Uvod
1.Šta je to voda?
Voda je hemijsko jedinjenje kiseonika i vodonika. Hemijska formula vode je H2O. Voda je supstanca bez mirisa, ukusa i boje. Temperatura mržnjenja vode je 0 °C, a temperatura ključanja je 100 °C. Čvrsto agregatno stanje se zove led, a gasovito para.
Pre više hiljada godina rana ljudska plemena su lutala tražeći pogodno mesto gde bi se mogli nastaniti. Prvi i osnovni uslov da se neko mesto odabere za osnovno stanište tih plemena bio je prisustvo vode, reke ili jezera.
Čista voda je bezbojna. Može imati i neke nijanse (zelenkastoplavu), što je posledica rastvorenih organskih i neorganskih materija u njoj.
Mutnoća vode opisuje se sledećim ocjenama: bistra, slaboopalescirajuća, opalescirajuća, malo mutna, mutna, vrlo mutna. Vode u potocima i rekama mogu biti mutnije u periodu kiša i topljenja snega. Mutna voda se ne smije koristiti za piće. Takvu vodu treba pre upotrebe izbistriti, a potom dezinfikovati. Po pravilu čista voda je bistra.
Voda je tečnost bez mirisa i ukusa koja je prisutna skoro svuda: u okeanima, morima, rjekama, jezerima, gasovita u oblacima, zamrznuta u glečerima ili u velikim podzemnim bazenima ispod krčnjačkih stijena. Ovu vodu neprestano koristi živi svijet koji bez nje ne može da živi.
Ljudsko tijelo čini 72 odsto vode, pri čemu ono stalno unosi i izbacuje nove količine. Voda je presudna za Metabolizam u organizmu, pošto omogućuje varenje i kasnije rastvaranje hrane u ćelijama, ali i čišćenje ćelija od odpada. Smatra se da bi svakog dana u tijelo trebalo unijeti oko osam čaša vode, ali to nije naučno potkrepljeno pošto mnogi ljudi piju znatno manje vode. Kako bi zadovoljila svoje ogromne potrebe za vodom, ljudska civilizacija vodu crpi ispod zemlje, iz rjeka, ili iz mora, a potom je vodovodima dovodi u gradove, do stanova i česmi. Sva voda, hemijski posmatrana sačinjena je od istog molekula H2O.
Ovo nam govori da je voda sastavljena od dva atoma vodonika i jednog atoma kiseonika.
1.2.Voda kao provodnik
Voda se smatra dobrim provodnikom električne struje. To i nije sasvim tačno, pošto čista voda, H2О, obično ne provodi struju. Struja kroz vodu protiče zahvaljujući rastvorenim mineralima. Voda koja sadrži izuzetno veliki udeo minerala, naziva se mineralna voda. U njoj se nalaze pojedina jedinjenja koja su korisna za organizam. Mehurići koji se nalaze u flaširanim vodama su najčešće industrijski dodatak dodat radi dužeg trajanja i boljeg ukusa (dodat je gas ugljen-dioksid CO2 koji se dodaje u sva gazirana pića). Za razliku od slatkih, u morskoj vodi je rastvoreno mnogo minerala natrijum-hlorida NaCl (kuhinjska so). Voda je takođe i odličan rastvarač i to joj omogućava višestruku upotrebu. Kada je voda toplija rastvaranje je brže.
Osnovna fizička svojstva vode su:
• boja
• mutnoća (izgled)
• miris
• ukus
• temperatura
2.Mutnoća vode
Mutnoću vode čine suspendovane i koloidne čestice u vodi. Mutnoća se meri poređenjem svetlosnih efekata koji se odvijaju prolaskom svetlosti kroz uzorak i standard. Što je veći intenzitek skretanja svetla veća je i mutnoća uzorka. Izražava se u nefelometrijskim jedinicama mutnoće i u sadržaju SiO2u vodi izraženim u mg/L.
Mutnoća vode potiče od :
• suspendovanih čestica gline,
• čestica mulja,
• finih, sitnih organskih i neorganskih materija,
• rastvorenih, obojenih organskih materija,
• mikroskopski sitnih živih organizama i
• planktona.
Mutnoća vodi daje neprozirnost. Mutnoća se meri i određuje u laboratorijama ili na licu mesta. U periodu niskog vodostaja mnoge reke imaju čistu, jaku, zelenkastu boju, imaju nisku mutnoću, manju od 10 NTU-a. U kišnom periodu čestice sa obale se spiraju i rastvaraju u vodi, voda postaje blatnjava i obojena što ukazuje na visoku mutnoću. Tokom visokog vodostaja, brzina vode je veća, ona doprinosi lakšem i bržem spiranju čestica sa dna.
