Очистка воды от примесей. Способы очистки

Каждому фазово-дисперсному состоянию примесей воды соответствуют определенные методы воздействия с целью их удаления. Рассмотрим обзорно методы удаления из воды примесей согласно классификации Л.А.Кульского. По каждой группе примесей укажем также наименование процессов их удаления.

1. Очистка воды от примесей І группы.

Процессы: осветление (удаление взвешенных веществ), обеззараживание или дезинфекция (прекращение жизнедеятельности бактерий)

Способы очистки:

1)Механическая очистка воды от примесей

а) Отстаивание (седиментация) – удаление взвесей в гравитационном поле (под действием сил тяжести). Этим методом удаляется крупная взвесь.

б) Центрифугирование – удаление взвесей в поле центробежных сил, создаваемых вращением воды в гидроциклонах или центрифугах). При этом изымается грубая и средняя взвесь.

в) Флотация – прикрепление частиц к пузырькам газа с последующим всплытием образовавшихся агрегатов на поверхность воды и удалением пены. Способ применяется для удаления гидрофобных взвешенных частиц, планктона, чаще – нефтепродуктов, масел, жиров, поверхностно-активных веществ (ПАВ).

г)Фильтрование – пропускание воды через пористый слой для изъятия из воды планктона, крупной и мелкой взвеси.

2)Физико-химическая очистка воды от примесей – агрегация (укрупнение) примесей путем коагуляции или флокуляции с последующим отстаиванием, флотацией или фильтрованием. Этим методом удаляются тонкодисперсные взвеси.

3)Бактерицидная очистка воды от примесей

Методы предназначены для нарушения обменных процессов в клетках микробов (метаболизма), что вызывает их гибель.

а)Обработка воды окислителями (хлором, озоном).

б)Обработка воды ионами тяжелых металлов (серебро, медь, свинец и пр.).

в)Облучение воды ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком, ионизирующими излучениями.

г)Термообработка (кипячение).

4)Биологическая очистка воды от примесей заключается в разведении рыб и моллюсков для уничтожения водорослей и планктона.

2. Очистка воды от примесей II группы

Процессы: обесцвечивание, окисление органики, обеззараживание.

Способы очистки:

1) Физико-химические:

а)Агрегация коллоидных примесей агрегацией или флокуляцией с последующим отстаиванием, флотацией, фильтрованием.

б)Адсорбция.

в)Воздействие сильными окислителями (хлором, озоном, перманганатом калия), разрушающими органические коллоидные соединения.

2)Вирулицидная обработка – уничтожение вирусов. Осуществляется методами бактерицидной очистки.

3)Биохимическая очистка воды от примесей – окисление органических примесей с переводом их в минеральные соединения в процессе жизнедеятельности специально культивируемых микроорганизмов.

3. Очистка воды от примесей III группы

Процессы: окисление органики, дезодорация (устранение запахов), дегазация (удаление газов).

Способы очистки:

1)Физико-химические

а)Окисление органических примесей.

б)Адсорбция молекулярных примесей на активированном угле, силикагеле и других сорбентах.

в)Экстракция примесей с помощью различных экстрагентов.

г)Эвапорация – отгонка летучих примесей “острым” (высокотемпературным) паром.

д)Ультрафильтрация через мембраны с порами, пропускающими молекулы воды и задерживающими более крупные молекулы примесей.

2)Аэрирование – создание большой поверхности контакта воды с воздухом за счет:

а)Барботажа (продувки слоя воды воздухом);

б)Разбрызгивания воды в атмосфере.

Аэрирование применяется в основном для удаления растворенных газов.

3)Биохимическая очистка

4. Очистка воды от примесей ІV группы

Процессы: деминерализация (удаление растворенных солей), опреснение (неглубокая очистка от солей до состояния пресной воды), обессоливание (глубокая очистка от солей), умягчение (устранение жесткости), подщелачивание и подкисление, нейтрализация, обезжелезивание и др.

Способы очистки:

1)Физико-химические

а)Обработка реагентами с переводом ионов в малодиссоциированные соединения;

б)Ионный обмен с помощью ионитов, извлекающих из воды ионы растворенных солей.

в)Электродиализ воды – разделение катионов и анионов в постоянном электрическом поле;

г)Гиперфильтрация (обратный осмос) – продавливание под большим давлением воды с ионными примесями через полупроницаемые мембраны, которые пропускают воду и задерживают ионы солей.

2)Физические методы

а)Термический – нагрев воды для выделения солей карбонатной жесткости.

б)Изменение фазового состояния воды для ее обессоливания

— перевод в газообразное состояние с последующей конденсацией (дистилляция).

— перевод в твердую фазу вымораживанием с последующим оттаиванием и разделением на лед и рассол; образованием газгидратов обработкой жидкими газами-хладагентами (метан, фреон) при определенных температуре и давлении.

в)Магнитная обработка

3)Биохимическая очистка воды от примесей (ионов железа, сульфатов, хроматов и нитратов) специфическими бактериями.

Если в основу классификации методов очистки воды брать не свойства примесей, а тип воздействия на них, то способы очистки можно разделить на следующие группы:

— механическая очистка (процеживание, седиментация)

— физические методы (дистилляция, вымораживание, агрегирование)

— химические методы (нейтрализация, ионный обмен),

— физико-химические методы (коагуляция, адсорбция),

— биохимическая, биологическая и биоцидная очистка.

К отмеченным процессам можно добавить вспомогательные, сопутствующие очистке: смешение, хлопьеобразование, диффузия, обезвоживание, сушка, охлаждение.

Очистка воды от примесей, способы очистки – статья на сайте “студент-строитель.ру”