27. Иониты(катиониты и аниониты), их природа, строение, св-ва, характер-ка?

По характеру своего действия ионообменные вещ-ва делятся на катиониты и аниониты. Вещ-ва, обменивающие катионы – катиониты, а обменивающие анионы – аниониты. Анионит - это сильноосновная или слабоосновная ионообменная смола. Аниониты характеризуются наличием щелочных групп, водород которых способен обмениваться на ионы металлов, находящихся в растворе. Анионит представляет собой сферические зерна от желтоватого до коричневого цвета, размером 0,4-1,25 мм (в набухшем состоянии). Анионит в воде набухает, но не растворяется. Анионит - неплавкий, негорючий, невзрывоопасный, неядовитый материал.

Область применения анионита

• анионит применяется для умягчения и обессоливания воды на тепловых и атомных электростанциях, котельных в качестве универсального сорбента для удаления солей жесткости воды;

• анионит применяется для очистки технологических растворов и сточных вод;

• анионит применяется для извлечения катионов металлов из растворов электролита и для других обменных реакций;

• анионит применяется в качестве катализатора;

• анионит применяется для очистки сахарных сиропов и др

Сильно кислые катиониты вступают в реакцию ионного обмена с растворёнными в воде солями в нейтральной и кислой средах. Слабо кислые катиониты, содержащие карбоксильные и оксифенольные группы, обменивают свой протон в нейтральных растворах лишь на катиониты солей слабых кислот, при чём полнота обмена возрастает с повышением pH среды.

28.Опреснение воды методом ионного обмена. Опреснение воды – методы удаления из нее растворенных солей и других примесей. Эту группу можно в свою очередь разделить на химические и физические методы..

Ионный обмен. Метод основан на свойстве некоторых веществ обратимо обмениваться ионами с растворами солей. Эти вещества называют ионообменными смолами. Это своего рода твердые электролиты, которые делятся на катиониты и аниониты.

Катиониты – вещества типа твердых кислот, у которых анионы представлены в виде нерастворимых в воде полимеров. Аниониты – по своей сути твердые основания, нерастворимую структуру которых образуют катионы. Их анионы (обычно это гидроксильная группа) подвижны и могут обмениваться с анионами растворов. Химический механизм работы ионообменных смол заключается в последовательном прохождении воды через катионит и анионит. В итоге из воды удаляются катионы и анионы и она тем самым обессаливается. Обменная способность ионообменных смол (ионитов) не бесконечна, постепенно она снижается, и, в конце концов, исчерпывается вовсе. В этом случае требуется регенерация раствором кислоты (катионит) или щелочи (анионит), что полностью восстанавливает исходные химические свойства смол. Эта ценная особенность позволяет использовать их в течение длительного времени.

Сложная процедура использования ионообменных смол и их последующей регенерации требует автоматизации, сложной системы управления и необходимое оборудование является довольно громоздким, что ограничивает его применение в быту. В настоящее время данный метод часто включается как один из элементов процесса водоподготовки в частных домах с автономной системой водоснабжения.

29.Методы удаления из воды соединений железа и марганца. Существуют различные методы очистки воды от этих соединений, которые можно условно разделить на реагентные и безреагентные. Основой безреагентных методов является предварительное аэрирование воды, которое может осуществляться различными способами, и последующее фильтрование через зернистую загрузку, например через кварцевый песок. К реагентным относятся методы, связанные с применением хлора, перманганата калия, озона, извести, коагулянтов и т.п., которые добавляют непосредственно в воду. И в том, и в другом случае главной целью является окисление ионов примеси, поскольку в окисленном состоянии они, как правило, нерастворимы, и отделение образующейся взвеси тем или иным способом, например фильтрацией или отстаиванием. Заметим, что ионообменные материалы практически не применяются для обезжелезивания и деманганации, поскольку они необратимо связывают удаляемые ионы и емкость загрузки быстро насыщается. По этой же причине не очень эффективны сорбенты, такие как активированный уголь. После быстрого насыщения уголь приближается по свойствам к обычному песку.  Для очистки подземных вод от Fe и Mn в небольших концентрациях целесообразно применять безреагентные методы. При высоком содержании железа и присутствии его в виде комплексных трудноокисляемых соединений необходимо использовать более эффективные окислители, чем кислород воздуха, например озон или хлор. В отличие от Fe, марганец медленно окисляется кислородом при рН<8. Таким образом, его удаление из воды представляет собой более сложную задачу по сравнению с удалением железа. Использование реагентов для предварительной обработки воды преследует обычно три цели: • применение сильных окислителей для более активного и быстрого окисления ионов Fe(2+), Mn(2+) – хлор, озон, перманганат калия; •смещение рН (водородного показателя) в щелочную сторону рН>7, поскольку чем выше рН, тем хуже растворимость соединений железа и марганца – для этого применяют известь, соду и другие щелочные реагенты; • проведение коагуляции, то есть гидролиза добавляемых в воду соединений-коагулянтов с последующим образованием хлопьев осадка, на поверхности и в объеме которых задерживаются трудноотделимые примеси. Получившийся осадок удаляют. В качестве коагулянтов используют сернокислый алюминий, оксихлорид алюминия, хлорид железа и другие соединения.

