Filtrarea si coagularea apei

Poluarea apei cu substante organice si suspensii Proiect realizat de:Ariesan Oana Solomonean DanaSpecializarea:Chimie IICuprinsIntroducerePoluareaPoluarea apei cu substante organiceInfluenta poluantilor apelor asupra mediuluiPoluarea apei cu materiale in suspensieCorectia calitatii apei in vederea potabilizariiFiltrarea apeiConcepte moderne aplicate la filtrarea apeiEliminarea suspensiilor prin coagulareBibliografie

Apa este un lichid incolor, fr gust i fr miros, compus hidrogenat aloxigenului, care formeaz unul din nveliurile Pmntului numit hidrosfer.n Uniunea European apa este definit ca un sistem complex, ca un factor social important n relaia om natur, care trebuie gestionat prin metode tiinifice,tehnice i politice.

Apa este cuprins n diferite proporii n plante i animale care triesc ndiferitemediiecologice.nnaturdupcumestebinecunoscut,apaseprezint sub form lichid, solid i de vapori.

Dei 2/3 din suprafaa globului terestruesteacoperitdeap(mri,oceane,lacuri,ruri), omenireatrece printr-o crizde ap potabil,care se accentueaz continuu. Poluarea reprezint un fenomen complex de modificare a proprietilor i caracteristicilor naturale ale apei curate prin introducerea unor substane sau formedeenergie.

Poluareapoateficaracterizatprinprezena oricrei substane strine (organice, anorganice, biologice sau radioactive) care tinde s altereze caracteristicile fizice, chimice i biologice ale apei i s o fac improprie utilizrii.

Poluarea apei cu substante organiceSubstanele organice, de origine natural sau artificial, reprezint pentru ap poluantul principal. Substanele organice de origine natural (vegetal i animal) consum oxigenul din ap att pentru dezvoltare, ct i dup moarte.

Materiile organice consum oxigenul din ap, n timpul descompunerii lor, ntr-o msur mai mare sau mai mic, n funcie de cantitatea de substan organic evacuat, provocnd distrugerea fondului piscicol i n general a tuturor organismelor acvatice.

Cele mai importante substane organice de origine natural sunt ieiul, taninul, lignina, hidraii de carbon, biotoxinele marine .a. Substanele organice poluani artificiali, provin din prelucrarea diferitelor substane n cadrul rafinriilor (benzin, motorin, uleiuri, solveni organici .a), industriei chimice organice i industriei petrochimice (hidrocarburi, hidrocarburi halogenate, detergeni .a.).

Influenta poluantilor apelor asupra mediului Substantele organiceSubstantele organice de origine naturala(vegetala) consuma oxigenuldin apa att pentru dezvoltare, ct si dupa moarte. Lipsa oxigenului din apa are ca efect oprirea proceselor aerobe printre care si autoepurarea.Fenoluleste pentru pesti un toxic nervos, el imprima gust si mirosneplacut carnii pestilor.Detergentiise plaseaza la suprafata apei sub forma de spuma si mpiedica autoepurarea apei si folosirea ei pentru irigatii.Pesticidelepot constitui cauza unor boli grave (cancer), tulburarineurologice, afectiuni ale glandelor endocrine.

Poluarea apei cu materiale in suspensiematerialele n suspensie, organice sau anorganice, se depun pe patul emisarului formnd bancuri care pot mpiedica navigaia, consum oxigenul din ap dac materiile sunt de origine organic, determin formarea unor gaze urt mirositoare.

substanele n suspensie plutitoare, cum ar fi ieiul, produsele petrolifere, uleiul, spuma datorat detergenilor, produc prejudicii emisarului.

astfel, ele dau apei un gust i miros neplcut, mpiedic absorbia oxigenului la suprafaa apei i deci autoepurarea, se depun pe diferite instalaii, colmateaz filtrele, sunt toxice pentru fauna i flora acvatic, fac inutilizabil apa pentru alimentarea instalaiilor de rcire, irigaii, agrement etc. Corectia calitatii apei in vederea potabilizarii

se realizeaza in statii de tratare a apei Procedee de tratare a apei:1.Coagularea suspensiilor din apa utilizind reactivi chimici 2.Decantarea apei3.Filtratrea apei3.Dezinfectia apei

Filtrarea apei Filtrarea:-este un procedeu de separare a amestecurilor solid-lichid prin trecerea amestecului printr-un material poros care retine materiile solide si lasa sa treaca lichidul. Materialul filtrant cel mai frecvent folosit la filtararea apelor este nisipul cuartos cu un continut minim de 98% silice si maximum 0,5% substante organice. Retinerea de catre materialul filtrant a particulelor aflate in suspensie duce la o micsorare progresiva a spatiului dintre granulele materialului filtrant,fenomen cunoscut sub denumirea de colmatarea filtrului.Eliminarea suspensiilor prin filtrareFactorii care influeneaz procesul de filtrare:-natura materialului granulat,-rezistena la coroziune-porozitatea stratului -compoziia granulometric-coeficientul de neuniformitate=d60/d10

Conform STAS 1712/1-70 - nisipul pentru filtatrea apei trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii tehnice cum ar fi: -forma granulelor, s fie rotund i neted , -volumul golurilor ntre granule 25-30%, -corpuri strine (resturi animale ,vegetale, uleiuri etc)- nu se admit. Tipuri de filtre:-lente -rapide- deschise -nchise 1. Filtrele lente In filterele lente apa circula cu viteze mici de la 0,1-0,3 m/h ,debitul de apa filtrata este mic intre 2,5- 3 m/m suprafata filtrata /zi. Dezavantaje: datorita volumului mic de apa in unitate de timp pe unitate de suprafata filtrele lente nu se folosesc in statiile de tratare a apei.

