Методы очистки природных вод презентация. Презентация "способы очистки воды". Обеззараживания воды алюмокалиевыми квасцами

Цели и задачи исследования: – знакомство с теорией по данной проблеме; – проведение экологического мониторинга состояния питьевой воды в выбранных районах; – выявление основных загрязнителей воды; – установление соответствия качества питьевой воды санитарным нормам; – сопоставление качества исследуемой воды; – определение химических показателей дополнительно очищенной воды; – составление таблиц и графиков по данному материалу

Что такое питьевая вода? Питьевой считается вода, пригодная к употреблению внутрь и отвечающая критериям качества - то есть вода безопасная и приятная на вкус. В мире эти критерии были утверждены Европейским Сообществом, а затем приняты с некоторой адаптацией каждой из стран. В нашей стране c 1 января 2002 года действует документ с названием "Санитарные правила и нормативы СанПиН 2.1.4.1074-01".

Без воды наше существование невозможно. А без хорошей воды невозможно хорошее существование. Вода доставляет в клетки организма питательные вещества и уносит отходы жизнедеятельности, участвует в процессе терморегуляции и дыхания. Для нормальной работы всех систем человеку необходимо как минимум 1,5 литра воды в день. Парадоксальный факт: вода необходима для жизни, но она же является и одной из главных причин заболеваемости в мире. Опасность употребления некачественной воды может быть микробиологической: вода в природе содержит множество микроорганизмов, некоторые из которых вызывают у человека такие заболевания, как холера, тиф, гепатит или гастроэнтерит. Загрязнение воды может быть и химическим. При этом последствия употребления грязной воды могут наступить как немедленно, так и через несколько лет.

Основные методы очистки воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения Проблема очистки воды охватывает вопросы физических, химических и биологических ее изменений в процессе обработки с целью сделать ее пригодной для питья, т.е. очистки и улучшения ее природных свойств. Основными методами очистки воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения являются осветление, обесцвечивание и обеззараживание.

Осветление воды путем осаждения взвешенных веществ Эту функцию выполняют осветлители, отстойники и фильтры. В осветлителях и отстойниках вода движется с замедленной скоростью, происходит выпадение в осадок взвешенных частиц. В целях осаждения мельчайших коллоидных частиц, к воде прибавляют раствор коагулянта (сернокислый алюминий, железный купорос или хлорное железо). В результате образуются хлопья, увлекающие при осаждении взвеси и коллоидные вещества.

Фильтрование Фильтрование - самый распространенный метод отделения твердых частиц от жидкости. При этом из раствора могут быть выделены не только диспергированные частицы, но и коллоиды. В процессе фильтрования происходит задержание взвешенных веществ в порах фильтрующей среды и в биологической пленке, окружающей частицы фильтрующего материала. Вода освобождается от взвешенных частиц, хлопьев коагулянта и большей части бактерий.

Обесцвечивание Обесцвечивание воды, т. е. устранение или обесцвечивание различных окрашенных коллоидов или полностью растворенных веществ может быть достигнуто коагулированием, применением различных окислителей (хлор и его производные, озон, перманганат калия) и сорбентов (активный уголь, искусственные смолы).

Обеззараживание воды (дезинфекция) Так как полного освобождения воды от болезнетворных бактерий ни отстаивание, ни фильтрование не дают, с целью дезинфекции применяют следующие способы: введение в воду сильных окислителей (хлор, йод, марганцево-кислый калий, перекись водорода, гипохлорит натрия и кальция, жидкий хлор и хлорную известь), способных убивать ферменты бактериальных клеток; нагревание воды до температуры 80 °С (пастеризация) - 100 °С (стерилизация); облучением воды ультрафиолетовыми лучами; озонированием; воздействием ультразвуком; введением в воду серебра или других металлов, обладающих олигодинамическим действием на микроорганизмы. Практическое применение нашли 1, 3 и 4-й методы.

Для устранения запаха хлора к обрабатываемой воде прибавляют одновременно с хлором в небольших количествах аммиак (аммонизация воды). Хлор, введенный в воду, образует хлорноватистую кислоту и соляную кислоту по уравнению Сl2 + Н2О = = НОСl + НСl. Хлорноватистая кислота НОСl - соединение нестойкое, диссоциирующее с образованием гипохлоритного иона ОСl. При этом окислительное действие на органические вещества, в том числе и бактерии, проявляют как хлорноватистая кислота, так и гипохлоритный ион. Соляная кислота соединяется с карбонатами, находящимися в воде. Для устранения запаха хлора к обрабатываемой воде прибавляют одновременно с хлором в небольших количествах аммиак (аммонизация воды). Хлор, введенный в воду, образует хлорноватистую кислоту и соляную кислоту по уравнению Сl2 + Н2О = = НОСl + НСl. Хлорноватистая кислота НОСl - соединение нестойкое, диссоциирующее с образованием гипохлоритного иона ОСl. При этом окислительное действие на органические вещества, в том числе и бактерии, проявляют как хлорноватистая кислота, так и гипохлоритный ион. Соляная кислота соединяется с карбонатами, находящимися в воде.

Дезодорация воды Для удаления из воды веществ, вызывающих нежелательные привкусы и запахи, применяют следующие методы ее обработки: аэрацию (основана на летучести большинства веществ, обуславливающих привкусы и запахи); окисление хлором, озоном, перманганатом калия и другими окислителями (для удаления из воды запахов, обусловленных жизнедеятельностью микроорганизмов и водорослей); сорбцию активным углем.