30

31. Сорбция. Области использования, факторы влияющие на выбор сорбентов. Сорбцией (от латинского «sorbeo» — поглощаю, втягиваю) называют любой процесс поглощения одного вещества (сорбтива) другим (сорбентом), независимо от механизма поглощения. В зависимости от механизма сорбции различают адсорбцию, абсорбцию, хемосорбцию и капиллярную конденсацию. Адсорбцией называют изменение концентрации вещества на границе раздела фаз. Адсорбция происходит на любых межфазовых поверхностях, и адсорбироваться могут любые вещества. Адсорбционное равновесие, т. е. равновесное распределение вещества между пограничным слоем и граничащими фазами, является динамическим равновесием и быстро устанавливается. Адсорбция Уменьшается с повышением температуры. В ряде случаев поглощение одного вещества другим не ограничивается поверхностным слоем, а происходит во всем объеме сорбента. Такое поглощение называют абсорбцией. Примером процесса абсорбции является растворение газов в жидкостях. Поглощение одного вещества другим, сопровождающееся химическими реакциями, называют хемосорбцией. Так, поглощение аммиака или хлороводорода водой, поглощение влаги и кислорода металлами с образованием оксидов и гидроксидов, поглощение диоксида углерода оксидом кальция — примеры хемосорбционных процессов. Капиллярная конденсация состоит в ожижении паров в микропористых сорбентах. Она происходит вследствие того, что давление паров над вогнутым мениском жидкости в смачиваемых ею узких капиллярах меньше, чем давление насыщенного пара над плоской поверхностью жидкости при той же температуре. Сорбция представляет собой один из наиболее эффективных методов глубокой очистки от растворенных органических веществ сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной, химической, нефтехимической, текстильной и других отраслей промышленности. Сорбционная очистка может применяться самостоятельно и совместно с биологической, как метод предварительной и глубокой очистки. Преимуществами этого метода являются возможность поглощения веществ из многокомпонентных смесей и высокая степень очистки, особенно слабо концентрированных сточных вод.  При содержании в .сточных водах только неорганических соединений, а также низших одноатомных спиртов этот метод не применим. В качестве сорбентов применяют различные искусственные и пористые природные материалы: золу, коксовую мелочь, торф, силикагели, алюмогели, активные гели и др. Эффективными и наиболее универсальными сорбентами являются активированные угли.

32. Экстракция, требования предъявляемые к экстрогентам, экстракция в противотоке. Экстракция экстрагирование, процесс разделения смеси жидких или твёрдых веществ с помощью избирательных (селективных) растворителей (экстрагентов).Выбор экстрагентов имеет важное значение для увеличения эффективности экстракции. При подборе экстрагента руководствуются следующими основными требованиями: — экстрагент должен ограниченно растворяться в тех растворителях, которые уже содержат экстрагируемое вещество; — экстрагируемое вещество должно лучше растворяться в экс-трагенте, чем в растворителе, из которого его извлекают; — экстрагент должен быть безопасен в обращении и инертен по отношению к системе, в которую его добавляют; — он должен быть достаточно чистым и устойчивым при хранении; — не образовывать эмульсий; — легко удаляться из экстракта. При непрерывной противоточной экстракции вода и экстрагент движутся навстречу друг другу в одном аппарате, обеспечивающем диспергирование экстрагента в воде, при этом примеси сточной воды непрерывно переходят в экстрагент.

