлен наличием в воде Са и Mg. Виды: 1. Общая жёсткость Жобщ = [Ca]/ 20,04 + [Mg]/12,16, мг-экв/л. (формулы). 2. Временная. Обусловлена наличием гидрокарбонатов, которые при кипячении уходят в осадок. 3. Постоянная жесткость. Обусловлена наличием солей(CaCl2; MgSO4;Ca(NO3)2; Mg(NO3)2) оптимальная жесткость(Са=30-40мг/л; Мg=10-20).Жёсткая вода не должна быть подана на теплоцентраль,т.к. слой осадка, мешает передаче тепла от горячей воды к батарее. Водопроводная вода в Ёбурге 2 мг-экв/л. Методы умягчения: 1. Реагентные методы. содержание Са и Mg связываются трудно растворимые вещества, которые выпадают в осадок и отфильтровываются из воды. 2. Метод ионного обмена, здесь применяются ионо – обменные смолы, на кот происходит сорбция катионов Са и Mg. 3. Метод обратного осмоса или нанофильтрации. 4. Барамембранные методы. Метод дистилляции, основанный на нагревании воды и превращения её в пар с последующей конденсацией. 5. Термические методы. 6. Метод замораживания.
17) Сущность реагентных методов смягчения воды. Заключается в добавлении к жёсткой воде специальных реагентов осадителей, кот связывают растворит соединения Са и Mg(СаСОз, Mg(OH)2). Выбор метода умягчения воды зависит о требований потребителя,от экономических соображений с учётом расходов жёсткой воды. 1. Декорбанизация воды, умягчение воды известкованием. Декорбанизация – удаление той части жёсткости, кот соответствует сод в воде бикарбонатов Са и Mg. Основные формы угольной кислоты (формулы, график). В любой природной воде между различными формами угольной кислоты сущ рНs – то значение при котором соблюдается основное кислотное равновесие рН – равновесно насыщенной воды карбонатом кальция. pHs – тоже величина переменная, зависит от качества природной воды и она может сдвигаться. Са(ОН)2 – известковое молоко. Са(ОН)2 - реагент осадитель .(формулы). Во всех этих реакциях присутствуют бикорбанатные анионы, временная жёсткость (формулы). При декорбанизации удаляются соли временной жёсткости. А при удалении известью происходи лишь замена магниевой жёсткости на кальциевую. Соли постоянной жёсткости при декорбанизации не удаляются, при этом нужно искусственно ввести в воду карбонатный ион(соду). Известково-содовый метод. В связи с тем что, декарбонизация не позволяет удалить соли постоянной жёсткости, вводится сода.(формулы). С помощью Са(ОН)2 удаляется бикорбанат жёсткости и магниевая жёсткость. А соли постоянной жёсткости с помощью соды. Предел возможного снижения жёсткости при t 10-20 С – 0,5-1,0 мг-экв/л. t 80-90 C – 0,2-0,4 мг-экв/л. С подогревом воды глубина умягчения увеличивается и это связано с уменьшением растворимости соединений СаСОз, Mg(OH)2. В ряде случаев проводят при повышении t, когда в последствии используется вода в нагрет сост. рНумяг =10-11. Насыщенный раствор Са(ОН)2 рН = 12. В качестве реагента осадителя применяется истинный раствор NaOH.(формулы). Едконатровый способ применяется реже в виду высокой стоимости.
