ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Предисловие из "Технология обработки природных и сточных вод" Настоящая книга содержит всестороннее описание технологических процессов в области коммунального водоснабжения и канализации. Большое внимание в ней уделено практике, благодаря чему она может быть особенно полезна для технических вузов и научно-исследовательских институтов, занимающихся проблемами, связанными с окружающей средой и сохранением природных ресурсов. Книга также может быть использована при разработке специальных программ здравоохранения. [c.5] Опыт показывает, что при изучении данных вопросов (большую пользу приносит обзор дисциплин, применяемых в водоснабжении и при контроле над загрязнением окружающей среды. Поэтому в первых главах книги приведены основные положения химии, биологии, гидравлики и гидрологии, имеющие первостепенное значение для изучения проблем санитарии. Книга построена традиционно сначала изложены способы подачи, распределения и обработки природной воды, а затем методы сбора и очистки сточных вод. В последних главах дан обзор прогрессивных методов обработки сточных вод (например, применение чистого кислорода для их очистки), повторного использования очищенной воды к почвенной очистки сточных вод, описано использование лазеров при прокладке канализационных труб. [c.5] Автор выражает благодарность всем лицам, которые оказали помощь при работе над книгой. [c.5] Гидрологический цикл описывает движение воды в природе. Вода, испаряющаяся с поверхности океана, переносится воздушными массамц над сушей. Испарение материковых вод и воды растений увеличивает количество содержащейся в атмосфере влаги, которая в конце концов осаждается в виде дождя или снега, Дождевые осадки могут просачиваться в грунт, присоединяться к поверхностным водам, использоваться растениями или вновь испаряться. Грунтовые и поверхностные водные потоки текут в океан, и гидрологический цикл повторяется. [c.6] Сброс очищенных обычными способами сточных вод в озера, водохранилища и широкие устья рек (эстуарии), подобные озерам, ускоряет процесс эвтрофикации. В результате последнего качество воды ухудшается, что препятствует ее непрямому повторному использованию для общественных нужд, а также затрудняет использование водных источников для отдыха людей. Поэтому в водный цикл, созданный человеком и включающий озера и водохранилища, были введены усовершенствованные системы обработки сточных вод (т. е. с доочисткой) как искусственными, так и естественными методами. [c.6] Названия химических элементов, с которыми приходится сталкиваться в области технологии очистки природных и сточных вод, вместе с их символами, атомными массами, наиболее часто встречающейся валентностью и эквивалентной массой приведены в табл. 2.1. [c.9] Атомная масса — это масса элемента, выраженная в углеродных единицах (углеродная единица равна /12 части массы атома изотопа углерода С). Атомная масса элемента, выраженная в граммах, называется грамм-атомной массой. Например, грамм-атомная масса (грамм-атом) А составляет 27,0 г. Химический эквивалент элемента равен атомной массе, деленной на валентность. [c.9] Некоторые элементы существуют в природе в виде газов, например, водород, кислород и азот ртуть существует в виде жидкости другие встречаются в твердом виде, например углерод, сера, фосфор, кальций, медь и цинк многие элементы существуют в виде различных соединений с другими элементами. Атомы одного элемента соединяются с атомами другого элемента в определенном отношении, обусловленном их валентностью. Валентность — это способность элемента присоединять определенное число атомов водорода, валентность которого принята за единицу. Таким образом, элемент с валентностью 2+ может замещать в веществе два атома водорода, а с валентностью 2— может вступать в реакцию с двумя атомами водорода. Натрий имеет валентность 1+, хлор 1—, следовательно, один атом натрия соединяется с одним атомом хлора, образуя хлористый натрий N301 (поваренную соль). Азот с валентностью —3 может соединяться с тремя атомами водорода, образуя аммиак NHз. Массу соединения, равную сумме атомных масс составляющих его элементов и выраженную в граммах. [c.9] используемым в химии природных и сточных вод, приведены в табл. 2.3. Для соединений, используемых при очистке воды, указана одна наиболее распространенная область применения многие соединения применяются и для других целей, здесь не указанных. [c.11] В воде неорганические соединения диссоциируют на электрически заряженные атомы и радикалы, называемые ионами. Распад веществ на составляющие их ионы называется ионизацией. Ион выражается химическим символом элемента или радикала со знаками плюс или минус вверху, указывающими число единичных зарядов иона. [c.11] Типичный результат химического анализа природной воды приведен в табл. 2.4. Эти данные можно сравнить с характеристиками, содержащимися в стандартах и нормативах для питьевой воды, и определить, безопасна ли вода для потребления человеком или же требуется ее очистка перед использованием для бытовых и промышленных нужд [1]. [c.11] Предполагаемые комбинации положительных и отрицательных ионов могут быть составлены исходя из диаграммы, показанной на рис. 2.1. Они особенно полезны при рассмотрении вопроса об извест-ково-содовом умягчении воды. Из рис. 2.1 видно, что карбонатная жесткость [Са НСОз)2 + М (НСОз)2] составляет 2,15 мг-экв/л, а некарбонатная— (М 804) — 0,45 мг-экв/л. [c.12] Поскольку Ig (1/10 ) =7, значение pH в нейтральной воде равно 7. [c.13] Если к воде добавить кислоту, то концентрация водородных ионов увеличивается, что приводит к уменьшению значения pH. И наоборот, когда к воде добавлена щелочь, ионы ОН соединяются со свободными ионами водорода Н+, что понижает концентрацию водородных ионов и увеличивает pH. Вся шкала значений pH включает числа от О до 14. При pH от О до 7 среда кислая, при pH от 7 до 14 щелочная. [c.13] Железо окисляется из Ее в ЕеЗ+, в то время как кислород восстанавливается из О в О . [c.13] В этой реакции железо приобретает один положительный заряд, а марганец в перманганат-ионе восстанавливается, изменяя валентность с. 1 + на 4+ в двуокиси марганца. Стрелки в правой части, направленные вниз, показывают, что эти продукты выпадают в осадок. [c.13] Химическое осаждение применяется также для удаления из раствора других нежелательных ионов, таких, как железо и марганец. [c.14] Парциальное давление паров воды, мм рт. ст. [c.14] Газы могут образовываться в растворе в результате распада органических веществ в воде. Аммиак, выделяющийся из азотосодержащих соединений в результате биохимических процессов, присутствует в кислом растворе в виде радикала аммония, в щелочном же растворе он остается в виде газообразного аммиака. Один из способов удаления аммонийного азота из сточных вод основан на повышении pH с последующей отгонкой аммиака путем продувки воздухом. Другой газ, выделяемый из гниющих сточных вод и обнаруживаемый но специфическому запаху, — это сероводород НаЗ. Группа 5Н , также образующаяся в водных растворах в результате биохимических процессов, превращается в НгЗ в условиях, апособствующих протеканию восстановительных реакций. Сероводород затем удаляется из раствора в виде газа. В канализационной системе это может привести к коррозии труб вследствие окисления НгЗ до серной кислоты Н2504 в конденсационной влаге, присутствующей на внутренних поверхностях труб. [c.15] Вернуться к основной статье