8. Какие химические процессы используются для обработки воды питьевого назначения?

• Для осветления воды (уменьшение мутности) используют процесс коагуляции - процесс слипания, укрупнения частиц за счет сил молекулярного притяжения, этот же процесс используется для обесцвечивания воды (уменьшение цветности). Например, при обесцвечивании воды коллоидные частицы положительно заряженные притягивают к себе отрицательно заряженные фульво и гуминовые кислоты. Можно одновременно уменьшать мутность и цветность, используя коагуляцию.

• Используют умягчение воды кипячением (одновременно и физ. и хим. процесс)

Сa(HCO₃)₂ + Mg(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + Mg(OH)₂↓ + CO₂↑ + H₂O

• Для уменьшения содержания катионов и анионов используют ионный обмен, основу процесса составляют твердые нерастворимые вещества (катиониты, аниониты), обладающие свойством обменивать свои ионы на ионы, находящиеся в растворе. Это обычно синтетические полимеры сетчатого строения. Удаляют из воды ионы железа, умягчают воду, уменьшают минерализацию, удаляют Cl^-, SO₄^2-

Например при деманганизации (удаление марганца)

R-H + Mn²⁺ → R-Mn + H⁺

R-Na + Mn²⁺ → R-Mn + Na⁺

• Хлорирование воды - наиболее распространённый способ обеззараживания питьевой воды с применением газообразного хлора или хлорсодержащих соединений, вступающих в реакцию с водой или растворенными в ней солями. В результате взаимодействия хлора с протеинами и аминосоединениями, содержащимися в оболочке бактерий и их внутриклеточном веществе, происходят окислительные процессы, химические изменения внутриклеточного вещества, распад структуры клеток и гибель бактерий и микроорганизмов. Дезинфекция (обеззараживание) питьевой воды осуществляется за счёт дозирования хлора, двуокиси хлора, хлорамина и хлорной извести.

• Озонирование воды – это более высокотехнологичный способ обработки воды. Бактерицидное действие озона связано с активным проникновением этой химически активной формы кислорода через клеточные мембраны и последующим окислением органических веществ, что и вызывает гибель бактериальной клетки. Наряду с обеззараживанием, озонирование приводит к улучшению вкуса и уничтожению запахов воды.

• Обратный осмос – процесс переноса компонента из более концентрированного раствора в менее концентрированный под давлением. Используется больше для очистки промышленных вод.

10. Озонирование природных вод

Это более высокотехнологичный, экологичный способ обработки воды, основанный на использовании газа озона — сильного окислителя. Озонатор вырабатывает озон из кислорода, содержащегося в атмосферном воздухе. После взаимодействия с загрязняющими химическими и микробиологическими веществами озон превращается в обычный кислород.

Преимущества озонирования:

• Озон уничтожает все известные микроорганизмы, вирусы, бактерии, грибки, водоросли, их споры и т.д.

• Пока не выявлены устойчивые к озону формы микробов.

• Остаточный озон стерилизует поверхность.

• Озон действует очень быстро — в течение секунд.

• Озон удаляет неприятные запахи и привкус.

• Озонирование не придаёт дополнительных вкусов и запахов.

• Озонирование не изменяет кислотность воды и не удаляет из неё необходимые человеку вещества.

• Озон не образует токсичных побочных продуктов.

• Остаточный озон быстро превращается в кислород.

• Озон вырабатывается на месте, не требуя хранения и перевозки.

• Озон уничтожает микроорганизмы в 300-3000 раз быстрее, чем любые другие дезинфекторы.

Озон целесообразно употреблять также для удаления из воды железа, марганца, окисления сульфитов, нитритов, сероводорода.

В водообработке применяют озонаторы 2-х типов: трубчатые и пластинчатые. Обработка воды озоном основана на введении в нее озонированного воздуха.