Ступени водоочистки Учитывая состав водопроводной воды, которая зачастую содержит хлориды, фториды, сульфиды, сульфаты, металлы, хлор и хлорорганические соединения, а также промышленные загрязнения в виде хрома, никеля, ртути, свинца, мышьяка, меди, радионуклидов, большинство производителей предлагают фильтры многоступенчатой водоочистки. В процессе прохождения через такой фильтр на каждой ступени очистки вода теряет те или иные примеси.

1-ая ступень - это механическая очистка воды, в процессе которой удаляются такие инородные частицы, как песок, ил, ржавчина. Осуществляется она с помощью полипропиленовой сетки, в зависимости от размеров отверстий в которой удерживаются только примеси (микрофильтрация) или примеси и бактерии (ультрафильтрация). 1-ая ступень - это механическая очистка воды, в процессе которой удаляются такие инородные частицы, как песок, ил, ржавчина. Осуществляется она с помощью полипропиленовой сетки, в зависимости от размеров отверстий в которой удерживаются только примеси (микрофильтрация) или примеси и бактерии (ультрафильтрация).

2-ая ступень - удаление хлора, пестицидов, запахов. Происходит адсорбция, то есть поглощение частиц в порах какого-либо материала. Самым распространенным адсорбентом является природный фильтрант уголь, также используются синтетические волокна. 2-ая ступень - удаление хлора, пестицидов, запахов. Происходит адсорбция, то есть поглощение частиц в порах какого-либо материала. Самым распространенным адсорбентом является природный фильтрант уголь, также используются синтетические волокна. Уголь очищает, поглощая остаточный хлор, органические соединения и споры бактерий, и улучшает - вкус, запах, цвет питьевой воды. Многие производители применяют активированный уголь из скорлупы кокоса, адсорбционная способность которого в 4 раза выше. Чтобы предотвратить размножение бактерий внутри фильтра активированный уголь покрывают слоем серебра. В некоторых фильтрах используется полимерное углеродное волокно аквален - смесь угля и синтетических материалов.

3-я ступень - умягчение воды и ее освобождение от тяжелых металлов - ионный обмен. Помимо всего вышесказанного, мягкая вода в несколько раз улучшает вкус чая, кофе и других напитков, а также более пригодна для умывания и применения в быту.

Наиболее дешевая - механическая очистка - применяется для выделения взвесей. Основные методы: процеживание, отстаивание и фильтрование. Применяются, как предварительные этапы. Химическая очистка применяется для выделения из сточных вод растворимых неорганических примесей. При обработке сточных вод реагентами происходит их нейтрализация, выделение растворенных соединений, обесцвечивание и обеззараживание стоков. Физико-химическая очистка применяется для очистки сточных вод от грубо- и мелкодисперсионных частиц, коллоидных примесей, растворенных соединений. Высокопроизводительный и в то же время дорогой способ очистки. Биологические методы применяются для очистки от растворенных органических соединений. Метод основан на способности микроорганизмов разлагать растворенные органические соединения. Наиболее дешевая - механическая очистка - применяется для выделения взвесей. Основные методы: процеживание, отстаивание и фильтрование. Применяются, как предварительные этапы. Химическая очистка применяется для выделения из сточных вод растворимых неорганических примесей. При обработке сточных вод реагентами происходит их нейтрализация, выделение растворенных соединений, обесцвечивание и обеззараживание стоков. Физико-химическая очистка применяется для очистки сточных вод от грубо- и мелкодисперсионных частиц, коллоидных примесей, растворенных соединений. Высокопроизводительный и в то же время дорогой способ очистки. Биологические методы применяются для очистки от растворенных органических соединений. Метод основан на способности микроорганизмов разлагать растворенные органические соединения.

В настоящее время из общего количества сточных вод механической очистки подвергается 68% всех стоков, физико-химической- 3%, биологической - 29%. В перспективе предполагается повысить долю очистки биологическим методом до 80%, что улучшит качество очищаемой воды. Основным методом повышения качества очистки вредных выбросов предприятиям при рыночной экономике является система штрафов, а также система плат за пользование очистными сооружениями. В настоящее время из общего количества сточных вод механической очистки подвергается 68% всех стоков, физико-химической- 3%, биологической - 29%. В перспективе предполагается повысить долю очистки биологическим методом до 80%, что улучшит качество очищаемой воды. Основным методом повышения качества очистки вредных выбросов предприятиям при рыночной экономике является система штрафов, а также система плат за пользование очистными сооружениями.

Исследование качества питьевой воды в г. Краснодаре Объектом исследования выбрана вода микрорайон Комсомольский, Юбилейный, Черёмушки. Задачи исследования: – знакомство с теорией по данной проблеме; – проведение экологического мониторинга состояния питьевой воды в выбранных районах; – выявление основных загрязнителей воды; – установление соответствия качества питьевой воды санитарным нормам; – сопоставление качества исследуемой воды; – определение химических показателей дополнительно очищенной воды; – составление таблиц и графиков по данному материалу

Органолептические показатели воды. Содержание взвешенных частиц. Этот показатель качества воды определяется фильтрованием воды через бумажный фильтр и последующим высушиванием осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы. Для анализа берется 500 мл. воды. Фильтр перед работой взвешивается. После фильтрования осадок с фильтром высушивается до постоянной массы при 105ْС, охлаждается в эксикаторе и взвешивается. Весы должны обладать высокой чувствительностью, лучше использовать аналитические весы. Содержание взвешенных веществ в мг/л в испытуемой воде определяется по формуле: (m1 – m2) 1000/V, где m1 – масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частиц, г; m2 – масса бумажного фильтра до опыта, г; V – объем воды для анализа, л. ПДК = 10мг/г.

