Глава 4. Ультрафиолетовая обработка

ВВЕДЕНИЕ

Очистка воды – зачем она нам нужна? Все мы понимаем, что тема экологии с каждым днём становится куда более важной проблемой для нашей планеты, а вода занимает 70% всей Земли.

Существуют разные способы очистки:

˗ физические,

˗ химические

˗ биологические.

В этом проекте я расскажу о физических способах очищения воды

В основе работы физических способов очистки воды лежат различные физические явления, которые используются для воздействия на воду или содержащиеся в ней загрязнения. При очистке больших объемов воды эти методы используются преимущественно для удаления достаточно крупных твердых включений и выступают в качестве предварительной стадии грубой очистки, призванной снизить нагрузку на последующие стадии тонкой очистки. В то же время существует ряд физических методов, способных проводить глубокую очистку воды, но, как правило, производительность таких методов мала.

 

 

ПРОЦЕЖИВАНИЕ

Процеживание — это вариант общего метода фильтрации, когда из раствора устраняются крупные посторонние примеси. Часто такие примеси могут иметь повышенную твердость — например, при промывке руды. Поэтому для процеживания используются не тонкие фильтры-сетки, а решетки и сита, которые устанавливаются непосредственно перед отстойником.

Из-за простоты и надежности наибольшее распространение получили неподвижные решетки, хотя иногда используются подвижные. Изготавливаются решетки из стальных стержней, которые могут иметь круглое или квадратное сечение. Предпочтительнее стержни с квадратным сечением, так как они засоряются меньше круглых. Ширина прозоров между стержнями составляет 1,5-50 мм, ширина рабочей зоны решетки от 30 мм до 1200 мм. Движущаяся решетка может быть сделана в виде бесконечного гибкого привода (типа гусеницы танка) или спирального шнека. Находясь в постоянном движении, привод и шнек зачерпывают решетками очищаемую массу, вода уходит, оставшиеся на прутьях твердые фрагменты сбрасываются на транспортерную ленту.

Очень часто процеживающее устройство совмещается с дробилкой, чтобы отделенные решеткой полезные фракции измельчались и сразу шли в дальнейшую переработку. При необходимости режим процеживания может быть изменен на режим фильтрации. То есть искомые частицы будут не задерживаться на решетке, а проходить сквозь и накапливаться в сборнике.

Рисунок 1- Процеживание

Глава 2.    ОТСТАИВАНИЕ

Отстаивание заключается в отделении части механических загрязнений из воды под действием гравитационных сил, заставляющих частицы опускаться на дно, образуя осадок. Отстаивание может выступать как в качестве предварительной стадии очистки, на которой отделяются наиболее крупные загрязнители, так и в качестве

промежуточных стадий. Данный процесс осуществляется в отстойниках – резервуарах, снабженных устройствами для удаления осадка, время пребывания воды в которых рассчитывается из условия полного осаждения всех загрязняющих частиц, которые должны быть отделены. Дополнительная информация по отстойникам

Рисунок 3 Отстаивание

Глава 3.    ФИЛЬТРАЦИЯ

Вода пропускается сквозь пористый или сетчатый материал с отверстиями определенного размера, при этом посторонние частицы задерживаются. Вместо единого фильтрующего блока может быть применена засыпка из гранул нужного размера и форм. Засыпной вариант иногда удобнее тем, что забитый фильтр можно просто промыть и снова использовать, тогда как неразъемный фильтр часто приходиться выбрасывать при невозможности очистить.

Метод фильтрации является наиболее популярным за счет своей простоты и эффективности. Огромное разнообразие типов фильтров позволяет решать не менее разнообразный круг задач. Фильтрование может быть многоступенчатым, при этом на каждом этапе отсеиваются частицы определенного размера. Если загрязнение носит исключительно механический характер — например, различные фракции песка — то многоступенчатое фильтрование способно обеспечить практически полную очистку воды от посторонних примесей.

Рисунок 4 Фильтрация

Глава 9. ФЛОТАЦИЯ

В отличие от седиментации, то есть осаждения, флотация представляет собой обратный процесс. Вещество, отделяемое от раствора или водной суспензии (пульпы), поднимается и скапливается в верхнем слое жидкости. Процесс подъема организуется с помощью подачи воздуха или другого газа, подходящего по химическому составу и физическим свойствам. Пузырьки газа, проходя сквозь слой очищаемой жидкости, захватывают и поднимают к поверхности посторонние частицы. В зависимости от физических свойств частицы делятся на гидрофобные и гидрофильные. Это различие проявляется в разной степени смачиваемости, благодаря которой частицы разделяются. На поверхности жидкости из пузырьков с прилипшими к ним частицами образуется пена, которая легко удаляется.

Очистные установки, использующие данный метод, называются флотаторами. В зависимости от поставленной задачи, флотация, как и все остальные методы механической очистки, позволяет очищать жидкость от посторонних включений, либо добывать частицы полезного сырья из растворов. Обогащение полезных ископаемых часто происходит методом флотации. Из-за огромного количества модификаций метод флотации активно используют разные отрасли промышленности: горноперерабатывающая, химическая, пищевая и д

Рисунок 10 Флотация

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Стоит понимать, что именно такие науки, как физика, привели нас, людей, к технологическому прогрессу, но при этом мы стали загрязнять планету, что сказалось на погоде, а именно её потеплении и создании непригодных для жизни территорий. Между этим физика может нам дать различные решения для очищения не только воды, как показано в этом проекте, но и в других экологических проблемах.

