Ақаба сулары туралы жалпы

 Адам өмірен де  және табиғи экожүйеге де тұрмыстық  қалдықты сулардың құрамында  болатын синтетикалық кіржуғыш  затар үлкен зиян тигізеді. Олар  су бетін көбікпен жауып тастап, суға оттегінің түсуіне кедергі  жасайды. Су қоймаларының экожүйелеріне  ауылшаруашылық қалдықты сулармен келетін құрамын азот, фосфор және тағы да басқа биогенді элементтер бар органиканың зиянды әрекеті де өте үлкен. Осы заттардың әсерінен су қоймаларында эвтрофикация поцесі дами бастайды. Бұл – биогенді элементтердің көмегімен судағы организмдердің биологиялық өсуіннің жылдамдауына әкеледі, осының нәтижсінде сда жалпылама фитопланктондардың, көк – жасыл шылаулардың, жоғарғы су өсімдіктерінің көбеюі басталады да, су күнделікті тіршілікке жарассыз болып қалады.

  Су тұтыну (суды пайдалану) – шаруашылық қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін су ресурстарының әртүрлі көздерінен алынған суды пайдалану. Бұған айналымдағы суды тұтыну, сондай-ақ ақаба және коллекторлық–кәріздеу суларын қайта пайдалану енгізілмейді.

  Суды айналымда  және жүйелі пайдалану – ақаба және коллекторлық–кәріздеу суларын қоса, сумен қамтудың айналымдық және қайталама жүйесін қолдану арқылы алынған таза суды үнемдеу көлемі. Айналымдық пайдалануға коммуналдық және өндірістік жылумен қамту жүйелеріндегі су шығыны жатпайды.

  Нормативтік–таза  ақаба сулар – су объектілеріне тазартпай бұру бақыланатын тұстамада немесе су пайдалану пункттерінде судың нормасы мен сапасының бұзылуын болдырмайтын ағындылар.

  Нормативтік–тазартылған  ақаба сулар – тиісті ғимараттарда тазартудан өткен, су объектілеріне тазартылғаннан кейін бұру, бақыланатын тұстамада немесе су пайдалану пункттерінде судың нормасы мен сапасының бұзылуын болдырмайтын ағындылар, яғни бұл ақаба сулардағы ластағыш заттар мөлшері бекітілген жол берілетін шекті ағызуға (ЖША) сәйкес келуі керек.

  Ластанған  ақаба сулар – жер үсті су объектілеріне тазартылмай (немесе жеткіліксіз тазартылғаннан кейін) ағызылған және құрамында бекітілген жол берілетін шекті ағызудан асатын ластағыш заттары бар ағындылар.  

  Өндірістік ақаба сулар — өндірістен бір рет пайдаланылып, ластанып шыққан сулар. Олардың құрамында ауыр металдар мен өндіріске тән химиялық улы заттар болады. 

Ауыз су, содан  кейін ақаба суларды алудың көздері  тұщы (жер асты және жер беті) табиғи сулар болып табылады. Ауыз сулар алдын ала тазарту процесі кезінде, элементтік құрамы өзгермей, тотықтырылған өнімдермен  элементарлы хлормен, озонмен немесе фторлы агенттерімен байытылуы мүмкін. ( 2-сурет).

Ақаба сулардың құрамын сапалық деңгейде болжауға қиын, элементтік және заттық құрамы жағынан өте күрделі жүйені құрайды. Олар шаруашылық түрлерінің әрекетіне тәуелді, спецификалық қасиеттерге ие, табиғаты органикалық және бейорганикалық компоненттермен ластанады.

Табиғи сулардың негізгі қасиеттерінің бірі элементтердің  көптүрлілігі болып табылады. Табиғи сулардағы элементтердің жағдайы – органикалық және бейорганикалық заттардың күрделі өзара әрекетінің нәтижесіне байланысты.

Табиғи, ауыз су, ақаба суларының бірден бір анализ мәселесі іріктеу техникасына, консервациясына, үлгілердің сақталуына және тасымалдануына ерекше талаптар қойылатын құрамның динамикалық сипаты болып табылады.

