Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Октября 2014 в 22:01, реферат
Суды зарарсыздандырудың химиялық әдістерінің арасында қазіргі уақытта зарарсыздандырудың ең үнемді әдісі ретінде хлорлау ең таралған әдіс болып табылады. Тәжірибеде Cl2 газ тәрізді хлор, ClO2 хлор диоксиді, сондай-ақ тұтыну орнында электролиз әдісімен алынатын хлорлы агенттер (натрий гипохлориті, кальций гипохлориті және басқа) қолданылады.
Анодтық камерадағы суда тиімділігі жоғары тотықтырғыштар көбейеді. Органикалық заттардың суда бұзылуының барлық белгілі процестерінің ішіндегі ең пәрмендісі анодтағы электролитті тотығу болып табылады. Фенолдар, микробті уыттар және басқалар сияқты зиянды органикалық қосылыстар жай және қауіпсіз заттарға ыдырайды.
Анодта пайда болатын және тотығу реакциясына қатысатын анодты судың жоғары ҚҚӘ (+1200мВ) және белсенді хлор қосылыстарының ерекше нысандары уытты хлорорганикалық заттардың пайда болу мүмкіндігін болдырмайды және диоксиндердің толық тотықтырғыш деструкциясын қамтамасыз етеді. Электродтарда суды электролиздеу кезінде судың молекулалары тотығады және қалпына келеді. Барлық түрлер мен нысандардағы микроорганизмдер суды анодты өңдеу кезінде тотықтырғыш деструкциядан өтеді (жойылады) және жай, уытсыз құрамдас бөліктерге, атап айтқанда суға және көмір қышқыл газға ыдырайды.
Суды озонмен тазарту. Оттегінің қосылыстарын пайдалана отырып, суды зарарсыздандырудың ең таралған химиялық әдісі озонмен тазарту болып табылады. Озонмен тазарту технологиясының негізін қалаушы Франция болып табылады, ол 1997 жылы суды дайындауда озонды тиімді пайдаланудың жүзжылдығын атап өтті. АҚШ пен Жапонияда ауыз су мен өндірістік сарқынды суларды өңдеу кезінде Сl2 орнына тотықтырғыш ретінде О3 қолдану кеңінен тарап жатыр. АҚШ-та биохимиялық тазартқаннан кейін сарқынды суларды тазартқанға дейінгі құрылыстарда О3 қолдану кеңінен таралған. Озонда неғұрлым бактерицидті, вирулицидті және спороцидті әсері бар. Жоғарғы тотықтырғыш әлеуетінің нәтижесінде озон көптеген минералдық және органикалық заттармен өзара әрекеттеседі, бактериялардың клеткалы мембраналарын және жақтарын, тотықтырғыш-қалпына келтіру жүйесін және олардың протоплазмасын бұзады, бұл микроорганизмдердің инактивациясына алып келеді. Соңғы кезеңде сарқынды суларды озонмен өңдеу оларды тазартудың ең жоғарғы дәрежесін алуға, әртүрлі уытты қосылыстарды зиянсыз етуге мүмкіндік береді. Алайда, көптеген зерттеушілердің деректері көрсетіп отырғандай таза судағы осындай микроорганизмдер үшін озонның мөлшеріне қарағанда сарқынды судағы вирустарды инактивациялау үшін озонның едәуір жоғары мөлшері қажет. Сарқынды суларды озонмен зарарсыздандыруды оны сүзгілерде тазартқаннан кейін немесе физика-химиялық тазартқаннан кейін пайдалану орынды, осы тазарту өлшенген заттардың құрамын кемінде 3-5 мг/дм3 дейін және ОБТтолық 10 мг/дм3 дейін азайтуды қамтамасыз етеді. Озонмен зарарсыздандыру кезіндегі қағидатты қиындықтар уытты жанама өнімдердің пайда болуына, озонның суда аз еритіндігіне, өзінің жоғары уыттылығына және жарылыс қаупіне байланысты болып тұр. Судағы органикалық қосылыстарды озонолиздеу өнімдерінің уыттылығы бойынша мәліметтер тіпті шектелген және қайшы келеді, себебі олардың азғантай бөлігі ғана теңестірілген. Сарқынды суларды озонмен тазарту бактериялар үшін көміртегінің қол жетімді көздері болып табылатын судағы биоыдырайтын органикалық қосылыстардың пайда болуы салдарынан микроорганизмдердің қайтадан өсуіне ықпал етуі мүмкін. Химиялық әсерден басқа озон өзін флокулянт ретінде де танытады, бұл өлшенген бөлшектерді коагулирлеу үшін суды механикалық өңдеген кездің өзінде оны қолдануға мүмкіндік береді. ПАВ-озонды технология - қатты және орташа ластанған суларды тазарту технологиясы, ол үш процесті: тотығу, коагулирлеу және флотацияны бір мезгілде қамтиды. Технологияның мәні ластануларды озон-ауа қосылысымен жіңішке флотациялауға негізделген. ПАВ-озонды технология әдісімен өңдеуге түсетін сарқынды сулардағы қалқып тұрған заттар шоғырлануының кең шектерде ауытқуы кезінде аммонилі және нитратты азот, ауыр металдардың иондары, мұнай өнімдері бойынша тазарту дәрежесі төмендейді. Өлшенген заттар мен оларды тотықтыру өнімдерімен өзара әрекеттесу үшін озонның елеулі бөлігін жұмсау химиялық өнеркәсіптің сарқынды суларына тән ластанулардың тотығу тереңдігіне, зарарсыздандыру нәтижесіне әсер етеді.
