Download - JAK SE DĚLÁ PITNÁ VODA
JAK SE DĚLÁ PITNÁ VODAJAK SE DĚLÁ PITNÁ VODA
Ústav pro hydrodynamiku AV ČRPod Paťankou 5
Praha 6166 12
www.ih.cas.cz
Tel.: 233 109 068 E-mail: [email protected]
Martin Pivokonský
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 %)
Bilance vody na ZemiBilance vody na Zemi
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.
Úprava vodyÚprava vody
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
Úpravárenské procesyÚpravárenské procesy
Úprava povrchových vodÚprava 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
Částice ve voděČástice ve vodě
U-V
1 nm 1 m 1 mm
Vis. Infra-redX-rays
Atoms
Molecules Molecules
Macro-
VirusesAlgae
Protozoa
Bacteria
Clays Silt Sand
Colloidal Suspended
Reverse osmosis Microfiltration D.A.F
Depth filtrations
Sedimentation
Nanofiltration
Ultrafiltration
Částice ve voděČástice ve vodě
Hydrofobní koloidy Hydrofilní koloidy
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
Konvenční (chemická) úprava Konvenční (chemická) úprava vodyvody
Schéma dvoustupňové technologie Schéma dvoustupňové technologie úpravy vodyúpravy vody
Destabilizační činidla:síran železnatý FeSO4 . 7H2Ochlorid železitý FeCl3 . 6H2Ochlorsíran železitý FeClSO4
síran hlinitý Al2(SO4)3 . 18H2Osíran železitý Fe2(SO4)3 . 9H2Ohlinitan 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+
Destabilizace znečišťujících příměsíDestabilizace znečišťujících příměsí
Stabilní částice Destabilizované částice
Vločkovité agregáty Morfologicky stabilizované vločkovité agregáty
destabilizace
(sekundy)
transporta agregace částic
(minuty až hodiny)
rozbíjení a restrukturalizace
Agregace destabilizovaných částicAgregace 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
Agregace destabilizovaných částicAgregace destabilizovaných částic
5 mm
Separace suspenzeSeparace suspenze
Schéma čiřičeSchéma čiřiče
A – fáze filtrace
B – fáze praní
1 – odvod filtrátu, přívod prací vody
2 – přívod vody na filtraci, odběr prací vody
3 – přívod tlakového vzduchu
Schéma filtruSchéma filtru
Princip pískové filtracePrincip pískové filtrace
Hygienické zabezpečení vodyHygienické zabezpečení vody
Hygienické zabezpečení vodyHygienické zabezpečení vody Fyzikálně-chemické: teplo, UV záření, oligodynamické působení iontů
těžkých kovů Chemické: chlor a jeho sloučeniny, ozón, další oxidační činidla
Chlorace vodyChlorace vody
Dávkování chlornanu sodného 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 vodyChloraminace vody
NH3 + Cl2 = NH2Cl + HClNH3 + 2Cl2 = NHCl2 + 2HCl
- chloraminy se vyrábějí přímo v upravované vodě dávkováním chloru a amonných iontů
Oxid chloričitýOxid chloričitý
- nepůsobí chloračně (nevznikají THM), má pouze oxidační účinky- velmi silné baktericidní činidlo
Ozonizace vodyOzonizace 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
„Pijte vodu, pijte pitnou vodu a nepijte …“