Smanjenje mutnoće vode-bistrenje vode moguće je obaviti na neki od sledećih načina:
• prirodnim taloženjem
• flokulacijom
• centrifugalnim taloženjem
• flotacijom
• filtracijom
1. Laboratorijsko merenje mutnoće.
2. Terenski turbidimetar kontinualno meri mutnoću u rekama.Uređaji za vodu mere infracrvenom metodom.
3. Standardni uzorci različite mutnoće (5, 50, 500 NTU-a)
4. Merač mutnoće se kalibriše standardima razlićite mutnoće, koje izdaje proizvođač.
2.1.Taloženje
Taloženje je jedna od najčešće korišćenih operacija u postupcima obrade otpadnih voda. Taloženjem se uklanja pesak i zrnasti materijal, suspendovane čestice, biomase, hemijski talog i koncentriše se otpadni mulj.
Osnovni cilj taloženja je dobijanje bistrog efluenta, sa što nižim sadržajem suspendovanih materija.
Uređaji u kojima se odigrava operacija taloženja nazivaju se taložnici.
Osnovni delovi svakog taložnika su:
• ulazna zona
• zona taloženja
• zona mulja
• izlazna zona
pravougaoni i kružni taložnik
2.2.Flokulacija
Flokulacija je fizički proces formiranja krupnijih flokula, destabilizovanih koloidnih čestica.Naelektrisanje čestica koje čine mutnoću vode u vodi na pH oko 7 je najčešće negativno. Dodavanjem sredstava za flokulaciju nastaju krupne, lako filtrirajuće flokule. Koloidne čestice su u vodenom rastvoru istog naelektrisanja, bilo pozitivnog ili negativnog, zato se odbijaju i ne grade veće čestice. Dodavanjem flokulanata dolazi do neutralizacije koloidnih čestica koje se privlače i stvaraju mikroflokule.
Flokulacija se odvija u dve faze:
1.iz perkinetičkog efekta
2.iz ortokinetičkog efekta
Perkinetički efekat se sastoji u neutralizaciji istorodno naelektrisanih čestica, a ortokinetički efekatnse sastoji u stvaranju mikroflokula.
Neki od flokulanata:
• Anjonski flokulant - praškasti i tečni flokulanti različitog naboja, hemijske građe i različitih molekulskih masa
• Nejonski flokulant - praškasti i tečni flokulanti različitog naboja, hemijske građe i različitih molekulskih masa
• Katjonski flokulant - praškasti i tečni flokulanti različitog naboja, hemijske građe i različitih molekulskih masa
vertikalni i horizontalni flokulator
2.3.Koagulacija
Koagulacija je fizičko-hemijski proces prevođenja jednofaznog sistema (prirodna ili otpadna voda) u pravi dvofazni sistem, destabilizacijom koloidnih čestica hemijskim sredstvima.
Stabilnost koloidnih sistema nije podjednaka, u tom smislu se razlikuju:
• povratni koloidni sistemi (disperzije sapunske, deterdžentske, skrobne i belančevinaste u vodi) koji predstavljaju termodinamski stabilne sisteme)
• nepovratni koloidni sistemi (vodene disperzije glina, mikroorganizama, metalnih oksida itd.), koji su znatno manje stabilne disperzije)
Primena u obradi otpadnih voda:
• bistrenje mutnih i obojenih površinskih voda
• kondicioniranje otpadnih bioloških muljeva radi lakšeg i efikasnijeg obezvodnjavanja
• uklanjanje algi iz efluenta oksidacionih laguna
• biološka obrada otpadnih voda (flokulacija mikroorganizama)
• obrada otpadnih voda sa visokim sadržajem koloidno dispergovanih zagađivača
• tercijarna obrada otpadnih voda (na primer uklanjanje fosfata krečom)
načini brzog mešanja pri koagulaciji vode
Koagulanti: Al2(SO4) 18H2O, FeSO 4 7H2O, Fe2(SO4)3...
2.4.Flotacija
Flotacija je proces molekularnog „slepljivanja“ čestica materijala koji se flotira uz graničnu površinu faza, obično gas (najčešće vazduh) – voda. Flotacija se koristi kao alternativna metoda drugim separacionim postupcima: sedimentaciji, separaciji centrifugama, filtraciji i slično, od kojih je često ili efikasnija ili ekonomski opravdanija.
Čvrste čestice, kapljice, molekuli ili joni iz tečne faze, „prilepljeni“ uz mehurove vazduha koji se formiraju u tečnoj fazi na različite načine, bivaju dominatnom silom potiska iznošene na površinu tečnosti, gde se koncentrišu u obliku pene koja se odatle uklanja.