Цвет (окраска) При загрязнении водоема стоками промышленных предприятий вода может иметь окраску, не свойственную цветности природных вод. Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20 см, для водоемов культурно-бытового назначения – 10 см. Диагностика цвета – один из показателей состояния водоема. Для определения цветности воды используется стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набирается вода и на белом фоне бумаги определяется ее цвет (голубой, зеленый, серый, желтый, коричневый) – показатель определенного вида загрязнения.

Прозрачность Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмов, содержания химических соединений. Для определения прозрачности воды используется прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который наливается вода, подкладывается под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина линий букв – 0,5 мм, и сливается вода до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт. Измеряется высота столба оставшейся воды линейкой и выражается степень прозрачности в сантиметрах. При прозрачности воды менее 3 см водопотребление ограничивается. Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.

Запах Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают естественным путем и со сточными водами. Запах воды водоемов, обнаруживаемый непосредственно в воде или (водоемов хозяйственно-питьевого назначения) после ее хлорирования, не должен превышать 2 баллов. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запахов воды при 20 ˚ и 60˚С.

Определение качества воды методами химического анализа. Водородный показатель (pH). Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (pH около 7). Значение pH воды водоемов хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения регламентируется в пределах 6,5 – 8,5. Оценивать значение pH можно разными способами. 1. Приближенное значение pH определяют следующим образом. В пробирку наливают 5 мл исследуемой воды, 0,1 мл универсального индикатора, перемешивают и по окраске раствора определяют pH: розово-оранжевая – pH около 5; светло-желтая – 6; зеленовато-голубая – 8. 2. Можно определить pH с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая ее окраску со шкалой.

Жесткость воды Различают общую, временную и постоянную жесткость воды. Общая жесткость обусловлена главным образом присутствием растворимых соединения кальция и магния в воде. Временная жесткость иначе называется устранимой или карбонатной. Она обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция и магния. Постоянная (некарбонатная) жесткость вызвана присутствием других растворимых солей кальция и магния. Общая жесткость варьирует в широких пределах в зависимости от типа пород и почв, слагающих бассейн водосбора, а также от сезона года. Значение общей жесткости в источниках централизованного водоснабжения допускается до 7 ммоль экв./л, в отдельных случаях по согласованию с органами санитарно – эпидемиологической службы – до 10 ммоль экв./л. При жесткости до 4 ммоль экв./л вода считается мягкой, 4 – 8 ммоль экв./л – средней жесткости, 8 – 12 ммоль экв./л – жесткой, более 12 ммоль экв./л – очень жесткой. Методами химического анализа обычно определяют жесткость общую (Жо) и карбонатную (Жк), а некарбонатную (Жн) рассчитывают как разность Жо – Жк.

Обнаружение катионов свинца. Реагент: хромат калия (10 г K2CrO4 растворить в 90 мл H2O). Условия проведения реакции 1. pH = 7,0. 2. Температура комнатная. 3. Осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и аммиаке. Выполнение анализа В пробирку помещают 10 мл пробы воды, прибавляют 1 мл раствора реагента. Если выпадает желтый осадок, то содержание катионов свинца более 100 мг/л: Pb2+ + CrO2- = PbCrO4 жёлтый

Обнаружение катионов железа. Реагенты: тиоцианат аммония (20 г NH4CNS растворить в дистиллированной воде и довести до 100 мл); азотная кислота (конц.); перекись водорода (ω (%) = 5 %). Условия проведения реакции 1. pH 3,0 2. Температура комнатная. 3. Действием пероксида водорода ионы Fe (II) окисляют до Fe (III). Выполнение анализа К 10 мл пробы воды добавляют 1 каплю азотной кислоты, затем 2 – 3 капли пероксида водорода и вводят 0,5 мл тиацианата аммония. При концентрации ионов железа более 2,0 мг/л появляется розовое окрашивание, при концентрации более 10 мг/л окрашивание становится красным: Fe3+ + 3CNS– = Fe(CNS)3 красный

Обнаружение сульфат – ионов. Реагент: хлорид бария (10 г BaCl2 x 2H2O растворить в 90 г H2O); соляная кислота (16 мл HCl (p = 1,19) растворить в воде и довести объем до 100мл). Условия проведения реакции 1. pH 7,0. 2. Температура комнатная. 3. Осадок нерастворим в азотной и соляной кислотах. Выполнение анализа. К 10 мл пробы воды прибавляют 2 – 3 капли соляной кислоты и приливают 0,5 мл раствора хлорида бария. При концентрации сульфат – ионов более 10 мг/л выпадает садок: Ba2+ + SO42- = BaSO4 белый

В результате исследований я выяснил, что в воде, прошедшей дополнительную обработку фильтром и кипячением, снижается кислотность. Наиболее очищенной явилась талая вода, уменьшилось содержание хлорид и сульфат ионов, катионы железа в талой воде не обнаруживаются. В результате исследований я выяснил, что в воде, прошедшей дополнительную обработку фильтром и кипячением, снижается кислотность. Наиболее очищенной явилась талая вода, уменьшилось содержание хлорид и сульфат ионов, катионы железа в талой воде не обнаруживаются.

