Тақырыбы: Су  сапасын жаксарту

 

1. Табиғи сулардың сапасын жақсарту, технологиялық сызбалар және әдістері.

 

1. Су заңдамасы
2. Табиғаттағы су, ауаның, энергияның және сумен қоспасындағы айналымдары
3. Су шаруашылығының негізгі заңдамасы

 

Су  қорлары күйіне  антропогендік ықпалдарың әсері халық  шаруашылығындағы су қорлармен байланысы ең маңызды орын алады.  Қазіргі ғылыми техникалық прогресс қоршаған ортаның адамға әсері өзінің масштабтық әсерімен, жеке суға арналғандағы көптеген өндірістік жағдайда ауқымды өзгерістермен тең келеді.

Су шаруашылығын өз кезегінде техникалық құрал ретінде пайдалануда және су қорларын басқаруда төмендегідей жағдайларды қарастыру қажет:

• табиғаттағы су, ауаның, энергияның және сумен қоспасындағы айналымдары;
• су ортасындағы биологиялық қорлардың қалыптасуы;
• сулы, биологиялық, сауықтыру және қорлар түрін шаруашылықта пайдалану;
• сулы және басқа қорлар түрінің антропогендік ықпалдарының әсері;

Тек қана экономикасы үрдісті жетілдірген – экологиялық жүйе дайындалуда. Мұнда, су тұтынушылар мен пайдаланушылардың жекелеген жеріндегі тәсілдері, келесі экономикалық көрметкіштер мен тетіктері, судың бағасы және оның тасымалдануы, су қорыларының жалпы сапасының төмендеуі мен ластанудағы төлемі, су пайдалану мөлшердің артуы, жерді суғару 1 текше метр судың құны, сондай – ақ, әр түрлі су шаруашылықтарының шаралары су  қорларын пайдаланудан келетін кіріс жолдары жатады.

 Сонымен, су шаруашылығының даму бағдарламасын  құрастыру және су  шаруашылығын негізгі қағидаларын төмендегідей деңгейде қалыптастыруға болады.

• алқаптар шекарасы, су қорларын көбейту және қорғау, көпсалалы бағдарламаны болашаққа пайдалану үшін құрастырылады;
• су шаруашылығының даму жоспары үзіліссіз жүргізілуі керек.
• барлық табиғат қорлары, өлі табиғат, сонымен қатар, онда мекен еткен ағзалар мен өсімдіктер, барлық қоршаған орта элементтерінің экологиялық тұжырымы жергілікті ландшафта жоспарлануы органикалық бірлікте негізделуі қажет.

Жоғарыда аталған шаралар су қорлары көлемінің кеңеюінде, су қорларын пайдалану үшін жарамды элементтедің артуына мүмкіндік береді.

Ауыл шаруашылығында, оның ішінде су шаруашылығы саласында қоршаған ортаны басқару мәселелері, әсіресе, экономикалық және экологияылық тұрғыдан қарастырғанда өз шешімдері бар. Мәселен, судың, ауаның, топырақтың әр түрлі ластанудың түріне  шалдығуы, олардан қорғау, экологиялық жүйедегі тепе – теңдікпен қамтамасыз ету мәселелерін туғызады, тіптен,  табиғатты қорғау мәселелеріне дейін жеткізеді. [1]

Қоршаған орта және экономиканың өзара әсерлерін басқару жүйесі мен таңдау әдістері төмендегідей мақсаттармен тұжырымдалады:

-қазіргі және болашақ ұрпақтың тіршілігі үшін қоршаған ортаны жақсарту жәнесақтау;

- қоршаған ортаның – оның қорларына арақатынасын адамдар жағдайына қолайлы материалдармен толтыру, экономикалық өсуін, ғылыми-техникалық прогрестің деңгейіндегі тиімділігіне жеткізу;

- қоршаған ортаның сапасын міндетті түрде немесе экономикалық іс-әрекеттің нәтижесінде оның жеке нысандарын жақсарту;

- тек қана аймақтық емес, сондай-ақ, ғаламдық қоршаған ортаны қорғауды қамтамасыз ету.

Өндірісте, шаруашылыққа пайдаланылатын су қорларын қорғау шараларыда бүгінгі күн талабына сай өзекті мәселелерді, әсіресе су қорғау шаралары, сақтандыру, тиімді жоспарын ашып, олардың қоршаған ортада қолданылу деңгейін білуіміз керек.