18) Нахождение оптимальных условий реагентного умягчения воды методом декарбонизации. Теоретическим пределом умягчения воды явл след причины: (формулы). Глубина умягчения при декарбонизации не очень высокая. Фактическая растворимость зависит от качества и свойств воды. Одним из методов контроля эффективного процесса умягчения и дозирования реагентов явл. наблюдение за величиной рН воды, после введения в воду реагентов. При величине pHs образование карбоната Са и Mg происходит наиболее полно и в тоже время наиболее медленно. Для того, что бы обеспечить технологически приемлемую скорость умягчения воды нужно создать избыток ионов(∆рН). pHн(необходимая приемлемая скорость) = pHs + ∆рН. ∆рН- должен бы тем выше чем ниже температура воды и чем выше окисляемость воды,которая обусловлена наличием в воде восстановителей, которые могут взаимодействовать с сильными кислотами. В качестве восст-ля гуминовые фульвокислоты.. Органические в-ва сорбируются на микрокристаллах СаСОз (крист. осадки) и на микрохлопьях Mg(OH)2 от этого зависит рН. pHs для корбаната кальция и магния зависит от ряда параметров, кот определяют св-ва воды рНs=f1+f2+f3+f4 где f1- функциональная зависимость pHs от t. f2 – от остаточной концентрации Са и Mg в воде. f3- от общего солесодержания. f4- от щёлочности воды. Для облегчения нахождения составляют графики – колограммы, кот позволяют по величинам t, качеству воды находить значение pHs. (Пример задачи) Кроме реагента осадителя при умягчении воды вводится ещё коагулянт. Назначение- в устранении тормозящего действия органических в-в. Для укрепления микрокристаллов и микрохлопьев Са(ОН)2 с помощью хлопьев коагулянта. (соли содержащие ионы Fe т.к. они не растворяются в отличие от Al). Доза реагента осадителя для приближён расчётов можно получить теоретическим путём: n= С(Д)/Э. (формулы)
19) Механизм процесса реагентного умягчения воды. Процесс образования осадка при умягчении воды реагентными методами: 1. Собственно химические реакции взаимодействия ионов СаСОз и Mg(OH)2, протекают быстро. 2. Процесс образования осадков. Зависит от лимитирующей стадии всего процесса умягчения. Для интенсификации второй стадии сущ ряд методов: подогрев воды, добавление реагентов осадителей в избытке, коагулянтов,3. введение затравки из подобных соединений (ранее образованный осадок). Для кристаллизации вновь образующихся осадков.
21) Умягчение воды с помощью метода ионного обмена. Основан на способности некоторых практически нерастворимых в воде материалов вступать в ионный обмен с растворимыми в воде катионами жёсткости, при этом происходит сорбция катионов жёсткости с смолой и в ответ в воду поступают те ионы, кот периодически смола насыщается при регенерации. Ионно-обменные материалы. классификация: 1. минеральные а) естественные, б) искусственные. 2. Органические а) естественные, б) искусственные: катиониты (сильно кислые, слабо кислые) и аниониты (сильно основные и слабо основные). Сильно кислые(смола) КУ-2(1) – сульфоуголь. Слабо кислые КБ–2(4). Катиониты имеют строение такое что они способны сорбировать из воды катионы. Аниониты обладают свойствами сорбировать из воды анионы. R-SOзNа, R-SOзH. R - основа(углеводородная) обменной смолы, считается одновалентной кислотой. SOз – активная группа молекулы ионно –обменной смолы. Na или Н – обменивающийся катион. Na – смола заряжена в натриевую форму. Н – в «ш» форме.
22) Отличие сильнокислотного компонента от слабокислотного. Сильно кислотные катиониты мало изменяют свою обменную способность при повышении величины рН от 7 до 1. Слабо кислотные - активно работают в нейтральной и щелочной среде (формулы). По мере фильтрования воды через слой катионитов всё большая часть его активных групп будет замещаться катионами Са и Mg и наступит момент когда все активные группы будут замещены солями жёсткости и необходимо будет осуществить восстановление св-в катионита регинерационным раствором(формула). Регенерацию катионита производят до тех пор, пока большая часть активных групп катионита вновь будет переведена в натриевую форму. 100% регенерацию обычно не производят, а катионит регенерирует на 85-95%. В этом случае объём рег раствора является технологически приемлемым и он составляет 3-5% объёма смолы. И тогда степень регенерации объёма умягчения составит 100 м3(формулы). При фильтровании воды через катионит находящийся в «Н»- форме, соли находящиеся в воде превращаются в соответствующие кислоты и фильтрат после «Н» явл кислым, а фильтрат после «Na» явл щелочным. Для того чтобы осуществить регенерацию Н фильтров необходимо отработанный катионит содержащий катионы жёсткости обработать раствором кислоты(формула). Для того чтобы происходило загипсовывание ионообменной смолы при достижении раствор СаSO4 осущ прогрессивно последовательную регенерацию катионита.
