Плазмохімічне оброблення питної води

Під дією контактної нерівноважної плазми магістральна питна вода набуває ряду властивостей. Відтак, у ній у процесі її оброблення впродовж 6∙10³ - 1,8'10⁴ с водневий показник (рН) підвищується до екстремальних значень 10,5-11,0 і при подальшому збільшенні тривалості оброблення поступово знижується, наближаючись до значень 2,8-3,0.

При цьому має місце накопичення у її складі пероксиду водню у кількості від 100 до 700 мг/л. Окрім H₂O₂ у плазмохімічно обробленій воді містяться сполуки з підвищеними окисними властивостями, частина з яких містить кисень в активній формі. Після оброблення води плазмою змінюється її густина і динамічна в’язкість. Це пов’язано зі структуруванням води через зміни складу середовища. Домішки, що містяться у воді і здатні утворювати тверді нерозчинні сполуки, випадають в осад, що викликає деяке зниження в’язкості середовища, однак потім в’язкість збільшується за рахунок утворення пероксиду водню та надпероксидних сполук. Електропровідність, яка пов’язана з кількістю заряджених часток у рідині, для активованої магістральної води збільшується.

Плазмохімічно оброблена хімічно чиста вода здатна зберігати свої властивості впродовж тривалого часу. Її тестування показало, що зміна концентрації пероксидних сполук не перевищувала 12% від їх початкової концентрації після 90 діб з моменту її обробки. Така активована вода зберігає свої властивості після кипіння у порівнянні з синтетично виготовленим розчином пероксиду водню. Застосування плазмохімічного метода дозволяє ефективно очищувати воду від ряду органічних та неорганічних сполук (табл. 3.1).

Таблиця 3.1 - Характеристика якості питної води за сольовим складом та вмісту органічних сполук

Показник	Вихідна концентрація	Після оброблення
Жорсткість мг-екв/дм³,	1,9	2,8
Лужність, мг-екв/дм³	3,9	2,9
Вміст, мг/дм³
Сухий залишок	256,0	218,0
Загальний вміст солі	364,1	306,6
Кальцій	28,5	25,7
Магній	8,2	6,5
Натрій	21,7	22,7
калій	4,8	4,7
бікарбонати	234,9	176,9
Хлориди	50,4	47,1
сульфати	16,3	23,1
аміак	1,06	0,83
нітрити	1,155	,19
нітрати	2,48	2,5
вуглець загальний	22,5	7,0
органічний вуглець	19,5	6,5
неорганічний вуглець	3,0	0,5
феноли	0,011	0,005
Сума ГВС (хлороформ), мкг/дм³	103,0	8,0

Після оброблення води, у порівнянні з контрольною, відмічається зниження концентрації «солей жорсткості» (кальцію та магнію).

При вмісті у вихідній воді близько 364 мг/дм³, їх кількість в обробленій воді знижується приблизно до 307 мг/дм³ та відповідає оптимальному регламенту для питної води гідрокарбонатного класу (250-500 мг/дм³). Оброблення води КНП призводить до зниження концентрації азотовмісних сполук - вміст амонійного азоту в обробленій воді зменшується на 22%. Окиснюваність згідно перманганату, що характеризує вміст легкоокисних сполук, після впливу КНП збільшується, що, пов’язане з процесами окиснення органічних сполук та переходом їх у легкоокисні форми. У той самий час сумарна кількість органічних сполук при обробленні розрядом КНП знижується в середньому на 60% у відношенні до початкового рівня. Згідно ступеню забруднення галовмісними сполуками (ГВС), що утворюються при хлоруванні води, метод має високу ефективність. Концентрація ГВС знижується у середньому в 4 рази та не перевищує гігієнічного регламенту.

Застосування методу низькотемпературного оброблення плазмою для забрудненої води дозволяє знизити концентрацію важких металів у воді з низьким рівнем забрудненості (табл. 3.2).

