Наиболее эффективно самоочищается вода с показателями

Способность воды к самоочищению.

— свойство водоемов и водотоков постепенно освобождаться отзагрязнения в результате распада и минерализации органических соединений. Факторы процессов самоочищения делятся на:

1) физико-химические, к которым принадлежат механическое движение воды, влияние солнечного света, окислительные процессы;

2) биологические, связанные с деятельностью бактерий, растений, животных — т. н. биологическое самоочищение. В стоячих водоемах процессы самоочищенияпроходят медленно в связи с отсутствием поступательного движения воды.

28.Мероприятия, направленные на снижение и подавление загрязнителей

водного бассейна (перечислить все мероприятия и написать подробно о

водоохранных зонах и системах оборотного водоснабжения).

Очистка сточных вод. Биологическая очистка естественная и

Искусственная.

Очистка сточных вод — комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах перед выпуском их в водоёмы. Очистка сточных вод осуществляется на специальных очистных сооружениях.

Процесс очистки делится на 4 этапа:

· дезинфекция сточных вод.

Механический:Производится предварительная очистка поступающих на очистные сооружения сточных вод с целью подготовки их к биологической очистке. На механическом этапе происходит задержание нерастворимых примесей

Биологическая очистка предполагает очистку растворенной части загрязнений сточных вод (органические загрязнения — ХПК, БПК; биогенные вещества — азот и фосфор) специальными микроорганизмами (бактериями и простейшими) или дождевыми червями , которые называются активным илом или биопленкой.

Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы.

С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются активный ил (аэротенки), биофильтры и метантенки (анаэробное брожение).

Также в биологической очистке, после аэротенков существует вторичные отстойники. Во вторичных отстойниках находятся илососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников и возврат в аэротенк (возвратный ил). Лишний прирощенный ил выводится из системы (избыточный ил).

Физико-химический: Данные методы используют для очистки от растворённых примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ. Многие методы физико-химической очистки требуют предварительного глубокого выделения из сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используют процесс коагуляции.

В настоящее время в связи с использованием оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается применение физико-химических методов очистки сточных вод, основными из которых являются:

· ионообменная и электрохимическая очистка;

· выпаривание, испарение и кристаллизация.

Дезинфекция сточных вод

Для окончательного обеззараживания сточных вод предназначенных для сброса на рельеф местности или в водоем применяют установки ультрафиолетового облучения.

Для обеззараживания биологически очищенных сточных вод, наряду с ультрафиолетовым облучением, которое используется, как правило, на очистных сооружениях крупных городов, применяется также обработка хлором в течение 30 минут.

Хлор уже давно используется в качестве основного обеззараживающего реагента практически на всех очистных сооружениях в городах России. Поскольку хлор довольно токсичен и представляет опасность, очистные предприятия многих городов России уже активно рассматривают другие реагенты для обеззараживания сточных вод, такие как гипохлорит, дезавид. В ЕС основной компонент запрещен с 09.02.2010) и озонирование.

К сооружениям естественной очистки относятся:

1. Фильтрующие колодцы, используемые при расходе 1 куб.м в сутки и менее, и фильтрующие кассеты — при расходе 0,5-6 куб.м в сутки.

2. Поля подземной фильтрации — при расходе до 15 куб.м в сутки и более.

3. Поля фильтрации — при расходе 1400 куб.м в сутки и менее.

В этих сооружениях, фильтрующей загрузкой являются естественные грунты, используемые непосредственно на месте (пески, супеси, легкие суглинки).

4. Фильтрующие траншеи, песчано-гравийные фильтры, применяемые при расходе 15 куб.м в сутки и более. Оросительная и дренажная сеть этих сооружений положена в слое искусственной фильтрующей загрузки из привозного грунта. Их устраивают при наличии водонепроницаемых или слабофильтрующих грунтов.

5. Фильтрующие кассеты с пропускной способностью 0,5-6 куб.м в сутки, применяемые в слабофильтрующих грунтах (суглинках) при коэффициенте фильтрации не менее 0,1 куб.м в сутки.

