Химикаты, токсины, пестициды, нефтепродукты
1. Химикаты, токсины, пестициды, нефтепродукты в воде
В воде могут находиться различные примеси, в зависимости от того, откуда она поступает. Водопроводная вода получает химикаты из-за централизованного водоснабжения. Так как перед отправкой воды потребителю происходит обработку хлором или хлорамином, для обеззараживания. Такие элементы надолго остаются в воде и образуют продукты распада- тригалометаны. Они не только доходят до потребителя, но и остаются в трубах. А если продукты распада остаются в трубопроводе, то они будут поступать потребителю на постоянной основе.
Скважинная вода поступает из грунтовых вод. И подвергается загрязнению из минеральных пород, впитывая пестициды от деятельности сельских предприятий. Многие удобрения содержат в себе химические вещества, которые впитываются в землю. Попадание в подземные воды нефтепродуктов вызваны неправильной утилизацией сточных вод промышленных предприятий. Даже нефтяные пятна, оставленные на территории производств при атмосферных осадках, попадают в ливневые стоки и землю или наземные источники. Наземные источники подвержены загрязнению от деятельности человека либо по естественным причинам.
Рис 1 Загрязнение воды нефтепродуктами
То есть любые химические вещества, которые применяются при деятельности человека или остаются как продукты распада, поступают в естественные источники воды. Например, реки или озера, имеют способность к природному очищению. Но не в таких объемах.
Состав любой воды должен соответствовать нормам СанПин. Для каждого типа свой норматив. Превышение показателей приводит к проблемам со здоровьем и оборудованием.
2. Проблемы, которые вызывает вода, загрязненная токсинами, пестицидами, нефтепродуктами
Узнать, что в воде есть пестициды или токсины не всегда удается при визуальном осмотре. Поэтому проводится химический анализ. Использование загрязненной воды чревато проблемами со здоровьем. Сухая кожа, ломкие волосы. Химикаты и пестициды называют убийцами эндокринной системы. Они снижают иммунитет, нарушают биохимические реакции, вызывают онкологию. Для оборудования такие примеси опасны появление коррозийных отложений, несмываемого налета.
Кроме здоровья и оборудования, токсины и продукты нефтепереработки очень сильно загрязняют природные источники. Они образуют пленку, и в воду не поступает кислород. Многие представители фауны вымирают или меняют среду обитания. То же самое касается и растений подводного мира. Меняется химический состав воды, кислотность. В итоге экологическая ситуация ухудшается, вызывая ещё большее распространение загрязнений. Чем больше контакт нефтепродуктов с водой, тем больше их концентрация. Например, нефть с 0,2 до 1,4 миллиграммов на литр, а дизельное топливо с 0,2 до 0,8 миллиграммов на литр.
3. Как удалить химикаты, токсины, пестициды, нефтепродукты из воды?
Удаление примесей может осуществлять как в один этап, так и в несколько. Самым распространенным способом являются сорбционные фильтры.
3.1 Фильтрация сорбентным фильтрами
Как работает установка. Вода поступает в колонну, примеси проходят сквозь сорбционную загрузку. Сорбенты могут быть разные: природные и искусственные. Среди натуральных материалов используют активированный уголь. Его пористая структура и впитывающие способности позволяют удалять даже мелкие загрязнения. Кроме устранения примесей, уголь улучшает технические показатели воды.
Сорбенты имеют свой срок выработки. Он зависит от концентрации вредных веществ и производительности. Средний срок службы – 6 месяцев. По истечению срока, фильтрующий материал подлежит замене. Так же требуется обязательная промывка сорбента от накопившихся примесей. Для этого через материал пропускают поток воды в образном направлении, который после промывки утилизируется.
Рис 2 Принцип работы сорбционного фильтра
Для более глубокой обработки загрузочный материал комбинируется. Смешиваются сорбенты с разной структурой. Эффективность обработки зависит от самого материала угля. Так же используются кварцевый песок, керамзит, шлак и другие пористые материалы.