Ақаба сулардың үлгісін іріктеу барысында келесі  шарттарды ұстану қажет:

- іріктеудің  жылдамдығы 0,5 м/с аспау керек;

- үлгі іріктегіш  саңлауының диаметрі 9 – 12 мм болу керек;

- жоғары турбуленттілік (болмаса, жасанды түрде жасау).

Ауыз су үлгісін  іріктеу барысында толық ашылған  краннан суды алдын ала 15 мин ішінде жіберу қажет. Ыдысты тығынмен жаппай тұрып, көлемі 5 – 10 см³ ауа қалатындай етіп, судың беткі қабатын төгеді. Үлгіні іріктеу және сақтау үшін әртүрлі типті ыдыстарды қолданады. Үлгіні іріктеу және сақтау үшін ыдыс таңдау кезінде, анықтайтын компоненттердің ерекшеліктерін есепке алу керек. Көрсетілген мақсаттар үшін шыны, полиэтилен, тефлоннан жасалған ыдыстарды кең қолданады.

Ақаба суларын  консервациялау қиын, өйткені консервантты енгізу кезінде анализді қиындата түсетін  жанама процестерге әкеп соғуы мүмкін. Кейбір жағдайда ақаба суының үлгісін 3 – 4⁰С суытып, сақтаудың барысында, ондағы биохимиялық процестерді баяулатуға болады. Бұл табиғи сулар үшін де қолайлы. Үлгілерді бірнеше сағат ішінде анализдеу қажет немесе тоңазытқышта сақтау қажет.

 

 

   

 

 

 

                          1.2   Ақаба суларын механикалық тазалау

 Ақаба суды механикалық тазалау— тез тұнатын және қалқып шығатын заттектерді техникалық құрылғылармен және әдістермен жою. Көбіне ірі түйірлі және ұсақ түйірлі (малтатас қүмтас) сүзгіш арқылы іске асырылады

 Механикалық тазалау ақаба суларды тордан өткізу, шөктіру және сүзу жолымен ерімейтін заттарды алу үшін қолданылады.

Механикалық  тазалауды  жеке әдіс ретінде, лас заттардың  тазалығын суды өндірісте қайтадан пайдаланатын болса немесе жергілікті және санитарлық жағдайлар бойынша  суды су қоймасына тастау мүмкін болған кезде қолданылады.

  Ақаба суды мұқият тазалау — бірін бірі толықтыратын механикалық, биологиялық, химиялық тазалау, электродиализ, кейде дистилляция жолымен іске асырылатын шаралар арқылы ақаба суды ластағыштардан толық тазалау.

 Ақаба суды пайдалану— тұрмыстық, нөсер немесе өндірістік ақаба су құрамындағы пайдалы құрамды бөліктерді пайдалану немесе бұл суды тазартқан соң егістікті немесе ормандағы екпе ағаштарды суаруға, т.б қолдану.

 Ақаба суды табиғи тазалау — судың өздігінен тазаруы барысында немесе суармалау танабының, сүзу танабының, топырақ асты суармалау үлескілерінің, аэробты және анаэробты биологиялық тоғандар мен тотықтырғыш каналдардың көмегімен ластағыштарды ыдырату.

 Ақаба суды тазалау— ақаба судағы адам денсаулығына және табиғатқа қолайсыз әсер ететін организмдерді, салынды және еріген заттектерді жою.

 Ақаба суды тазалау әдістері — табиғатты және қоршаған ортаны ластанудан қорғаудың маңызды шараларының бірі. Ақаба суды механикалық (тұндыру, сүзу, флотация), физикалық-химиялык (ірілендіру, бейтараптау, хлормен өндеу, т.б.) және биологиялық (суармалау танап тарында, биологиялық бассейнде, биосүзгіште) әдістермен тазалайды.

 Ақаба суды тұндыру — өнеркәсіптік және тұрмыстық ақаба суды механикалық қоспалардан тұндыру, сүзу, коагуляциялау және т.б. әдістер арқылы тазалау.

 Ақаба суды физикалық-химиялық тазалау — ағындыларды ластағыштардан физикалық-химиялық әдістермен тазалау. Бұған реагенттік не электролиттік ірілендіру, қышқылдармен және сілтілермен бейтараптау, шайғындау, су буымен айдау, сорбция, суды ультрадыбыспен өндеу, электрхимиялық тотықтыру және т.б. жатады.

