Синтетические поверхностно-активные вещества или сокращенно СПАВ представляют настоящую угрозу для биосферы. Они в основном применяются и в промышленных и в бытовых целях. Их отрицательное воздействие на окружающую среду обусловлено физико-химическими свойствами, в частности пенообразование, взаимодействие с другими веществами, растворенными в воде, эмульгирование и снижение поверхностного натяжения жидкостей. Для предотвращения безвозвратного изменения экосистемы в промышленности и в быту должна проводиться очистка воды от СПАВ.
Способы очистки
Наиболее широко применяемым способом водоочистки от синтетических веществ является электрокоагуляция. Способ может включать в себя применение хлорида кальция с проведение электрокоагуляции на алюминиевом аноде. Однако подобный метод не идеален, и не всегда очищает воду от СПАВ до необходимого уровня. К тому же сам по себе хлорид кальция является дополнительным загрязнителем.
Чтобы достичь наилучшего эффекта способы очистки воды сочетают. К примеру, можно применять сорбцию и электрокоагуляцию. Такой вариант очистки представляет собой электролиз на алюминиевых электродах с последующей сорбцией. В воду добавляется перхлорат натрия и следом проводится электрокоагуляция. Затем вода фильтруется при помощи фильтра механичаской очистки, а сорбция проводится при помощи ионообменной смолы и активированного угля. Однако стоит отметить, что такой метод очистки воды от СПАВ не является дешевым. Сорбционные элементы достаточно дорогие, а перхлорат натрия также является дополнительным загрязнителем. К тому же проведение дополнительной механической очистки увеличивает общее время процесса.
Применение дорогих и дефицитных ионообменных смол обусловлено необходимостью получения абсолютно чистой воды. В другом случае такой процесс считается неприемлемым, так как используемые ионитовые фильтры имеют короткий срок использования, а затем им необходима регенерация, которая не только энергоемкая, но и дорогостоящая.
Очистка воды при помощи адсорбентов может включать в себя различные вещества. Это полимерные сорбенты, ископаемый уголь, неорганические осадки, ионообменные смолы и активированный уголь. Более эффективным считается гранулированный уголь (по сравнению с порошкообразным), но в тоже время он является более дорогим. Тем не менее, в настоящее время предпочитают использовать гранулированный уголь, и даже выпускаемое оборудование для очистки воды от СПАВ настроено под такой вид адсорбента. Стоит отметить, что такой метод является доочисткой и применяется только при небольшой концентрации СПАВ.
Менее популярным, но не худшим вариантом является биологическая очистка воды. Она основана на использовании биопленки или активного ила. Микробиологическая очистка воды от СПАВ представляет собой детоксикацию загрязнения при помощи микроорганизмов-деструкторов (высокоактивные культуры). Применение этих микроорганизмов позволяет очистить воду на 90%, однако чем быстрее скорость процесса, тем ниже данный показатель.
К физическим методам очистки воды от СПАВ относят магнитный, радиационный, электростатический, ультразвуковой и электрогидравлический. Радиационная и магнитная очистка проводятся очень быстро, и могут быть использованы для интенсификации процесса. К тому же не требуется добавления каких-либо веществ. Преимуществом электромагнитной очистки является ее относительно невысокая стоимость и малые эксплуатационные расходы.
Очистка воды от СПАВ возможна при помощи озонирования воды. Озон является сильнейшим окислителем, и на этом свойстве основана возможность деструктивных процессов синтетических веществ. Такой способ считается наиболее перспективным. Он позволяет очистить воду от пестицидов, цианидов, нефтепродуктов, фенолов и других СПАВ. В результате озонирования эти вещества подвергаются полной деструкции и образуются абсолютно безвредные для живых организмов продукты распада. Чтобы очистка воды от СПАВ при помощи озонирования была наиболее эффективной, должны создаваться определенные условия: концентрация веществ, время контакта, уровень рН. Все чаще стали применяться редокс-системы для озонирования, они повышают эффективность и снижают расход окисляющих веществ.