23) Операции процесса регенерации. 1. Взрыхляет ионообменную смолу снизу вверх обессоленной или умягчённой водой поскольку вода может уплотняться или слёживаться. Регенерационный раствор подаётся с верху вниз с небольшой скоростью, чтобы успел произойти обмен ионов. 3.Отмывка от регенерированного катионита, обессоленной водой до исчезновения следов рег р-ра., от продуктов регенерации и не израсходованного раствора. Ионообменный метод позволяет произвести глубокое умягчение воды. (рис) То кол-во катионов жёсткости, кот будет просорбировано единицей объёма ионообменной смолы до проскока называют рабочей обменной способностью катионита. Еполн = Sa+Sb. Полная обменная способность определяется при фильтровании жёсткого р-ра до полного насыщения ионообменной смолы. В процессе ионного обмена солесод умягчённой воды увеличивается поскольку на один катион Са обменивается 2 катиона Na. При замачивании ионообменных смол они увелич в следствие набухания. Это необходимо учитывать при загрузке смолы в ион-обменные аппараты. Ионообменная смола обладает физической и химической стойкостью но она при регнерации способна к механическому истиранию. Производят досыпку. Смола обладает порционным составом для того чтобы не было большого гидравлич сопротивления фильтрации. Она химически тоже может подвергаться растворению.
24) Умягчение воды в режиме "голодной" регенерации. Регенерацию отработанных сорбентов производят кислотой в количестве достаточном для восстановления сорбционных св-в, только верхней части катионита. И при умягчении воды катионит находится в верхней части в «Н»-форме(формулы). В нижней части катионита, где катионит находится в «Са» и «Na»-формах идут р-ии взаимодействия кислот, кот образовались в верхней части катионита с катионитом который находится в нижней части. В результате этих процессов из воды удаляется карбонатная жёсткость и таким образом снижается щёлочность воды. Аниониты подразделяются на сильноосновные и слабоосновные. Данное подразделение обусловлено зависимостью диссоциации функциональных групп и способностью к ионному обмену. В зависимости от рН подаваемой воды на ионный обмен. Степень диссоциации сильноосновных анионитов практически не изменяется от рН воды. И способность к проявлению ионного обмена проявл в широком интервале рН и сильноосновные аниониты в связи с этим могут поглощать анионы сильных кислот (формула). В ряде случаев слабоосн аниониты проявл высокую способность к поглощению ионов и применению разгрузки сильноосн анионитов в качестве одной из ступени. Регенерацию анионитов производят 2-4 % раствором щелочей NaOH, NH4OH=> [An](OH); Na2CO3 => [An]2(CO3) (формулы).