Выводы из проведенного исследования качества питьевой воды г. Краснодара можно сделать следующие выводы: 1. Качество питьевой воды по органолептическим и большинству химических показателей соответствует нормам Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), Европейского сообщества (ЕС) и Государственного стандарта (ГОСТ). 2. Питьевая вода нашей местности является водой средней жесткости, однако водопроводная вода мягче природной. 3. При движении по многокилометровым магистралям из чугунных и стальных труб, подверженных коррозии, в водопроводной воде повышается содержание ионов железа.

4. Рекомендуется производить дополнительную обработку питьевой воды 4. Рекомендуется производить дополнительную обработку питьевой воды непосредственно на месте потребления: а) отстаивание водопроводной воды; при этом улетучивается остаточный свободный хлор, который применяют для обеззараживания воды. б) кипячение воды; основное предназначение процесса кипячения – обеззараживание воды и снижение карбонатной жесткости. в) вымораживание воды; считается, что такая вода самая чистая, лучше проникает через биологические мембраны, быстрее выводится из организма экскреторными органами. г) фильтрование; фильтры уменьшают ее жесткость и содержание свободного хлора. 5. Подземные воды являются основным источником питьевой воды в нашей местности, они гораздо ценнее по качеству и наиболее надежны в санитарном отношении.

ЛИТЕРАТУРА: 1. Алексеев С.В., Груздева Н.В., Муравьев А.Г., Гущина Э.В. Практикум по экологии: учебное пособие. Москва, Издательство АО МДС, 1998г. 2. Ашихмина Т.Я Школьный экологический мониторинг. Издательство «Агар», 2000 г. 3. Браун Т., Лемей Г. Химия – в центре наук. Пер. с англ. Москва «Мир», 1983 г. 4. Мигунов Л.Н., Мигунова М.И. Природа и общество. г. Старый Оскол, 2000 г. 5. Муравьев А.Г. Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами. – СПб.: Крисмас +, 1999 г. 6. Небел Б. Наука об окружающей среде. Пер. с англ. – М., «Мир», 1993 г. 7. Новиков Ю.В. и др. Методы исследования качества воды водоемов. – М.: Медицина, 1990 г. 8. Паус К.Ф. Основы промышленной экологии г. Белгород, 2001 г.

Работа может использоваться для проведения уроков и докладов по предмету "Химия"

Готовые презентации по химии включают в себя слайды, которые учителя могут использовать на уроках химии для для изучения химических свойств веществ в интерактивной форме. Представленные презентации по химии помогут учителям в учебном процессе. На нашем сайте Вы можете скачать готовые презентации по химии для 7,8,9,10,11 класса.

ПРОЕКТ

«Способы очистки и фильтрации питьевой воды»

Выполнил:

Ученик 8А класса

Лазарев Денис

Проверил наставник

Воробьева Ирина Ивановна

Введение :

Цели и задачи. Актуальность.
Цели и задачи.
Актуальность.
Теоретическая часть:
Теоретическая часть:

Практическая часть.
Вода - ценнейший природный ресурс. Загрязнители воды. Нормативные документы качества воды. Основная классификация способов и методов очистки воды. Фильтры.
Вода - ценнейший природный ресурс.
Загрязнители воды.
Нормативные документы качества воды.
Основная классификация способов и методов очистки воды. Фильтры.
Практическая часть.
Заключение.
Список литературы.

Цели и задачи

Цель работы:

Изучить влияние водных ресурсов на здоровье человека, исследование качества воды, способы очистки и фильтрации питьевой воды.

Задачи:

1. Узнать о значении воды в жизни человека

2. Ознакомиться с определением качества воды

3. Рассмотреть способы улучшения качества питьевой воды

Актуальность

Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность для всех живых организмов и, в частности, для человека. В настоящее время вопросы качества питьевой воды имеют наивысшую актуальность.

Человек - элемент биосферы. Все жизненные ресурсы он получает из биосферы. В неё человек сбрасывает и отходы. Долгое время такой тип человеческой деятельности не нарушал равновесия биосферы.

Существование биосферы и человека всегда было основано на использование воды. Человечество всегда стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу многообразное давление. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания в ней неорганических веществ, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и др.

Загрязнители воды

Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение воды. В случае превышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех показателей вредности: санитарно-токсикологическому, обще санитарному или органолептическому, вода считается загрязненной.

Загрязнители воды подразделяются на химические (синтетические поверхностно-активные вещества, пестициды, тяжелые металлы, диоксины, нефтепродукты и др.), биологические (вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы) и физические (радиоактивные вещества, тепло).

Нормативные документы для обеспечения качества питьевой воды

Для обеспечения качества воды в водоисточниках и системах водопотребления используется ряд документов, основанных на значениях ПДК, из которых главными являются следующие:

ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством». ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора». «Санитарные нормы предельно-допустимого содержания вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового использования» СанПиН 42-121-4130-88. «Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения». СанПиН 4630-88 «Водный кодекс РФ», 1997 год.
ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством».
ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора».
«Санитарные нормы предельно-допустимого содержания вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового использования» СанПиН 42-121-4130-88.
«Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения». СанПиН 4630-88
«Водный кодекс РФ», 1997 год.