Сонымен қатар, суды дайындау және суды тазартудың үлкен станцияларында озонды пайдаланған кезде техникалық және экономикалық сипаттағы қиындықтар, үлкен өндірістік алаңдарға қажеттілік туындайды. Озонмен тазартатын станциялардың жұмыс істеуі кезінде елеулі пайдаланылатын шығыстар ең бастысы озонды (өндірілетін озонның 12-22 кВтч/кг), қосалқы жабдықты (станцияның электр энергиясын жиынтық тұтынуы озонның 30-40 кВтч/кг жетеді және одан да асады) синтездеу процесінің жоғары энергия сыйымдылығымен, сондай-ақ қызмет көрсететін персоналдың күтіп-ұстауға жұмсалатын елеулі шығындармен анықталады.
Суды зарарсыздандырудың басқа химиялық әдістері. Сарқынды суларды зарарсыздандыру тәжірибесінде хлордың қосылыстарынан басқа, тотықтандыру белсендігі бар бром мен йодтың қосылыстарын пайдаланылады. Жоғары тотықтандыру қасиеттері галоидаралық қосылыстарда бар. Бром хлоридінің судағы химиялық әрекеті хлордың әрекетіне ұқсас болып келеді. ВгСl миллисекунд ішінде сумен реакцияға түсудің нәтижесінде гипобромовті қышқыл пайда болады және ол аммиакпен тез қосылады, бұл ретте бромаминдер пайда болады. Олар бактерицидті және вирусқа қарсы белсенділігінде хлораминдерден едәуір басым болады. Қазіргі уақытта бром препараттары жүзу бассейндерінің суын зарарсыздандыру үшін қолданылады, йод дербес зат ретінде жабық жүйелердегі, атап айтқанда ғарыш станцияларының тіршілікпен қамтамасыз ету жүйелеріндегі суды зарарсыздандыру үшін пайдаланылады. Сарқынды суларды зарарсыздандыру үшін борм мен йод қосылыстарын пайдаланудың перспективалығына қарамастан олар, бір жағынан құны жоғары болғандықтан, басқа жағынан уытты әсері және алыс әсері бар йод және бромның пайда болу мүмкіндігінен кең қолданылған жоқ. Бактерицидті әсерімен құрамында оттегі бар таралған реагент калий пермаганаты болып табылады. Осы реагент органикалық және органикалық емес заттармен өзара әрекеттеседі, бұл оның дезинфекциялау әрекетіне кедергі келтіреді, нәтижесінде ол хлор мен озонға қарағанда едәуір төмен болып шығады.
Қазіргі уақытта сарқынды суларды және сондай-ақ ауыз суларды өңдеген кезде уытты өнімдерді болдырмай экологиялық таза процестерді жүзеге асыруын қамтамасыз ететін зарарсыздандыру агенттері ретінде сутегі пероксидіне де қызығушылық артты. Алайда Н202 едәуір жоғары шоғырлануында ғана бактерияларға инактивті әсер етеді. Мұндай мөлшерлер зарарсыздандыруға жұмсалатын үлкен шығыстарға, сондай-ақ құрамында жоғары сутегі пероксиді бар сарқынды сулардың төгілуіне алып келеді, ол үшін қатаң түрде шекті рұқсат берілген шоғырланулар белгіленген: мәдени-тұрмыстық және балық шаруашылығы мақсатындағы су айдындарында тиісінше 0,1 и 0,01 мг/дм3.
Сілтілі реагенттерден сарқынды суларды зарарсыздандыру үшін әк шектеулі қолданылып келеді. Сарқынды сулардан аммонилі азотты желдетіп кептірумен бірге әдетте әктеу қолданылады. Сарқынды суларды өңдеу кезінде қажетті гигиеналық нәтижеге реагенттердің көптеген мөлшерін пайдаланған кезде қол жеткізіледі, оның салдарынан тұнбаның көптеген мөлшері пайда болады. Осы факт микрофлораға салыстырмалы түрде баяу әсер ету сияқты әктеудің қолданылуын елеулі шектейді және оны орташа, ірі станцияларда пайдалану үшін қолайсыз қылады.