33. Эвапора́ция— физико-химический метод очистки производственных сточных вод с помощью водяного пара. применяется для удаления из сточных вод веществ, летучих с водяным паром (фенол, анилин). Метод эвапорации используется для извлечения фенолов из сточных вод коксохимических заводов. Сущность метода в том, что очищаемая вода нагревается до 100° С и поступает в колонку с насадкой, увеличивающей поверхность контакта пара с водой. Навстречу воде подается водяной пар с температурой 102 - 103° С. При контакте пара с водой в газовую фазу переходят вещества летучие с водяным паром. Регенерация пара осуществляется в поглотительных колонках разными методами, основанными на образовании нелетучих соединений. Фенол из пара удаляют обработкой пара 7-15 % раствором , нагретого до 102-103° С. При этом образуется нелетучий с водяным паром фенолят натрия: концентрация фенола в щелочном растворе составляет 10-20 %. Регенерация фенолов производится диоксидом углерода: Затрудняют перегонку фенола присутствующие в очищаемой воде , . В обрабатываемой воде не должно содержаться смол и масел, вызывающих образование отложений на поверхности насадки. Метод эвапорации позволяет снижать концентрацию фенолов в воде с 1000-2000 мг/л до 100 мг/л. Так как предельно допустимое содержание фенола в водоемах 0,001 мг/л, то после эвапорации воду направляют на биохимическую доочистку.

34. Аэрация – физический метод удаления из воды растворенных в ней газов при контакте этой воды с воздухом. Метод основан на действии закона Генри–Дальтона, согласно которому количество газа, растворенного в воде, зависит от его парциального давления над раствором. Поэтому газы, которые отсутствуют в воздухе или содержатся в нем в небольших количествах ( , , ) можно извлекать из воды аэрацией.

Аэрация может использоваться при насыщении воды кислородом для окисления таких веществ как железо, а также способствовать удалению из воды растворённых газов, таких как двуокись углерода или сероводород. Аэрация является основой процесса очистки стоков в биологических очистных сооружениях (аэротенках, аэрофильтрах, биофильтрах). В сфере водоподготовки аэрация используется для удаления железа, марганца, сероводорода, летучих веществ. Применяется несколько видов аэрации: 1.Безнапорная — в открытой емкости. У метода множество преимуществ, таких, как простота и дешевизна, основной недостаток метода — большие габариты. 2.Напорная — применяется в комбинации с компрессорами. Аэрация проводится в закрытой емкости под давлением, созданным первоначальным нагнетанием воды и компрессором. 3.Инжекционная — нагнетание и смешивание воды с воздухом производится в узле Вентури.

Способ технологического контроля процессов биологической очистки сточных вод на городских станциях аэрации, предусматривающий отбор проб микроорганизмов активного ила регенератора из первой, второй и третьей секций аэротенка и проб ила на выходе из аэротенка, их центрифугирование, дезинтеграцию, определение фракций фермента методом электрофореза в плоских блоках полиакриламидного геля, окрашивание молекулярных форм фермента и определение их относительной активности денситометрией. При этом завершение очистки определяют по достижении уровня активности третьей молекулярной формы малатдегидрогеназы в любой из секций аэротенка, равной уровню активности этой же формы фермента в иле регенератор

35. Микрооргани́змы, (микро́бы) — собирательное название группы живых организмов, которые слишком малы для того, чтобы быть видимыми невооружённым глазом (их характерный размер — менее 0,1 мм). В состав микроорганизмов входят как безъядерные (прокариоты: бактерии, археи), так и эукариоты: некоторые грибы, протисты, но не вирусы, которые обычно выделяют в отдельную группу. Большинство микроорганизмов состоят из одной клетки, но есть и многоклеточные микроорганизмы.

