Адсорбционные свойства глиняных минералов Омского региона

Относительно бактерицидное  действие перманганата калия существуют разноречивые мнения. Одни исследователи  считают, что перманганат калия  обладает хорошим бактерицидным  действием и что это позволяет, применяя его с целью устранения привкусов и запахов, отказаться от обработки воды хлором. Другие исследователи  отмечают, что перманганат калия  в обычных для устранения запахов  воды дозах обладает слабым бактерицидным  и вирулицидным действием [3].

Озон – бесцветный газ с сильным своеобразным запахом, токсичен, взрывоопасен, сравнительно легко самопроизвольно разлагается, превращаясь в кислород, с выделением энергии. В чистом и сухом воздухе разложение его происходит медленнее, чем во влажном и загрязненном. Ещё быстрее озон разлагается в воде при высоких значения рН. Он является очень слабым окислителем.

Получают озон путём воздействия  тихого электрического разряда на кислород воздуха или чистый кислород в  специальных генераторах. Вырабатываемый при этом продукт представляет собой  не чистый озон, а смесь его с  воздухом или кислородом.

Для создания условий взаимодействия озона с находящимися в воде веществами он должен быть переведён из газовой  фазы в воду и растворён в ней. Для этой цели используют различные  способы смещения озоно-газовой  смеси с водой: барботирование, инжекцию с помощью эмульгаторов, механическое смещение и т.д.

Многочисленными исследованиями установлено, что озон обладает высоким  бактерицидным действием. Кроме  того, отмечено более сильное действие озона на споровые формы, а также  более быстрое обеззараживание  действие озона по сравнению с  хлором. Вместе с тем обработка  воды озоном имеет свои особенности, которые часто не позволяют реализовать  его преимущества как обеззараживающего  реагента. В связи с этим иногда наряду с обработкой воды озоном перед  подачей в сеть ей подвергают дополнительному  обеззараживанию хлором.

Озон по сравнению с  хлором и перманганатом калия  значительно глубже окисляет фосфорганические пестициды. С хлорорганическими  пестицидами он взаимодействует  плохо, хотя в больших дозах он может разрушать и эти соединения.

Установлено, что озон, вступая  в реакцию с гуминовыми веществами, обычно образует бесцветные соединения. Однако имеются данные, что при  изменение рН среды окраска иногда восстанавливается.

В литературе также отмечают, что под действием озона изменяется устойчивость некоторых органических соединений и у них появляется способность задерживаться при  фильтровании [3].

Обобщая приведенные данные относительно действия окислителей  на различные виды загрязнений и  примеси воды, надо отметить, что  метод окисления не может рассматриваться  в качестве универсального и санитарно  надёжного. Даже такой сильный окислитель, каким является озон, не гарантирует очистку воды от всех видах загрязнений, которые могут встречаться в поверхностных водоисточников. Существенным недостатком окислителей является и то, что они не извлекают загрязнений из воды, а лишь превращают их в другие соединения. При этом могут образовываться продукты, ухудшающие органолептические показатели качества воды (например появляется окраска, возникает запах) и даже являющиеся токсичными. Поэтому окислители можно применять лишь в тех случаях, когда имеется полная уверенность в том, что из воздействие на загрязнения воды не приведёт к образования нежелательных продуктов. Однако и в этом случае могут встретиться затруднения практического использования окислителей, связанные с необходимостью выбора и поддержания их дозы в зависимости от вида и концентрации и обусловленные длительностью проведения многих анализов воды, а следовательно, и невозможностью оперативного контроля за эффектом его очистки [3].

 

2. Очистка воды с использование сорбционного метода

 

В отличие от окислителей  сорбенты не видоизменяются, а извлекают  загрязнения воды, поэтому использование  их с санитарной точки зрения значительно  более надёжно. В литературе имеются  сведении о различных видах сорбентов: активных углях, глинах, шлаках и т.д. Эффективность применения сорбентов  зависит от их природы, площади удельной поверхности, соотношения микро- и  макропор и других факторов, в связи  с чем адсорбционная способность  сорбентом различна. Такие сорбенты, как, например, зола, шлаки, кокс, бурый  уголь, обладает невысокой сорбционной  емкостью по отношению к рассмотренным  ранее видам загрязнений. Но благодаря  своей низкой стоимости они всё  же находят применение (главным образом  при очистке сточных вод). Использование  указанных сорбентов для подготовки питьевой воды неприемлемо вследствие выделения ими очищенную воду нежелательных веществ.

Исследование по применению природных сорбентов (различных  глин) для очистки воды были проведены  в Москводоканалпроекте. Испытывали монтмориллонитовые глины (гумбрин, асканит, аскаегель), которые добавляли в  воду в виде суспензий. Кроме того изучали природные сорбенты (пиролюзит  и др) в качестве фильтрующей загрузки. Было установлено, что на указанных  материалах происходит сорбция ряда микроэлементов.

По сравнению с природными сорбентами значительно более высокой  адсорбционной ёмкостью по отношению  к большинству различных химических веществ, особенно органических, обладают активные угли, которые получают всё  более широкое применение в технологии очистки воды как за рубежом, так  и в нашей стране. Их используют в основном для дезодорации воды и улучшения её вкусовых качеств.