Аз таралған реагент сірке (пероксисірке, перусірке) қышқылы болып табылады. Англияда жүргізілген тәжірибелі-өндірістік сынақтар оның тиімділігі төмен екенін көрсетті, аталған әдіс осы уақытқа дейін өндіріске енгізілген жоқ.
Тағы бір реагент «Дезавид-СТОК» болып табылады, қалалық, өнеркәсіптік, сарқынды және айналма сулары мен жабдықты салқындату жүйелерін тазартуға және зарарсыздандыруға арналған зат. Оның негізін органикалық полимерлер құрайды, олар грамдұрыс және грамбұрыс бактерияларды жояды, сондай-ақ вирулицидті және фунгицидті әсері бар гуанидиновті қосылыстар негізінде суда жақсы еритін полиэлектролиттер. Полимерлерде оң зарядтың болуы оларға катионды үлгідегі флокулянттің қасиетін береді, бұл өңделетін судың органолептикалық қасиетін жақсартуға ықпал етеді. Өзеннің суын зарарсыздандыру үшін «Дезавид-СТОК» сынау кезінде хлормен және натрий гипохлоритімен салыстырғанда зарарсыздандыру нәтижесі («СанЕжН» сәйкес) 0,4 мг/л мөлшерінде байқалды, ал нақты ОМЧ, ОКБ, ТКБ, стафилокок, сальмонела, колифаг, Psendomonas Aeruginosae, сульфитредті клостриди сияқты микроорганизмдердің 100 %-ға инактивтелуі препараттың бір реттік мөлшері 1,5 мг/л (хлорда - 3-4 мг/л, натрий гипохлоритінде - 2-2,5 мг/л) кезінде басталады. Сарқынды сулар мен нөсер ағымының суларын дезинфекциялау кезінде заттың 100 % бактерицидті нәтижесіне 10 минут өңдегеннен кейін қол жеткізуге болады. Бұл ретте сарқынды сулардың құрамы елеулі өзгереді: иістердің кетуімен және түстің жақсаруымен қатар, тез тотығатын органикалық қосылыстардың құрамы 90 % дейін, фенолдар мен СПАВ - 55 % дейін азаяды, бұл сарқынды суларды сапасы бойынша жер үстіндегі су айдындарының суына жақындатады. Қатты уыттылығының параметрлері бойынша зат қауіптілігі төмен заттардың 4 санатына жатады. Аз ұшатындықтан ингаляциялық қауіптілігі төмен. Пайдаланылатын мөлшерлерде сенсибилизді әсер жоқ, гонадоуытты, иммуноуытты, эмбриоуытты, мутагендә және канцерогендә нәтижесі болмайды.
Ұсынылған мөлшер (1,5-8 мг/л) зарарсыздандырылатын сулардың құрамына және қасиетіне, нақты тазарту құрылыстарындағы тазарту және зарарсыздандыру технологиясына байланысты. Байланысу уақыты кемінде 60 минут. «Дезавид-СТОК» мынадай сипаттамалар тән:
Соңғы жылдары биоцидті жоғары молекулярлық полимерлі қосылыстар негізінде қышқылданбайтын зарарсыздандыру реагенттерін пайдалана отырып, суды дайындаудың жаңа тәсілі әзірленді. Осы заттардың қасиеттеріне синтез жасау, зерделеу бойынша жүргізілген көп жылдық зерттеулер «Акватон» реагенттері атауымен патенттелген гуанидті топтар негізінде биоцидті полимерлерді алудың тиімді технологиясын әзірлеуге мүмкіндік берді. Оларға жоғары бактерияға қарсы, вирулицидті, альгицидті әрекет тән. «Акватон» реагенттерінің биоцидті әрекеттерінің тетігі мынадан тұрады. Микроорганизмдерде теріс жиынтық электрлік заряд болғандықтан, биоцидті реагенттің оң зарядталған иондарын өзіне тартады, олар микроорганизмдермен жанасады, клеткалы мембрананың бетіне сіңеді, оның бұзылуына алып келеді және клетканың ішіне кіреді. Микробты клетканың ішінде полимер ферменттердің биологиялық белсенділігіне шектейді, нуклеинді қышқылдар мен ақуыздар өндіру қабілетіне кедергі келтіреді, сондай-ақ микробты клетканың тыныс алу жүйесін қысым көрсетеді. Нәтижесінде препараттың осы әсері микроорганизмді жояды. «Акватон» реагенттерінің маңызды ерекше қасиеті болып судың микрофлорасын инактивтеу кезінде тотығудың суда еритін өнімдерінің пайда болмайтыны табылады. Олар судағы органикалық қосындылармен бірге жапалақ құрылып, тұнбаға түседі. Реагенттердің аз қоспалары (қатты фазаның массасынан мыңдық немесе миллиондаған мөлшері) судан қатты металдарды, нитраттарды, пестицидтерді, ішінара карбонаттар мен сульфаттарды жояды. Ерімейтін нысанға ауысқан ластануларды алшақтау үшін тұндырғыштардағы тұнбаларды, қалқып тұрған қабаттағы ағартуды немесе құмды жүктемелер арқылы сүзгілеу қолданылады. Сулы ортада «Акватон» полимері судағы бактерияларға, вирустарға қарсы, сондай-ақ қаптап өсетін биоценоздың - микромицеттер, ашытқылар, споралар түзгіш зеңдер және балдырлар құрамдас бөліктеріне қарсы тиімділігі бірдей. Суды асептерлеу үшін судың химиялық құрамына және оның микробты тұқымдануына байланысты мөлшерлейтін құрылғылардың көмегімен полимерді енгізген кезде оның 1-3 мг/л мөлшері ұсынылады.