Прокариоты отличаются от эукариот по ряду основных признаков:1.Отсутствие истинного дифференцированного ядра (ядерной мембраны). 2.Отсутствие развитой эндоплазматической сети, аппарата Гольджи. 3.Отсутствие митохондрий, хлоропластов, лизосом. 4.Неспособность к эндоцитозу (захвату частиц пищи). 5.Клеточное деление не связано с циклическими изменениями строения клетки. 6. Значительно меньшие размеры (как правило). Большая часть бактерий имеет размеры 0,5- 0,8 микрометров (мкм) х 2- 3 мкм. По форме выделяют следующие основные группы микроорганизмов. 1.Шаровидные или кокки ( с греч.- зерно). 2.Палочковидные. 3.Извитые. 4.Нитевидные.

36. Через мельчайшие поры клеточной оболочки в клетку микроба попадают все необходимые питательные вещества. Микроб выделяет, при попадании на питательную среду, особые ферменты, которые растворяют питательные вещества, и только в таком состоянии они могут пройти через клеточную оболочку. Часть питательных веществ расходуется в процессе дыхания, другая часть – используется для синтеза белков, жиров, углеводов микроба взамен использовавшимся и на рост микроба. Неиспользованные вещества, а также продукты жизнедеятельности микроба в растворенном состоянии выбрасываются через поры в окружающую среду. По способу питания микробы делят на три группы: 1). Автотрофы (autos – сам, trophe – пища). Это бактерии и водоросли, использующие неорганические вещества (углекислоту и карбонаты, воду и другие) для синтеза органических веществ. Необходимую для синтеза органических веществ энергию они получают либо при фотосинтезе, используя энергию солнечного света (водоросли и пурпурные серобактерии), или при хемосинтезе – окисляя аммоний, серу, нитриты, соли Fe(II) и т.д. (нитрифицирующие бактерии). В процессе фотосинтеза микробы потребляют водород воды, а выделяющийся при этом кислород создает благоприятные условия для развития аэробных форм микроорганизмов, минерализующие органические вещества. 2). Гетеротрофы (heteros – другой). К ним относятся микробы, использующие готовые органические вещества: гнилостные микробы, микробы брожения, плесневые грибки, дрожжи, актиномицеты. Их называют сапрофитами, так как они поселяются либо на мертвом, отжившем биоматериале, либо на органической питательной среде. 3). Паратрофы нуждаются в живом белке. К ним относятся все болезнетворные микробы. Их называют паразитами, так как они поселяются в живом организме. Существует ряд переходных форм.

Микроорганизмы обитают почти повсеместно, где есть вода, включая горячие источники, дно мирового океана, а также глубоко внутри земной коры. Они являются важным звеном в обмене веществ в экосистемах, в основном выполняя роль редуцентов, но в некоторых экосистемах они — единственные производители биомассы — продуценты. Микроорганизмы, обитающие в различных средах, участвуют в круговороте серы, железа, фосфора и других элементов, осуществляют разложение органических веществ животного, растительного происхождения, а также абиогенного происхождения (метан, парафины), обеспечивают самоочищение воды в водоемах.

37. Спектр патогенных микроорганизмов распространяющихся через воду очень широк: это возбудители кишечных инфекций - брюшного тифа, дизентерии, сальмонеллезов, холеры, а так же туберкулеза, особо-опасных инфекций, гепатита А и других энтеровирусных инфекций. Как правило, эпидемические вспышки многих из перечисленных заболеваний возникают вследствие недостаточного фильтрования и обеззараживания питьевой воды систем централизованного водоснабжения.

