Рабочая обменная емкость ионита зависит от солесодержания. Так, например, рабочая обменная емкость катионита КУ-2 при увеличении солесодержания от 1 до 15 мг-экв/л снижается примерно на 15%.
8. Как проверить в полевых условиях, содержит ли вода органические соединения неизвестного происхождения?
Основную часть органических загрязнений воды составляют белки, жиры, углеводы и продукты их разложения.
Загрязнения воды органическими веществами, которые могут быть источником питания и энергии для микроорганизмов, оценивают непосредственно – по количеству кислорода, который поглощают микроорганизмы в процессе биохимического окисления этих веществ. Такой характеристикой есть БПК – биохимическая потребность в кислороде.
В набранную для пробы воду нужно добавить на кончике ножа перманганат калия, и проследить за реакцией. Если вода станет светлее, то в ней присутствовали примеси органического происхождения.
9. В чем разница карбонатной и временной жесткости воды? Какую жесткость имеют кислые воды? Как снижают карбонатную жесткость и устраняют временную?
Жесткость воды, обусловленная наличием ионов Ca2+ и Mg2+, принимается за общую. В воде эти ионы могут быть связаны с различными анионами (HCO3-, SO42-, Cl-, CO32- и др.).Соответственно этому жесткость воды, обусловленную наличием гидрокарбонатов и карбонатов кальция и магния, называют карбонатной жесткостью.
Карбонат кальция имеет чрезвычайно малую растворимость, равную 14,45 мг/л в дистиллированной воде при 250С. Гидрокарбонат магния при кипячении тоже переходит в труднорастворимые карбонат или основной карбонат магния (MgОН)2СО3. Таким образом, при кипячении жесткость воды, вызванная присутствием гидрокарбонатов кальция и магния, как бы устраняется. Поэтому такая жесткость называется устранимой или временной.
Следует различать понятия карбонатная и устранимая жесткость. При переходе HCO3- в CO32- и при выпадении карбонатов кальция и магния в воде остается некоторое количество ионов Ca2+, Mg2+, CO32-, соответствующее произведению растворимости карбоната кальция и основного карбоната магния. В присутствии посторонних ионов растворимость этих соединений повышается. Разность между карбонатной и устранимой жесткостью, обусловленной карбонатами кальция и магния, характеризует величину остаточной жесткости.
10. Различаются ли классификации сточных вод и примесей сточных вод?
Сточные воды делятся на бытовые, производственные и ливневые. Они отличаются друг от друга своим происхождением, составом, биологической активностью и в связи с этим – способами очистки.
Бытовые сточные воды образуются в результате практической деятельности и жизнедеятельности людей. При этом изменяются физические и химические свойства воды, а также ее бактериальная загрязненность. Химический состав бытовых вод в отличие от производственных сточных вод не подвержен значительным качественным изменениям.
В сточных водах содержатся примеси минерального и органического происхождения. Минеральные соединения в бытовых сточных водах представлены солями аммония, фосфатами, хлоридами, гидрокарбонатами и другими соединениями, образующимися в результате жизнедеятельности человека и разложения органических веществ. Бытовые сточные воды имеют обычно слабощелочную реакцию среды (рН 7,2 – 7,8). Минеральные и органические примеси в воде могут в зависимости от степени дисперсности находиться во взвешенном, коллоидном и растворенном состояниях. Соотношение между содержанием минеральных и органических соединений.
11. В каких единицах выражают кислотность воды? Какие характеристики окислителей принимаются во внимание?
Ионы водорода, обусловливающие кислотность воды, образуются при диссоциации свободных (сильных или слабых) кислот, некоторых кислотных солей (например, гидросульфата натрия), а также вследствие гидролиза солей, образованных слабыми основаниями и сильными кислотами. При неполной диссоциации кислоты или частичном гидролизе соли концентрация свободных ионов Н+, находящихся в растворе, часто не соответствует концентрации водородных ионов, вступающих в реакцию нейтрализации с сильным основанием. Концентрация реально присутствующих ионов Н+ в растворе при данных условиях характеризуется активной кислотностью. Активная кислотность устанавливается при колориметрическом и потенциометрическом определении рН.
