Очистка воды от тяжелых металлов

 

Если вспоминать школьный предмет химия, то тяжелые металлы будут вспоминаться с трудом. Да и вероятность попадания их в водопроводную воду обычному человеку может показаться диким. У обычного потребителя при слове «тяжелые металлы» сработает ассоциация – металл-кусок металла-что ему делать в воде. И лишь немногие вспомнят, что есть еще соли металлов, которые как раз и могут портить воду, делая ее практически отравленной, если примеси превышают норму. Очистка воды от тяжелых металлов все-таки больше относится к стоковым водам. Но обойти ее вниманием никак нельзя.

 

Загрязняющие элементы: вред от тяжелых металлов

 

Сразу нужно сказать, что четкого определения тяжелые металлы пока нет. Каждый автор трактует его иногда по-своему, добавляя к этой группе какие-то новые элементы. О том, что металл принадлежит к группе тяжелых, можно судить по самым разным признакам. Сюда относят степень токсичности, степень распространения в естественной природной среде, плотность материала, его атомная масса. Из-за такого разброса параметров в группу тяжелых металлов попадают и хрупкий висмут, и металлоид отравляющий мышьяк.

Но если попытаться свести статистику, то сегодня в большинстве работ, посвященных проблемам очистки воды от тяжелых металлов упоминаются как минимум сорок элементов таблицы Менделеева, под которыми эти самые тяжелые металлы и понимают. В основном это элементы с атомной массой более 50, к ним относятся – кобальт, железо, никель, цинк, кадмий и т.п.

К тяжелым металлам могут отнести уже за то, что малое включение такой соли в воде может вызвать отравление у человека или любого живого организма. Потом тяжелый металл способен к биологическому намагничиванию и аккамуляции. То есть любая соль тяжелого металла способна активно реагировать, контактировать с органикой и образовывать новые вещества.

К особенностям работы таких металлов относят еще и тот факт, что при довольно общей формулировке определения тяжелого металла, многие такие элементы могут образовывать загрязнения, но они могут и не быть сильно токсичными. Отсюда и идет разное ранжирование тяжелых металлов в разных роботах. Это нужно учитывать, изучая тему, для понимания того, как лучше выполнить очистку воды от тяжелых металлов.

Хоть это и может показаться странным, но в природе в естественном состоянии соли металлов присутствуют и тяжелых в том числе. Они могут присутствовать в разной степени окисления и являются частью различных соединений, как органики, так и неорганики. Тяжелые металлы могут быть также частью каллоидных примесей или взвесей.

Ниже приведена таблица, которая показывает, к каким болезням приводят соли того или иного металла, в чрезмерной концентрации. Причем для тяжелых металлов эта концентрация может быть малой.

 

Вид тяжелого металла	Концентрация металлов
	Малая (болезни)	Большая (болезни)
Медь	Анемия Поражение костной системы	Желтуха
Кобальт	Анемия Зоб эндемический Падение количества В12	Замедление выработки В12
Цинк	Стимулирует заживление ран, при любой концентрации, но способствует развитию рака
Кадмий	Не опасен	Искривление костей Канцероген Гипертония
Ртуть	Не опасна	Нервные расстройства Головокружение Отравление

То есть любое даже легкое превышение концентрации солей тяжелых металлов может привести к самым опасным последствиям для здоровья. А этого следует избегать. И потому очистка воды от тяжелых металлов является сегодня одним из важнейших звеньев системы подготовки воды для дальнейшего использования в быту или же на любом производственном гиганте.

 

Борьба с примесями тяжелых металлов

 

Что же подразумевает очистка воды от таких примесей? Если говорить научным языком, то это устранение из воды таких наполнителей, как соли цинка, кобальта, никеля, кадмия, ртути. Проблемы с устранением данных примесей состоят в том, что металлические соли создают довольно стойкие соединения, особенно в стоковых водах и их довольно проблематично устранить.

Еще одна проблема такой очистки – разная структура солей. То есть хлориды очищаются одним прибором. А вот удалить другие варианты солей придется другими способами.

Первый вариант фильтрующих установок, который можно применять для такой системы очищения, это химические реагенты коагулянты. То есть если потребитель хочет довести уровень кислотно-щелочного баланса до нормативных значений, то придется добавлять в воду химикаты, с целью создать с солями тяжелых металлов новые вещества, которые потом будет проще вывести из оборудования.

Так, если кислотно-щелочной баланс снизить до показателя 9-10, то тяжелые металлы обретают более тяжелую форму и выпадают в осадок. В такой форме они легко вымываются.

Основное назначение химических веществ, которые добавляют в канализацию и сточные воды, состоит в преобразовании солей. Выбор таких элементов зависит от самых разных факторов. Вот некоторые из них:

• Степень загрязненности воды металлическими примесями;
• Степень сложности очищения воды и доведения ее до заданных параметров;
• Многообразие примесей и включений в воде.

При работе с примесями тяжелых металлов этапом перевода их в тяжелую нерастворимую форму, все не заканчивается. После этого все выпавшие в осадок элементы следует отфильтровать, если такая вода идет на повторное использование. Для этого воду могут сливать в отстойники, чтобы осадок выпал, или же прибегать к помощи различных центрифуг для гравитационного осадка. Кстати осадочные приборы, помогут потом этот осадок просушить. Его в дальнейшем можно будет использовать где-то в строительстве.

Такой способ очистки воды от тяжелых металлов один из самых известных и часто используемых. Он самый простой, никаких специфических приборов не требует. Но при этом наличие других включений на результат никак не влияет. И это значит, что кроме солей тяжелых металлов, такая химическая чистка больше ничего не уберет. Есть еще и вещества, которые могут мешать процессу перехода в малорастворимую форму. Это мыло или обычная перекись водорода. Не зря ведь говорят, что перед очисткой воду нужно проверить на состав. В таком случае сюрпризов в виде плохой работы очистных сооружений с дозированием не будет.

Второй вариант устранения примесей тяжелых металлов – это как ни странно фильтр тонкой очистки – обратноосматическая установка. Но тут нужно заметить, что такая установка уберет только органические примеси с размером молекул в районе молекулы воды. Только мембранные пленки в состоянии дать примеси металлов в воде менее одного миллиграмма на литр после очистки. Хоть пленки и рвутся легко, но качество очистки у них отменное.

Такое великолепное качество очищения воды и стоков помогают обеспечить именно мембраны. Они отлично разделяют примеси, и все они остаются за пленкой, не смешиваясь с очищенной водой.

Поскольку тяжелые металлы достаточно агрессивны то и мембранные перегородки делают для них специальные. Химическая стойкость и высокая прочность обязательны.

Бывает и такое сегодня, что воды много, а концентрация тяжелых металлов в ней невелика. Но достаточна, чтобы быть отравляющей. В этом случае поможет механическое оборудование для очистки воды. Как и при стандартном умягчении воды, ионная смола выполняет туже функцию, меняет ионы своего вещества на ионы тяжелых металлов. При этом смола с годами не слеживается и в состоянии прослужить долгое время, без замен.

И последний способ очистки воды от тяжелых металлов – химическое воздействие с применением ультрафильтрации. Это очень сложная система очистки и потому ее используют только на специальных производствах, таких как гальваника и электролизные технологические процессы.

Потому, очистка воды от тяжелых металлов процесс хлопотный и затратный. Но обойтись без него нельзя. Стоковые воды и так загрязнены сверх меры, и просто так утилизировать их не получится. Точно, как и токсичные производства производят плохие отходы и там тоже нужна такая работа.