39. Что такое адсорбция? Область ее применения. Какие адсорбенты используются для очистки воды.

Адсорбция - связывание молекул с поверхностью твердой или жидкой фазы посредством определённых физических сил. Например, удаление свободного хлора или хлорамина из смеси с помощью активированного угля происходит по механизму адсорбции.

Самым распространенным адсорбентом является уголь, но используются и синтетические волокна. Уголь поглощает остаточный хлор присутствующий в водопроводной воде после прохождения очистки на станциях, органику, споры бактерий, улучшает органолептику питьевой воды – вкус, запах, цвет. В современных фильтрах очистки воды, для увеличения ресурса работы многие производители применяют прессованный активированный уголь из скорлупы кокоса. Поглощающая способность «кокосового фильтра» в четыре раза выше, чем угля, получаемого традиционными методами.

41. Тонкая очистка сточных вод. Фильтрование. Мембранные технологии (ультрафильтрация, обратный осмос).

ФИЛЬТРОВАНИЕ (от лат. filtrum - войлок, англ., франц. filtration), разделение неоднородных систем жидкость -твердые частицы (суспензии) и газ - твердые частицы в спец. аппаратах - фильтрах, снабженных пористыми фильтровальными перегородками (ФП), к-рые пропускают жидкость или газ, но задерживают твердую фазу. Движущая сила процесса - разность давлений по обе стороны ФП. Данная статья посвящена разделению суспензий. О закономерностях Ф. под действием центробежных сил см. Центрифугирование, о разделении систем газ - твердые частицы см. Газов очистка, Пылеулавливание.

Различают: а) собственно разделение суспензий - отделение содержащихся в них твердых частиц, отлагаемых на ФП (осадок), через к-рую проходит подавляющее кол-во жидкости (фильтрат); б) сгущение суспензий - повышение в них концентрации твердой фазы путем удаления через ФП нек-рой части жидкой фазы; в) осветление жидкостей (осветительное Ф.) - очистка от содержащегося в них небольшого кол-ва тонких взвесей (см. также Осаждение).

Еще более изящным, самым тонким и эффективным методом фильтрации является обратный осмос. Технология обратного осмоса очищает воду практически от любых примесей, даже от низкомолекулярных неорганических соединений (в первую очередь – солей), атомов и ионов, размер которых составляет 1/1000 долю микрона, что в сотни и тысячи раз выше адсорбционной способности лучших сортов угля и синтетических волокон. То есть, обратный осмос позволяет отфильтровать, грубо говоря, всё, что только существует на свете. Исключение составляют лишь такие мелкие частицы как ионы водорода и кислорода, которые, собственно, и образуют саму воду. Обратноосмотическую воду можно пить без кипячения, поскольку в ней нет вирусов, микробов и уж тем более бактерий.

В зависимости от типа мембраны степень очистки составляет даже по самым безобидным неорганическим веществам порядка 90–98%, а уж по патогенным – и того больше. В то же время мембрана пропускает растворенный в воде кислород.

42. Биологическая очистка сточных вод. Аэротенки. Окситенки

Ее применяют для выделения тонкодисперсных и растворенных органических веществ. Она основана на способности микроорганизмов использовать для питания содержащиеся в сточных водах органические вещества (кислоты, спирты, белки, углеводы и т. п.). Процесс реализуется в две стадии, протекающие одновременно, но с различной скоростью: адсорбция из сточных вод тонкодисперсных и растворенных примесей органических веществ и разрушение адсорбированных веществ внутри клетки микроорганизмов при протекающих в них биохимических процессах (окислении или восстановлении). Обе стадии реализуются как в аэробных, так и в анаэробных условиях в зависимости от видов и свойств микроорганизмов. Биологическую очистку осуществляют в природных и искусственных условиях.

Сточные воды в природных условиях очищают на полях фильтрации, полях орошения и в биологических прудах. Очистку и бытовых, и производственных сточных вод на полях фильтрации и полях орошения в настоящее время используют очень редко в связи с малой пропускной способностью единицы площади полей и непостоянством состава производственных сточных вод, а также из-за возможности попадания на поля токсичных для их микрофлоры примесей.

Аэротенки - железобетонные аэрируемые резервуары. Очистка происходит по мере прохождения через аэротенк аэрируемой смеси сточных вод и активного ила. Последний включает скопление микроорганизмов (в осн. 12 видов бактерий и простейших) и твердый субстрат (отмершая часть остатков водорослей и водных организмов). Качество ила зависит от скорости его осаждения и степени очистки сточных вод,

Аэротенки, используемые для очистки больших расходов сточных вод, позволяют эффективно регулировать скорость и полноту протекающих в них биохимических процессов, что особенно важно для очистки промышленных сточных вод нестабильного состава. Окислительная мощность аэротенков составляет 0,5...1,5 кг/м3 в сутки.

Окситенки обеспечивают более интенсивный процесс окисления органических примесей по сравнению с аэротенками за счет подачи в них технического кислорода и повышения концентрации активного ила. Для увеличения коэффициента использования подаваемого в объем сточной воды кислорода реактор окситенка герметизируют. Очищенная от органических примесей сточная вода из реактора поступает в илоотделитель, в котором происходит выделение из нее отработанного ила.