Таблиця 3.2 - Концентрація металів в питній воді з різним рівнем забруднення до та

після обробки КНП

bgcolor=white>0,100

Метал	До оброблення	Після оброблення	Ступінь очищення	До оброблення	Після оброблення	Ступінь очищення
Алюміній	0,100	0	1,850	0,210	88,6
Барій	0,100	0,100	0	0,320	0,290	9,4
Ванадій	0,070	0,040	42,9	0,060	0,050	3,0
Залізо	0,160	0,150	6,2	0,720	0,170	76,4
Кадмій	0,001	0,001	0	0,002	0,001	50,0
Кобальт	0,040	0,030	25,0	0,140	0,020	85,7
Літій	0,007	0,007	0	0,007	0,007	0
Марганець	0,047	0,017	63,8	0,150	0,046	69,3
Мідь	0,012	0,002	83	1,070	0,040	96,3
Молібден	0,070	0,040	42,9	0,910	0,880	3,3
Нікель	0,030	0,030	0	0,130	0,010	92,2
Свинець	0,010	0,010	0	0,050	0,010	80,4
Стронцій	0,480	0,480	0	0,480	0,430	11,1
Хром	0,060	0,060	0	0,090	0,080	95,0
Цинк	0,100	0,100	0	3,760	0,190	0
Кальцій	46,300	45,600	1,5	45,800	45,800	26,0
Магній	7,000	6,180	11,7	7,010	5,190	0
Калій	2,200	2,200	0	2,00	2,000	5,6

Концентрація лужних та лужноземельних елементів у воді незначна. На 12% знижується вміст магнію, практично не змінюється вміст кальцію, калію та натрію.

Найбільш ефективно метод очищає воду від,%: цинку - на 95 міді - 70, марганцю - 64, заліза - до 86, алюмінію - до 89, кобальту і нікелю - до 58, свинцю - до 60, кадмію - до 50. Істотно нижче ступінь очищення питної води від хрому і стронцію - до 10%, а також молібдену і барію - до 3%.

Застосування методу низькотемпературного оброблення плазмою дозволяє також ефективно знизити концентрацію важких металів у забрудненій річковій воді (табл. 3.3).

Таблиця 3.3 - Концентрація металів у забрудненій річковій воді до та після оброблення КНП

Метал	До оброблення	Після оброблення	Ступінь очищення
Алюміній	1,9000	0,460	75,7
Барій	0,500	0,330	34,0
Ванадій	0,100	0,090	10,0
Залізо	1,370	0,230	83,2
Кадмій	0,004	0,001	75,0
Кобальт	0,510	0,020	96,1
Літій	0,008	0,008	0
Марганець	0,210	0,049	76,6
Мідь	1,380	0,006	99,6
Молібден	0,340	0,010	97,1
Нікель	1,540	1,390	9,7
Свинець	0,040	0,010	75,0
Стронцій	0,550	0,55,	0
Хром	0,250	0,200	20,0
Цинк	10,100	0,140	98,6
Кальцій	49,900	49,000	19
Магній	7,95	5,960	25,0
Калій	3,700	3,700	0
Натрій	4,700	4,700	0

3.3.2

<< | >>

↑

Источник: Теоретичні основи охорони навколишнього середовища / І.А. Василенко, М.І. Скиба, О.А. Півоваров, В.І. Воробйова. - Дніпро,2017. - 204 с.. 2017

Еще по теме Плазмохімічне оброблення питної води:

- Основы экологии - Экология почв -

- Антропология - Астрономия - Безопасность жизнедеятельности - Библиотечное дело - Биология - Военное дело - География - Зоология - История - Культурология - Литература - Математика - Медицина - Педагогика - Политология - Право России - Право України - Психология - Религоведение - СМИ и журналистика - Социология - Технические науки - Транспорт - Физика - Философия - Финансы - Экология - Экономика - Этнография и демография - Юриспруденция - Языкознание -