23)Продолжительность межрегенерационного периода Н катионитовых фильтров. При фильтровании жесткой воды порядок вхождения катионов в Н катионит будет происходить в следующей последовательности: первым сорбируются катионы Na, вытесняя катионы Н; катионы Ca и Mg будут сорбироваться во вторую очередь, поскольку они являются менее подвижными по сравнению с Na и диффузионные сорбционные процессы являются более замедленнее чем с Na, при том Mg и Ca вытесняют Na. Вытесненные Na будут опускаться в низкие слои Н катионита, вытесняя ионы Н. Таким образом через время в фазе Н катионита можно выделить 5 зон. По мере попадания воды все эти зоны опускаются вниз. 1. Зона равновесного насыщения воды катионами Ca и Mg. 2. Защитный слой по Ca и Mg, в котором происходит вытеснения катионами Ca и Mg, катионов Na.3. слой равновесно насыщенные Na. 4. Защищенный слой по Na, в котором происходит вытеснение катионами Na, катионов Н. 5. Зона Н катионов, не участвующая в процессе. По мере работы фильтра все зоны опускаются вниз и через время нижняя часть 4-ой зоны опустится до нижней границы катионита, в фильтрате начнется проток ионов Na. Кислотность фильтрата в этот момент уменьшается. Когда верхняя граница 4-ой зоны достигнет края катионита в этот момент кислотность будет равна нулю, и затем по мере движения слоев в конце фильтрационного цикла увеличится щелочность воды и рН воды до исходных величин. Когда 2-ая зона опустится до края катионита, в фильтрате появится Cа и Mg. Промежуток времени будет соответствовать регенерационному периоду Ca и Mg. В зависимости от требований технического процесса фильтр выключается на регенерацию, либо по протоку либо при появлении в фильтрате Са и Mg, если вода потребителя лимитируется по жёсткости.
24)Умягчение воды методом обратного осмоса(мембранные процессы). Кроме ионно обменного умягчения и обессоливания воды применяется и мембранное обессоливание с помощью специальных полунепроницаемых мембран.
25)Введение в мембранную технологию. Мембрана-полупроницаемая пленка, симметричный барьер между двумя средами. Мембрана проводит молекулы воды но не проводит молекулы соли. РИСУНКИ. Процесс который предполагает выделение чистого растворителя из раствора. Движущая сила обратного осмоса- перепад давлений(давление – давление осмотическое)∆Р=Р-П. в пресной воде П не высоко, а в соленой =30-40 атм.
Механизм разделения в мембране. СХЕМА. Исходный поток воды попадает в мембранный модуль(блок) и делится на 2 потока: 1. Фильтрат(с пониженным содержанием примесей). 2. Концентрат(с повышенным содержанием примесей, солесодержание). Мембранное разделение- разделение исходного потока на фильтрат и концентрат.
Механизмы разделения. Несколько теорий: 1. Сотовый эффект(ситовая модель). Суть: диаметр поры больше диаметра примеси. РИСУНОК. В случае крупных взвесей диаметр примеси есть линейный размер частицы загрязнений. В случае разделения истинных растворов диаметр примесей есть размер гидратной оболочки иона. Загрязнённая частица образует вокруг себя гидратную оболочку- слой воды вступающий в прочную связь с ионом. 2. Копилярно фильтрационный эффект.(Сурираджан). РИСУНОК. Слой 1-поверхностный слой мембраны, Слой 2- приповерхностный слой раствора. Понятие(обратн.осмоса). материал мембраны-гидрофильный. На поверхности гидрофильной мембраны возникает слой связанной воды. В данный слой связанной воды ионы с большей теплотой гидротации попадают в большее количество, чем ионы с большей энергией(теплотой гидратации). В следствии данного растворения над поверхностью мебмраны возникает ДЭС, который препядствует проникновению ионов из исходного раствора в фильтрат. 3. Зарядовый эффект(зарядовая модель) на поверхности расположен рассредоточенный заряд. РИСУНОК. положительные ионы(противоионы) приближаются к заряженной пов-ти мембраны, а отрицательные ионы отталкиваются от мембраны в глубь раствора. Следовательно ДЭС из противоионов и конионов возникает и препятствует прохождению соли через мембрану при фильтрации. Конионы- ионы с зарядом таким же как и мембраны. Противоионы-ионы с противоположным зарядом как у мембраны. Электрический эффект проявляется при низком солесодержании(<200мг/л), т.е при повышенном содержании противоионы экранизируют заряд мембраны, снижая толщину ДЭС. 4. Объединенная модель полупроницаемости. включает в себя 3 и 2 модели.