 Сыртқы қолайсыз әсерлерден жасырын жатқанына қарамастан жер асты суы оңай ластанады. Әсіресе химиялық элементтер мен тыңайтқыштар әлде бір жолдар арқылы жер асты суымен араласатын болса, ол су пайдалануға жарамай қалады. Себебі жер асты суында жер үсті ағын сулары сияқты өздігінен тазалануы болмайды және қолдан тазалау мүмкін емес. Осыдан келіп жер асты суларының сапасы нашарлайды және жер асытындағы сулы қабат суынан айырылады. Бұл екеуі де жер асты суын жүйесіз пайдаланудың нәтижесі. Ғылыми негізделген жоспар арқылы пайдаланған жағдайда жер асты су қорын таза сақтап және сарқылмайтындай етіп тиімді пайдалануға болады. Бұл мәселені шешуде тәжірибелер де жоқ емес. Оның негізгі – мамандар жан-жақты ойластырып, ұсынған жер асты суын пайдаланудың комплексті әдістері жеткілікті.

Жер асты су қорын қорғау мәселесі алдына екі мақсат қойылады – суды сарқылудан және ластанудан қорғау. Ғалымдар жүргізген және жер асты су қорының мөлшерін, бастауын анықтайтын зерттеу жұмыстары жақсы нәтиже берді. Мамандар жер асты суы бар кейбір жерлерде санитарлық қорғау жүйесін ұйымдастырып, суды пайдалануды көп мөлшерде азайтып, тіпті пайдалануға тиім салуға ұсынылды.

Жер асты байлықтарын қорғаудың бір жолы оның пайда болу көзін толық білу екендігін ғалымдар қауымы дәлелдеп отыр. Бүгінгі күні Қазақстан ғалымдары ежелгі жер асты суларының бірегей картасын жасады. Біздегі барлық қалалардың үш бөлігінің екеуі жер асты суларын пайдаланады. Қалалардың тағы 20 %-ы жартылай жер асты және өзен суларын пайдаланады. Жер асты суларының деңгейін төмендетпеу үшін жер асты суларының кейбір бөлігін жер асты суларына қосады. Кейбір аудандарда жер асты сулары мен жер үсті суларының үздіксіз жалғаса айналатын жүйесі жасалған.

Ауыл шаруашылық алқаптарының тиімді пайдалануы, әрбір шаруашылықтың, әрбір ауданда өздерінің бағыттары және ауыл шаруашылық өнімдерін сатуға келісім шартына сәйкес орындау, егістік алқаптардың ғылыми тұрғыда негізделген құрылымымен анықталады. Ауыспалы егістікті игеруде тәжірибесі мол шаруашылылқтар жоғарғы өнімділіктер алады. Шарауашылықтарда су қорларын үнемді пайдаланып, жеті танапты ауыспалы егістік енгізіледі. Ондағы алқаптың 25 % қызылша ал 37,5 % көп жылдық шөптер 37,5 % дәнді дақылдар (бидай, арпа, жүгері). Нарық жағдайында әрбір 1-ші дақылдың бір центнернің келісім шарт бойынша бекітілген сатып алу бағасы С₁- біле отырып шаруашылықтың ақша жүзіндегі табысы неғұрлым жоғары болу үшін басшыға шаруашылықтың жер алқаптарының S шамасын нақты ауыл шаруашылық дақылдарына бөліп беру құқығы беріледі. Бағдарламаланған өнім технологиясымен бекітілген агротехникалық қажетті ылғал мөлшері – w₁; W- бүкіл шаруашылықты тұтастай суаруға бөлінген ылғал мөлшері; і-дақылы егілген гектар жерге қажетті минералды тыңайтқыштары мөлшері Z_ip j = 1,n; z₁- шаруашылыққа бөлінген түрдегі барлық минералды тыңайтқыштардың жалпы мөлшері болсын. Әрі бұл жерде берілген ауыспалы танаптағы агротехникалық талапты ескеру қажет: а₁,а¹₁, В₁. Егер де і-ші дақылды суландыратын алқаптың гектарынан алынатын өнімділік – у₁ нақты берілген болса, онда і-ші дақылға бөлінетін жер гектар х₁-ді анықтау керек.

Ауыл шаруашылық дақылдарының егіс ауданының құрылымын анықтайтын экономикалық – математикалық моделін пайдалансақ мұнандай шектеулермен анықталады [2]:

Жер алқаптарын пайдалану бойынша.

 су қорларын пайдалану бойынша

алғы дақылмен қамтамасыз етуі бойынша

ауыспалы егістікті  сақтауы бойынша егістік ауданының өлшемі

келісім шарт бойынша өнім өндіру көлемі

 

табу керек

осы жағдайда шаруашылықтың ақша жүзіндегі жалпы табысы барынша жоғары болатын функция

Сызықты бағдарламау (1)-(7) есебін сан жүзінде шешу үшін қолданбалы бағдарламалар топтамасын пайдалануға толық мүмкіндік бар.