Под термином «Инфекция» понимают процесс взаимодействия микробов с организмом человека, в результате которого возникает инфекционное заболевание. Источниками инфекции являются, прежде всего, больные люди и животные, выделяющие болезнетворные микроорганизмы во внешнюю среду, а также переболевшие люди и животные, в организме которых болезнетворные микробы продолжают оставаться некоторое время (иногда очень длительное) после выздоровления. Для предупреждения случаев заболевания, связанных с водным фактором передачи производится постоянное наблюдение за водоемами и санитарно-бактериологический контроль проб воды открытых водоемов Санитарно-показательные микроорганизмы являются постоянными обитателями поверхностей и полостей человеческого или животного организма. Обнаружение и в объектах внешней среды свидетельствует о загрязнение выделениями человека или животного. Чем обильнее такое загрязнение, тем больше возможность попадания в объект патогенных микробов. Санитарно-показательными микроорганизмами могут быть только те, которые постоянно и в больших количествах содержатся в выделениях человека или животного, они должны сохранять жизнеспособность во внешней среде в течение сроков, близких к срокам выживания патогенных микробов, выделяемых теми же путями, но не размножаться интенсивно во внешней среде. Они должны также легко обнаруживаться современными и довольно простыми методами исследования. Основными санитарно-показательными микроорганизмами в отношении кишечных инфекций, указывающими на фекальное загрязнение внешней среды (вода, почва), считают бактерии группы кишечных палочек (БГКП). В качестве дополнительных показателей при оценке некоторых объектов определяют наличие фекальных стрептококков (энтерококков) и клостридий. Кишечные палочки как санитарно-показательные микробы наиболее полно соответствуют требованиям, предъявляемым к таким микроорганизмам.

38. Характер и источники загрязнения водоёмов. Первичное и вторичное загрязнение водоёмов. Роль биогенных элементов в процессах эвтрофикации. Следует различать первичное и вторичное загрязнение водоемов. Основными источниками первичного загрязнения являются сбросы бытовых и производственных сточных вод, а также поверхностный сток с площади водосбора. Последний содержит органические и минеральные вещества, вымываемые из почвы, микрофлору почвы, в том числе микробы физиологических выделений человека и животных. В период паводка часть прибрежной полосы вместе с растительным покровом затопляется. Процесс этот сопровождается интенсивным распадом остатков растений, в результате чего в водоем поступает значительное количество органических веществ. С очищенными сточными водами городской канализации в водоем попадают недоокисленные органические соединения (в основном трудноокисляемые), взвешенные частицы активного ила, содержащие массу бактерий и простейших, и целый ряд неорганических соединений, к числу которых относятся соединения биогенных элементов (азота и фосфора), соли тяжелых металлов, сульфаты, хлориды и т.д. Серьезную опасность для водоема представляют сточные воды промышленных предприятий. Характер загрязнений, вносимых в водоем с производственными стоками, крайне разнообразен. Одни из них, такие, как цианиды, соединения мышьяка, фенолы, являются ядами , другие, сами нетоксичны, но разложение их в водоеме приводит к образованию монокарбоновых кислот, сероводорода — веществ, токсичных для водных организмов. Особого внимания заслуживает загрязнение водоема нефтепродуктами, пестицидами, Нефть и продукты ее переработки способны образовывать на поверхности воды пленку, препятствующую востановительным реакциям; Пестициды, применяемые для борьбы с вредными насекомыми, попадают в водоем с сельскохозяйственных полей. Все пестициды — соединения ядовитые, но, как правило, малорастворимые в воде. Даже при очень низкой концентрации, порядка n·10-3 мг/л, пестициды обладают ярко выраженным токсичным действием на организмы зоопланктона. И нефтепродукты, и пестициды частично переходят в донные отложения, накапливаются в них и могут повторно служить источником загрязнения воды. Их опасность для человека объясняется возможностью передачи этих веществ по пищевой цепи водных организмов и накопления, в частности, в телах рыб. Неменьшую опасность для водоема представляет вторичное его загрязнение, обусловленное разложением отмирающих водных организмов. Сезонность в развитии фитопланктона и последующее его отмирание приводят к обогащению воды органическими веществами, на минерализацию которых требуется значительное количество кислорода. Будучи автотрофами, водоросли практически в любом водоеме находят источник углеродного питания, и лимитирующим фактором их развития является наличие в воде биогенных элементов (N и Р). Таким образом, ограничить избыточное развитие водорослей можно, лишь предотвратив попадание в водоем биогенов. Эвтрофикация – обогащение водоемов биогенными элементами, сопровождающееся повышением производительности водоема. Эвтрофикация может быть следствием естественного старения водоема, внесения удобрений или загрязнения сточными вода Надо заметить, что жизнь на Земле с момента его появления сопровождалось проявлениями эвтрофикации, то есть это явление не характерно исключительно для современной геологической эпохи. Именно грандиозным по масштабам евтрофикацийним явлениям мы обязаны наличием залежей угля, нефти, природного газа и других полезных ископаемых биогенного происхождения К биогенных элементов, что именно и вызывают эвтрофикацию, относятся прежде азот, фосфор и кремний в различных соединениях. Наибольшее значение имеют фосфор и азот, являются обязательными элементами тканей любого живого организма. Концентрация биогенных элементов и их режим зависят от интенсивности биологических и биохимических процессов в водоеме и от количества биогенов, попадающих в водоем со сточными водами и поверхностным стоком на площади водосбору. Концентрации азота и фосфора характеризуют трофность Считается, что чрезмерная эвтрофикация водоемов начинается при содержании в воде азота в концентрации 0.2-0.3 мг / л, фосфора – 0.01-0.02 мг / л.

