Адсорбционные методы очистки воды

Одной из главных экологических проблем общества, которая напрямую связана с состоянием здоровья населения, экологической чистотой продуктов питания, с решением проблем медицинского и социального характера, является качество воды. В настоящее время традиционная технология водоподготовки не обеспечивает очистку воды от техногенных органических веществ, приоритетными среди которых являются фенолы, формальдегид, нефтепродукты и неорганических ионов (тяжелые металлы). Находясь в воде в концентрациях, превышающих ПДК, они оказывают токсическое, аллергенное, мутагенное и канцерогенное действие на организм человека [1]. Это связано с тем, что подавляющее большинство биохимических реакций в нашем организме проходит в водных растворах.

---

Если вы не знаете, где заказать магистерскую диссертацию в Краснодаре . Воспользуйтесь сервисом Work5.

---

. В растворах же (преимущественно водных) протекает большинство технологических процессов на предприятиях химической промышленности, в производстве лекарственных препаратов и пищевых продуктов. Основная доля потребления воды человечеством (около 81% по РФ) приходится на хозяйственно-бытовые нужды, соответственно оно и является основным источником загрязнения вод мирового океана, проблемы наиболее остро вставшей перед человечеством (более 70% воды, потребляемой населением России, не соответствует ГОСТ «Питьевая вода»; в развивающихся странах проблема плохой воды затрагивает до 90% населения). К ведущему и наиболее перспективному направлению в технологии извлечения небольших количеств органических веществ и неорганических ионов из водных растворов относится сорбционный способ с использованием активных углей и ионитов. Адсорбционные методы обычно используют на последних ступенях финишной очистки воды после ступеней грубой и биохимической очистки [2]. Верхний предел применения адсорбционного метода 5-1 г/л. Нижний предел применения 5*10-3 г/л загрязнителей. Адсорбционные методы могут быть применены для выделения двух видов соединений: - относительно легколетучих и хорошо сорбируемых ароматических соединений; - относительно высокомолекулярных соединений, хлор-, фосфор-, азотпроизводных, а также полиароматических углеводородов. Основные преимущества адсорбционных методов: эффективность, возможность очистки сточных вод от загрязнителей разных классов, а также выделение и переработка этих веществ. Число применяемых адсорбентов за последнее время значительно расширилось. Их рынок в настоящее время расширяется. Как указывалось выше, адсорбционная очистка вод может может включать стадии выделения контаминатов (регенеративная очистка) [3]. Различают так же и деструктивную очистку, при которой рекуперированные соединения уничтожаются вместе с адсорбентом. Степень извлечения контаминатов при таком способе очистки может достигать 90-95%. Степень очистки зависит от пористости адсорбента (то есть от площади адсорбционной поверхности и ее доступности), от химического строения загрязнителей и той формы (ионное или молекулярное) в которой они находятся в воде.

За время техногенной деятельности сообщества в гидросферу проникло огромное количество органических контаминатов. Токсические химические элементы и вещества попадают в водоемы, ухудшая их состояние и вызывая необходимость глубокой очистки воды. Природа контаминатов такова, что многие из них не извлекаются из воды фильтрованием или отстаиванием, не дезактивируются при биологической очистке, не удаляются традиционными методами водоочистки, как коагуляция и флотация. Это ведет за собой необходимость включения в технологическую схему водоподготовки стадии адсорбционной доочистки. Как правило, эта стадия является финишным этапом в технологическом процессе очистки воды. Адсорбционный метод является хорошо управляемым, поддающимся автоматизации процессом. Позволяет применять различные вариации метода то есть использовать процессы физической адсорбции (активные угли) и физико-химические процессы на ионообменных смолах. Является универсальным в плане удаления загрязнений различного характера практически до любой требуемой концентрации независимо от их химической устойчивости. При этом отсутствуют вторичные загрязнения. В связи с этим перспективным направлением является разработка фильтрующе- сорбирующих устройств, создание производст сорбентов различных классов и характеристик.

1. Грушко, Я.Н. Вредные органические соединения в промышленных сточных водах: справочник. – Л., 1982 2. Когановский, А.М. Адсорбция органических веществ из воды / А.М. Когановский, Н.А. Клименко, И.Г. Левченко, Т.М. Рода. – Л.: Химия, 1990. – 256 с. 3. Фрог, Б.Н. Водоподготовка: учеб. пособие/ Б.Н. Фрог, А.П. Левченко. – М. : Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2006. – 655 с. 4. Marsh H., Rodrigues-Reinoso F. Асtivated carbon. Amsterdam: Elsevier Science & Technology Books, 2006. 536 p 5. Бутырин Г.М. Высокопористые углеродные материалы. М.: Химия, 1976. 192 с. 6. Suzuk Masayuki // Кodao Yosui. Ind. Water. 1991. № 393. S. 45. 7. Тимошенко М.Н. Применение активных углей в технологии очистки воды и сточных вод / М.Н. Тимошенко, Н.А. Клименко // Химия и технология воды . 1990. Т. 12, № 8. С. 727-738. 8. Яковлев, С.В. Водоотведение и очистка сточных вод : учеб. пособие / С.В. Яковлев, Ю.В. Воронов. – М. : Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2006. – 704 с. 9. Процессы и аппараты химической технологии / Под ред. А.М. Кутепова. Том 1, 2, М.: Логос, 2002. - 600 с. 10. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии / Под ред. Айнштейна В.Г.. Кн. 1 и 2. М.: Логос, Высшая школа, 2003. - 1760 с. 11. Баранов Д.А., Кутепов А.М. Процессы и аппараты. М.: «Академия», 2004. - 304 с. 12. Тагоев С.А., Мингазетдинов И.Х. и др. Процессы и аппараты защиты окружающей среды / Практикум / Под ред. Глебова А.Н., Казань: Изд. «Экоцентр». 2005. - 94с. 13. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. Очистка производственных сточных вод: Учеб. пособие. – М.: Стройиздат, 1979. –320 с. 14. Чебакова И. Б. Очистка сточных вод: учеб. пособие. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2001. – 84 с. 15. Лаптев А. Г., Сергеева Е. С. Физическое и математическое моделирование сорбционных свойств торфа для очистки воды от нефтепродуктов // Вода: химия и экология, №3, 2009. – С. 14-19. 16. Кафаров В. В., Глебов М. Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств: Учебное пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1991.-400с.