Методы, используемые при очистке и дезинфекции природных вод

Промышленные сточные воды зачастую биологическим путем не очищаются, поэтому существенное значение имеет их локальная физико-химическая обработка до сброса в общегородской коллектор. Бытовые сточные воды обычно хлорируют, озонируют, обрабатывают пероксидом водорода (это экологически «чистый» окислитель), а также подвергают воздействию УФ - света и гамма-излучению.

Хлорирование – один из самых распространенных методов дезодорации сточных и бытовых вод. Несмотря на простоту и компактность установок для хлорирования, доступность и дешевизну хлора и его производных (CLO2, HOCL…) очистка воды активным хлором может иметь ограниченное применение. Связано это с недостаточной глубиной окисления растворимых органических веществ (нативных и искусственных), образованием токсичных хлорорганических соединений, необходимостью применения высоких доз хлора, токсичностью самого реагента – хлора.

Озонирование – технологический прием, при котором происходит одновременное окисление органических веществ, растворенных в воде, обесцвечивание, дезодорация, обезвреживание стоков и насыщение воды кислородом. Озон используется также для очистки вод от цианидов, роданидов, сероводорода, мышьяка и иных экотоксикантов, а также от гумусовых веществ, пестицидов, фенолов и углеводородов. Озон эффективен при водоподготовке питьевых вод. Озон представляет собой модификацию О2 , но сильно от него отличается: он интенсивно окрашен, токсичен и взрывоопасен. ПДК для озона в рабочей зоне составляет 0,0001 мг/л. Эффективность использования озона резко возрастает в присутствии сорбентов, например, активированного угля.

Пероксид водорода – по сравнению с озоном имеет следующие преимущества: он хорошо растворим в воде, устойчив в водных растворах, окисляет широкий спектр органических соединений при различных величинах pH, нетоксичен. В силу своих технологических преимуществ H2O2 нашел широкое применение в зарубежной практике очистки сточных и бытовых вод. Метод отличает дефицит реагента и его высокая стоимость. Вернемся к теме № 2.

Предлагаемая для студентов-экологов лабораторная работа включает ряд этапов на пути использования физико-химических методов и обеззараживания воды:

первый - отстаивание, аэрация, озонирование и обработка Н2О2;

второй – коагуляция коллоидов кремния, железа, алюминия, марганца…коагулянтами, а также флокуляция и флотация;

третий – центрифугирование;

четвертый - фильтрация и ультрафильтрация;

пятый - сорбция растворимых (ионно-молекулярных) форм химических соединений различными сорбентами: оксидом алюминия, активированным углем, порошком кальцита (или доломита). Эти методы следует самостоятельно изучить.

В теоретической части работы особое внимание уделяется свойствам активированных углей - уникальным поглотителям различных классов веществ из водных растворов, а также анализу математических уравнений изотерм сорбции – по Лэнгмюру, Фрейндлиху, Генри… Активированные угли удобны тем, что эти сорбенты легко доступные, полифункциональные, могут использоваться после регенерации до 10 лет. Они не содержат никаких вредных примесей, а теоретические вопросы сорбции-десорбции различных классов веществ на них изучены весьма полно.

Литература: А.А. Лурье «Хроматографические материалы». М. Химия. 1978.