Внешняя поверхность сорбентов может быть обработана разными веществами, для усиления их свойств и адсорбции. А также позволяя увеличить площадь для прикрепления примесей. Способ активации угля очень интересен. Сначала его нагревают очень медленно в пассивной атмосфере. Уголь увеличивает содержание углерода. Далее происходит активация. Через материал пропускают газы для окисления при очень высоком температурном режиме. И на поверхности угля появляются поры. Далее происходит обработка по необходимости.
3.2 Фильтрация химическим способом
Так как нефтепродукты трудно поддаются устранению может потребоваться более агрессивный метод очистки.
Принцип работы системы: Вода поступает в колонну, куда происходит добавление химического вещества. Доза и частота зависят от концентрации вредных веществ. Далее поток проходит сорбционную очистку от оставшихся примесей и уходит потребителю.
Такую обработку чаще используют на промышленных предприятиях, при очищении технической воды или стоковых вод. Используются цианистые соединения. Безвредное окисляющее вещество, которое вызывает выпадение примесей в осадок с последующей утилизацией. Еще одним реагентом для окисления служит гипохлорит натрия. Но перед использованием необходимо проверить уровень pH. Рассчитывается подача гипохлорита по формуле.
Рис 3. Реагентная установка
Еще одним химическим способом очистки является озонирование. Процесс происходит в специальных установках – озонаторах. Принцип работы похож на аэрацию. Только вместо кислорода поступает озон. На сегодняшний день, являющийся одним из самых сильных окислителей. Используются два резервуара. В одном происходит окисление среды, а в другом подача. Озонирование позволяет максимально быстро абсорбировать воду.
Еще одним вариантом химической обработки называют добавление подкисляющих реагентов. Такой способ оптимален при нарушении щелочности воды. Само окисление происходит в колоннах – нейтрализаторах. После чего вода прогоняется через сорбционный фильтр или проводится осветление. Неудобство системы в постоянном контроле pH. Необходимо устанавливать датчик.
3.3 Фильтрация биологическим методом
Используется для обработки сточных вод перед их утилизацией в канализацию.
Принцип работы системы: В воду добавляются бактерии, которые способны перерабатывать токсины и нефтепродукты. Также они поглощают органические соединения, при их наличии. При попадании в воду они образуют биологическую пленку на поверхности и начинают переработку примесей. Превращая их в безвредные соединения. В результате в воде появляются углекислый газ, сульфатные соли и т д. Эти вещества можно удалить дополнительной обработкой специальными фильтрами.
Рис 4 Схема биологической очистки
Также для биологического метода используются специальные емкости-аэротенки. Внешне это большие резервуары из бетона с дырками на дне. Внутрь засыпается специальный материал: шлак, щебень. Именно он поливается водой с микроорганизмами. Для уменьшения срока реакции в резервуар подается барботируемый воздух.
Единственный недостаток в длительности процесса и создании определенных условий для работы бактерий.
4. Где применяются фильтры?
Очистка воды требуется и в быту, и в промышленном производстве. Методы, которые основаны на реагентом добавлении или биологический наиболее пригодны для очистки сточных вод. Комплектации систем отличаются. Для водоподготовки и водоочистки в быту, на производстве чаще всего используется сорбционная очистка. Сорбционные фильтры используются сорбционного типа или в виде картриджей. Такая конструкция занимает меньше места и более удобна в использовании.
5. Выводы
Таким образом, наличие химикатов, токсинов, пестицидов и нефтепродуктов в воде недопустимо по нескольким причинам: наносят значительный вред здоровью и оборудованию.
Полное исчезновение таких загрязнений из исходных источников не произойдет. Поэтому при обнаружении подобных примесей устанавливается система фильтрации.
Используемый метод зависит от технических характеристик воды. Таких как кислотно-щелочной баланс, температура.