Ауыл шаруашылық дақылдарының өнімділігін арттырып, оның өзіндік құнын анықтауға, әсіресе, ауыспалы егістік құрамын аудандастыруда, сол дақылдың ауа райына, жапырағына, жер асты, үсті су қорларына тереңірек талдау жасауды қажет етеді. [3]. Мәселен, Жамбыл облысы аймағында – жеті –сегіз танапты қызылша ауыспалы егістігін таңдау, өнімділіктің артуына жақсы мүмкіндік береді. Сондықтанда 7-танапты қызылша ауыспалы егістігінің таза кірісін кесте түрінде келтіреміз.

 

Қызылша ауыспалы егістігінің өнімділікке сай таза кірісті есептеу

 

Дақылдар	Танап саны	Өнімділігі Ө, ц/га	Өзіндік құны Ci, тг/ц	Сату бағасы Ui, тг/ц	Ц= Цi*Уi*n	Ci= CiУi*n	TK=
Жаздық арна	1	20	600	1000	20000	12000
Жоңышқа	3	100	280	500	150000	84000
Күздік бидай	1	40	600	1200	48000	24000
Қант қызылшасы	2	350	170	250	175000	119000
Сүрмілдік жүгері	1	400	280	500	200000	100000
Барлығы	8				593000	339000	31750

 

Кестеде көрсетілген мәліметтерден байқағанымыз, 1 гектерға шыққандағы таза кіріс 31750 теңгені құрайды. Әрине, бұл жоғары көрсеткіш емес, дегенмен, ауыспалы егіс құрамын дұрыс таңдап топырақтың сапалық деңгейдегі бонитектік балл шкаласында қарастырсақ, онда, егер  бонитет 60-70 балды көрсетсе, өнімділік әр гектардан 50-690 мың теңгені құрайды.

 

2: Судың  қоспаларын  коагуляциялау.  Судағы қоспаларды  тұндыруы.

 

1. рН көрсеткішінің өзгеруіне байланысты ақаба суларды тазалау дәрежесін есептеу
2. Ақаба суларды тазалау қажеттілігін есептеу

 

Ақаба суды қалқыма заттектерден тазалау қажеттілігі маңызды

рН көрсеткішінің өзгеруіне байланысты ақаба суларды тазалау дәрежесін есептеу. Мәдени-үй-жай шаруашылығына қолдануға бағытталған су қоймалары суының құрамы  мен   қасиеті жалпы талапқа сай болуға тиіс, яғни рН мәні 6,5-8,5 аралығынан ауытқымау қажет.

Ақаба суларды тазалау қажеттілігін есептеуге мысал. Жобаланған  кәсіпорынның  ақаба суын  орталықтандырылмаған шаруашылық-ауыз суды қамтамасыз етуге қолданылатын ел орналасқан жерден өтетін өзенге тастау ұйғарылған.

1. Қалқыма заттектердің мөлшері-60 мг/л

2. Құрғақ қалдықпен анықталған минералдық құрамы-360мг/л

Оның ішінде хлоридтер-220мг/л

Сульфаттар  -110мг/л

3. Оттекке биохимиялық қежеттілігі (ОБҚ)-80мг/л

4. Қорғасын -2,0мг/л

5. Бензол -1,5мг/л

6. Нитрохлорбензол-0,3мг/л

Ақаба судың құрғақ қалдық арқылы анықталған минералдық құрамы, сонымен қатар хлоридтер мен сулъфаттардың көлемірауалы мөлшерден аспайды,сондықтан ШРШ нақтылы құрамды пайдаланып, формула (1) арқылы белгілейді.

Минералды заттектерге құрғақ қалдық арқылы;

ШРТ=720  360=259200г/сағатына;

оның ішінде хлоридтер:

ШРТ=720  220=158400г/сағатына:

сулъфаттар үшін:

ШРТ=720  100=72000г/сағатына:

Су қолдану категориясын ескергенде, а.с оттекке биохимиялық қажеттілігі 3мг.л аспауы қажет, өнеркәсіптің а.с ОБҚ 80мг.л тең болғандықтан а.с тазалауын жақсарту керек.Осы көрсеткіш үшін

ШРТ=720  3  =2160г/сағатына.

ШРТ сақтау үшін және қорғасын, бензол, нитрохлорбензол зияндық санитарлық-токсикологиялық корсеткішпен нормаланатынын ескертіп, олардың қосындысын табады:

С/ШРК+С/ШРК+С/ШРК=2,0/0,1+1,5/0,5+0,3/0,05=29,

Бұл1-ден аспауы қажет, ал негізінде асып отыр.

