Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

х имическую флоккуляцию с помощью первичных флоккулянтов (соединения железа или алюми­ния), отделение твердых взвешенных частиц, например воздушной флотацией, фильтрацию песком осадочных продуктов флоккуляции. Довольно часто проводятся пред­варительная и сопутствующая дезинфекции, а также до­полнительная фильтрация воды через активированный уголь с заключительной фильтрацией песком.

1 — Забор сырой воды.

2 — Камера химического перемешивания.

3 — Реакционная камера.

4 — Камера флоккуляции.

5 — Распределительная камера.

6 — Блок наклонных пластин.

7 — Зона уплотнения отстоя.

8 — Зона сепарации.

9 — Канал выпуска чистой воды.

10 — Насос обратной перекачки отстоя.

11 — Излишний осадок.

Флоккуляция. Взвешенные частицы могут быть уда­лены из воды путем агломерации в частицы с размера­ми, достаточными для осаждения под действием силы тяжести. После ввода коагуляторов отталкивающие электрокинетические заряды частиц нейтрали­зуются, они прилипают друг к другу, и формируется медленно оседающий флоккулированный осадок из не­больших по размеру частиц. Если жидкую массу теперь мягко перемешать, контакт между частицами усилит­ся, и они начнут расти в размерах. Этот эффект, назы­ваемый флоккуляцией (flocculation — образование хло­пьев), значительно ускоряется, если проводится при за­ранее сформированном флоккулированном осадке, так как сформировавшиеся новые частицы наращиваются на уже осажденные, тем самым рост происходит значитель­но быстрее.

Фильтрация. Заключительная фильтрация (см. рис. 64) в большинстве случаев выполняется с помощью песочных фильтров в бетонных сооружениях, но иногда использу­ются напорные фильтры, размещенные в стальных или бетонных резервуарах.

Предварительная и попутная дезинфекция с целью раз­рушения вредных организмов, регулирования вкуса и за­паха иногда выполняется совместно с озонированием. Очень часто для предотвращения повторного размножения орга­низмов в обработанной воде водопроводной системы ис­пользуется последующее хлорирование.

Фильтрация — это наиболее важный этап при очистке любой воды. Однако после некоторого времени работы каж­дый фильтр должен быть очищен от накопившихся в слое загрязняющих веществ. Это делается с помощью операции обратной промывки. Существенный фактор в успехе об­ратной промывки — это конструкция основания фильтра. Она должна обеспечивать равномерное распределение по всему поперечному сечению фильтрующего слоя продувоч­ного воздуха и воды, вводимой для обратной промывки.

АВТОНОМНАЯ ВОДОПОДГОТОВКА

Как бы хорошо мы не очистили воду на фильтроваль­ной станции, пройдя путь по системе водопровода до по­требителя, она неизбежно загрязнится вновь, особенно в водопроводных системах нашей области, а пожалуй, и всей России.

Вопрос о наилучшем способе обработки водопроводной воды широко дискутируется. Рынок бытовых устройств об­работки воды развивается в мире вот уже на протяжении более сорока лет. За последнее десятилетие в развитых стра­нах спрос и интерес потребителей к бытовым устройствам обработки воды с целью улучшения ее вкуса и увеличения полезных свойств, возрос. На сегодняшний день эта отрасль является одной из наиболее быстро развивающихся в Аме­рике, Европе и Японии.

В основе работы бытовых фильтров лежит несколько технологий. На сегодняшний день самым передовым в под­готовке питьевой воды является метод обратного осмоса. Именно этот метод используется на фабриках по произ­водству и розливу питьевой воды в бутылки.