Жабдықтың айналу жүйелеріндегі балдырлар клеткаларының тіршілік етуі 0,2-1,0 мг/л шоғырлануында «Акватон» ерітіндісімен толтыру кезінде тоқтатылады. Биоқаптап өскен кезде (кілегей, балдырлар) жабдық 1 тәулікке арналған мерзімге 10-15 мг/л ерітіндімен толтырылған кезде толық тазартылады. Беттерді зарарсыздандыру құрамында реагенті бар су ерітінділерімен байланысқан кезде әртүрлі объектілерде биоцидті полимерді адсорбциялау арқылы жүргізіледі. Бұл заттарды батыру немесе ыдыстарды толтыру әдісімен олардың беттерін ұзақ мерзімге дезинфекциялауға мүмкіндік береді, ол ауыз суды ұзақ сақтау, оны тасымалдау кезінде микробті тазалықты қамтамасыз ету үшін қажет. Флокуляция процесінде сонымен қатар дайындалған судан органика ғана емес, одан да басқа қосылыстар – ауыр металдардың тұздары жойылады, құрамында гидрокарбонаттардың, сульфаттардың болуы азаяды, бұл судың бұлдырлығын, ауыз судағы алюминий, темір, марганецтің шоғырлануын стандарттардың талаптарына дейін азайтуға мүмкіндік береді. «Акватон» зарарсыздандыру реагентін қолдану аясы қазіргі заманғы дезинфекциялайтын заттарға қойылатын барлық талаптарға жауап береді, атап айтқанда суда қалмай ериді, оның ерітінділері түссіз, иісі жоқ, өңделетін материалдарды бұзбайды, оның ішінде металдардың коррозиясы, теріні және шырышты қабықшаларды ашытпайды. Препарат өзінің биоцидті қасиеттерін жоймай ұзақ мерзім сақталады, бұл ретте тасымалдау мен сақтаудың ерекше шарттарын талап етпейді. Адам үшін «Акватона» уыттылығының төменділігі жылуқандылардың организмінде полимердің деградациялануын тудыра алатын ферменттік жүйелер бар, сондықтан реагент адам мен жануарлардың организмінде жиналмайды. Биоцидті полимер – табиғи түрде биоіритін зат, тірі организмде және табиғатта ыдыраудың өнімі туынды несепнәр болып табылады.
Зарарсыздандырудың химиялық әдісіне ең бастысы күміс және мыс иондарының олигодинамикалық әсері бар металдарды пайдалану да жатады. Мыстың бірқатар қосылыстарында бактерицидтілік бар, олар сарқынды суды зарарсыздандыру, айналмалы сумен жабдықтау жүйелерінде биологиялық қаптап өсумен күресу, шоғырланудың кең диапазонында (> 3-500 мг/дм3) судың түстенуін болдырмау үшін қолданылады. Әр түрлі дезинфектанттарды қоса отырып, шоғырлануды бір мезгілде азайту кезінде олардың әрекетін күшейтуге де, қосымша әсерлер алуға да болады. Суды өңдеудің құны бұл ретте төмендейді. Хлордың зарарсыздандыру әрекетін интенсификациялау үшін оны металдың иондарымен бірге қолданады, бұл ретте синергетикалық әсер байқалады, ол суды өңдеу ұзақтылығын 5-10 есе қысқартады. Сутек тотығын іріту катализаторы ретінде Cu (II) иондарымен Н2О2 кешенді пайдалану суды өңдеген кезде реагенттердің қажетті мөлшерін азайтқан кезде суды зарарсыздандыру процесін жандандыруға мүмкіндік береді.