Заттектердің әр қайсысына тазалау белгіленеді және а.с олардың контцентрациясының шектік шамасын: қорғасын-0,05,мг.л. бензол-0,1мг.л, нитрохлорбензол-0,015 мг.л белгілейді.

Қосынды 1-ден аспайтынына көзімізді жеткізейік

0,05/0,1+0,1/0,5+0,015/0,05=1

Анықталған мөлшер мағыналары арқылы формуламен әр ластағышқа ШРТ белгіленеді:

         Қорғасынға                             ШРТ=720*0,05=35г/сағатына;

         Бензолға                              ШРТ 720*0,1=72г/сағатына;

         Нитрохлорбензолға              ШРТ 720*0,015=10,8г/сағатына.

 

3:   Сарқынды суларды тазалау әдістері.

 

1. Судың ластануы
2. Кульскийдің негізгі классификациясы
3. Судың спецификалық ластануы

 

Су-бүкіл адамзат тарихында, оларға қуаныш, ұзақ өмір мүмкіншілігін туғыза отырып, қауіп-қасіретті де әкелген. Су арқылы тез тарайтын эпидемиялық аурулар, планетамыздың барлық түкпірінде дерлік тарап. адамдардың зәресін алып, өлімге соқтырып отырған. Жоғарыда көрсетілген мәліметтер судың қандай керемет қасиеттері бар екендігін көрсетіп отыр. Оның үстіне біз су туралы өте аз білеміз. Сондықтан табиғаттағы суларды ластамай таза ұстауды, ғылымның әр түрлі салаларынан алынған нәтижелердің көзін тауып қолдану арқылы шешуге болады.

Қазір біз білеміз, бұл жағдайда судың өзінің кінәсі жоқ, ол-адамдардың білместігінен және көргенсіздігінен судың құрамына түскен минералды, органикалық, әсіресе бактериялық қоспалардың әсері еді. Сондықтан, кейінгі кезде, табиғаттың бүкіл қыр-сырын түсіне бастаған және ғылым мен техниканың жетістіктерін игерген адамдар, таза су проблемасына үлкен назар аударып келеді.

XX ғ басынан бастап, дамып келе жатқан техникалық прогресс, қоршаған ортаның ластануына әсерін тигізді. Кейінгі жан-жақты жүргізілген ғылыми жұмыстардың нәтижелері қоршаған ортаны, оның ішінде суды ластамайтын технологиялар жасаудың әр түрлі мүмкіншіліктері бар екендігін көрсетіп отыр. Ғылымның осындай нетижелерін қолдану, қоршаған ортадағы сулардың ластанбауынб осының нәтижесінде адамдардың, өсімдіктердің, жануарлардың,балықтардың дұрыс дамып өсуін қамтамасыз ете алады.

Жүргізілген зерттеу жұмыстары, сулы ортада жүретін процестердің жалпы заңдылықтарын терең түсініп, оларды жинақтап қорыта отырып, бір системаға келтіріп, суды тазалаудың ыңғайлы технологиясын жасау қажеттіліктерін көрсетіп отыр.

Бірақ айта кету керек, бүгінгі күнгі суды өңдеудің, химиялық және де басқа технологиялық жолдары, қазіргі  күннің өмір талабына толық сай емес. Олар, суды тазалау проблемаларының кейбір аспектілерін ғана шешіп, универсалды түрде қолданыла алмай келеді. Қазіргі өндірістің дамыған кезінде-өзен, көл, теңіз суларына бұрын белгісіз, анықталуы қиын улы заттар да түсуі мүмкін.

Суды тазалау технологиясын жасау кезінде, ондағы бар зиянды заттарды түгел білу қажет, себебі ондағы бар заттар бір-бірімен әрекеттесіп, нәтижесінде түзілген зат бұрынғыларынан да өте улы болуы мүмкін.сонымен, халық шаруашылығы өндірістерінің кейінгі кездердегі жедел қарқынмен өсуі, көптеген қосылыстардың қоршаған ортаға түсіп, суды ластап, ал мұндай суларды тазалау өте күрделі технологиялар арқылы іске асырылады.

Жүргізілген зерттеулерді және жинақталған мәліметтерді қорыта отырып, су өңдеудің теориялық негізін жасау-бүгінгі күннің басты мәселелерінің бірі. Зерттеулер негізінде алынған судың құрамындағы қоспалардың физика-химиялық қасиеттері туралы мәліметтерді жинақтаған, олардың бір-бірімен әсерлесу заңдылықтарын анықтап, белгілі бір системаға келтіріп, нәтижесінде қазіргі күннің талабына сай, суды тазалауға болады.