Суть этого метода заключается в том, что вода под на­пором в водопроводной сети подается на специальную мем­брану, представляющую собой спираль. Мембрана пропус­кает сквозь свои микропоры только молекулы, по разме­рам сравнимые с молекулами воды. Молекулы примесей, которые, как правило, значительно крупнее молекул воды, смываются водяным потоком в дренаж. Итак, метод обрат­ного осмоса имеет следующие существенные отличия:

• очистка на молекулярном уровне, позволяющая эф­фективно удалять все нежелательные примеси (до 97% удаления), в том числе растворенные соли тяжелых ме­таллов, чего невозможно добиться другими методами;

• разделение очищаемой воды на два потока: «грязной» воды и подготовленной для питья;

• несмотря на то, что эффективность очистки этим ме­тодом близка к дистилляции, очищенная вода остается, в отличие от дистиллированной, насыщенной кислородом, сохраняя свою свежесть.

Помимо мембраны, любая бытовая система имеет еще как минимум две ступени очистки:

• предварительный осадочный фильтр позволяет уда­лить все взвеси и механические примеси, придающие воде мутность;

• о кончательный угольный фильтр представляет собой гранулированный активированный уголь (в последнее вре­мя в развитых странах для его получения применяют жженую скорлупу кокосового ореха, такой уголь по срав­нению с березовым, применяемым в отечественных филь­трах, имеет в 3—4 раза выше способность удалять неже­лательные примеси, в том числе радионуклиды).

В основе работы некоторых отечественных фильтров лежит технология подачи воды через трековую мембрану (лавсановая пленка толщиной 10 или 20 микрон с диамет­ром пор 0,2 или 0,4 микрона с плотностью пор до 3000 миллионов отверстий на 1 см²). Для обеспечения работоспо­собности фильтра требуется только две емкости: одна для очищаемой воды, вторая — для получения чистой.

В силу того, что питьевая вода в нашем регионе имеет очень низкое качество, необходимы многоуровневые сис­темы, включающие в себя: грубую очистку от железа, марганца, хлора, неприятного запаха и мутности с помо­щью картриджной Системы; тонкую очистку от всех при­месей системами обратного осмоса и бактериологическую очистку ультрафиолетовыми стерилизаторами.

Конструктивное исполнение бытовых фильтров может быть самое различное: от портативных вариантов испол­нения, легко умещающихся в дамскую сумочку или кейс, до стационарных систем, требующих специальной уста­новки на кухонную мойку и имеющих свой отдельный кран. Производительность таких «мини-фабрик от 5 до 90 литров в сутки для бытовых и от 0,76 до 27 м .для полупромышленных систем доочистки питьевой воды.

В некоторых системах используется 3—4-х ступенча­тые процессы фильтрации (см. рис. 66), объединенные в один узел, производящий качественную питьевую воду. При этом используется различные среды, позволяющие доста­точно эффективно удалять различные загрязнения: со­единения хлора, свинца, органику и т.д.

Часть II. Практикум

Говоря об экологических проблемах, мне бы хотелось показать нерациональное использование природных ресурсов на примере такой задачи:

Предположим, что в городе 1 млн. квартир и из-за неисправности водопроводных кранов за 20 секунд вытекает в среднем 10 капель горячей (60 ⁰С) воды. Рассчитайте, какой объём метана (25 ⁰С, 1 атм.) напрасно сжигается на городских тепловых станциях за год. Условия расчета:

• объём капли 0,2 мл

• воду нагревают от 10 до 60 ⁰С

• теплота сгорания метана 880 Дж/моль

• на нагрев воды идет 86% выделившегося тепла

• удельная теплоемкость воды 4,2 Дж/г * ⁰С

Решение:

1. Рассчитаем объемную скорость воды, вытекающей из одного крана V/t=2мл:20с=0,1 мл/с;

2. Тогда во всём городе за 1 с вытекает 0,1 х 10⁶ мл/с;

3. Объём воды, вытекающей за год (3,15 х 10⁷ с) V_(воды)= (0,1 х 10⁶мл/с) х (3,15 х 10⁷с) = 3,15 х 10¹²мл;

4. Масса этой воды m_(воды)=3,15 х 10¹² г; (_(воды)=1 г/мл);

