или
Поможем найти врача
звоните (ежедн. с 08 до 21) +7 (495) 125 29 51

Вода: подозрение на избыточное применение реагентов для водоочистки

Описание


Основными реагентами, используемыми при очистке воды, являются коагулянты, флокулянты, окислители, восстановители, кислоты и щелочи для корректировки рН.

Коагулянты выполняют несколько функций: уменьшения дзета-потенциала коллоидов и создания условий для их коагуляции, образования нерастворимых хлопьев гидроксидов металлов, при соосаждении которых удаляются грубодисперсные примеси воды, в том числе вторичные, образовавшиеся при коагуляции коллоидов, а также сорбции на своей поверхности части молекулярно растворенных загрязнений.

Процесс хлопьеобразования связан с образованием цепочечных структур, создающих мостики, связывающие отдельные частицы в хлопья.

Коагулянты могут быть минеральными и органическими. К первым относятся соли многовалентных металлов, чаще всего железа и алюминия. Соли, полученные с использованием серной или соляной кислоты ( и др.) при гидролизе выделяют катионы водорода, а полученные с помощью сильных щелочей (например, полихлориды алюминия) – гидроксильные группы. В первом случае гидролиз затруднен при низких значениях рН, во втором – при высоких. Поэтому при необходимости корректируют рН. Так, при применении кислых коагулянтов часто необходимо увеличение «щелочного резерва» подщелачиванием. Образовавшиеся в результате гидролиза коагулянта катионы трехвалентного алюминия или железа дестабилизируют отрицательно заряженные коллоиды и, кроме того, взаимодействуя с гидроксильными группами, образуют молекулы нерастворимых гидроксидов.

Гидролиз коагулянтов проходит мгновенно, а формирование хлопьев гидроксидов длится 15–20 минут и более. После смешения обрабатываемой воды с раствором коагулянта, она направляется в камеры реакции, где перемешивается при небольших значениях коэффициента перемешивания (80–100 1/с), во избежания разрушения хлопьев.

Для интенсификации хлопьеобразования и для агломерации грубодисперсных примесей относительно высокой дисперсности применяют флокулянты: полиакриламид (ПАА), активированную кремнекислоту (АК) и др.

В этом случае прочность, плотность, а также адгезионная активность образующихся хлопьев увеличивается, а также и скорость их выпадения в осадок.

Органические (полимерные) коагулянты, которые нередко называют флокулянтами, относятся к катионным или анионным. Катионные коагулянты по действию заменят минеральные коагулянты, вызывая коагуляцию отрицательно заряженных коллоидов. Полимерные коагулянты имеют ряд преимуществ, к которым относятся: низкие дозы, повышенная скорость хлопьеобразования, меньшие объемы образующихся осадков. Органические коагулянты применяются в широком диапазоне значений рН и щелочности, не загрязняют воду алюминием или железом.

К наиболее часто применяемым окислителям относятся хлор, озон, реже – пероксид водорода и перманганат калия.

Как известно, форма хлора в растворе зависит от рН воды. При низких значениях рН часть или весь хлор могут находиться в молекулярной форме Cl2, при рН > 7 – в виде хлорноватистой кислоты и гипохлорит-иона. Помимо окисления, хлор может вступать в реакции замещения и образовывать хлорорганические соединения, нередко являющиеся загрязнениями. Интенсивность окисления хлором повышается в присутствии катализаторов – окислов металлов с переменной валентностью, например, пиролюзита. Другой способ интенсификации – УФ-облучение воды при хлорировании.

Хлор используется в молекулярном виде: жидкий, находящийся под высоким давлением, испаряется, а после перевода в газообразное состояние растворяется с получением хлорной воды. Последняя используется в процессах окисления. Кроме того, хлорную воду можно получить растворением гипохлорита натрия или калия, либо при электролизе раствора поваренной соли NaCl.

Озон – более сильный окислитель, чем хлор. Он находится в повышенных концентрациях в воздушно-озонной смеси, получаемой непосредственно в местах использования при помощи озонаторов. Особенностью озона является его недолговечность и в тех случаях, когда окисление оказывается достаточно длительным, он вводится небольшими порциями в нескольких точках (дробно). При окислении озоном некоторых видов органики, в частности нефтепродуктов, образуются альдегиды, нередко вызывающие вторичное загрязнение воды. Окисление озоном интенсифицируется при помощи катализаторов (соединений металлов) и при УФ-облучении.

В схемах очистки восстановлением обычно применяют сульфат и бисульфит натрия, хорошо растворяющиеся в воде, а также двухвалентное железо.

Успех операций по окислению и восстановлению зависит от ее продолжительности и от рН. Оптимальное значение водородного показателя достигается подщелачиванием или подкислением воды. Реакторы для осуществления операций по окислению и восстановлению представляют собой резервуары-смесители, емкость которых должна обеспечить требуемую длительность операции. В ряде случаев в качестве реактора используется трубопровод.