Табиғи судың гидрохимиялық системадағы классификациясы бойынша судың тек химиялық құрамы ғана ескеріліп, судағы аниондар мен катиондар мөлшері көрсетіледі. Қазіргі күні су қоймалары өндірістік ағынды су арқылы ластанып, осындац классификация, судың қандай жағдайда екенін толық көрсете алмайды және тазалау үшін толық шешімді бермейді.

Кеңес үкіметі кезінде, су тазалау технологиясымен Украина Ғылым Академиясында көптегенғылыми жұмыстар жүргізілді. Осы жұмыстар негізінде жоғары активті реагенттер алынып және талапқа сай қондырғылар жасалып, суды тазалаудың эффективті әдістері ұсынылды. Осы әдістермен тазаланған су ең қатаң санитарлы-гигиеналық талаптарға сай болды.

Осы көп жылдық ғылыми жұмыстар - Жаңа теориялық бағытқа негіз болып, суды ластайтын көптеген органикалық және бәйорганикалық қосылыстарды табиғи және ағынды сулардан бөліп алу заңдылықтарын көрсетті. Бұл теория - судың ластануымен күресуде, оның ішінде адамға өте қауіпті микроорганизмдерді көп мөлшердегі көк жасыл балдырларды және олардың ыдырауында бөлініп шығатын улы заттарды залалсыздандыру мүмкіншіліктері бар екендігін көрсетті.

Осы қарапайым және сапалы жаңа шешім, суды тазалаудың жаңа технологияларын жасауға алғашқы мүмкіндік туғызды. Бұл теорияның авторы Украина Ғылым Академиясының академигі Л.А.Кульский еді. Ол суды тазалау процесі заңдылықтарын сараптай отырып, ластағыштардың судағы физико-химиялық қалпының бірі болып есептелінетіндігін, олардың мөлшеріне қарап топтарға бөлуге болатынын көрсетті.

Көрсетілген принцип бойынша. табиғи және ағынды суда болатын химиялық және физикалық ластайтын заттарды өлшеміне қарап бірнеше топтарға біріктіріп, олардың классификациясын жасап, әр затты бөліп алуға және бұрын белгілі әдістерден бас тартуға болатындығын көрсетті.

Бұл ұсынылған классификация, қысқаша мынадай жағдайларда негізделген:

1. Судағы қоспалар қасиеті, өздерінің тек химиялық  немесе биологиялық ерекшеліктермен ғана емес, сол бөлшектің өлшемімен және сумен әрекеттесіп гомогенді (біркелкі) немесе геторогенді (әркелкі) қосылыс түзілуімен анықталады.Қоспалардың осы сыртқы қасиеті олардың судағы фазалы-дисперсті системасын жасауға мүмкіншілік береді.

2. практикада қолданылып жүрген, әр түрлі қоспалардан суды тазалау әдістерін салыстыра отырып, олардағы фазалы-дисперсті жағдайының бірдей болуы, суды тазалаудыңтехнологиялық жолдарының ұқсас екендігін көрсетті.

3.Табиғи және өндірістік суларды ластаған заттардың қалпына қарап, бірнеше топқа бөлуге болады. Олардың қай топқа жатуы, тазалау технологиясын анықтауға мүмкіншілік береді.

4. Әр түрлі факторлардың (судың - тұздылығы, температурасы, қышқылдығы) әсерінен көптеген заттар сулы ортада өздерінің фазалы - дисперсті қалпын өзгертіп, басқа топқа өте алады. Ал бұл тазалау технологияларын түрлендіруге және суды өңдеу әдістерін оңтайлауға кең мүмкіншілік туғызады.

Қорыта айтқанда қоспалардың түрлері көп болғанымен, тазалау технологиясының негізі - ол бөлшектердің сулы ортадағы дисперстілігі немесе көлем мөлшері. Осыларды ескере отырып, судың құрамындағы қоспаларды төрт топқа бөлуге болады:

-- екеуі гетерогенді, бұл жағдайда судағы қоспаның бөлшектері онымен толық араласпаған;

-- екеуі гемогенді, бұл кәдімгі таза ерітінділер;

Алдыңғыларға - судағы қалқыма, коллоид және жоғары молекулалы қосылыстар жатса, ал кейінгілері - суда ион немесе молекула түріндегі ағзаларды жатқызамыз.

Құрамында ең үлкен қалқыма қоспа бөлшегі бар болса - ол бірінші топқа жатады. Содан соң әрбір келесі топқа өткенде олардың мөлшері 10 еседей кішірейіп отырады. 

Коллоидты ерітінділер - микрогеторогенді, ал жоғары молекулалы қосылыстардың ерітінділері - гомогенді, бірақ бұлардың мөлшері шамалас. Сол себепті жоғары молекулалы қосылыстар, классификацияның кейінгі тобына жатады.