Кислотность природных вод обычно обусловлена наличием свободной угольной кислоты, а для некоторых видов вод – также гуминовыми и другими слабыми органическими кислотами. При наличии этих кислот рН воды обычно не бывает <4,5. Кислые рудничные воды, содержащие сульфаты железа, марганца, вследствие гидролиза этих солей могут иметь более низкое значение рН.
При аналитическом определении кислотности воды различают общую и свободную кислотности. Свободная кислотность – это та часть общей кислотности, которая вызывает снижение рН раствора до 4,5 и ниже. Свободная кислотность выражается количеством титрованного раствора сильного основания (мг-экв/л), израсходованного при нейтрализации до достижения рН 4,5.
12. Изложите физико-химические методы очистки сточных вод от минеральных примесей
Флотация – процесс молекулярного прилипания частичек загрязнений к поверхности распределения двух фаз (вода – воздух, вода – твердое вещество). Процесс очищения от СПАР, нефтепродуктов, волокнистых материалов флотацией заключается в сотворении системы "частичка загрязнения – пузырьки воздуха", которая влияет на поверхность и утилизируется.
Дистилляция заключается в кипячении воды с последующей конденсацией водяного пара, при этом конденсат будет практически лишен растворенных солей. Для нужд медицины, научных экспериментов ведут двойную перегонку воды, а полученный продукт называют бидистиллятом.
Гиперфильтрация (обратный осмос) осуществляется путем перехода воды с раствора через полупроницаемую мембрану под воздействием внешнего давления. Избыточное давление солевого раствора намного выше чем осмотическое. Действенной силой обратного осмоса есть разница давлений с разных сторон мембраны.
Коагуляция – процесс удаления из воды веществ, которые находятся в коллоидном состоянии с помощью химических реагентов – коагулянтов. Для позитивно заряженных коллоидных частичек коагулирующими ионами являются анионы, а для негативно заряженных – катионы. В качестве коагулянтов используются соли алюминия, железа (II), железа (III) и т.д. Коагулирующая способность солей трехвалентных металлов в десятки раз выше, чем двухвалентных и в тысячу раз больше, чем одновалентных.
Флокуляция – процесс агрегации мелких частичек загрязнителей в воде за счет возникновения мостиков между ними и молекулами флокулянтов. Флокулянтами являются кремниевая кислота, эфиры, крахмал, целлюлоза, синтетические органические полимеры (полиакриламид, полиоксиэтилен, полиакрилати, полиэтиленамины и т.д.).
Сорбция – процесс поглощения загрязнений твердыми и жидкими сорбентами (активированным углем, золой, мелким коксом, торфом, силикагелем, активной глиной и т.д.).
Ионный обмен базируется на удалении из сточных вод ценных примесей хрома, цинка, меди, ПАР за счет обмена ионами между примесями и ионитами на поверхности распределения фаз.
13. Дайте определения понятиям "микроорганизм" и "клетка" и перечислите основные функции живых организмов
Клетка – элементарная открытая биологическая система, способная самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению.Состоит из ядра, цитоплазмы, органелл, рибосомов, рисосонов, митохондрий, внутреннего сетчатого аппарата, центросом, трубочек и микротелец.
Микроорганизм – малые одноклеточные и многоклеточные с
внешним видом: шар, шестиугольник,
спираль и т.д. Микроорганизмы не имеют
специальных органелл для принятия и
переваривания пищи, эти процессы
осуществляются всей клеткой или
некоторыми ее частями.
Микроорганизм состоит из цитоплазмы и ядра – клетка – структурная и функциональная единица организма.
14. Основные показатели качества природных вод
Под качеством воды понимают совокупность ее особенностей.
Качество природных вод обуславливается присутствием в ней неорганических и органических веществ, а также микроорганизмов и характеризуется разными физическими, химическими, бактериологическими и биологическими показателями.
К физическим показателям относят мутность, прозрачность, цвет, температуру, запах, вкус и электропроводность.
Химическими показателями качества воды являются сухой остаток или обще количество растворенных веществ, прожаренный остаток, рН воды или активная реакция, лужность, окисляемость, содержание газов, присутствие азотных соединений, хлоридов, сульфатов, железа, марганца, кальция, магния, некоторых ядовитых и радиоактивных веществ, химическое поглощение кислорода, биологическое поглощение, растворенный кислород.