2.Filtrele rapideau viteza de filtrare mare de la 5-10 m/h debit de filtrare mare 120-150m/m, suprafata filtrata /zinu au membrana biologica si apa trebuie dezinfectata dupa filtrare si coagulata in prealabil

Schema funcional a unui filtru rapid deschis

1-conducta de alimentare cu apa brut, 2- strat drenant care susine stratul de nisip, 3- strat de nisip filtrant,4-conducta de evacuare a apei filtrate.

Splarea filtrului

-urmrete desprinderea suspensiilor depuse pe granule i ndeprtarea acestora de pe suprafaa filrtant. -se face cu ap i aer.

Concepte moderne aplicate la filtrarea apei Filtre rapide deschise cu nisip

1.Filtru in functiune 2.Crepine din filtru 3.Material filtrant Procedee de separare prin membranaOsmoza inversa, microfiltrarea, ultrafiltrarea, schimbul ionic,etc.

Eliminarea suspensiilor prin coagulare Coagularea este un proces fizico-chimic complex de tratare a apei cu reactivi chimici, care are ca efect ndeprtarea suspensiilor coloidale, a microorganismelor dar i a unor poluani din ap, formindu-se agregate mici, care apoi sunt ndeprtate prin sedimentare. Particulele coloidale sunt ncrcate cu sarcini electrice negative. Ansamblul format din particula coloidal i stratul de contraioni formeaz micela. Starea energetic a micelei a fost reperzentat cel mai bine de Stern.

Eliminarea suspensiilor de apa cu ajutorul reactivilor chimici urmareste distrugerea stabilitatii la agregare prin marirea dimensiunilor particulelor si depunerea lor cea ce atrage dupa sine si distrugerea stabilitatii cinetice. Pentru purificarea apelor prezinta importanta de stabilizare cu ajutorul agentilor chimici. Coagularea este un proces complex in care intervin un numar foarte mare de parametri fizici si chimici.Calitatea procesului de coagulare se apreciaza prin calitaea apei tratate.- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Particulcoloidal+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +PZ0Strat difuzStrat fix, HFIStrat fix, HFE Sistemul coloidal se caracterizeaz prin stabilitate cinetic i stabilitate la agregare. Destabilizarea sistemelor coloidale a condus la elaborarea unor teorii: -teoria destabilizrii prin fore fizice, -teoria destabilizrii prin adsortie cu formare de punti de legatur, -teoria destabilizrii prin fore chimiceTIPURI DE REACTIVI DE COAGULARESultatul de aluminiuFormula .......................................Al2(SO4)318H2OForme disponibile..........................solid sau lichidDomeniu de pH..............................5.7 7.5-% Al2O3-..15.3%-Doze uzuale de tratare.................10 150 g/m3 sub form de soluii Aluminatul de sodiuFormula ........................................Al2O3Na2OnH2OForme disponibile..........................solid sau lichidDomeniu de pH..............................5.7 7.5Doze uzuale intre.10-40g/m3- % Al2O3..21.88 %Policlorura bazic de aluminiu(PCBA) sau polihidroxiclorura de aluminiu(BOPAC)Formula ........................................Aln(OH)m(Cl)3n-mForme disponibile..........................lichid(pH=3.6)-% Al2O3 ..18.9 %-%Al-...10%23Policlorura bazica de aluminiu(SACHTOKLAR)Formula chimica Aln(OH)m(Cl)3n-mForme disponibile................................lichid(pH=2.7)-% Al2O3 -...10.2 %-%Al.5 %Polihidroxiclorosulfai de aluminiu sau policlorosulfai bazici de aluminiuFormula ........................................ ...Alm(OH)n(SO4)k(Cl)3m-n-2kForme disponibile..............................lichidDomeniu de pH..................................6.0 9.0Polialuminium hydroxinitrate sulfate(Nicasal)Formula .....................................[Al(OH)x(NO3)Y(SO4)z]nEste folosit in circuitele de tratare a apeiPh-2.5%Al-..5.2%NO3-.16% SO4-....3 Clorura fericFormula ............................................FeCl36H2O (solid), FeCl3 35% (soluie)Forme disponibile..............................solid, lichid Doze uzuale de tratare......................5 100 gFe/m3 sub form de soluie comercial sau diluat 20%Domeniu de pH.................................5.0 8.5 Concepte moderne privind coagularea suspensiilor din apa Reactivi chimici:

*Sulfatul de aluminiu (SA)-Al2O3 de 15.3 % *Aluminatul de sodiu (AN) -Al2O3 de 21.88 % *Policlorura bazic de aluminiu (PAC) Al2O3 de 18,9 *Policlorura bazic de aluminiu (PACS) Al2O3 de 10.2 *Hidroxidul de calciu -soluie 1-2%

BibliografieVarduca Aurel,Poluarea : prevenire i control,Ed.Matrix Rom, Bucuresti 2002Maria Stanca ,Nicu Dulamita-Tehnologie chimica,ed.Presa Universitara Clujana,1999V.Rojanski,Cartea operatorului din statii de tratare si epurare a apelor,ed.Tehnica,Bucuresti,1996STAS 1712/1-70

Va multumim!