26)Классификация процессов фильтрации. Фильтрация- отделение осалка от воды. Микрофильтрация(от 0,1 до10мкм диаметр пор, 0,1 до 2 атм.рабочее давление). Ультрафильтрация(до0,05 мкм, 2-5атм). Нанофильтрация(3-15атм). Обратный осмос(10-100 атм.). в случае ультрафильтрации-разделение каллоидов. Микрофильтрация-разделение взвешенных в-в. Нанофильтрация- разделяются соли многшомолекулярных соединений. Обратный осмос- разделяются ионный соли и одновалентные соли(NaCl).
27)Характеристики мембранного разделения. 1. Селективность. 
где С1- концентрация примесей в исходном р-ре, С2 концентрация примесей в фильтрате. 2. Проницаемость мембраны. 
где Q-объем воды, t- время, S-площадь мембранного элемента, Р-давление, то величина непостоянная. Зависимость солесодержания от проницаемости. ГРАФИКИ. При увеличении t проницаемость мембраны резко возрастает, вязкость падает.
29)Оценка степени стабильности воды. Стабилизаторы воды. Согласно ГОСТу стабильной считается вода, которая не выделяет и не растворяет осадка CaCo3. На стабильность(её коррозионные св-ва и способность выделять труднорастворимые соединения) влияют соединения угольной кислоты: Н2СО3=Н+НСО3; НСО3=Н+СО3. Н2СО3 не соизмеримо мало по сравнению с остатком. Основное углекислотное равновесие: 2НСО3= СО3+Н2О+СО3. Примеры сдвига углекислотного равновесия: 1. СО2>СО2 равновесного реакция сдвинута влево. Вода коррозионно-активна, сдвиг, способна разрушить ЖБК. 2. СО2<СО2 равновесного бикарбонат распадается на СО2(его недостаточно), р-я сдвигается вправо. СО3+Са=СаСО3(мел, мрамор) СаСО3 и Н2О одновременно образуют дополнительные кол-вол карбонатов. Вода является нестабильной, если способна выделять трудно растворимые карбонаты Са, следовательно происходит зарастание сечения трубопровода. 3. СО2=СО2 равновесн вода стабильна.
30)Индекс стабильности воды. Значение рН при котором вода является стабильной обозначается рНS. Величина переменная, но около нейтральной области. В лабораторных условиях рНS можно определить как рН воды насыщенной СаСО3. I-индекс стабильности воды(Ланжелье). 1 случай: I<0, pH<pHs. Концентрация СО2 больше чем концентрация СО2 равном. Вода агрессивна(коррозионно активна). Для стабилизации такой воды можно добавить в воду гашенную известь Са(ОН)2. 2 случай: I>0, pH>pHs. Вода нестабильна(склонны к выпадению осадка). Для стабилизации используют H2SO4. При водоподготовке для котельных- барботаж отводящими дымов газами. Барботаж- пропускание пузырьков газа через толщу воды снизу вверх. РИСУНОК. Цель – насыщение жидкости кислородом либо другим газом. Показатель стабильности: С0=щелочностьфактическая/щелочностьнасыщенная. Фактическая в естесственном состоянии равна насыщенной. Показатель стабильности: Св =рНфакт/рНнасыщ. карбонатный индекс. Iкарбонат – величина качественно определяющая склонность воды к образованию отложений. Он нормируется в документе для подготовки подпиточной воды котлов, сетевой воды. Iкарбонат=Ж0+Щ0 (мг*экв/л)2.
31)Методы стабилизации. 1. Рекарбонизация- введение в воду CO3: CaCO3+CO2 насыщен+H2O=Ca(HCO3)2. 2. Введение гексаметафосфатовнатрия Na6P6O18+2CaCO3=Na2Ca2P6O18+ 2NaCO3. На поверхности зародышей CaCO3 образуется пленка Na6P6O18 и Са. Изолируя частицы, пленка препятствует росту зародышей микрокристалла. Растворимость кристаллов СаСО3 очень велика, следовательно тормозится рост микрокристаллов и повышается их растворимость. 3. Физические методы обработки воды. 1. Обработка воды ультразвуком или сильным магнитом. При физ.воздействии микрокристалл зародышей CaCO3 меняют кристаллическую структуру на аморфную, вследствие чего они теряют способность к образованию прочных известковых отложений. Необходимо учитывать, что действие хим.методов ограничен во времени, поэтому при постоянном испарении получаемой воды, обрабатывать её нужно постоянно.