6. Циркуляционные окислительные каналы (ЦОК) — при расходе 100-1400 куб.м в сутки.

7. Биологические пруды с естественной или искусственной аэрацией — при расходе 1400 куб.м в сутки.

К сооружениям, в которых биологическая очистка протекает в искусственно созданных условиях, относятся:

1. Биофильтры с загрузкой из пеностекла или пластмассы.

2. Биодисковые фильтры.

4. Биореакторы с биобарабанами.

5. Блок биореакторов с затопленной ершовой загрузкой.

6. Аэрационные установки, работающие по методу полного окисления (продленной аэрации).

7. Аэрационные установки с аэробной стабилизацией избыточного активного ила.

Дата добавления: 2016-12-26 ; просмотров: 1103 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Самоочищение воды

Под влиянием естественных факторов открытые водоемы (реки, озера и водохранилища), как и почва, обладают способностью освобождаться от попавших в них загрязнений В реках для самоочищения необходим пробег воды не менее 15 км от места загрязнения при условии отсутствия новых загрязнений на пути течения воды. Быстрота самоочищения зависит от многоводности, скорости течения воды и ветра, способствующих перемешиванию воды в водоеме.

В озерах и водохранилищах тем интенсивнее очищается вода, чем больше по объему сами источники. В мелких водоемах процессы самоочищения выражены крайне слабо.

Самоочищение воды происходит в результате механических, физико — химических и биологических процессов. При этом поступившие загрязнения разбавляются водой водоема, взвешенные в воде вещества постепенно осаждаются на дно, а органические вещества подвергаются окислению за счет растворенного в воде кислорода. Биохимические процессы самоочищения водоемов совершаются под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов и растворенного в воде кислорода. При этом аэробные процессы происходят преимущественно в верхних слоях водоема, а анаэробные — на дне водоема, куда кислород воздуха не поступает. В итоге этих процессов органические вещества, распадаясь на менее сложные, постепенно минерализуются.

Процессам самоочищения воды способствуют также простейшие, коловратки, рачки, моллюски и некоторые растительные организмы, которые питаются органическими веществами, а простейшие питаются бактериями. Кроме того, микроорганизмы гибнут под влиянием ультрафиолетовых лучей солнца, которые проникают в толщу воды более чем на метр. Процессы самоочищения протекают более интенсивно в теплое время года.

С санитарной точки зрения самоочищение воды весьма полезное явление в природе. Однако этот процесс у открытых водоемов небезграничен — при сильном и постоянном загрязнении самоочищение воды становится недостаточным. Это часто наблюдается при бесконтрольном выпуске хозяйственно-фекальных и промышленных сточных вод в водоемы, что вызывает значительное скопление гниющего ила, появление токсических химических соединений, развитие полисапробной флоры и массовый мор рыбы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Очистка воды: способы и методы, современные технологии обработки до питьевой

Всем нам необходимо употреблять жидкость без вредных примесей, но нынешний уровень экологии оставляет желать лучшего. Поэтому сегодня особенно актуальна очистка питьевой воды: современные методы и способы обработки постоянно совершенствуются, и именно они будут в фокусе нашего внимания. Рассмотрим те варианты, которыми можно воспользоваться в промышленных и домашних условиях для удаления посторонних и опасных для здоровья элементов при заборе из скважины или другого источника.

Сразу отметим, что принципиально разных технологий несколько – можно разбить их на 4 группы:

В последние годы и даже десятилетия наблюдается стойкая тенденция к комбинированию: не ограничиваясь какой-то одной нишей, приемы и средства грамотно сочетают для повышения их эффективности. Использование тех или иных инструментов и мер зависит от целого ряда факторов, в числе которых и степень загрязнения, и характер примеси, и ее концентрация, и другие показатели. Теперь рассмотрим каждое семейство подробнее.

