Очищення води: відмінності між версіями

Очищення води - — процес видалення небажаних хемічних речовин, біологічних забрудників, дисперсійної фази, які забруднюють прісну воду.

За часів римлян не здійснювалася дезинфекція. Не вживалися заходи по стерилізації, асептиці, антисептиці тощо. Римляни очищували воду лише шляхом її відстоювання. Акведуки були наділені спеціальними резервуарами-відстійниками, у яких вода з плином часу очищувалася від дисперсперсної фази, яка осідала.

У воді з римських акведуків у надлишковій кількості містився свинець, оскільки частина труб, по яким йшла вода, були свинцевими. Постійне вживання такої води призводило до того, що канцерогенний свинець накопичувався у організмі й провокував розвиток ракових захворювань. Як наслідок -&nbsp;— тривалість життя римлян не перевищувала 25 років<ref>{{Cite book|title=P.Charlier F.Bou Abdallah R.Bruneau - Did the Romans die of antimony poisoning? The case of a Pompeii water pipe (79 CE), Toxicology Letters Volume 281, 5 November 2017, Pages 184-186.|last=|first=|year=|publisher=|location=|pages=|language=|isbn=}}</ref><ref>{{Cite book|title=Физико-математическое и технологическое образование: проблемы и перспективы развития: материалы IV Международной начно-методической конференции / Отв.ред. С.В.Лозовенко.|last=|first=|year=|publisher=|location=|pages=|language=|isbn=}}</ref>.

Санітарно-мікробіологічний аналіз води здійснюється за методичними вказівками (МУ) 2285-81, розроблені міністерством охорони здоров'я СРСР, Інститутом загальної та комунальної гігієни ім. А.&nbsp;Н.&nbsp;Сисіна АМН СРСР.

<br />

Тангенційно-потокове фільтрування -&nbsp;— технологічний процес під тиском. Суміш рідини із твердими речовинами контактує із мембраною так, що рідина проходить через мембрану. Потік рідини через мембрану обумовлений градієнтом гідравлічного тиску. У випадку зворотного осмосу й нанофільтрації осмотичний тиск розчину спрямований назустріч фільтраційному тискові. При ультра- й мікрофільтрації осмотичний тиск є дуже малим через велику молекулярну вагу розчинених речовин.

Розчинена речовина, яка не проходить через мембрану, накопичується у тонкому граничному шарі біля поверхні мембрани й призводить до зміни концентрації у напрямку, протилежному фільтрації. Розчинена речовина завдяки градієнту концентрації дифундує через цей граничний шар. Це явище, яке називається концентраційною поляризацією, відіграє важливу роль у всіх різновидах тангенційно-потокового фільтрування, причому механізм дифузії залежить від типу розчиненої речовини.

[[Файл:Fffffilter.tif|міні|386x386пкс|Схема руху потоків у мембранному фільтрі із зовнішньою фільтруючою поверхнею<ref>{{Cite book|title=Поляков Юрий Сергеевич - Ультра– и микрофильтрация в половолоконных аппаратах с образованием осадка на поверхности мембран|last=|first=|year=|publisher=|location=|pages=|language=|isbn=}}</ref>]]

Робота мембранного фільтрування оцінюється з точки зору її здатності давати за короткий час великі об'єми фільтрату й ступенем чистоти фільтрату відносно концентрації розчиненої речовини. Для цього застосовються два інверсальних параметри -&nbsp;— потік пермеату й кількість відфільтрованої речовини. Потік пермеату <math>J</math> визначається як об'єм пермеату, який проходить через одиницю площи мембрани на одиницю часу (л / м2 * год):

Це рівняння застосовується до так званих "«пропорційних"» систем концентрації, але шляхом заміни об'ємів <math>V</math> та <math>V_{0}</math> на витрати <math>Q</math> та <math>Q_{0}</math> його можна застосовувати й до неперервних систем.

Основна маса мікрофільтраційних мембран -&nbsp;— це полімерні мембрани. При виготовленні мембран шляхом травлення полімерна плівка зазнає впливу випромінювання, яке розриває полімерні ланцюжки, а потім -&nbsp;— травлення у хемічній ванні, де пошкоджені області розчиняються. Цим способом роблять мембрани із циліндричними порами, причому діапазон розмірів пор дуже малий (0,01-10 мкм). Це дозволяє використовувати такі мембрани для сепарації мікрочастинок по розмірам, їх концентрування, ультратонкої очистких рідких й газоподібних середових, стерилізації рідин.

Завдяки великому числу пор (<math>10^{6}-10^{9}\,</math> см^-2−2) й малій товщині такі мембрани мають високу пропускну здатність для рідин та газів (до <math>10^{2}\,\text{м}^{3}/\text{м}^{2}\cdot\text{год}</math> та <math>3\cdot 10^{4}\,\text{м}^{3}/\text{м}^{2}\cdot\text{год}</math>).

Для їх виготовлення застосовуються, наприклад, плівки з поліетилентерефталату та інші полімерні матеріали, які є стійкими до впливів.

У роботі мембран важливу роль відіграют матеріали, з яких вони виготовлені, та характеристики їх поверхні. Гідрофільні матеріали (наприклад, ацетат целюлози) менше зазнають засмічення поверхні масляними речовинами, ніж гідрофобні (наприклад, полісульфон). В якості високогідрофільного матеріалу, який застосовується у мембранах для ультра- й мікрофільтрації, використовують поліакрилонітрил.

<br />

Продукти метаболізму бактерій -&nbsp;— екзополісахариди, екзоліпополісахариди, карбонові кислоти, ферменти тощо, сприяють деструкції захисних матеріалів й обростанню колоніями бактерій ("«біоплівками"») систем водопостачання.

Для подолання проблеми наростання біоплівок й отруєння води продуктами життєдіяльності мікроорганізмів можуть застосовуватися антибактеріальні покриття. Встановлено, що серед досліджених антисептиків найкращими біоцидними властивостями наділені титан й аміновмісткі сполуки<ref>{{Cite book|title=Н.Н.Ласковенко, Ж.П.Каптева, М.А.Борецкая и др. - Биостойкость защитных модифицированных полиуретановых покрытий|last=|first=|year=|publisher=|location=|pages=|language=|isbn=}}</ref>.

* Kennet J. Valentas -&nbsp;— Food engineering practice.

* Поляков Юрий Сергеевич -&nbsp;— Неравномерное осаждение частиц на внешней и внутрненней поверхности полупроницаемых мембран.