32)Обезжелезивание воды. Формы нахождения Fe в природных источниках весьма разнообразны. Наиболее простые формы находятся в воде в подземных источниках, где почти отсутсвуют органические вещества. Имеет место в поверхностных источниках где Fе2+ Fе3+ нах-ся в виде взвешанных в-в – гидроксильные осадки Fе(ОН)2 Fе(ОН)3, в виде каллоидных в-в Fе2О3, в виде комплексных органических соединений. 1г/л – пресная, 0,3мг/л- ограничения по железу, акварос 0,1мг/л. Содержание железа в воде в пов-ых и подземных водах модет изменяться от нескольких мг(Юг) до десятков мг(север). Следовательно существуют различные методы обезжелезивания.
33)Выбор метода обезжелезивания. Пробное обезжелезивание производят следующими методами: 1.упрощенная аэрация и фильтрование, 2.аэрация и фильтрование после окисления другими окислителями(хлор, озон). Mn присутсвует в воде в зимний(0,5) период, а в летний(0,1) оседает. 3. Подщелачивание коагулянтом и затем отстаивание и фильтрование. Коагулянт вводится для интенсификации процесса осаждения Fe, который образуется после подщелачивания. 4. Хлорирование, коагуляция, подщелачивание, с последующим осаждением и фильтрованием. При этой технологии осуществляется осветление и обесцвечивание, обеззараживании прир.вод с целью получения воды хо-питьевого назначения на централизованных фильтровальных станциях. Если Fe находится в виде комплексе соединений с органическими в-ми, то комплекс предварительно необходимо разрушить за счет тех же окислителей.
По установке акварос обезжелезивание: 1. Мех.очистка. взвеси(Fе(ОН)3 Fe2O3). 2. Мембранная. Ультрафильтр, нанофильтр, обратный осмос Fe2O3- каллоидная форма. 3. Озонирование R-Fe=Fe+R=Fe(OH)3 4. Активным углем удаляются все формы Fe.
34)Обессоливание воды. Снижение концентрации солей в воде до 1 г/л(опреснение). Природные воды: пресные(до1г/л), солоноватые(1-3г/л), засоленные(3-10г/л), соленые(10г/л). Методы обессоливания: удаление растворенных солей, извлечение из соленой воды молекул чистой воды.(изменение агрегативного состояния). 1 путь сопорвождается фазовым переходом, а извлечение из воды молекул чистой – изменение агрегативного состояния. Метод обессоливания без изменения агрегативоного состояния. 1. Химический(ионный обмен) 2. Химический(осаждение различных соединений). 3. Электродиализ. 4. Экстракция органическими окислителями. 5. Гиперфильтрация(обратный осмос). С изменением агрегативного состояния:1 дистилляция(выпаривание). 2. Нагрев воды. 3. Замораживание.