Биологические методы и способы очистки воды

Показывают хорошую результативность и по праву считаются передовыми. В случае с любым из них ключевую работу выполняют живые организмы – одно- и многоклеточные, грибки, бактерии, водоросли. Поэтому важно правильно подобрать их: так, те же Nitrosomonas быстро заставят осесть азотосодержащие соединения, но будут малоэффективны, когда потребуется удалить фосфор.

Такие помощники могут образовывать целые колонии, скапливающиеся в сточных каналах – активный ил: вязкую массу черного или коричневого цвета с сырым запахом. Еще один вариант их семейств – зооглеи шарообразной или другой формы.

Биометоды могут использоваться на следующих объектах:

водоемы естественного или искусственного происхождения;

масштабные очистные сооружения;

поля фильтрации – глина, торф, песок, суглинок, пропускающие сквозь себя воду в больших объемах;

метатенки – резервуары, в которых осуществляется анаэробная стабилизация стоков и осадков.

аэро- и окситенки – комплексы принудительного насыщения кислородом.

В первом и втором случае нежелательные примеси убирают микроорганизмы, проживающие в почве. В третьем с загрязнениями борется загрузочный материал, защищенный биопленкой – слоем бактерий-аэробов. В четвертом не нужен кислород и производится подача концентрированного осадка из отстойников. В пятом применяется активный ил.

Физические способы очистки воды

Они являются традиционными, но до сих пор распространены – главным образом на первых этапах восстановления высоких органолептических свойств рассматриваемой среды. Позволяют убрать крупные включения и существенно облегчить последующие технологические операции.

Наиболее актуальными из них остаются:

различные варианты фильтрования,

Теперь – подробнее о каждом. В первом случае жидкость в течение какого-то срока содержится в специальном резервуаре, и за это время загрязнения оседают на дне и стенках емкости (из-за гравитации). Во втором поток направляется через ряд сит, решеток и аналогичных улавливателей, задерживающих твердые и легко отделяющиеся частицы примесей. В обоих ситуациях выполняется так называемая грубая очистка воды – это механическое устранение нежелательных элементов. Есть еще и тонкая, и ее можно проводить при фильтрации, пуская среду через пористый материал (в роли которого может выступать песок или другие кварцевые соединения мелких фракций). Результат – улучшение цвета, прозрачности, запаха и вкуса.

И, наконец, ультрафиолетовая обработка, которая проводится дополнительно. УФ-волны частотой 200-400 нм запускают фотохимические реакции, повреждающие РНК и ДНК микробов, вирусов и прочих вредителей. Таким образом осуществляется обеззараживание жидкости без изменения ее структуры или уровня экологичности.

Химические способы водоочистки

Все они сводятся к правильному подбору ингредиентов и активизации нужных процессов – либо выпадения осадка, либо разложения на безопасные составляющие.

Методы данной категории можно условно разделить на 3 подгруппы:

Первый случай основан на кислотно-щелочном взаимодействии – выравнивается pH-уровень. Для этого нужно добавить в жидкость либо недостающую среду, либо средства-активаторы. Например, для стоков это либо Ca(OH)2 (известковое молоко) или Na2CO3, либо отходящие газы со значительной концентрацией NO2, CO2 или SO2.

Но как быть тогда, когда примеси не вступают в реакцию с вышеперечисленными соединениями? Нужно использовать более сильные вещества, обычно хлорсодержащие: Cl2, ClO2, NaClO, KClO, Ca(ClO)2. Не менее популярны H2O2, KMnO4, K2Cr2O7, O2 и O3 – запускающие реакции оксидации, в результате которых вредные добавки становятся либо менее токсичными, либо легче удаляемыми.

Ранее очистка воды химией путем хлорирования широко использовалась в централизованных системах водоснабжения. Ее применяли из-за низкой стоимости, впечатляющей эффективности и антибактериального действия реагентов. Но со временем стали проявляться и недостатки: по мере износа коммуникационных линий вероятность повторного загрязнения становилась выше, всегда оставался риск не соблюсти дозировку, что оборачивалось появлением токсинов в жидкости.

