
- •Мембранные методы
- •Реагентное умягчение
- •Ионный обмен
- •Нанофильтрация
- •Электрохимическая обработка
- •Стабилизационная обработка воды для тепловых процессов
- •Кондиционирование питьевой воды
- •Кондиционирование воды для пищевой промышленности
- •Удаление органических загрязнений
- •Удаление нитратов
- •Обезжелезивание воды
- •Осветление воды
- •Термические методы обработки воды
- •Обессоливание воды ионным обменом
- •Обратный осмос и нанофильтрация
- •Обеззараживание воды
- •Дехлорирование воды
- •Процессы окисления
Процессы окисления
Основными окислителями, используемыми в водоподготовке, являются:
· кислород воздуха;
· хлор-газ Cl2 и другие галогены (Br, I и т.п.);
· диоксид хлора ClO2;
· гипохлорит натрия NaClO;
· гипохлорит кальция Ca(ClO)2;
· хлорная известь (хлорид-хлорат кальция);
· хлорамины;
· озон O3;
· перманганат калия KMnO4 (марганцовка);
· пероксид водорода H2O2 (перекись водорода).
Кислород, содержащийся в воздухе, в количестве примерно 20%, является достаточно слабым окислителем. Он практически не действует на растворенные органические вещества, а для биологических объектов является необходимым элементом их существования и размножения. В то же время кислород окисляет растворенные катионы тяжелых металлов (железо и марганец) до их высших валентностей при которых они легче гидролизуются и затем удаляются фильтрованием.
Такие процессы чрезвычайно распространены в практике водоподготовки, например при обезжелезивании.
Другие, более сильные окислители не только окисляют неорганические ионы, но и дезинфицируют и дезодорируют воду.
В мировом масштабе первое место среди дезинфицирующих веществ (дезинфектантов) занимает хлор и его соединения.
Хлор действует на органические вещества, окисляя их, и на бактерии, которые погибают в результате окисления веществ, входящих в состав протоплазмы клеток.
Хлор обладает высокой дезинфицирующей способностью, относительно стоек и длительное время сохраняет активность. Он легко дозируется и контролируется.
Диоксид хлора сильнее хлора и как дезинфектант, и как окислитель, прекрасно уничтожает привкусы и запахи, не взаимодействует с аммиаком и эффективен в широком диапазоне рН. Однако он взрывоопасен и не может сжижаться, храниться и перевозиться.
Гипохлорит натрия – стал применяться для дезинфекции с самого зарождения хлорной промышленности благодаря высокой антибактериальной активности и широкому спектру действия на различные микроорганизмы. Однако содержание активного хлора в нем относительно мало, его растворы имеют ограниченную стойкость и постепенно разлагаются с понижением содержания активного хлора.
Окислительное и бактерицидное действие гипохлорита натрия идентично растворенному хлору, кроме того, он обладает пролонгированным бактерицидным действием.
Гипохлорит кальция – содержит больше активного хлора и более стабилен, чем гипохлорит натрия. Однако при его растворении в воде образуется не только хлорноватистая кислота, но и гидроксид кальция, из-за чего раствор гипохлорита кальция имеет сильнощелочную реакцию. Так, даже 1%-ный раствор имеет рН 10-11, и при его введении обрабатываемая вода подщелачивается.
Перманганат кальция – удобен тем, что не образует веществ с неприятным запахом и не дает побочных эффектов. Его растворы допускают длительное хранение. Из-за сильного окисляющего воздействия он расходуется в первую очередь на взаимодействие с органическими и неорганическими веществами, что мешает дезинфицирующему действию. К тому же его дезинфицирующее действие ниже, чем у хлора и озона. Поэтому для дезинфекции перманганат кальция редко применяется самостоятельно. Используется для перевода солей двухвалентного железа и марганца в четырехвалентное состояние (см. процесс обезжелезивания).
К недостаткам перманганата калия следует отнести его сравнительно высокую стоимость, дефицитность и опасность передозировки.
Пероксид водорода – стало возможным применять в технологии водообработки только после освоения удобных и дешевых методов его получения.
Пероксид водорода токсичен, и его содержание в воде ограничивается по санитарно-токсикологическому признаку вредности уровнем 0,1 мг/л, в то время как дезинфицирующее действие он проявляет на уровне единиц и сотен мг/л.
Озон – является наиболее сильным из всех известных в настоящее время окислителей. Преимуществом озонирования является неспособность озона, в отличие от хлора, к реакциям замещения. Особенностью озона является и быстрое разложение в воде с образованием кислорода, т.е. озон обладает полной экологической безопасностью.
К недостаткам озона относится сложность его производства на месте использования. По современной технологии производство озона осуществляется на месте применения с помощью специальных установок – озоногенераторов.