Кейбір қоспа бөлшектер аралық жағдайда да болуы мүмкін. Мысалы, молекулалық ерітіндінің кейбіреу диссоцияцияланған болады, ал бөлшектердің ассоцияцияланған кезінде олар коллоидты ерітіндіге айналады.

Олардың кейбір макромолекулаларының құрамында ионогенді топтар бар, белгілі бір жағдайда макроиондар түзе диссоциациялануы мүмкін.

Әрбір топтағы қоспалардың өз спецификалық ерекшеліктері бар. Сондықтан оларды судан бөлу үшін белгілі бір технологиялық әдістер қолданылады.

Бірінші топқа, суда ерімейтін мөлшері 10см және одан да үлкен қалқымалар жатады. Бұл қалқымалар мөлшері, судың лайлығының, ал кейбір жағдайда судың түсінің өзгеруінің де негізі болып табылады. Бұл топқа: саз балшықты заттар, карбонатты қосылыстар, гипс, майда құмдар, кейбір органикалық заттар,планктондар және т.б. жатады.

Суда жүзіп жүрген бөлшектердің ішінде ауру тудыратын бактериялар, микроорганизмдер және вирустар да болуы мүмкін. Қалқымалардың бетінде радиоактивті заттар да болады және олар да улы болув мүмкін.

Бірінші топқа жататын заттар кинетикалық тұрақсыз. Су қозғалып тұрған кезде олар қалқыма түрінде жүзіп жүреді. Олар, тау кен жыныстары және топырақ арқылы ағып өткен су арқылы су қоймаларына енеді. Су қозғалысы жоқ кезде, олар тұнбаға түседі.

Бұл топқа жататын қоспаларды бөлу үшін әр - түрлі физика - химиялық процестер қолданылады:

1. Тұндыру

2. Механикалық гравитациялық өрісті немесе центрден тепкіш күшті қолдану

3. Сүзу (құм немесе майда сеткаларды қолдану)

4. Темір немесе алюминий гидроксидтерімен және балшықты минералдармен сорбциялау

5. Флотациялау

6. Агрегациялау және седиментациялау (арнайы реагент қосып бөлшектеп оларды тұндыру)

7. Патогенді микроорганизмдер үшін - әр түрлі бактерицидті заттарды қолдану

Екінші топқа - жұқа дисперсті гидрофильді, гидрофобты коллоидты қоспалар және жоғары молекулалы заттар жатады. Бұл қоспалар кристалды немесе аморфты болуы мүмкін. Екінші топқа - топырақ және құмайт жерлерден қосылатын минералды және органоминералды бөлшектер, әр түрлі формадағыгумусты заттар щда жатады.

Судағы гумустар - судың орманды, батпақты және торфты жерлерден - ағуы нәтижесінде немесе өсімдіктер мен балдырлардың өмір сүру нәтижесінде түзіледі.

Нейтралды және әлсіз қышқылды ортада гумусты қышқылдың кейбір молекулалары, молекулааралық полярлық топтардың координациялануына байланысты іріленіп, колоидты жүйелер түзілуі мүмкін.

Осы топқа - мөлшерлері коллоидты бөлшектерге жақын вирустар мен микроорганизмдер, оның ішінде ауру тарататын бактериялар жатады. Олардан суды тазалау - өте жауапты жұмыстардың бірі.

Екінші топқа жататын қоспалардың өздігінен су түбіне тұнуы өте қиын. Оларды  су құрамынан  кетіру үшін, суды алдын - ала тотықтырғыштармен өңдейді. Нәтижесінде, коагуляция процесі жүріп, бөлшектердің бір-біріне жабысып ірілену мүмкіншіліктері туады. Ал бұл процестерді жүргізу үшін суға арнайы заттар - коагулянттар қосылады. Кейінгі кезде, судағы қоспа бөлшектері өздерінің агрегаттық тұрақтылығын жоғалтып, іріленіп тұнбаға  түсіп су тазаланады.

Ғалымдардың әр түрлі салалары зерттеулердің негізінде кейбір заттардың коагуляция процесінің жылдамдығын мардымы жоғары екенін анықтаған. Бұл заттарды флокулянттар деп атап жүр. Флокулянттық қасиеті жоғары заттың бірі - активті кремний қышқылы. Осы заттардың аздаған мөлшері жапалақ түрдегі тұнбаның түзілуін тездетіп қана қоймай, олардың құрылымен жақсартып, судың тез және толық тазалануына мүмкіндік береді.

