Способи очищення питної води

 

Одного дотримання гранично доступних концентрацій недостатньо для за без-печення якості води.

Класифікація питної води дуже складна, але необхідна.

Є багато типів очищення води:

1) Механічні способи очищення – застосовується для очищення води твердих та масляних забруднень. Механічне очищення здійснюється за одним із таких методів:

1. подрібнення великих за розміром забруднень у менші за допомогою механічних пристроїв;

2. відстоювання забруднень зі стоків за допомогою нафтовловлювачів, пісковловлювачей та інших відстійників;

3. розділення води та забруднювачів за допомогою цинтрефуг та гідро-циклонів;

4. усередненя стоків чистою водою з метою зниження концентрації шкідливих речовин та домішок до рівня, при котрому стоки можна скидати у водойми або каналізацію;

5. влучення механічних домішок за допомогою елеваторів, решіток, скребків та інших пристроїв;

6. фільтрування стоків через сітки,сита, спеціальні фільтри, а найчастіше – шляхом пропускання їх через пісок;

7. освітлення води шляхом пропускання її через пісок або спеціальні пристрої, наповнені композиціями або мінералами, здатними поглинати завислі частки.

Вибір схеми очищення води від завислих часток та нафтопродуктів залежить від виду та кількості забруднень, необхідного ступеня очищення[21].

2) Фізико-механічні способи очищеннястоків та води базуються на флотації, мембраннних методах очищення, азотропній відгонці.

- Флотація – процес молекулярного прилипання частинок забруднень до поверхні розподілу двох фаз (вода – повітря, вода – тверда речовина). Процес очищення СПАР, нафтопродуктів, волокнистих матеріалів флотацією полягає в утворенні системи «частинки забруднень – бульбашки повітря», що спливає на поверхню та утилізується. За принципом дії флотаційні установки класифікуються так:

- флотація з механічним диспергуванням повітря;

- флотація з подачею повітря через пористі матеріали;

- електрофлотація;

- біологічна флотація.

- зворотний осмос (гіперфільтрація) – процес фільтрування питної води через напівпроникні мембрани під тиском.

3) Ультрафільтрація – мембранний процес розподілу розчинів, осмотичний тиск котрих малий. Застосовується для очищення питної води від високомолекулярних речовин, завислих частинок та колоїдів.

1. Електродіаліз – процес сепарації іонів солей в мембранному апараті, котрий здійснюється під впливом постійного електричного струму. Електродіаліз застосовується для демінералізації питної води. Основним обладнанням є електродіалізатори, що складаються з катіонітових та аніонітових мембран.

2. Хімічне очищення використовується як самостійний метод або як попередній фізико-хімічним та біологічним очищенням. Його використовують для зниження корозійної активності питної води, видалення з них важких металів, очищення стоків гальванічних дільниць, для окиснення сірководню та органічних речовин, для дезинфекції води та її знебарвлення.

3. Нейтралізація застосовується для очищення стоків гальванічних, травильних та інших виробництв, де застосовуються кислоти та луги.

4. Окислення застосовується для знезараження питної від токсичних домішок (мідь, цинк, сірководень, сульфіди), а також від органічних сполук. Окиснювачами є хлор, азот кисень, хлорне вапно, гіпохлорид кальцію тощо[25].

4) Фізико-хімічні методи:

1. Коагуляція – процес з’єднання дрібних частинок забруднювачів в більші за допомогою коагулянтів. Для позитивно заряджених частинок коагулюючими іонами є аніони, а для негативно заряджених – катіони. Коагулянтами є вапняне молоко, солі алюмінію, заліза, магнію, цинку, сірчанокислого газу тощо.

2. Флокуляція –процес агрегації дрібних частинок забруднювачів у воді за рахунок утворення містків між ними та молекулами флокулянтів. Флокулянтами є активна кремнієва кислота, ефіри, крохмаль, целюлоза, синтетичні органічні полімери [26].

Для освітлення води одночасно використовуються кроагулянти та флокулянти, наприклад, сірчанокислий алюміній та поліакриламід. Коагуляція та флокуляція здійснюється у спеціальних ємностях та камерах.

При очищенні води використовується і електрокоагуляція – процес укрупнення частинок забруднювачів під дією постійного електричного струму.

3. Сорбція - процес поглинання забруднень твердими та рідкими сорбентами (активованим вугіллям, золою, дрібним коксом, торфом, селікагелем, активною глиною тощо).

Адсорбційні властивості сорбентів залежить від структури пор, їхньої величини, розподілу за розмірами, природи утворення.

Активність сорбентів характеризується кількістю забруднень, що поглинаються на одиницю їхнього об’єму або маси (кг/м, кубічний) [27].

Після механічних, хімічних та фізико-хімічних методів очищення у питної води можуть знаходитись різноманітні віруси та бактерії (дизентирійні бактерії, холерний вібріон, збудники черевного тифу, вірус поліоміеліту, вірус гепатиту, цитато-генний вірус, аденовірус, віруси, що викликають захворювання очей). Тому з метою запобігання захворюванням питну воду перед повторним використанням для побутових потреб підлягають біологічному очищенню.

Процес очищення питної води від Заліза:

Залізо постійно присутнє у поверхневих і підземних водах у вигляді солей Fе (ІІ) і солей F (ІІІ), тобто у вигляді іонів Fе²⁺ і Fе³⁺. Підвищена кількість заліза у воді надає їй буре забарвлення і «залізний» присмак.

Експериментальна установка представлена (рис. 2.2), де змінними параметрами процесу прийняли аерацію, фільтрування, а також відстоювання води/

Аерацію води проводять у аераторі 2, в нижній частині якого змонтований розпилювач стиснутого повітря. Колонка змонтована на штативі, подачу води в аератор здійснювали за допомогою дозувальної воронки 3. Необхідне для процесу стиснуте повітря одержували за допомогою компресору 12, приводом якого є електродвигун 11. Вихідна вода подавалась в установку з баку 6 через колектор 5 і запірні пристрої – пробкові крани 4.

 

Рисунок 2.2 – Експериментальна установка для очищення води

 

1 – розпилювач повітря; 7 – відстійник;

2 – аератор; 8 – приймальна склянка;

3 – дозувальна воронка; 9 – фільтрувальна колонка;

4 – пробкові крани; 10 – пісчаний фільтр;

5 – колектор; 11 – електродвигун;

6 – ємність для вихідної води; 12 – компресор.

 

Фільтрування проводять на фільтрувальній установці. Вона включала в себе пристрій в якому можна було змінювати висоту шару пісчаного фільтру від 50 до 150 мм. Пристрій включає вертикальну колону з міліметровою шкалою. В нижній частин колони змонтоване перфороване днище, яке удержувало пісчаний фільтр з розміром часток 0,5-1,5 мм. Нижче перфорованого днища розташована конусна частина фільтру з пробковим краном для зливу фільтрувальної води, подачу води у фільтрувальну колону здійснювали за допомогою напорної склянки 6 з пробковим краном.