Flotacione postupke možemo podeliti na :
• prirodnu flotaciju koja se javlja u prirodnim vodotokovima posebno u prisustvu PAM
• stimulisanu flotaciju koja se u zavisnosti od načina uvođenja gasne u tečnu fazu deli na:
1. elektroflotaciju
2. biološku i hemijsku flotaciju
3. i flotaciju dispergovanim vazduhom
Bistrenje vode flotacijom:
1. dovod vode sa hemikalijama
2. injektiranje vode pod pritiskom
3. kanal za mulj
4. izbistrena voda
5. priprema vode pod pritiskom
6. rezervoar izbistrene vode
2.5.Filtracija
Gruba filtracija vode počinje pri nerđajućoj ili poliesterskoj mrežici za odstranjivanje grubih čestica veličine ljudske dlake. Filtracija se nastavlja uz pomoć različitih uložaka koji su izrađeni od naboranog papira ili se pak radi o navijenim nitima do 0,1 mm. A za bistrenje vode predfiltracija počinje da se izvodi već pri 3 mm i nastavlja se finom filtracijom do 0,1 mm i manje. U sisteme se takođe ugrađuje i ugljevlje u sintranoj formi ili u formi granulanata.
U zavisnosti u kojim se uslovima primenjuje filtracija se deli na filtraciju koja se odvija u kontrolisanim uslovima i filtraciju koja se odvija u prirodnim uslovima.Filtriranje se ostvaruje prolaskom vode kroz sloj granuliranog materijala postavljenog na perforiranu podlogu.
Tokom filtriranja se mogu obavljati i drugi procesi kao što su:
• biološka oksidacija amonijaka
• katalitičko uklanjanje mangana
• rastvaranje organskih materija
• kao i zadržavanje bakterija i virusa
2.5.1.Spori filteri
Spori filter a)presek b)osnova
1. dovod vode
2. ispust
3. odvod
4. glavni dren
5. laterale
6.
Spori filteri su za održavanje veoma jednostavni. Površina filtera zavisi od dnevne
količine vode i brzine filtriranja.
2.5.2.Brzi filteri
Brzi filteri imaju do 40 puta veću brzinu filtriranja nego spori.
Delovi brzog filtera:
1. sloj peska
2. sloj šljunka
3. žlebovi za pranje filtera
4. kolektor vode
5. noseća ploča filtera
6. drenažne cevi
Kod procesa brzog filtriranja zadržavanje vode je 10-20 minuta. Pre početka filtriranja voda se mora dobro hemijski pripremiti (koagulirati). Pranje filtera se obavlja odozdo prema gore.
Dvoslojni filteri su u prednosti u odnosu na jednoslojne zbog:
• veće brzine filtriranja
• imaju bolji kvalitet filtera
• duži vremenski period između dva pranja
Brzi filter pod pritiskom:
1. dovod koagulisane vode
2. zatvarač na dovodu vode
3. indikator protoka
4. odvod filtrirane vode
5. mlaznice
6. zatvarač na ispustu
7. zatvarač na dovodu vazduha
8. zatvarač na odvodu filtrirane vode
9. zatvarač na odvodu od pranja
10. odvod od pranja
11. dovod vazduha
12. sloj vode i filterska ispuna
3.Zaključak
Bistrenjem se može izvršiti i dezinfekcija vode, jer se bistrenjem uklanjaja 90% bakterija, pored suspendovanih čestica.
Dezinfekcija vode podrazumjeva uklanjanje ili uništavanje patogenih i fakultativno patogenih mikroorganizama. U toku dezinfekcije i sterilizacije vode nastaju kod mikroorganizama grubi poremećaji koloidne ravnoteže (zbog dejstva fizičkih, fizičko-hemijskih i hemijskih agenasa).
Kod nas u državi, fizičko-hemijski rizičnu vodu pije oko 709 588 stanovnika, odnosno oko 13,98%.
Naši sugrađanji često,pored boje naše vode kao i mirisa, kroz šalu pomenu da naša voda sadrži ceo periodni sistem elemenata, čak i da se može zapaliti.U našoj vodi je prisutan arsen prirodnog, geološkog porekla koji je u velikim količinama štetan, te bi se zbog toga njegov sadržaj trebao ograničavati.
Stručnjaci Zavoda za javno zdravlje su upozorili da pri hlorisanju vode sa visokim sadržajem organskih materija postoji realna opasnost od formiranja kancerogenih materija.Doveli smo sebe u skoro bezizlaznu situaciju.
Voda sačinjava 70% ukupne površine Zemlje, ali to ne znači da je ima na pretek.Voda je nasleđe koje moramo sačuvati za buduće generacije.
Нема коментара:
Постави коментар