Как известно, активные угли способны сорбировать фенол, и это  вещество принято даже в качестве одного из эталонных при оценке углей  различных марок. Об эффективности  применения активных углей для удаления из воды некоторых видов пестицидов свидетельствуют результаты многочисленных исследований. М. А. Шевченко с сотрудниками указывает , что активные угли хорошо адсорбируют гидрофобные вещества, к числу которых относится  большинство хлорорганических пестицидов. Эти же авторы указывают на хороший  эффект удаления из воды таких фосфорорганических пестицидов, как фосфомид, карбофос, хлорофос, дихлорофос.

Довольно высокой сорбционной  способностью обладают активные угли и по отношению к поверхностно-активным веществам.

В практике водоснабжения  активные угли используют как в виде дезорируемого в воду порошка, так  и в гранулированном виде в  качестве загрузки фильтров.

Углевание воды имеет ряд  недостатков:

1). Порошкообразный уголь  (так же, как и окислители) требует  постоянного подбора дозы его  в соответствии с видом и  концентрацией загрязнений. Это  сравнительно легко выполнимо  при удалении привкусов и запахов  воды, но при удалении химических  загрязнений возникают  трудности,  связанные со сложностью и  длительностью анализа воды. В  то же время фильтры с гранулированным  углем являются постоянно действующим  барьером по отношению к сорбируемым  загрязнениям (если ёмкость угля  не исчерпана);

2) порошкообразный уголь  пылит, и это вызывает большие  трудности при его использование.

3) активные угли – весьма  дорогостоящие реагенты, поэтому  желательно использовать их многократно,  применяя регенерацию, которую  значительно легче осуществить  при использовании гранулированных  углей и крайне затруднительно  при углевании воды.

Углевание воды. Для наиболее полного использования адсорбционных свойств порошкообразного угля необходимо обеспечить определенное время его контакта с обрабатываемой водой. В зависимости от качества воды, требуемой дозы угля и других факторов порошкообразный уголь водят в различных точках технологической схемы очистки воды: в водоводы 1 подъёма, перед отстойниками или осветлителями со взвешенным осадком, перед фильтровальными сооружениями. Поскольку порошкообразный уголь является дополнительной нагрузкой, ввод его перед фильтровальными сооружениями возможен только при сравнительно небольших дозах [9].

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Влияние хозяйственной деятельности человека на качество воды в поверхностных  источниках ещё в большей степени  появилось вследствие таких факторов, как сброс в водоёмы недостаточно очищенных производственных и бытовых  сточных вод, поверхностный сток с территорий городов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, полей, обработанных пестицидами, и  т.д. Это привело к появлению  в воде некоторых водоёмов химических веществ, ухудшающих её органолептические  свойства, а иногда и токсичных.

Традиционные методы очистки  воды не позволяют удалять из неё  многие виды загрязнений (особенно содержащиеся в растворенном в иле), которые  могут встречаться в поверхностных  водоисточниках. Эти методы часто  не обеспечивают получение воды стандартного качества даже в тех случаях, когда  требуется удаление привкусов и  запахов природного происхождения. В связи с этим пытаются использовать дополнительные методы обработки воды: окисление, сорбцию, ионный обмен, физические методы и др. Для целей хозяйственно-питьевого  водоснабжения, как правило, приходиться  обрабатывать большое количество воды, кроме того, стоимость её обработки  должна быть невелика.

Поэтому необходимо использование  наиболее экономичного  и эффективного метода очистки воды. Это можно  получить, используя фильтры на глинистых  минералах, то есть использовать  адсорбционный  метод очистки. Для очистки необходимо использование глины  с наличием микропор, число и размеры которых  можно увеличить при термической  обработке минерала. Можно предположить, что очистка воды от примесей таким  методом будет белее эффективна.

 

 

 

 

Литература

1. http://kerami-ka.ru/glina/klassifikatsiya-glin.html
2. Авакян А. Б: Опреснениеводы в природе и народном хозяйстве. [Текст] / А. Б. Авакян. М. В. Санин. Л. И. Эльпинер. – М.: Изд-во наука, 1987. –176 с.
3. Барская В. Ф. Практические работы по общей биологии [Текст]: учебное пособие / В. Ф. Барская, Г. И. Рычагов – М.:Просвящение 1970,158 с.
4. Брянский Б. Я. Коллоидная химия [Текст] : учеб пособие / Б. Я. Брянский  – Ом.: Изд-во ОО «ИТЦ», 2011. – 99 с.
5. Векипедия. Свободная энциклопедия. 2010. – URL: http://ru.wikipedia.org/wiki
6. КЕРАМ АРТ. Глина, виды глин, образование глины. 2005. –URL: http://www.keramart.com/uchiebniki/glina_vidy_ghliny.html
7. Паскуцкая Л. Н., Новиков В. К., Криштул В. П. Повышение эффективности очистки воды всистемах хозяйственно-питьевого водоснабжения [Текст] : учеб пособие / Л. Н. Паскуцкая. В. К. Новиков.  В. П. Криштул – М.: Изд-во Стройиздат, 1978, 80 с.
8. Смирнов А.Д. Сорбционная очистка воды. - Л.: Химия,1982. - 168 с.
9. Тарасевич Ю.И Овчаренко Ф.Д.  Адсорбция на глинистых минералах. Киев. «Наукова думка», 1975г. 350 c.
10. Чухров Ф. В. Глины и их минералогия, свойства и практическое значение [Текст]: учеб пособие / Ф. В. Чухров – М.: Изд-во наука, 1970, 725с.