MBFT-75 Мембрана на 75GPD

SF-mix Clack до 0,8 м3/ч

SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч

Поэтому сейчас все чаще отдают предпочтение озонированию, ведь O3 абсолютно безопасен в любых своих концентрациях, а результативность его даже лучше. Единственный его минус в том, что получать его в больших объемах пока проблематично.

Физико-химические методы водоочистки

Это обширная и разнообразная группа, объединенная характерной особенностью – комбинированным воздействием. Осуществление механических операций дополняется использованием химических реактивов, благодаря чему твердые и жидкие частицы, растворенные газы, тяжелые металлы, микробы, бактерии удаляются эффективнее.

Удобны своей универсальностью: не только убирают всевозможные примеси, но и могут быть применимы на любом этапе, как уже во время глубокого воздействия на жидкость, так и при предварительной ее нормализации.

Так как их достаточно много, выделим ключевые:

Основные способы очистки воды

Рассмотрим те из них, которые максимально актуальны, то есть используются сегодня чаще всего в силу каких-либо причин (экономичны, повсеместно распространены и тому подобное). Сюда же включим и наиболее перспективные варианты, за которыми будущее.

Механическая фильтрация

Подкупает своей легкостью и заключается в улавливании нерастворенных частиц, слишком крупных для прохождения через решето, сито или мембрану. Пускаете поток сквозь такой улавливатель, и жидкость свободно протекает, а лишние элементы остаются на стенках преграды – все предельно просто.

Главные объекты применения – муниципальные станции, осуществляющие регулярные заборы из озер, рек и других открытых источников и выполняющие централизованную подачу в городские дома и квартиры.

Эффективность напрямую зависит от размеров ячеек фильтра, которые определяются материалом, диаметром, формой сечения каналов-отверстий. Так, колонки с активированным углем останавливают частицы размером 100-1000 мк, чего недостаточно для препятствования микроорганизмам (которые от 0,4 до 3 мк) и блокировки значительной части нерастворенных примесей (они от 0,1 до 20 мк).

Ионный обмен

Распространенный процесс очистки воды, предназначенный для снижения концентрации солей жесткости и улучшения потребительских качеств жидкости.

Реализуется по следующей схеме:

поток пропускают через загрузку в виде органической смолы (сегодня уже чаще используется синтетическая, чем натуральная);

запускаются реакции, в ходе которых фильтрующий материал отдает заряженные частицы хлора и натрия, а взамен получает магний и кальций;

выравнивается pH-уровень и происходит умягчение.

Бытовые установки, функционирующие по этому принципу, вряд ли справятся с серьезным загрязнением, но зато они работают долго. В более серьезных и дорогих промышленных системах предусмотрена возможность восстановления полезных свойств – регенерирующими растворами, обогащенными OH- и H+.

Обратный осмос

Метод позволяет убирать вирусы и бактерии, соли, газы, коллоиды, а также проводить опреснение и очистку стоков. Согласно ему, поток подают через специальную мембрану, пропускающую жидкость, но блокирующую растворенные примеси (в том числе и полезные). Для максимальной эффективности требуется загрузка в виде активированного угля. Результат приближенный к дистилляту.

Хотя минусы тоже есть – в числе недостатков:

сравнительная дороговизна оборудования,

малая производительность (в среднем 1 л/ч),

необходимость в предварительной механической фильтрации,

высокий процент сброса среды в дренаж – до 70%,

нужные микроэлементы приходится добавлять в отдельном порядке.

SF-mix ручной до 0,8 м3/ч

АМЕТИСТ — 02 М до 2 куб.м./сут.

Аэрационная установка AS-1054 VO-90

Поэтому продолжают искать альтернативу.

Электрохимическая очистка

Под действием тока запускаются ОВ-реакции, в результате чего уничтожаются все микроорганизмы. Быстрое и доступное в реализации решение, потому нашло применение в России. На Западе же со временем заметили, что одновременно разрушаются и структурные связи молекул, поэтому стараются использовать более щадящие варианты.