  Ақаба суды химиялық тазалау — ластағыштарды химиялық агенттер аркылы және заттектердің физикалық-химиялық қасиеттерін пайдаланып жою. Ақаба суды химиялық тазалауға қалқып жүрген және коллоидты заттектерден, фосфордан ірілендіру арқылы тазарту, еріген органикалық заттектерден абсорбция арқылы тазалау және тірі организмдерді жою — суды зарарсыздандыру, яғни хлорлау жатады.

  Ақаба судың тұнбасы— құрамында минерал және органикалық қатты заттектері бар ақаба суды тазалау кезінде тұнатын заттектер. Ақаба судың түнбасы жергілікті ауыл шаруашылық және орман дақылдарының тыңайтқышы ретін де, қейде биогаз алуға пайдаланылады. Ортақ ағатын канализация кезінде акаба судың тұнбасының құрамында кебіне улы заттектер (ауыр металдар, т.б.) болады. Мұндай ақаба судың тұнбасын ауыл шаруашылығында тыңайтқыш ретінде қолдануға келмейді.

 

      1.3 Ақаба суды биологиялық тазалау

Ақаба суды биологиялық  тазалау — заттектерді минералды немесе одан да қарапайым органикалық қосылыстарға дейін ыдырататын микроорганизмдерді өсіру арқылы ақаба суды ластағыш негізгі органикалық заттектерден тазалау.

 Ақаба суды  биосүзгімен тазалау — ақаба суды активтелген тұнба қабаты немесе ластағыштарды тұтып, ұшырататын арнайы егілген су өсімдіктері (қалың өскен қамыс) арқылы өткізіп тазалау.

 Ақаба суды  жасанды тазалау — арнайы технологиялық құрал-жабдықтар аркылы ақаба судың кез келген түрін тазалау. Ақаба суды жасанды тазалау судың өздігінен табиғи тазалануынан тезірек жүзеге асады.

 Ақаба суды залалсыздандыру — ақаба судың құрамындағы патогендік және санитариялық көрсеткіш микроорганизмдерді жою үшін өндеу.

 Ақаба суды  иіссіздендіру— иісті кетіру және сонымен қатар ақаба су жинақталып қалған кезде, сондайақ оларды биологиялық жолмен тазалау барысында, өндірістік процестер кезінде (жанғыш газдар, т.б. алу), жағымсыз иісі болатын материалдар мен шикізаттардан буланғанда түзілетін газдың зиянды құрамды бөліктерін жою.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 4 Ақаба суларды  электрохмиялық жолмен тазалау

    Елімізде  экологиялық өзекті мәселелердің  қатарына таза су мәселесі  жататыны белгілі. Қазіргі таңда  су мәселесі, әсіресе түрлі өндіріс  салаларынан шығатын зиянды ластағыштармен  ластанған ақаба сулар мәселесі  толығымен шешімін таба алмай  отыр. Биосфераға құрамында зиянды ластағыш заттары бар ақаба сулар тазартылмай тасталу әрекеттері орын алуда. Бұл ақаба сулар биосферадағы тепе-теңдіктің бұзылуына себепкердің басты көзі, ал ол өз кезегімен адамзатқа үлкен қауіп туғызғалы отыр. Сонымен, түрлі өндіріс салаларынан шығатын ақаба суларды тазалаудың көптеген механикалық, биофизикалық, биохимиялық, физика-химиялық, электрохимиялық әдістері белгілі. Аталмыш әдістердің қатарындағы электрохимиялық жолмен ақаба суларды тазалау соңғы уақытта кеңінен қолданылып жүр.

Ақаба суларды  электрохимиялық жолдармен әртүрлі  ерігіш және дисперсті заттардан  тазалау үшін анодты тотығу және катодты  тотықсыздану үрдістері, электрокоагуляция, электрофлотация және электродиализ  әдістерін қолданады.