Үшінші топқа -  суда еріген газдар және органикалық  заттар жатады.  Осындай сулар - өндірістің және егін, мал шаруашылығының қоқыс үйінділері арқылы аққан ағынды сулар - өзен, көлдерге түседі. Жоғарыда көрсетілген заттар, оның ішінде бактерия, балдырлардың ыдырау кезінде бөлінетін фенол және де басқа органикалық заттар судың дәміне, иісіне және оның түсіне әсерін тигізеді.

Судың құрамында химиялық реакцияға түспейтін, бірақ онда еритін газдар - оттегі, азот, метан әр уақытта дерлік болады. Олардың ерігіштігі, температура жоғарылаған сайын төмендейді. Кейбір газдар сумен химиялық қосылыс түзеді. Аммиак сумен әрекеттесіп, халықта нашатыр спирті деп айтып жүрген - аммоний гидрооксидін түзеді, ал сулы ортаның сілтілігін жоғарылатады. Сондықтан, осы топқа жататын әрбір қоспаның химиялық ерекшеліктеріне байланысты су ортасында әр түрлі құбылыстар байқалатынын ескеру керек.

Үшінші топқа жататын қоспаларды су құрамынан кетірудің ең эффективтілігі - аэрация, тотықтыру және адсорбция процестері.

Суда еріген газдар және оңай ұшып кететін органикалық заттарды, аэрация арқылы, демек ауаның майда көпіршіктерімен үрлеп отыру нәтижесінде судың құрамынан кетіруге болады.

Суда еріген бір және көп атомды фенолдар, көпшілік органикалық өнімдер, гуминді және фульфоқышқылдары, өте күшті тотықтырғыштардың әсерімен ғана ыдырай алады.

Үшінші топқа кіретін көптеген заттар активтелінген көмірді қолдану арқылы, су құрамынан шығарылады. Кейінгінің беттік аумағы өте жоғары болғандықтан, қоспалармен әрекеттесіп, оларды өз бетіне сорбциялайды. Активтелінген көмірдің бетіне гидрофобты қосылыстар жақсы сорбцияланады, олар: суда аз мөлшерде еритін - мұнай көмірсутектері, ароматты көмірсутектері және олардың туындылары, хлорланған көмірсутектері және де басқа қосылыстар.

Төртінші топқа - суда иондарға диссоциацияланған заттар кіреді. Бұлар негізінен, өте көп тараған бейорганикалық қышқылдардың тұздары. Бұл қосылыстар, судың құрамында барлық кезде дерлік болады.

Төртінші топқа кіретін қоспаларды судың құрамынан кетіру үшін, ол иондарды аз еритін немесе нашар диссоциацияланған қосылысқа өткізу керек. Түзілген заттың ерігіштігі судың тазалану дәрежесін сипаттайды. Ерігіштік көбейтіндісінің мәні төмен болса, судың толық тазалану мүмкіншілігі жоғарылайды.

Иондарды судан бөліп алу үшін қатты фазаның бетінде жүретін ион алмасу реакцияларында қолданылады. Әдетте мұндай реакциялар, ион алмасу смалаларын қолдану арқылы іске асырылады. Кейбір жағдайларда электродиализ әдісін қолданған тиімді. Бұл әдіс электр өрісінде иондардың бір бағытталған қозғалысының жылдамдығының өсуіне негізделген.

Қорыта айтқанда, су қоймасын ластайтын барлық қоспаларды осы классификацияның төрт тобы толық қамтиды. Әрбір топтағы қоспалардың ерекшеліктерін, сипаттамаларын біле отырып, суларды тазалаудың эффективтілігін жоғарылатуға болады.

Суды ластайтын заттардың фазалы - дисперсті күйі мен оларды тазалау әдістерін таңдау арасында белгілі байланыстық бар. Ал қоспалардың химиялық қасиеттері, қайсы әдіске көбірек мән беру керектігін анықтай түседі.

Жоғарыда көрсетілген классификация, судың негізгі сапасын жоғарылату үшін бағытталған жұмыс жүргізуге, олардың негізінде ұтымды тазалау қондырғыларын таңдап және су өңдеудің эффективті өңдеу технологиясын жасауға мүмкіншілік береді.

Классификация негіздеріне сүйене отырып, суды өңдеу технологияларының кемістіктерін жетілдіріп,  су тазалау станцияларының проектісін жасап, оның құрылысын салуға болады. Қорыта айтқанда, суға қосылатын барлық ластаушы заттар оның тазалығына өз әсерін тигізеді:

- судың физикалық қасиеттері өзгереді( мөлдірлігі, түсі, иісі, дәмі );

- судың химиялық құрамы өзгеріп, зиянды заттар енеді;

- судың бетінде және көлемінде жүзіп жүретін ластағыш заттар пайда болады;

- суда еріген оттегінің мөлшері азаяды, олар судағы органикалық заттарды толықтыруға жатады;

- суда жаңа бактериялар пайда болып, оның ішінде ауру тарататындары да кездесе

 

4:    Ластанған суды механикалық әдіспен тазалау.

