Основные физико-химические процессы при обработке воды. Хлопьеобразование и химическая преципитация. Характеристика отстаивания, флотации, фильтрации и центрифугирования. Сепарирование при помощи мембран и адсорбция. Удаление органических веществ.
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ВОДЫВся вода, доставляемая потребителям посредством системы водоснабжения, должна быть обработана, даже если лишь небольшая ее часть потребляется человеком и животными непосредственно. Это было бы катастрофой для общественного здоровья и экономически невыгодно устанавливать двойную систему водоснабжения, где одна часть работала бы на подачу воды для личного использования, а другая для использования в других целях. Химический состав поверхностной воды зависит от типа грунтов, через которые должна пройти вода, перед тем, как войти в зону стока. Обмен между водой и воздухом на поверхности вызывает растворение в воде газов (кислорода, азота, углекислого газа). Что касается воды, хранимой в резервуарах, крупные частицы имеют тенденцию к естественному оседанию, пока вода хранится; при этом сохраняющаяся мутность - коллоидальная.Коагуляционно-флоккулятивные процессы облегчают удаление твердых взвешенных частиц и коллоидов. Таблица 1 показывает ряд материалов и организмов с учетом их размеров и указанием времени, необходимого для их вертикального оседания в 1 метре воды, при температуре 20 градусов по Цельсию, только под воздействием силы тяжести. Таким образом, коллоиды - это частицы, которые не могут оседать естественным образом, и для которых факторы поверхностной зоны являются наиболее важными. Процесс коагуляции можно объяснить теорией двойного слоя в сырой воде коллоиды неизбежно несут отрицательный заряд (недостатки кристаллической структуры). Чтобы нейтрализовать этот негативный поверхностный заряд, положительные ионы, присутствующие в сырой воде или введенные в нее, сближаются, образуя слой вокруг коллоидов.Целью преципитации является избавиться от жесткости бикарбоната, присущей кальцию и магнию. Реакция извести в сырой воде происходит очень медленно в отсутствие ядер кристаллов. С другой стороны, если вода и известь вступают в контакт при наличии достаточно большого объема уже осажденных кристаллов CACO3, реакция достигает точки равновесия через несколько минут. Поскольку преципитация происходит на кристаллы, то они имеют тенденцию к наращиванию объема; затем увеличиваются и размер оборудования может быть уменьшен. Преципитация карбоната кальция сопровождается образованием карбоната натрия, который воздействует на постоянную жесткость в соответствии с реакциями (1) и (2), приведенными выше.Отстаивание - это техника сепарирования наиболее часто применяемая для взвешенных твердых частиц и коллоидов (собранных в виде флока после стадии коагуляции-флоккации). Существуют различные виды веществ, подлежащих отстаиванию: Дискретные частицы оседают независимо друг от друга с постоянной скоростью. При низкой концентрации, скорость оседания возрастает по мере возрастания размеров хлопьев как результат агломерации с другими частицами; это флоккулянтное отстаивание. Когда дискретная частица оставлена в жидкости в состоянии покоя, сопротивления Ft (сила торможения жидкости, возникающей в результате вязкости и инерции). Это основные формулы для расчета движения частиц в жидкости и используются для оседания (дискретных твердых частиц в жидкости, капель воды в воздухе), для потоков, движущихся вверх (воздушные пузырьки в воде, капли масла в воде), при центрифугировании.В противоположность отстаиванию, флотация - процесс сепарирования твердого вещества от жидкости и жидкости от твердых материалов - процедура, применяемая для частиц, плотность которых меньше плотности жидкости, в которой они находятся. Вспомогательная флотация происходит в случае если применяются, наружные меры чтобы способствовать сепарации частиц, обладающих естественной плавучестью. Индуцированная флотация имеет место, когда плотность частиц изначально выше плотности жидкости и искусственно занижается, что основано на способности определенных твердых и жидких частиц связываться с газовыми пузырьками (обычно с воздухом), образуя композиты “частица-газ”, плотность которых меньше плотности жидкости, в которой они находятся в дисперсной стадии. Процесс использования больших пузырьков применяется для отделения частиц, которые массивнее хлопьев и легче, чем жидкость. Например, если появляются жирные пятна в жидкости.Фильтрация - процесс разделения, состоящий в прохождении смеси “твердое вещество-жидкость” через пористый материал (фильтр), который удерживает твердую фракцию и позволяет жидкой (фильтрат) пройти через него. Поскольку фильтрация - это прохождение жидкости через пористую среду, то она управляется законом Дарси: V= (K · ?P) х (? · ?H) = (R · ? · ?H) где V:скорость фильтрации Рассмотрим фильтрацию замутненной жидкости с образованием отложений на фильтре (рис.).
План
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. Основные физико-химические процессы при обработке воды
1.1 Коагуляция - флокуляция (хлопьеобразование)
2. Химическая преципитация
3. Отстаивание
4. Флотация
5. Фильтрация
6. Центрифугирование
7. Электоролиз
8. Сепарирование при помощи мембран
9. Адсорбция
10. Ионообмен
11. Обработка питьевой воды
11.1 Обычные методы
11.2 Хранение сырой воды
11.3 Забор воды
11.4 Очистка
11.5 Удаление органических веществ
11.6 Искусственный подзаряд водоносного слоя
11.7 Дезинфекция
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