Дистилляция

Суть в том, чтобы сначала заставить жидкость испаряться, а после – конденсироваться. Меняя свою форму, многокомпонентные примеси разделяются на фракции, которые затем легче отделить от питьевой среды.

Работающие по данному принципу системы должны быть загружены активированным углем, эффективно впитывающим высоколетучие и низкомолекулярные соединения. Преимущество метода в простоте и сравнительно хорошей эффективности, недостаток в том, что на его реализацию уходит много времени.

Сорбция: сорбенты и фильтры на их основе

В этом случае ненужные элементы поглощаются наполнителем улавливателя. При его правильном выборе степень удаления достаточно высокая.

Наиболее часто используемое действующее вещество – активированный уголь: сегодня его производят в огромных объемах и потребляют миллионами тонн. Он универсален, а площадь пор на 1 г достигает 1500-2000 м2.

Безреагентные фильтрующие обезжелезиватели

Применяемые в системах централизованного сообщения способы очистки воды, основанные на реакциях оксидации, отличаются своей экологичностью. Они насыщают жидкость кислородом, провоцирующим выпадение примесей в осадок, удалить который сравнительно просто. Таким образом можно убрать марганец, сероводород, железо. Затраты минимальны, так как не требуется приобретать какие-либо компоненты.

С аэрацией

В этом случае используется обычный воздух, который можно взять прямо из атмосферы. В нем достаточно O2 для запуска ОВ-процессов. С целью ускорения и повышения эффективности можно обеспечить его подачу с нагнетанием и/или с распылением.

Ультрафиолетовые и озоновые фильтры

Используются для обеззараживания, так как отлично уничтожают вирусы с бактериями.

Первые устанавливаются в медучреждениях и бассейнах; их ниша несколько ограничена высоким электропотреблением и необходимостью в высоком качестве техобслуживания.

Вторые нашли себя в городских домах и дачных поселках, в ресторанах и даже в лабораториях; они не нуждаются в реагентах – УФ-лучи замечательно убивают споровые и вегетативные организмы, не изменяя полезных свойств жидкости.

Методы очистки воды от тяжелых металлов

обратный осмос – используется чаще всего, так как универсальный и позволяет расправиться со всеми вредными соединениями;

поглощение примесей сорбентами – на втором месте из-за доступности активированного угля;

ионный обмен – дороже, чем предыдущие (приходится тратиться на регенерацию смол), но тоже эффективный;

электролиз – наряду с высокой результативностью очистки имеет обратную сторону – связи между молекулами частично разрушаются.

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 929CH/RO (охлаждение/нагрев)

Диспенсер напольный AquaPro 311 (пустой, без охлаждения)

Все они помогают избавиться от Mn, Fe, Pb, Hg, Cu.

Способы обезжелезивания

Разделим их на 3 категории:

1. Отстаивание – простое, доступное каждому, требующее наличия объемного резервуара и запаса времени. Fe+2 будет медленно окисляться и оседать на внутренних поверхностях емкости.
2. Безреагентные – электролиз, аэрация, биологическая оксидация, электромагнитное воздействие. При любом из них реакции протекают с нормальной для них скоростью.
3. Каталитические – коагуляция, обработка перманганатом калия или гипохлоритом натрия. В каждом из случаев провоцируется убыстрение процессов с целью образования осадка.

Походные технологии очистки воды: основные методы

На природе, собираясь напиться из сомнительного источника, следует принять одну из таких мер:

• Проведите фильтрацию – возьмите бутылку, закройте ее горлышко тканью, на которую насыпьте песок (или мелкий древесный уголь). После чего пропустите сквозь такой примитивный улавливатель жидкость и только после этого употребляйте ее.
• Осуществите дистилляцию – поставьте трубу так, чтобы оба конца ее смотрели вверх, наполните ее, с двух сторон накройте кастрюлями с тканью внутри, разведите костер. Вода будет превращаться в пар и конденсироваться в посуде. После останется только затушить пламя, подождать, пока поверхности остынут, и выжать ткань.
• Прокипятите то, что набрали, в течение 10-30 минут – да, примитивно, но дает хоть какой-то результат.
• Проведите дезинфекцию – в 1 литре разведите 2 чайные ложки поваренной соли и дайте настояться в течение получаса. А если пугает вкус, лучше заранее запаситесь таблетками для обеззараживания и использовать их.