Для уменьшения рН воду обрабатывают серной, реже – соляной кислотой, для повышения щелочности реагентами: известью или кальцинированной содой, иногда – каустической содой (едким натром). Для приготовления едкого кальция Ca(OH)2 известь должна быть погашена и растворена.

Рекомендуется в системах хозяйственно-питьевого снабжения, колодцев, бассейнов, прудов при избыточной водоочистке. 

Определяемые параметры, единицы измерения

  • Алюминий, мг/дм3
  • Формальдегид, мг/дм3
  • Хлор остаточный свободный, мг/дм3
  • Хлор остаточный связанный, мг/дм3

Подготовка

Необходимо внимательно прочитать и соблюдать инструкцию по отбору проб воды.

Интерпретация результатов

Алюминий, мг/дм3

Источники поступления

Водоподготовка воды методом коагуляции.

Класс опасности - 3

Показатель вредности - органолептический, мутность.

Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем

Соединения алюминия могут воздействовать на ЦНС.
Токсичность алюминия проявляется во влиянии на обмен веществ, в особенности, минеральный, на функцию нервной системы, в способности действовать непосредственно на клетки - их размножение и рост. Избыток солей алюминия снижает задержку кальция в организме, уменьшает адсорбцию фосфора, одновременно в 10 - 20 раз увеличивается содержание алюминия в костях, печени, семенниках, мозге и в паращитовидной железе. К важнейшим клиническим проявлениям нейротоксического действия относят нарушение двигательной активности, судороги, снижение или потерю памяти, психопатические реакции.

Референсные значения

1. Для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования:
отбор воды из крана или колонки (это могут быть как индивидуальные (скважины), так и централизованные системы водоснабжения), а так же родника, оборудованного сливным устройством, колодца, водоема (озеро, пруд, болото и пр.), водотока (реки, канала) или чаши родника - 0,2.

2. Для бутилированной воды:

  • 1 категория - 0,2;
  • высшая категория - 0,1.

Формальдегид, мг/дм3

Источники поступления

Водоподготовка путем озонирования, полимерная арматура трубопроводов, сточные воды.
Формальдегид относится к типичным загрязнителям воздуха в закрытых помещениях за счет поступления из фанеры, картона, минераловатных плит, бумаги, пенопласта, текстильных изделий, в изготовлении которых широко применяются фенолформальдегидные смолы. В процессе эксплуатации этих материалов выделяются фенол, формальдегид и другие вредные вещества.

Класс опасности - 2

Показатель вредности - санитарно-токсикологический.

Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем

Формальдегид может воздействовать на ЦНС, почки, печень, слизистые, кожу.

Референсные значения

1. Для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования:
отбор воды из крана или колонки (это могут быть как индивидуальные (скважины), так и централизованные системы водоснабжения), а так же родника, оборудованного сливным устройством, колодца, водоема (озеро, пруд, болото и пр.), водотока (реки, канала) или чаши родника - 0,05.

2. Для бутилированной воды:

  • 1 категория - 0,005;
  • высшая категория - 0,005.

3. Для бассейнов - 0,05.

Хлор остаточный свободный, мг/дм3

Источники поступления

Свободный хлор и соединения содержащие связанный хлор, достаточно часто применяют для дезинфекции питьевой, сточной воды и воды плавательных бассейнов. В промышленности хлор используют при отбеливании в бумажном производстве, производстве ваты, для уничтожения паразитов в холодильных установках и т. д. В поверхностные воды соединения хлора могут поступать со сточными водами этих производств.

Класс опасности - 3

Показатель вредности - органолептический.

Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем

Раздражает слизистые, аллерген.
Ученые установили, что хлор реагирует с органическими веществами, находящимися в воде, образуя сотни химических субпродуктов, некоторые из которых канцерогенны. Употребление для питья хлорированной воды может более чем в 2 раза увеличивает риск появления раковых опухолей (Национальный институт исследования рака - Кеннет Кантор).

Референсные значения

1. Для бутилированной воды:

  • 1 категория - 0,05;
  • высшая категория - 0,05.

2. Для бассейнов - не менее 0,3 не более 0,5.

Хлор остаточный связанный, мг/дм3

Источники поступления

Свободный хлор и соединения содержащие связанный хлор, достаточно часто применяют для дезинфекции питьевой и сточной воды. В промышленности хлор используют при отбеливании в бумажном производстве, производстве ваты, для уничтожения паразитов в холодильных установках и т. д. В поверхностные воды соединения хлора могут поступать со сточными водами этих производств.

Класс опасности - 3

Показатель вредности - органолептический.

Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем

Раздражает слизистые, аллерген.
Ученые установили, что хлор реагирует с органическими веществами, находящимися в воде, образуя сотни химических субпродуктов, некоторые из которых канцерогенны. Употребление для питья хлорированной воды может более чем в 2 раза увеличивает риск появления раковых опухолей (Национальный институт исследования рака - Кеннет Кантор).

Референсные значения

1. Для бутилированной воды:

  • 1 категория - 0,1;
  • высшая категория - 0,1.
Читать полность ...