Ақаба суларды ауыр металл иондарынан тазалау әдістерінің бірі электрокоагуляциялау, цианидті ерітіндідегі кадмийді жеке электротұнбаға түсіру [1.68-70]. Мұнда барлық үрдістер электродтар көмегімен ақаба судан токтың үздіксіз өтуі арқылы жүреді. Электрохимиялық әдістер ақаба судан бағалы заттарды қарапайым тазалау схемасы бойынша және реагентсіз бөліп алуға мүмкіндік береді. Бұл әдістердің басты кемшілігі ток шығымы болып табылады. Алайда бұл кемшіліктерді жою мақсатында көптеген ізденістер, ғылыми жұмыстар жүргізілуде. Электролизерде электрод аралық шекарадан ақаба судың өтуі кезінде судың электролизі, бөлшектердің поляризациясы, электрофорез, тотығу-тотықсыздану үрдістері, электролиздегі өнімдердің бір-бірімен байланысуы жүреді.

Электрохимиялық әдістердің тиімділігі ток тығыздығымен, кернеу, ток және энергия арқылы шығатын кернеуді тиімді пайдаланудың коэффициентімен бағаланады.

Электрохимиялық үрдістердің  жүру ерекшелігінің әртүрлілігіне  қарамастан, олардың негізгі ерекшелігі екі немесе бірнеше фазалардың қатысуы. Бұл фазалар металл және электролит ерітіндісі, қатты тұз, газ, бір-бірімен араласпайтын екі сұйықтық және т.б. [2.103].

Ақаба суды электролизерде ерігіш электродтармен тазалау әдісін электрокоагуляция деп атаймыз. Анодты дайындау үшін темір (болат), алюминий, магний қолданылады және осы материалдар катод қызметін де атқарады, ол электродтардың полярлылығын периодты түрде өзгерте отырып қондырғының жұмысын жоғарылатады. Анод ретінде көлденең орналасқан полимер материалынан (полипропилен) дайындалып металл қалдықтарымен толтырылған перфорирленген кассетаны пайдалану ұсынылып отыр. Ерітінді көлемі мен электродтар қатысында электрокоагуляторларда жүретін үрдістер электрод материалының табиғатымен, су құрамында кездесетін ерітінділер

мен қоспалардың  рН ортасымен анықталады. Электр өрісін жібергенде металды анод ериді, онда оттегі көпіршіктері бөлінеді:

 Me → Meⁿ⁺ + nе^-, 2Н₂O → O₂↑ + 4H⁺ + 2е^-,

катодта су молекуласының  артық разряды жүреді және сутегі бөлінеді:

2Н₂O+ 2е^- → H₂↑ + 2ОH⁻.

 Электродтарда бөлініп отырған газ көпіршіктері қоспаларды флотациялайды және бір уақытта электрокоагуляциямен бірге электрофлотация үрдісі жүреді. Суға өткен металл катиондары, темір немесе алюминий гидроксид топтарымен кездесіп, тұнба түрінде металл гидроксидтерін түзеді де белсенді түрде коагуляция үрдісі жүреді. Коагулянт тұнбалары мен газ көпіршіктерінің бір уақытта түзілуі коагуляция және флотация үрдісінің жүріп отырғанын айқындайды, сондықтан мұндай қондырғыларды электрокоагуляциялы-флотациялық деп атайды. Ақаба сулардың көлеміне байланысты (10-15 м³/сағ) қондырғылар бір камералы, екі камералы, үш немесе көп камералы болып бөлінеді. Электрокоагуляция мен электрофлотация үрдісіне электродтардың орналасу арақашықтығы мен электродтар арасындағы судың қозғалыс жылдамдығы, оның температурасы мен құрамы, ток кернеуі мен ток тығыздығы әсер етеді. Өлшенді заттардың концентрациясы 100 мг/л-ден жоғары болса, онда электрокоагуляция тиімділігі төмендейді. Электродтық электрохимиялық реакция және электролит фазалардың шекарасында жүреді. Электронды өткізгіштен басқа, электрод құрамында басқа да фазалар, мысалы, қатты реагенттер, электрод жұмысын жоғарылататын қоспалар болады. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5 Су шаруашылығы құрылыстарын қорғау жөнiндегi шаралар ескертуі