Способы очистки воды в домашних условиях

Бытовой фильтр будет самым современным вариантом, но если его нет, можно:

• Отстаивать – во вместительной емкости, на протяжении 8 часов; это поможет выветрить хлористые соединения и некоторые тяжелые металлы; но употребляйте только верхние 3/4, а от остатка избавьтесь.
• Обогащать кремнием – нужно промыть кусочки этого минерала, положить в трехлитровую банку, а затем залить и подождать 2-3 дня. После этого жидкость можно пить. Ничто не мешает повторно использовать столь полезные камушки, но не забывайте еженедельно убирать с их поверхности налет.
• Фильтровать активированным углем – сшить марлевый мешочек и частично заполнить его гранулами (или толчеными таблетками) этого сорбента; ну а потом просто пустить через него струю – каждая капля будет очищаться; есть лишь один недостаток, и он в том, что через 5-7 суток такой уловитель придет в негодность и потребуется сделать новый.
• Обогащать ионами серебра – взять какое-нибудь украшение, желательно 999 пробы, положить в стеклянную емкость, залить и оставить часов на 8-10. Антибактериальный эффект драгоценного металла обеспечит эффективное обеззараживание.

Химические и физические методы и средства: очистка воды замораживанием

Превращаясь в лед, H2O меняет структуру: ее кристаллическая решетка становится упорядоченной, а посторонним элементам в ней просто не останется места. Вы увидите это, если наполните бутылку и отправите ее в холодильник: даже при самой низкой температуре какая-то часть жидкости не замерзнет, оставаясь мутноватой. Вылейте ее – это и есть примеси или, на жаргоне, «рассол». Ну а все, что осталось, можно отогревать и употреблять.

Выше мы описали самую примитивную схему, но ведь уже придуманы более эффективные и правильные (но все равно достаточно простые) варианты заморозки. Предлагаем вам тройку наиболее популярных.

Метод А. Д. Лабзы

По нему необходимо:

заполнить водой банку объемом 1,5 л, но не доверху, а оставив немного незанятого пространства;

поставить емкость в холодильник, причем на картонную подкладку (нужно обеспечить дну теплоизоляцию);

посмотреть, насколько быстро замерзнет половина – обычно на это уходит до 10 часов;

слить «рассол», растопить оставшийся лед и использовать его для питья.

Способ А. Маловичко

В соответствии с ним следует:

залить эмалированную кастрюлю жидкостью, уже прошедшей фильтрацию;

отправить емкость на улицу (при стабильно сильном минусе) или в холодильник;

достать через 3-4 часа, посмотреть, насколько сильно схватилась вода, слить все, что можно (львиную долю объема) в другой резервуар;

поставить последний в морозилку, снова на 180-240 минут, а образовавшийся на предыдущем этапе лед выбросить (в нем и скопились вредные вещества);

по прошествии времени вытащить тару, снова слить, но использовать уже оставшуюся замерзшую часть.

Технология братьев Залепухиных

Действуя по нему:

нагреваете жидкость до 95-96 0, то есть до так называемого «белого ключа», до мелких пузырьков;

снимаете кастрюлю с плиты и быстро охлаждаете в большей емкости, например, в заполненном тазу;

а дальше используете одну из описанных выше схем, допустим, предложенную Лабзой, она проще.

Мы кратко рассмотрели актуальные химические и физические способы очистки воды. Для получения еще более подробной информации обращайтесь к специалистам компании «Вода Отечества» за бесплатной консультацией: они ответят на все вопросы и помогут подобрать бытовой или промышленный фильтр, установку, систему – максимально эффективное решение для вашего случая.

Источник