35)Выбор метода обессоливания. Обусловлен: 1) самим солесодержанием 2) требованием качества 3) экономически. ГРАФИК. Ионный обмен. РИСУНКИ. Эта группа О диссоциирует и она может давать либо К+ либо А-, поэтому это электролит. Обрабатывают полисшивающими агентами полиэлектролиты. Если при диссоциации функционная группа даст в воду К, тобудет катионит, а если даст А то будет анионит. RNa- катионит в Na форме(в воду попал Na), RCl- анионит в Cl форме. Умягчение: RNa+ Ca= RCa+ Na. Обессоливание: RH+ NaCl=RNa+HCl; ROH+NaCl=RCl+NaOH; если две реакции объеденить то извлечем и Na и Cl: RH+ NaCl=RNa+HCl и ROH+HCl=RCl+H2O. Если воду пропустить и через катионит а потом через анионит, то получится вода. Обессоливание методом гиперфильтрации. РИСУНОК. Пропускает воду но не соль, состоит из 2 слоев. Мембраны и ионы воды имеют заряд, это немного препятствует. Не допускать в тонком слое воды большую концентрацию соли, иначе будет и ионы соли проходить. Не добавляют каких либо реагентов. Нужны какие либо затраты на энергию для давления. Электродиалез. РИСУНОК. Прикладывается эл.поле Анод и Катод и тогда ионы начинают двигаться. Т.к 1 пропускает А, др.мембрана пропускает К, то в 1 части будет скапливаться ионы одного знака, в др.части др.ионы. а в середине обезсоленная вода. Все то сопровождается выделением газа О и Н.Дистилятор(при кипячении чистая вода испаряется, её конденсируют). Вымораживание. При замораживании идет кристаллизация воды, потом замораживание воды с солями. РИСУНОК. Вымораживание на стенке.
36)Удаление из воды астворенных газов. В подземных водах – метан сероводород. В природных-С,О,N,CO2, матна, сероводород. В питьевой воде кислород уменьшают, т.к влияет на коррозионность труб. Сероводород увеличивают взывооасность. Газ удаляется при высокой Т. 1. Физический способ. Основан на контакте воды с воздухом. Оисходит аствоение воздуха в воде, а метан уходит в атмосферу. Метода насчыщения воды воздцухом:1) пленочные дегазаторы.цель: создать пленку между водой и воздухом. 2) барботажные дегазаторы(поверхность больше чем в пленочном). 3. Эжекторный дегазатор- аппарат для смешивания воды с воздухом. 4) вакуумный дегазатор. С помощью вакуумных насосов над пов-тью воды создается низкое давление, вода закипает и вместе с паром из воды удаляются газы. 5) термический дегазатор. Нагрев воды. С ростом Т падает растворенность газов в воде и газ выходит из воды. При 4 и 5 методе из воды можно удалять и О и С. Химический. связывание газов хим.в-ми. 1) связывание О2 с сульфbтом натия: Na2SO3+O2=2Na2SO4.2) гидразин N2H4+O2=2H2O+N2.3) сероводород H2S+Cl2=S+2HCl. Недостатки хим.сп-ба: удорожание воды из за реагентов, возможность ухудшения качества воды.
37)Обеззараживание воды. Реагентные(Cl, озон, KMnO4, J,CO2). Безреагентные(ультрафиолет, радиоактивна излучение, термическая обработка) 1. Хлорирование (с помощью жидкого хлора) Cl2+H2O=HCl+HOCl(хлоневатистая) HOCl=H+OCl(диссоцииует) Cl+HOCl+OCl(активный хлор, обладает бактерицидным действием). Доза Cl2 чтоб в воде оставалось 0,3-0,5 мг/л свободного хлора. 2. Обеззараживание хлорной известью CaOCl2 – получается при обработке гашенной известью хлором или электрометрическим способом. ФОРМУЛЫ. Использование активорованного угля. Ультрафиолетовое излучение. Озонирование. О3=О2+О(озон разлагается на атомарный и молекулярный кислород). Недостаток: каррозия металлов, ядовитое в-во, ПДК в воздухе 0,01мг/л.
38)Работа станции нейтрализации. Ме+NaOH=Ме(OH) гидроксиды выпадают в осадок. Нейтрализуют известью. Если есть стоки кислые и щелочные то их смешивают и происходит нейтрализация. 1. Нейтрализация-смешивание кислыз и щелочных, добавление извести. 2. После нейтрализации все идет в отстойники, с целью удаления осадка. Затем осадок удаляют. Процесс обезораживания в вакуумфильтрах и захоронение. Осветленная воды идет на фильтрацию и используется повторно. 3. Ультрафильтрация. Для того чтобы использовать повторно не нужно пропускать на локальные очистные установки.