Методы очистки воды делятся на четыре группы:

Механические (являются наиболее дешевыми и применяются для выделения взвесей).

Химические (используются для нейтрализации в сточных водах неорганических примесей).

Физико-химические (используются для фильтрации грубо - и мелко- дисперсионных частиц)

Биологические (используются для нейтрализации растворенных органических соединений).

Отстаивание

Отстаивание используют для удаления из воды хлора. Для этого водопроводную воду наливают в емкость и оставляют на несколько часов.

Фильтрование

Данный способ очищает воду только от нерастворимых примесей.

Кипячение

Кипячение используют для уничтожения вирусов, бактерий, микроорганизмов, удаления хлора.

Недостатки : при кипячении вода меняет структуру из-за испарения кислорода, концентрация солей в оставшемся объеме увеличивается из-за испарения воды, многие вирусы гибнут при более высокой температуре, образуется дополнительный хлороформ вызывающий раковые заболевания.

Кристаллизация

Метод основан на химическом законе, согласно которому при замерзании жидкости сначала в наиболее холодном месте кристаллизуется основное вещество, а в наименее холодном затвердевает все, что было растворено в основном веществе.

Недостатки : метод требует медленного замораживания, не все растворимые соли осаждаются на дне сосуда.

Дистилляция

При кипячении вода из жидкого состояния переходит в газообразное, оставляя на дне емкости растворимые в ней соли, вирусы, бактерии. Поднимаясь вверх, и двигаясь по газоотводному приемнику дистиллятора, охлаждается и переходит в жидкое состояние. Недостатки : легкая хлорорганика перегоняется вместе с водяным паром, уничтожаются важные микроэлементы, дистиллированная вода при длительном употреблении вымывает из организма соли кальция, железа и многие другие.

Обеззараживания воды алюмокалиевыми квасцами

Алюмокалиевые квасцы очищают воду за счет образования продуктов гидролиза от бактерий, взвешенных частиц и примесей органических веществ, выделившаяся серная кислота нейтрализует воду, имеющую щелочную реакцию. Выпавший осадок удаляется фильтрованием.

Озонирование

Один из наиболее реальных и эффективных методов очистки воды, позволяющий существенно улучшить качество питьевой и очищенной сточной воды, решить проблемы здравоохранения и экологии.

Преимущества метода : высокая активность озона в отношении обеззараживания воды от бактерий и вирусов; одновременно с обеззараживанием происходит обесцвечивание воды, устраняются запахи и привкусы; не изменяет натуральные свойства воды; заменяет традиционные методы хлорирования, ультразвук, фильтрацию и другие. Недостатки : большие затраты электроэнергии.

Хлорирование

Хлор давно используется в качестве основного обеззараживающего реагента практически во всех очистных предприятиях России. Он взаимодействует с составными частями клетки микроорганизма, что приводит к нарушению обмена веществ в клетке и отмиранию микроорганизмов. Недостатки : хлор - сильнодействующее ядовитое вещество; способствует образованию в воде токсичных и хлорорганических соединений; обладает последействием; очистные станции, использующие хлор, являются объектами повышенной опасности.

Гипохлорит натрия

Применяется в жидком виде, получают на месте применения электрохимическим способом. Эффективен против большинства болезнетворных микроорганизмов, безопасен при использовании и хранении. Недостатки : неэффективен против цист; при хранении теряет активность и выделяет хлор; после использования образует большое количество побочных продуктов; требует немедленного использования сразу после получения.

N a C l O

Фильтры

Фильтры бывают разных типов:

Обратноосмотические (В них используются тонкие мембраны с размером ячеек, сопоставимым с размером молекулы воды)
Ионообменные ( В них применяются ионозамещающие смолы, которые смягчают воду)
Безреагентные фильтры обезжелезивания (Из воды выводятся вредные вещества в виде осадка с помощью избытка кислорода)
Сорбционные (Применяется активированный уголь)
УФ- и озоновые фильтры

Практическая часть

Самый простой способ очистки воды в домашних условиях – это фильтрование.

Вот так выглядит схема простейшего фильтра, который можно изготовить дома

Для изготовления такого фильтра нам потребуется пластиковая 5-литровая бутылка из-под воды. От неё отрезаем дно. Завязываем горлышко несколькими слоями чистой ткани. Насыпаем древесный уголь, потом речной песок.

Можно пробовать!

Заключение

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рациональное использование для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения!

Список литературы

Г.А. Скоробогатов, А.И. Калинин “Водопроводная вода. Ее химические загрязнения и способы доочистки в домашних условиях” - СПб/издательство СПб 2003
Краузер Б.; Фридмантл М. Химия. Лабораторный практикум.- М:Химия, 1995
Чебышев Н.; Каган Б. Высшая школа 21-го века: Проблема качества//Высшее образование в России.- 2000
Фридмантл М. “Химия в действии”. М. “Мир” 1991
Алферова А.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. - М.: Стройиздат, 1987.
Гавич И.К. Методы охраны внутренних вод от загрязнения и истощения.- М.: Агропромиздат, 1985.
Жуков А.И. Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод М.: Стройиздат, 1987.
Соколов А.К. Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков. - М.: Стройиздат, 1992.

