Характеристика природных вод

Природные воды представляют собой сложные системы, содержащие растворенные вещества в виде ионов и молекул, минеральные и органические соединения в форме коллоидов, суспензий и эмульсий.

Химический состав природных вод представлен в основном ионами К+, Na+, Са2+, Mg2+, SO42–, НСО3–, CO32–, Сl–, железа, алюминия, кремнекислоты и органических веществ. Кроме того, имеются соединения азота (NH3+, NO3–, NO2–). Эти компоненты присутствуют во всех природных водах, и их содержание составляет 90–95% общего количества ионов. Органические вещества присутствуют в виде эмульсий минеральных масел и нефтепродуктов, попадающих в водоемы со сточными водами, а также в виде гумусовых соединений и микроорганизмов, придающих воде цветность. Жесткость воды колеблется в широких пределах – от нескольких десятых до десятков мг-экв/л. Например, для реки Москвы жесткость у истока составляет 0,5–0,9 мг-экв/л, а в месте впадения реки Можайки – 6–7 мг-экв/л. Величина показателя рН природных вод обычно варьируется в пределах 6,5–8,5. Технология подготовки природных вод предполагает электрохимическую коррекцию рН очищаемой воды и электрофлотационное разделение жидкой и твердой фаз. На рисунке представлена технологическая схема электрохимической подготовки природных вод. Вода поступает в сборник-отстойник (1) для выделения тяжелых минеральных примесей (главным образом песка) и грубодисперсных частиц (структурных примесей растительного и животного происхождения). После предварительной очистки сток подается в катодную камеру (2а) электрокорректора рН, из которой под действием электрического тока анионы мигрируют через анионообменную мембрану в анодную камеру (2б), где происходит подкисление среды. В катодной камере в процессе электролиза воды раствор подщелачивается до рН=10–11, что сопровождается образованием частиц гидроксидов и карбонатов смешанного состава. Далее сток поступает в камеру грубой очистки (3а) и тонкой очистки (3б) электрофлотатора, где в результате электролиза воды происходит образование пузырьков газов водорода и кислорода, которые, поднимаясь вверх, сталкиваются с частицами примесей (гидроксиды и карбонаты металлов, эмульсии, дисперсные органические вещества), флотируют их на поверхность, образуя устойчивый пенный слой – флотошлам, периодически удаляемый шламосборным устройством. После осветления умягченная вода направляется в анодную камеру (2б) электрокорректора рН, где происходит нейтрализация воды до величины показателя рН, практически не отличающейся от величины рН исходной воды. После обработки умягченная и очищенная вода поступает на технологические нужды.

В таблице представлены результаты, полученные при электрохимической обработке речной и артезианской воды по данной схеме. Забор речной воды осуществлялся по водоводу из водозаборного узла "Заозерье" (река Москва), артезианской – из скважины, расположенной на территории МП "Теплоцентраль" (г. Жуковский Московской обл.).

Удельный расход электроэнергии при электрофлотационной обработке составляет 0,3–0,5 кВт•ч/м3, электрохимическом корректировании 1–2 кВт•ч/м3. Модуль производительностью 5 м3/ч занимает площадь 25 м2.

Таблица 1

Экологические заметки

Использование водных ресурсов и гидролого-экологические проблемы водных объектов суши
Вода - одно из самых распространенных на Земле и необычных по своим свойствам химических соединений. Без воды невозможно существование самой жизни. Вода - носитель механической и ...

Автомобильный транспорт как источник загрязнения окружающей среды
Человечество приходит к осознанию необходимости коренной трансформации отношения к природной среде и своей роли в окружающем мире. Решение экологических проблем современного общест ...

Роль государства в решении экологических проблем
Опасно обострившийся к концу ХХ в. конфликт между деятельностью человека и возможностями природы привел к критическим пределам нагрузки на биосферу. В мире все чаще раздаются голос ...