39. Система сапробности организмов и её применение для оценки степени загрязнённости водоёмов.Сапробность — комплекс физиолого-биохимических свойств организма, обусловливающий его способность обитать в воде с тем или иным содержанием органических веществ, то есть с той или иной степенью загрязнения.

Специально для оценки загрязнения водоемов органическими веществами разработаны различные системы сапробности. Их идея в том, что каждому виду гидробионтов приписывается определенное число, характеризующее его положение на шкале сапробности. Под сапробностью понимают степень загрязнения вод разлагающимися органическими веществами. Сапробионты были разделены на три группы: Организмы собственно сточных вод — полисапробионты (p-сапробы) Организмы сильно загрязненных вод — мезосапробионты (две подгруппы — α-мезосапробы и β-мезосапробы) Организмы слабозагрязненных вод — олигосапробы (o-сапробы) Для оценки степени загрязнения водоемов органическими веществами авторы установили четыре зоны загрязнения: поли-, α-мезо, β-мезо и олигосапробную. Полисапробная зона характеризуется обилием нестойких органических веществ и продуктов их анаэробного распада, значительным количеством белковых соединений. Свободный кислород почти отсутствует, вследствие чего биохимические процессы носят восстановительный характер. В воде накапливаются сероводород, углекислота, метан, аммиак. Основу населения составляют сапрофитные бактерии, численность которых достигает многих сотен миллионов клеток в 1 мл воды. Число видов, обитающих в полисапробных водах, невелико, но развиваются они в огромных количествах.

α-Мезосапробная зона по характеру биохимических процессов близка к полисапробной, но здесь уже присутствует свободный кислород,; сероводород и метан отсутствуют. β-Мезосапробная зона отличается от предыдущих преобладанием окислительных процессов над восстановительными. Благодаря интенсивному фотосинтезу многочисленных растений летом воды бывают перенасыщены кислородом. Олигосапробная зона полностью свободно от загрязнения и обычно перенасыщена кислородом. Население наиболее разнообразно в видовом отношении, но количественно значительно беднее, чем в предыдущих зонах. Из приведенных характеристик зон сапробности следует, что по мере ухудшения качества воды таксономический состав гидробионтов становится беднее, в то время как численность отдельных видов возрастает и в полисапробной зоне может быть огромной.

40. Вредная деятельность гидробионтов: цветение водоёма, его влияние на работу очистных сооружений водопровода и меры борьбы с ним. Гидробионты — морские и пресноводные организмы, постоянно обитающие в водной среде. К гидробионтам также относятся организмы, живущие в воде часть жизненного цикла, например, большинство представителей земноводных, комары, стрекозы и др. Существуют морские и пресноводные гидробионты, а также живущие в естественной или искусственной среде, имеющие промышленное значение и не ставшие таковыми. Избыточное количество азота и фосфора приводит к увеличению в водоеме биомассы водорослей и зоопланктона, из-за чего образуются органические вещества. Они остаются на дне водоемов и перерабатываются простейшими бактериями. Разлагая органику, бактерии поглощают большое количество кислорода, в результате возникает его недостаток в воде Там погибает все живое ) выделяют токсины, опасные для животных и здоровья людей ). А через каких-нибудь пару лет на месте водоема уже может быть болото, т.е. происходят нарушения экологического баланса, Биологическая реабилитация предусматривает заселение водорослями, подготавливаемых к сбросу сточных вод или альголизацию загрязненного водоёма.