Актуальность темы. Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества – минерала, горной породы, живого тела, которое ее бы не заключало. Все земное вещество ею проникнуто и охвачено. Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества – минерала, горной породы, живого тела, которое ее бы не заключало. Все земное вещество ею проникнуто и охвачено.

Цель исследования: изучение способов очистки воды и их сравнение их результатов с помощью эксперимента. Задачи: 1. Изучить способы очистки воды с древних времён до наших дней. 2. Изучить влияние вредных веществ, содержащихся в воде на организм человека. 3. Попробовать создать подобие фильтра для воды из подручных средств и сравнить его результат его очистки с результатом очистки с помощью современного бытового фильтра. Цель исследования: изучение способов очистки воды и их сравнение их результатов с помощью эксперимента. Задачи: 1. Изучить способы очистки воды с древних времён до наших дней. 2. Изучить влияние вредных веществ, содержащихся в воде на организм человека. 3. Попробовать создать подобие фильтра для воды из подручных средств и сравнить его результат его очистки с результатом очистки с помощью современного бытового фильтра.

На заре человечества, когда Земля еще не была столь перенаселена, а люди не загрязняли ее отходами своей жизнедеятельности, питьевая вода была практически идеально чистой и не требовала дополнительных систем очистки. Люди лишь пытались придать воде улучшенные вкусовые качества с помощью ягод, цветов и фруктов. А от мутности избавлялись простым отстаиванием питьевой воды.

Прообразы современных фильтров. Их принцип действия был близок к естественным очистным процессам и заключался в прохождении воды сквозь слой различных веществ: щебня, песка и древесного угля. Их принцип действия был близок к естественным очистным процессам и заключался в прохождении воды сквозь слой различных веществ: щебня, песка и древесного угля.

Выводы. существуют разные способы очистки воды: отстаивание, использование камышовых тростинок, «Рукав Гиппократа», кипячение, воздействие солнечными лучами и др. существуют разные способы очистки воды: отстаивание, использование камышовых тростинок, «Рукав Гиппократа», кипячение, воздействие солнечными лучами и др. Человек может создать самодельный фильтр из подручных материалов, но он очистит воду лишь от механических загрязнений. Человек может создать самодельный фильтр из подручных материалов, но он очистит воду лишь от механических загрязнений. Современный бытовой фильтр способен очистить воду от вредных химических примесей, поэтому он более эффективен. Современный бытовой фильтр способен очистить воду от вредных химических примесей, поэтому он более эффективен.

Что же такое вода? Вода – раствор, состоящий из множества химических веществ техногенного и природного происхождения. В воде содержатся: ионы легких, тяжелых металлов – золото, литий; газы – кислород, озон, хлор; Неорганические и органические вещества – соли, кислоты, щелочи; Нерастворимые органические примеси органического и неорганического происхождения – песок, ржавчина, ил.

Факторы, определяющие качество воды Окраска Плавающие примеси Плавающие примеси Взвешенные частицы Взвешенные частицы Растворённый кислород Растворённый кислород Возбудители болезней Возбудители болезней Токсичные вещества Токсичные вещества Запахи Вкус Кислотность Минеральный состав Минеральный состав Жёсткость

Традиционные способы очистки воды Через грубые решётки (задерживаются крупные плавающие предметы) Механическая очистка Через мелкие сита (улавливаются более мелкие частицы) Фильтрование Вода проходит через фильтры (водоёмы, врытые в землю). На дне фильтра – слой гравия, затем слой мелкого песка толщиной до 70 см.

Качество воды в нашем городе Ввиду сильного загрязнения поверхностных вод, главным источником питьевого водоснабжения являются артезианские воды. Качество воды исследуется в лаборатории Водоканала. Во всех водозаборах города вода соответствует требованиям Сан ПиН. В северной части города наблюдается небольшое превышение по жёсткости.

Дезинфекция воды (обеззараживание воды) – комплекс мер, предпринимаемых с целью очистки воды от микроорганизмов (вирусы, бактерии, цисты и т.д.). Как показывают многочисленные исследования, качество питьевой воды в значительной степени зависит от метода и режима ее обеззараживания. Существующие методы дезинфекции питьевой воды подразделяют на реагентные, безреагентные и комбинированные.

К безреагентным методам обеззараживания воды относятся: ультрафиолетовое обеззараживание воды - УФ обеззараживание воды; ультразвуковая обработка воды. В комбинированных методах дезинфекции воды применяются два способа обеззараживания или два дезинфектанта, один из которых способен в течение длительного времени сохранять свою активность в воде.

