290 likes | 681 Views
JAK SE DĚLÁ PITNÁ VODA. Martin Pivokonský. Ústav pro hydrodynamiku AV ČR Pod Paťankou 5 Praha 6 166 12 www.ih.cas.cz Tel.: 233 109 068 E-mail: pivo@ih.cas.cz. Bilance vody na Zemi. voda v mořích : 1 348 000 000 km 3 (97,40 %) voda vázaná v ledovcích : 27 820 000 km 3 (2,01 %)
E N D
JAK SE DĚLÁ PITNÁ VODA Martin Pivokonský Ústav pro hydrodynamiku AV ČR Pod Paťankou 5 Praha 6 166 12 www.ih.cas.cz Tel.: 233 109 068 E-mail: pivo@ih.cas.cz
Bilance vody na Zemi • voda v mořích: 1 348 000 000 km3 (97,40 %) • voda vázaná v ledovcích: 27 820 000 km3 (2,01 %) • podzemní voda a půdní vlhkost: 8 062 000 km3 (0,58 %) • voda v řekách a jezerech: 225 000 km3 (0,02 %) • voda v atmosféře: 13 000 km3 (0,001 %) CELKEM: 1 384 120 000 km3 (100 %)z toho sladká voda: 36 020 000 km3 (2,60 %)
Úprava vody odstraňování nežádoucích příměsí z vody, zušlechťování vody, hygienické zabezpečení úprava povrchové vody - odstraňování koloidních disperzí a makromolekulárních organických látek úprava podzemní vody – odstraňování oxidu uhličitého, železa, manganu, radioaktivního radonu atd.
Úpravárenské procesy Fyzikální – adsorpce, desorpce, sedimentace, filtrace Chemické – srážení, oxidace, hydrolýza Fyzikálně chemické – chemisorpce, membránové procesy atd. Hydraulické – míchání suspenze, zahušťování a separace suspenze Biologické a mikrobiologické – odstraňování dusíkatých látek, odstraňování železa a manganu, pomalá (anglická) filtrace
Úprava povrchových vod Upravovaná voda je disperzní systém, který obsahuje částice příměsí rozdílného charakteru a s různým stupněm disperzity. Cílem úpravy na vodu pitnou je co možná největší snížení obsahu těchto příměsí. • Příměsi ve vodách: • minerální příměsi (hlinitokřemičitany, amorfní oxid křemičitý) • organické příměsi (huminové látky, polysacharidy, proteiny) • biologický materiál (především řasy, sinice, bakterie a viry) • Disperzní soustavy • hrubě disperzní (suspenze, emulze a pěny) - částic 10-6 m • koloidně disperzní (koloidy) - částic mezi 10-6 až 10-8 m • analyticky disperzní (roztoky) - částic 10-8 m
Hydrofobní koloidy Hydrofilní koloidy
Konvenční (chemická) úprava vody • tvorba kineticky nestálých agregátů: • destabilizace kineticky stálých částic příměsí - vliv především chemických faktorů (velikost adhezních sil) • agregace destabilizovaných částic v kineticky nestálé agregáty - vliv fyzikálních faktorů (velikost tečných sil) • separace agregátů • sedimentace • filtrace • flotace
Destabilizace znečišťujících příměsí Destabilizační činidla: síran železnatý FeSO4 . 7H2O chlorid železitý FeCl3 . 6H2O chlorsíran železitý FeClSO4 síran hlinitý Al2(SO4)3 . 18H2O síran železitý Fe2(SO4)3 . 9H2O hlinitan sodný NaAlO2 polyaluminium chlorid PAC (neutralizovaný AlCl3) soli kovů ve vodě disociují a hydrolyzují za tvorby hydroxokomplexů - polymerace Fe3+ + 3H2O monohydroxokomplexy polyhydroxokomplexy Fe(OH)3 + 3H+
Destabilizované částice Stabilní částice destabilizace (sekundy) transport a agregace částic (minuty až hodiny) rozbíjení a restrukturalizace Morfologicky stabilizované vločkovité agregáty Vločkovité agregáty
Agregace destabilizovaných částic Morfologické vlastnosti agregátů (velikost, tvar, hustota) jsou podmíněny poměrem tečných a adhezních sil a ovlivňují jejich následnou separaci • Dělení agregátů: • neagregovaný podíl - 10-6 m • primární částice - = 10-6 – 10-4 m • mikročástice - = 10-4 – 10-3 m • makročástice - 10-3 m
Schéma filtru A – fáze filtrace B – fáze praní 1 – odvod filtrátu, přívod prací vody 2 – přívod vody na filtraci, odběr prací vody 3 – přívod tlakového vzduchu
Hygienické zabezpečení vody • Fyzikálně-chemické: teplo, UV záření, oligodynamické působení iontů těžkých kovů • Chemické: chlor a jeho sloučeniny, ozón, další oxidační činidla Chlorace vody Dávkování chlornanusodného nebo koncentrované chlorové vody Cl2 + H2O = HClO + HCl Množství chloru u spotřebitele: 0,05 – 0,3 mg/l • Za přítomnosti NOM (huminové látky, metabolické produkty sinic a řas) ve vodě vznikají: • trihalogenmethany (THM) – CHX3 (X – atom chloru nebo bromu): chloroform, bromoform, ale i směsné: dibromchlormethan a bromdichlormethan • halogen deriváty kyseliny octové (HAA)
Chloraminace vody - chloraminy se vyrábějí přímo v upravované vodě dávkováním chloru a amonných iontů NH3 + Cl2 = NH2Cl + HCl NH3 + 2Cl2 = NHCl2 + 2HCl Oxid chloričitý - nepůsobí chloračně (nevznikají THM), má pouze oxidační účinky - velmi silné baktericidní činidlo Ozonizace vody • nejsilnější oxidační činidlo, působí na bakterie i viry • vyrábí se v ozonizátorech ze suchého vzduchu nebo kyslíku působením • el. výboje • reakcí s organickými látkami mohou vznikat organické peroxidy • reakcí s bromidy vznikají bromičnany