 

 

 

Материалы взяты с источника:

 

˗  Познайка.Орг - Сайт знаний. Центробежное фильтрование
 https://poznayka.org/s95924t1.html

˗ Сайт Biokit: ПРОИЗВОДСТВО И ПРОДАЖА СИСТЕМ ВОДООЧИСТКИ
https://biokit.ru/video-instructions/sposoby-ochistki-vody/

˗ Сайт ENCE GmbH. Фильтры, системы очистки
https://oil-filters.ru/water_cleaning_methods/

˗ Сайт БИИКС Автономная канализация и очистка сточных вод
https://www.avtonomno.ru/articles/mekhanicheskaya-ochistka-stochnykh-vod/

 

ВВЕДЕНИЕ

Очистка воды – зачем она нам нужна? Все мы понимаем, что тема экологии с каждым днём становится куда более важной проблемой для нашей планеты, а вода занимает 70% всей Земли.

Существуют разные способы очистки:

˗ физические,

˗ химические

˗ биологические.

В этом проекте я расскажу о физических способах очищения воды

В основе работы физических способов очистки воды лежат различные физические явления, которые используются для воздействия на воду или содержащиеся в ней загрязнения. При очистке больших объемов воды эти методы используются преимущественно для удаления достаточно крупных твердых включений и выступают в качестве предварительной стадии грубой очистки, призванной снизить нагрузку на последующие стадии тонкой очистки. В то же время существует ряд физических методов, способных проводить глубокую очистку воды, но, как правило, производительность таких методов мала.

 

 

ПРОЦЕЖИВАНИЕ

Процеживание — это вариант общего метода фильтрации, когда из раствора устраняются крупные посторонние примеси. Часто такие примеси могут иметь повышенную твердость — например, при промывке руды. Поэтому для процеживания используются не тонкие фильтры-сетки, а решетки и сита, которые устанавливаются непосредственно перед отстойником.

Из-за простоты и надежности наибольшее распространение получили неподвижные решетки, хотя иногда используются подвижные. Изготавливаются решетки из стальных стержней, которые могут иметь круглое или квадратное сечение. Предпочтительнее стержни с квадратным сечением, так как они засоряются меньше круглых. Ширина прозоров между стержнями составляет 1,5-50 мм, ширина рабочей зоны решетки от 30 мм до 1200 мм. Движущаяся решетка может быть сделана в виде бесконечного гибкого привода (типа гусеницы танка) или спирального шнека. Находясь в постоянном движении, привод и шнек зачерпывают решетками очищаемую массу, вода уходит, оставшиеся на прутьях твердые фрагменты сбрасываются на транспортерную ленту.

Очень часто процеживающее устройство совмещается с дробилкой, чтобы отделенные решеткой полезные фракции измельчались и сразу шли в дальнейшую переработку. При необходимости режим процеживания может быть изменен на режим фильтрации. То есть искомые частицы будут не задерживаться на решетке, а проходить сквозь и накапливаться в сборнике.

Рисунок 1- Процеживание

Глава 2.    ОТСТАИВАНИЕ

Отстаивание заключается в отделении части механических загрязнений из воды под действием гравитационных сил, заставляющих частицы опускаться на дно, образуя осадок. Отстаивание может выступать как в качестве предварительной стадии очистки, на которой отделяются наиболее крупные загрязнители, так и в качестве

промежуточных стадий. Данный процесс осуществляется в отстойниках – резервуарах, снабженных устройствами для удаления осадка, время пребывания воды в которых рассчитывается из условия полного осаждения всех загрязняющих частиц, которые должны быть отделены. Дополнительная информация по отстойникам

Рисунок 3 Отстаивание

Глава 3.    ФИЛЬТРАЦИЯ

Вода пропускается сквозь пористый или сетчатый материал с отверстиями определенного размера, при этом посторонние частицы задерживаются. Вместо единого фильтрующего блока может быть применена засыпка из гранул нужного размера и форм. Засыпной вариант иногда удобнее тем, что забитый фильтр можно просто промыть и снова использовать, тогда как неразъемный фильтр часто приходиться выбрасывать при невозможности очистить.

Метод фильтрации является наиболее популярным за счет своей простоты и эффективности. Огромное разнообразие типов фильтров позволяет решать не менее разнообразный круг задач. Фильтрование может быть многоступенчатым, при этом на каждом этапе отсеиваются частицы определенного размера. Если загрязнение носит исключительно механический характер — например, различные фракции песка — то многоступенчатое фильтрование способно обеспечить практически полную очистку воды от посторонних примесей.

Рисунок 4 Фильтрация

Глава 4. УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ ОБРАБОТКА

Ультрафиолетовая дезинфекция воды, хоть и не производит непосредственно очистку, но активно применяется в процессе водоподготовки и заключается в обработке уже очищенной воды ультрафиолетовой частью спектра света (в частности используется диапазон волн с длиной 200-400 нм), невидимой для человеческого глаза, с целью обеззараживания воды. Смерть живых организмов под данным излучением наступает преимущественно вследствие повреждений молекул ДНК и РНК, что вызвано фотохимическими реакциями, возникающими в их структуре. Преимуществами такого способа обеззараживания является независимость процесса от состава воды и сохранение этого состава после УФ обработки. Тем не менее необходимо учитывать наличие в воде твердых примесей, способных оказывать экранирующий эффект по отношению к излучению

Рисунок 5 Ультрафиолетовая обработка