Хлорирование воды - наиболее распространённый способ обеззараживания питьевой воды с применением газообразного хлора или хлорсодержащих соединений, вступающих в реакцию с водой или растворенными в ней солями. В результате взаимодействия хлора с протеинами и аминосоединениями, содержащимися в оболочке бактерий и их внутриклеточном веществе, происходят окислительные процессы, химические изменения внутриклеточного вещества, распад структуры клеток и гибель бактерий и микроорганизмов. Дезинфекция (обеззараживание) питьевой воды осуществляется за счёт дозирования хлора, двуокиси хлора, хлорамина и хлорной извести. Cl 2 + H 2 O=HClO + HCl

Обеззараживание воды диоксидом хлора С появлением безопасной технологии производства диоксида хлора, многие авторитетные учёные заявляют, что диоксид хлора станет важным дезинфектантом и окислителем в мире в последующие 20 лет, также как хлор произвёл фурор 100 лет назад По данным на 2011 год, диоксид хлора принят как дезинфектант во многих странах. Его используют во многих отраслях, где важна безопасность воды, в том числе, в питьевом водоснабжении, очистке сточных вод, производстве продуктов питания и напитков, предприятиях бутилирования воды.

Озонирование воды это более высокотехнологичный способ обработки воды. Озон представляет собой аллотропическую модификацию кислорода. При нормальной температуре он самопроизвольно диссоциирует, особенно в воде. С повышением температуры воды распад озона увеличивается. Бактерицидное действие озона связано с активным проникновением этой химически активной формы кислорода через клеточные мембраны и последующим окислением органических веществ, что и вызывает гибель бактериальной клетки. Наряду с обеззараживанием, озонирование приводит к улучшению вкуса и уничтожению запахов воды.

Серебрение воды Если подобрать грамотно фильтр серебрения воды, то остаточное содержание растворённого в воде серебра не превысит …10 -5 мг/л (при этом в контактном слое серебрения воды концентрации могут достигать значения 0,015 мг/л), что позволяет осуществлять одновременно бактерицидную и бактериостатическую обработку воды. В настоящее время созданы безопасные установки и технологии серебрения воды. На базе них можно получать гарантированно чистую питьевую воду без хлора и без бактерий.

Йодирование воды – это метод дезинфекции, при котором применяются йодсодержащие соединения. Как бактерицидный агент, йод известен довольно давно и широко применяется в медицине. Сложности связаны с низкой растворимостью йода в воде, поэтому чаще всего используются его органические соединения. Помимо этого, йодирование воды может быть причиной появления специфических запахов. В отличие от хлора йод не реагирует с аммиаком и более устойчив к влиянию солнечной радиации.

Ультрафиолетовая обработка воды заключается в прямом воздействии излучения на нуклеиновые кислоты, входящие в состав ДНК и РНК всех живых организмов. Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением является летальным для большинства микроорганизмов, в том числе и для устойчивых к окислительным методам вирусов и цист простейших. Тестируется в Харькове.

Ультразвуковая обработка воды Колебания среды с частотами, превышающими 20 к Гц, называются ультразвуковыми. При распространении ультразвука в воде, вокруг объектов, находящихся в ней и имеющих другую плотность, возникают микроскопические области очень высокого давления (десятки тысяч атмосфер), сменяющегося высоким разрежением. Это явление называют ультразвуковой кавитацией. Никакой микроорганизм не способен выдержать такие воздействия и происходит механическое разрушение бактерий.

Дистилляция - процесс очистки жидкостей, заключающийся в испарении жидкости с последующей конденсацией пара. При этом происходит разделение жидких многокомпонентных смесей на отличающиеся по составу фракции путем частичного испарения смеси и конденсации образующихся паров. Методом дистилляции можно отделить жидкость от растворенных в ней твердых веществ или жидкостей с сильно отличающимися температурами кипения. Дистилляционные системы также должны обязательно содержать активированный уголь, так как нет другого способа убрать низкомолекулярную высоколетучую органику (типа хлороформа).

Практически для всех стран мира проблема очистки питьевой воды становится с каждым годом все более актуальной. Это связано с повсеместно ухудшающейся экологической обстановкой. Проблема питьевой воды в Украине - общенациональная. Количество и качество воды из водопровода является сутью этой проблемы. Плохое состояние водных объектов - одна из основных причин низкого качества водопроводной воды.

Сегодня альтернативу водопроводной воде составляет бутилированная питьевая вода. В Украине увеличивается производство и потребление воды, расфасованной в емкости. Поскольку такая вода является особым продуктом и должна быть не только безопасной и безвредной для здоровья, но также вкусной, полезной и физиологически полноценной.

Cлайд 1

Методы очистки питьевой воды Выполнил: Сабадашов К.С. ученик 11 «Б» гимназии №25 Руководитель: Безик Ю.Б. г. Краснодар

Cлайд 2

Cлайд 3

Cлайд 4

Cлайд 5

Cлайд 6

Cлайд 7

Cлайд 8

Cлайд 9

Cлайд 10

Cлайд 11

Cлайд 12

Cлайд 13

Cлайд 14

2-ая ступень - удаление хлора, пестицидов, запахов. Происходит адсорбция, то есть поглощение частиц в порах какого-либо материала. Самым распространенным адсорбентом является природный фильтрант уголь, также используются синтетические волокна. Уголь очищает, поглощая остаточный хлор, органические соединения и споры бактерий, и улучшает - вкус, запах, цвет питьевой воды. Многие производители применяют активированный уголь из скорлупы кокоса, адсорбционная способность которого в 4 раза выше. Чтобы предотвратить размножение бактерий внутри фильтра активированный уголь покрывают слоем серебра. В некоторых фильтрах используется полимерное углеродное волокно аквален - смесь угля и синтетических материалов.

Cлайд 15

Cлайд 16

Методы очистки воды Существует несколько методов очистки воды, но все они входят в три группы методов: - механические методы; - физико-химические методы; - биологические методы.