5. Количество теплоты Q, необходимое для нагревания воды от 10 до 60 ⁰С рассчитаем по формуле: Q=C*m_(воды)*(60 ⁰С – 10 ⁰С ), где С – удельная теплоемкость воды;

Q=6,6 x 10¹⁴ Дж;

1. на нагревание воды идёт 86% теплоты, выделяющейся при сгорании метана Q`, следовательно, Q`=(Q*100%)/86%=7,7 х 10¹⁴ Дж;

2. Количество метана, необходимое для получения этой теплоты вычислим по формуле:

=Q`/g_m, где g_m- молярная теплота сгорания метана; =8,75 х 10¹¹ моль;

1. Объём метана найдем по формуле V=V_m*=1,96 х 10¹³ л;

Ответ: за год в таком городе сжигается 1,96 х 10¹⁰ м³ газа.

Заключение

В заключение хотелось бы отметить, что, работая над проблемой “химии и экологии”, я сделал следующий вывод: необходима перемена сложившихся стереотипов отношения человека и природы. Она не обречена на веки быть источником неисчерпаемых запасов сырьевых ресурсов и полезных ископаемых. Более того, она не мастерская и даже не лаборатория, где допустимы любые эксперименты.

Вообще природа существует не для человека и он, человек, по отношению к ней никогда не станет властелином. Представление о власти людей над природой оказалось лишь очередным утопическим мифом, который ушёл вместе с веком, веком расточительства.

Устранение устаревшей идеологии нашего отношения к природе предполагает большую работу по перестройке сознания людей. О росте в общественном сознании приоритета экологических ценностей свидетельствует тот факт, что XXI в. наречён мировым сообществом “столетием окружающей среды”, а это значит, что экологический диктат будет определять и экономику, и образование, и культуру; а моя работа – это мой посильный вклад в решение данной проблемы.

Что происходит на свете?

А просто живем,

Просто едим, просто пьем,

Просто мусор бросаем.

Мусор — горой, только мы

Его не замечаем,

Снова едим, снова пьем,

В общем, просто живем.

Что же за всем этим будет?

А будет финал.

Будет финал,

Только знать бы,

Каким же он будет:

Или природу спасут

Помудревшие люди,

Или планета погибнет,

Как гибнет Байкал.

Список литературы:

1. “Экологический менеджмент (учебное пособие)” – Екатеринбург, 1998г

2. “Экологический менеджмент (практикум)” – Екатеринбург, 1998г.

3. “Экология на уроках химии” Кузьменок, Стрельцов, Кумачев – Минск, 1996г.

4. Приложение к газете “Первое сентября” «Химия» №16 2000г.

Краткий словарь

основных экологических и химико-экологических понятий.

Аддидивное действие факторов – действие факторов при котором их общий эффект равен сумме эффектов всех факторов в отдельности.

Алломоны – вещества , вырабатываемые организмами и участвующие в меж-

видовых взаимодействиях , приносящее пользу организму, который их вырабатывает. Сюда относятся различные отпугивающие вещества, антибио-

тики , яды, противоядия, вещества, прикрывающие бегство, привлекающие добычу и т.д.

Альтернативные источники энергии-источники энергии, которые в отличии от традиционных, например, нефти, газа, угля, атомной энергии , являются возобновляемыми и экологически чистыми.

Антагонистическое действие факторов – явление, при котором суммарное влияние двух факторов оказывается меньше суммы их независимых эффектов.

Аутоингибиторы адаптации-вещества, вырабатываемые организмами и

сдерживающие численность популяции в пределах ее равновесия с окружающей средой.

Аутотоксины – вещества, участвующие во внутривидовых взаимодействиях,

токсичные для вырабатывающего их организма и не приносящие пользы другим видам. К этой группе веществ могут быть отнесены и некоторые загрязнители окружающей среды.

Аэрозоль – взвешенные в газообразной среде частицы твердых или жидких веществ. Аэрозоль с жидкими частицами - туман, с твердыми – дым.

Характеристики

Список файлов реферата