 

1. Суды жұмсартудың фосфатты әдістері
2. Суды магнитпен өңдеу әдісі

 

Бұл әдіс бойынша суды жұмсарту 100 с- тан жоғары температураларда іске асырылады. Суды  ысыту кезінде, оның тұтқырлығының төмендеуіне байланысты, түзілген ауыр және ірі бөлшектердің шөгуі жылдамдайды, әктің шығыны төмендеп, бос көмір оксидтері су  құрамынан ұшып кетеді. Термохимиялық  әдісті коагулянттарды қосып та, қоспай да жүргізуге болады. Тығыздықтары үлкен болып  түзілген бөлшектер, ауырлатуды қажет етпей ақ тұнбаға түседі. Суды термохимиялық әдіспен жұмсарту жылу жүйелерін қажетті суларға қолданғанда тиімді себебі бұл жағдайда жылытуға кеткен энергия үнемді пайдаланылыды. Бұл әдіспен негізгі қолданылатын реагенттер; әк, сода және кейде натрий гидроксиді.

Суды жұмсартудың фосфатты әдісі қымбат болғандықтан, өзінше бөлек қолданылмайды. Бұл әдіспен суды жұмсартатын басқа әдістерді қолданып, болғаннан кейін, (мысалы: әк, және сода қоспасынан кейін)  одан әрі қарай жұмсарту үшін ғана қолданылып жүр. Реагент ретінде-3 немесе динатрифосфат қолданылыды. Бұл пеагенттерді суға қосқан кезде, магний мен кальцийдің нашар еритін фосфаттары түзіледі:

3Ca HCO+2Na3PO4+6NaHCO3

3Mg HCO+2Na3PO4+6NaHCO3

Фосфаттау процесі арқылы судың жұмсақтығын арттыру әдетте100С- тан жоғары температурада жүргізіледі. Суды жұмсартудың әк сода процесімен жүргізіп және фосфаттау әдісімен жұмсақтығын арттыру қондырғысының үлгісі.

Қорыта айтқанда суды жоғарғы температурада жұмсарту негізінен, суды толық жұмсарту болғанда қажет. Суды технологиялық әдіспен жұмсартуға қажет қондырғылардың құрылысы қарапайым және жұмыс істеуге ыңғайлы. Ол қондырғылар, негізінен реагент дозаторлары жылытқыш, шөктіргіш, тұндырғыш және фильтрден құралады.

Суды магнитпен өңдеу. Кейінгі  кезде суды магнитпен өңдеу туралы мәліметтер, әдебиеттерде жиі жарияланып жүр. Магнитпен өңделген суды қолданаған жылу қазандықтары қақтанбайды. Магнит өрісіні судың тазалануына әсері бүгінгі күні толық анықталмаған, бірақ бұл құбылыс туралы бірнеше гипотезалар бар. 

Бұл әдіс былайша іске асырылады. Магнит күшінің сызықтарын кесіп, өткен суда пайда болатын қақ, қыздырғыш бетінде емес, су массасында түзіледі. Осы кезде түзілген борпылдақ тұнбаны судан оңай бөліп алуға болады.

Суды магнит өрісімен өңдеуді қолдану, қақтың пайда болуын болдырмау үшін пар турбиналарда, жылыту жүйелерінде, әр түрлі жылу аппапраттарында кеңінен қолданылып жүр.

Суды магниттеу әдісімен өңдеу өте тиімді, қосымша энергияны, реагенттерді қажет етпейді. Өндірісте- тұрақты болат немесе ферриро-барий

магниттері және электромагниттер қолданылады.

Өңділетін су, іш жағына магниттер салынған ішкі және сыртқы трубалардың арасынан өткізіледі. Ішкі полистиролдан жасалған трубаның ішіне диаметр және ұзындығы мм сегіз тұрақты магнит салынады.Магнитті аппарат трубалар системасына тізбектеліп қосылады. Судың жылдамдығы 1м/с- тан көп болмауы керек.

 

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

 

1. Баешов А. «Экология және таза су проблемасы». Алматы. «Дәнекер» 2003 ж. -224 б.
2. Сатаева Л.М. «Ақаба суларды тазарту технологиясы».-Шымкент; М.Әуезов атындағы ОҚМУ, 2007. -137 б.
3. Оспанова Г.С., Бозшотаева Г.Т. Экология. Оқулық. -Алматы: Экономика, 2002. -405 б.