Водоприемные окна ,всасывающие и напорные трубопро-воды на водозаборах ) подвержены внутреннему обрастанию гид-робионтами, среди которых наиболее часто присутствуют моллюски дрейссены. Обрастание это нередко бывает значительным, что приводит к критическим потерям напора во всасывающей системе водозабора и к угрозе остановки насосных станций. В системе водоснабжения личинки дрейссены редко перемещаются самостоятельно, а в основном — под влиянием потока воды.

Поселения дрейссены сосредоточиваются на подводных частях железобетонных конструкций насосных станций, облицовке водоприемных ковшей.

Слой дрейссены на внутренних стенках трубопроводов достигает 7...10 см, а масса обрастаний до 7 кг/м2 . При таком обрастании существенно возрастает сопротивление трубопроводов, что влечет дополнительные расходы электроэнергии на подачу воды. В связи с этим борьбу с дрейссеной на действующих водозаборах необходимо рассматривать не только как средство обеспечения бесперебойного водоснабжения, но и как меру экономии электроэнергии. Мелкие личинки дрейссены способны проникать не только через сороудерживающие сетки и микрофильтры, но и через песчаные фильтры, осложняя тем самым технологию очистки воды. Отсюда видно, насколько важно предотвратить попадание гидробионтов в водоприемные устройства. . Продолжительность жизни дрейссены 5...6 лет. Размещая водоприемные окна на разных глубинах и маневрируя их работу по сезонам года, можно уменьшить попадание дрейссены в водоприемные устройства. Доступным и эффективным средством предупреждения обрастания является предварительное хлорирование воды с вводом хлора перед водоприемными отверстиями. Дозы хлора устанавливают в зависимости от видов гидробионтов, преобладающих в той или иной географической зоне. Обрастание водозаборных сооружений, как показывает опыт, предотвращается уже при остаточном содержании хлора в воде до 0,3 мг/л [32]. Надо отметить, что предварительное хлорирование воды на водозаборах может иметь многоцелевое назначение: борьба с гидробионтами, улучшение качества воды, рыбозащита. Процесс заселения твердой поверхности в водной среде различными формами микроорганизмов, многоклеточных животных и растений, называемый биологическим обрастанием, достаточно хорошо изучен на объектах гидротехнических сооружений, теплообменных устройствах, системах оборотного водоснабжения, трубопроводах, судах и т.п.

Развитие биообрастаний в системе питьевого водоснабжения приводит к значительным осложнениям в результате образования микроорганизмами достаточно толстого слоя отложений, которые, сокращая исходное сечение и изменяя гидравлический режим работы водопроводной сети, вызывают увеличение энергетических затрат на подачу воды потребителям. В результате жизнедеятельности и отмирания организмов ухудшаются физико-химические и органолептические показатели питьевой воды. Возникновение зон с повышенной концентрацией биомассы способствует появлению и развитию гетеротрофов, в том числе и патогенной микрофлоры. Кроме того, организмы обрастаний отрицательно действуют на материал поверхностей труб, вызывая биокоррозию. Опыт эксплуатации подтверждает, что воздействие дрейссены на водозаборы нельзя устранить каким-либо одним методом, в тех или иных условиях требуется проверка прак-тикой комплексных мер: хлорирование, микрофильтрование, покраска конструкций, механическая прочистка и др.

41. Микробиологическая коррозия. Используемая вода в водопроводных сетях обогащены сульфатами (до 3000 мг/л) и заражены сульфат-восстанавливающими бактериями. Эти факторы способствуют развитию микробиологической коррозии с образованием сульфида железа. Последний образует с материалом оборудования (Fe) микрогальваническую пару, в которой железо является анодом и быстро разрушается.

