Очистка воды от поверхностно-активных веществ
Всевозрастающие объемы и ассортимент производимых в стране и мире поверхностно-активных веществ (ПАВ) и их использование во многих отраслях промышленности и коммунальном хозяйстве приводит к загрязнению поверхностных источников водоснабжения.
В подавляющем случае ПАВы представляют собой органические высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из гидрофобной и гидрофильной частей. Гидрофильная часть молекул в воде представлена обычно группами типа -СН2 - О - СН2 - , карбоксильной, сульфатной и др.. В зависимости от структуры гидрофильной части молекул и их природы различают анионоактивные, катионоактивные, амфотерные и негомогенные поверхностно-активные вещества.
Наиболее распространенными СПАВ являются анионоактивными алкиларисульфаты, обладающие пенообразующими и моющими свойствами и представляемыми формулой
R-C6H4-SO3Na
Большинство катионоактивных ПАВ представляют собой нечетвертичные или четвертичные аммониевые основания
R-N+(CH3/pH)C5H5X
где R - радикал с прямой цепью атомов углерода; X- атом хлора (брома, йода).
Производимые в России неионогенные ПAB (ОП-4, ОП-7 и т.д.) являются продуктами взаимодействия алкилфенолов с окисью этилена.
В зависимости от концентрации ПАВ в водных растворах они способны изменить свойства раствора с образованием мицелл.
Практически все растворы ПАВ обладают способностью в определенных условиях создавать пену.
Причинами появления ПАВ в источниках водоснабжения является недостаточно эффективная очистка сточных вод. В частности, появление ПАВ даже в подземных грунтовых водах замечено в местах, расположенных недалеко от полей фильтрации сточных вод. Попадая в водотоки и водоемы, ПАВ истощают кислородный запас, способствуют концентрированию нефтепродуктов и пенообразованию, оказывают вредное воздействие на рыб.
Удаление ПАВ из природных вод осуществляется в комплексе с очисткой от других загрязняющих веществ.
Так, при коагуляционной водообработке снижение ПАВ достигается при начальной концентрации до 3-5 мг/л на 30-40%. Более высокий эффект достигается при последовательной обработке воды методами аэрации, реагентного осаждения и фильтрования через инертные и сорбционные загрузки. Наиболее высокую сорбционную активность по отношению ПАВ, растворенных в речной воде, имеют активные угли марки КАДйод и БАУ.
Толщина сорбционной загрузки рекомендуется в пределах 1,5-2,0 м, диаметр гранул 1-2 мм. Допустимая скорость фильтрования не должна превышать 5-8 м/ч. При этом снижение ПАВ с начальной концентрацией 1,02 мг/л может быть достигнуто в 10-15 раз. Менее эффективной является очистка воды от ПАВ окислением озоном и диоксидом хлора.