Cлайд 17

Cлайд 18

Cлайд 19

Cлайд 20

Органолептические показатели воды. Содержание взвешенных частиц. Этот показатель качества воды определяется фильтрованием воды через бумажный фильтр и последующим высушиванием осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы. Для анализа берется 500 мл. воды. Фильтр перед работой взвешивается. После фильтрования осадок с фильтром высушивается до постоянной массы при 105 С, охлаждается в эксикаторе и взвешивается. Весы должны обладать высокой чувствительностью, лучше использовать аналитические весы. Содержание взвешенных веществ в мг/л в испытуемой воде определяется по формуле: (m1 – m2) 1000/V, где m1 – масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частиц, г; m2 – масса бумажного фильтра до опыта, г; V – объем воды для анализа, л. ПДК = 10мг/г.

Cлайд 21

Cлайд 22

Cлайд 23

Cлайд 24

Характер и род запаха воды естественного происхождения Характер запаха Примерный род запаха Ароматический Огуречный, цветочный Болотный Илистый, тинистый Гнилостный Фекальный, сточной воды Древесный Мокрой щепы, древесной коры Землистый Прелый, свежевспаханной земли, глинистый Плесневый Затхлый, застойный Рыбный Рыбы, рыбьего жира Сероводородный Тухлых яиц Травянистый Скошенной травы Неопределенный Не подходящий под предыдущие определения

Cлайд 25

Интенсивность запаха воды Балл Интенсивность запаха Качественная характеристика 0 ― Отсутствие ощутимого запаха 1 Очень слабая Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем 2 Слабая Запах, не привлекающей внимания потребителя, но обнаруживаемый, если на него обратить внимание 3 Заметная Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде с неодобрением 4 Отчетливая Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья 5 Очень сильная Запах настолько сильный, что вода становится непригодной для питья

Cлайд 26

Показатель качества воды Единица измерения ГОСТ ВОЗ Директива Совета ЕС 98/83/ЕС Обобщенные показатели Водор. показ. /рН/конц. ионов водорода отн.ед. 6,0 - 9,0 6,5 – 8,5 6,5 – 9,5 Общая жесткость мгэкв/л 7,0 7,0 10,0 Химические /не более/ Катионы железа мг/л 0,3 0,3 0,2 Катионы свинца мг/л 0,03 0,03 0,01 Хлорид ионы мг/л 10,0 7,0 7,0 Сульфат ионы мг/л 10,0 5,0 5,0 Органолептические показатели /не более/ Запах баллы 2,0 ― ― Мутность по станд. шкале мг/л 1,5 2,8 2,3 Цветность град. 20,0 15,0 20,0 Привкус баллы 2,0 ― ―

Cлайд 27

Cлайд 28

Cлайд 29

Cлайд 30

Cлайд 31

Обнаружение хлорид – ионов. Реагенты: нитрат серебра (5 г AgNO3 растворить в 95 мл воды); азотная кислота (1:4). Условия проведения реакции 1. pH 7,0 2. Температура комнатная. Выполнение анализа К 10 мл пробы воды прибавляют 3 – 4 капли азотной кислоты и приливают 0,5 мл раствора нитрата серебра. Белый осадок выпадает при концентрации хлорид – ионов более 100 мг/л: Cl– + Ag+ = AgCl белый Проведено исследование питьевой воды в следующих точках города: – М.-Н. Юбилейный – М.-Н Комсомольский – М.-Н. Черёмушки Сравнительный анализ качества водопроводной воды с Государственным стандартом Показатель качества воды ГОСТ Исследуемая вода м-нКомсомольский м-н Юбилейный м-н Черёмушки Водор. показ. / рН / конц. ионов водорода. 6,0 - 9,0 6,5 7,0 7,0 Катионы железа 0,3 5,5 2,0 2,0 Катионы свинца 0,03 ― ― ― Хлорид ионы 10,0 5,0 6,0 5,0 Сульфат ионы 10,0 5,0 5,0 3,0 В результате исследований я выяснил, что в воде, прошедшей дополнительную обработку фильтром и кипячением, снижается кислотность. Наиболее очищенной явилась талая вода, уменьшилось содержание хлорид и сульфат ионов, катионы железа в талой воде не обнаруживаются.

Cлайд 38

Cлайд 39

4. Рекомендуется производить дополнительную обработку питьевой воды непосредственно на месте потребления: а) отстаивание водопроводной воды; при этом улетучивается остаточный свободный хлор, который применяют для обеззараживания воды. б) кипячение воды; основное предназначение процесса кипячения – обеззараживание воды и снижение карбонатной жесткости. в) вымораживание воды; считается, что такая вода самая чистая, лучше проникает через биологические мембраны, быстрее выводится из организма экскреторными органами. г) фильтрование; фильтры уменьшают ее жесткость и содержание свободного хлора. 5. Подземные воды являются основным источником питьевой воды в нашей местности, они гораздо ценнее по качеству и наиболее надежны в санитарном отношении.

Cлайд 40

Cлайд 41

Интернет ресурсы: http://www.physicon. http://www.hemi.wallst.ru http://picanal.narod.ru/ http://www.hemi.wallst.ru/ http://www.alhimik.ru/ http://www.chem.msu.su/ http://www.cnit.msu.ru/