Биокоррозия (биологическая коррозия) - тип коррозионного разрушения в условиях воздействия микроорганизмов. Продукты жизнедеятельности различных микроорганизмов, которые присутствуют в воде, грунте, интенсифицируют процесс коррозии. Повреждениям от биокоррозии подвергаются различные подземные конструкции (трубопроводы, резервуары, сваи, метро и т.п.), сооружения и трубопроводы, находящиеся в воде. В результате протекания биокоррозии на поверхности металла появляются небольшие углубления (блестящие либо шероховатые), раковины, неровности, которые могут быть заполнены продуктами коррозии. Биокоррозия в большинстве случаев носит язвенный либо питтинговый характер. Чаще всего биокоррозия является локальным разрушением. Виды биологической коррозии (биокоррозии) Биокоррозия подразделяется на бактериальную, микологическую. Чаще всего протекает бактериальная биокоррозия. Она же и наиболее разрушительна. Данный вид встречается в воде, почве, топливе при наличии бактерий. Бактерии очень быстро размножаются и легко приспосабливаются к всевозможным условиям окружающей среды. Бактериальная биокоррозия может протекать при рН среды от 1 до 10,5 и температуре (чаще всего) 6 – 40 °С при наличии различных органических и неорганических веществ, содержащих кислород, углерод, водород, железо, азот, калий, серу и т.д.

Все виды биоповреждений протекают по довольно сложным механизмам. Микроорганизмы чаще всего только стимулируют коррозионный процесс, но могут и непосредственно разрушать материалы.

Биоповреждению подвергаются: стекло, камень, здания, сооружения, кожа, нефть, силикаты, полимеры, металл и металлоизделия, нефтепродукты, клеи, дорожные покрытия, одежда, краски, оборудование и т.д.

По биологическим факторам различают повреждения от: - микроорганизмов: бактерий, простейших, лишайников, грибов;- макроорганизмов: хордовые и беспозвоночные животные, растения.

По тому, как протекает процесс биокоррозии, его можно разделить на: биохимическое, физическое, физико-биохимическое разрушение.

Для защиты конструкций от биологической коррозии эффективным и основным способом является обработка поверхности изделии бактерицидными средствами (содержащие хлор, формалин и т.п.). Очень часто бактерицидные вещества вводят в состав лакокрасочных материалов и других видов покрытий. Но такой способ защиты достаточно дорогой и не всегда возможен. Для защиты от биокоррозии также используют электрохимическую защиту.- микроорганизмов: бактерий, простейших, лишай

2. Окисление органических веществ в аэробных условиях. Общая направленность аэробных процессов. Аэробный процесс — процесс, осуществляющийся в присутствии свободного кислорода аэробными организмами которые окисляют кислородом различные органические вещества. Напр., . очистки сточных вод — процесс разрушения органических веществ микроорганизмамиаэробами в присутствии кислорода воздуха, вносимого с помощью продувки сточных вод атмосферным воздухом.

Активный ил имеет вид хлопьевидной массы со средним размером хлопьев 1—4 мм. Он имеет очень развитую поверхность, составляющую около 100 м2 на 1 г сухого вещества, что обусловливает его большую адсорбционную способность. Благодаря столь значительной поверхности активного ила уже через несколько минут контакта его со сточной водой основная масса загрязнений оказывается сорбированной хлопьями ила. Активный ил обладает высокой гидролизной активностью, гидролитические экзоферменты располагаются на поверхности бактериальных клеток, что исключает потери продуктов гидролиза в окружающую среду. Благодаря действию экзоферментов на поверхности клеток образуется сложный комплекс исходных веществ, ферментов и продуктов ферментативного гидролиза. Последние переносятся внутрь клетки, где и происходит их окисление. Процессы окисления часто протекают значительно медленней, чем изъятие веществ из сточной воды хлопьями ила. В этом случае можно после небольшого периода аэрации отделить ил от воды и продувать его воздухом без подачи питательных веществ (сточной воды). Такой процесс называют регенерацией активного ила, в ходе которой ил восстанавливает свою биохимическую активность. В процессе регенерации окисляются коагулированные илом коллоидные и нерастворимые примеси и продолжается развитие бактериальной культуры, что приводит к увеличению числа жизнеспособных клеток.

Часть загрязнений, потребляемая в энергетическом обмене, окисляется бактериями полностью в процессе аэробного дыхания Процесс символизирует окисление загрязнений сточных вод с целью получения энергии, которая необходима для синтеза клеточного вещества C5H7NO2 в процессе. Условная формула C5H7NO2 показывает соотношение элементов в биомассе активного ила.