Chuma kipo ndani ya maji katika umbo la ioni za kipenyo na tatu. Jinsi ya kusafisha vinywaji na vinywaji vya kiufundi kutoka kwa uchafu huu? Shida ya haraka kwa familia ya kawaida na biashara kubwa. Fikiria sababu ambazo umumunyifu wa chuma katika maji hutegemea, aina za uchafuzi wa mazingira, mbinu za kuondoa misombo ya fero.
Kwa nini maji ya bomba yana manjano na kahawia?
Michanganyiko ya chuma hupa maji rangi ya manjano, mara nyingi kuna ladha ya baadae isiyopendeza, unaweza kugundua uchafuzi wa mazingira kwa namna ya flakes za kahawia. Matukio haya ni kuzorota kwa mali ya organoleptic ya maji ya kunywa. Mabadiliko ya rangi ni nini watumiaji wa maji huzingatia kwanza kabisa. Kwa kuongeza, kuna athari kwa afya ya binadamu. Unywaji wa maji ya bomba yasiyo na ubora, ambayo yana chuma, huathiri vibaya ini, meno, njia nzima ya utumbo, ngozi na nywele.
Umumunyifu katika maji haufafanuliwa tu na mwingiliano wa misombo ya feri kutoka kwa uundaji wa miamba na dutu nyingine katika asili. hupandamsongamano wa ioni za Fe2+ na Fe3+ ioni kutokana na mchakato wa kutu ambao hutokea mara kwa mara katika vifaa vya kusambaza maji na mabomba yaliyotengenezwa kwa aloi za chuma. Mabomba yanabadilika hatua kwa hatua, tabia ya bidhaa, ambayo maji yenye mchanganyiko wa chuma yalitumiwa, yanabadilika.
Ni nini umumunyifu wa chuma kwenye maji?
Kipengele cha kemikali, ambacho kilipewa jina la Kilatini Ferrum, ni cha pili kwa wingi katika ukoko wa dunia baada ya alumini. Kwa kiasi kikubwa kwenye sayari kuna amana za pyrite ya chuma au pyrite (formula yake ni FeS2). Michanganyiko ya Ferro hupatikana katika miamba yenye asili ya volkeno na mchanga katika umbo la hematite, magnesite, madini ya chuma ya kahawia.
Aini ya dutu rahisi ni chuma-kijivu ductile, isiyoyeyuka katika maji. Oksidi na hidroksidi, chumvi nyingi za chuma pia haziingiliani na maji. Umumunyifu wa FeO katika maji hujadiliwa kuhusiana na uwezo wake wa kuongeza oksidi kwa oksidi ya feri. Wakati wa kuzungumza juu ya ufumbuzi wa maji wa FeO, wanamaanisha maudhui ya ioni za feri. Katika vyanzo vingine vya maji, takwimu hii hufikia miligramu 50 au zaidi kwa lita 1. Huu ni mkusanyiko wa juu, maji ya kunywa kama hayo yanapaswa kusafishwa.
Je, chuma huingiaje kwenye maji asilia?
Mmomonyoko wa udongo na kemikali husababisha kusagwa, kuyeyuka na uharibifu wa miamba yenye madini ya chuma. Kama matokeo ya majibu yanayotokea katikaasili, ions Fe2+ na Fe3+ zimetolewa. Wao wanashiriki kikamilifu katika michakato ya redox. Ioni ya divalent hutiwa oksidi, hutoa elektroni, na huwa na chaji mara tatu. Umumunyifu wa chuma katika maji ni uwepo wa mfereji Fe2+. Kama matokeo ya majibu yanayofanyika katika suluhisho, chumvi tofauti hupatikana. Miongoni mwao ni mumunyifu, kama vile sulfates, na hakuna (sulfidi, carbonates). Wakati maji kama haya hayana chuma, fomu ya mumunyifu inakuwa isiyoyeyuka, flakes huundwa ambayo hupita. Ayoni ya feri hutiwa oksidi kuwa trivalent kukiwa na oksijeni au vioksidishaji vingine (ozoni, klorini).
Mabadiliko ya ioni hatimaye husababisha kuonekana kwa kutu ya kahawia inayostahimili oksidi zaidi, muundo wake wa masharti unaweza kuwakilishwa kama ifuatavyo: Fe2O3 • nH2O. Chembe Fe3+ ni sehemu ya viambata changamani vya isokaboni na kikaboni vinavyopatikana kwenye uso wa maji.
Je, yaliyomo katika ferrocompounds katika maji asilia ni sawa?
Mkusanyiko wa kipengele cha kemikali na aina za chuma kwenye maji hutegemea muundo wa miamba ya ukoko wa dunia na hali ya vyanzo mbalimbali. Michanganyiko ya chuma yenye sehemu tatu, maumbo ya kikaboni kama vile bakteria ya chuma na dutu ya colloidal (yeyukayo na isiyoyeyuka) inaweza kuwepo kwa wakati mmoja.
Ikiwa kuna akiba ya madini ya sulfate, kuna uwezekano mkubwa kwamba madini ya feri yatakuwepo katika viwango vya juu. Umumunyifu katika majiferrocompounds huongezeka kwa joto karibu na maeneo ya volkeno. Kiwango cha chuma katika mito na maziwa huwa juu zaidi iwapo kuna utiririshaji wa maji machafu kutoka kwa mimea ya metallurgiska na kemikali.
Jinsi ya kusafisha maji kutoka kwa chuma?
Mbinu za kitendanishi na zisizo za kitendanishi hutumika kuondoa ferrocompounds. Msingi wa michakato mingi ni oxidation ya ioni ya divalent kwa cation trivalent. Wanafanya sawa na uchafu mwingine katika maji - hubadilishwa kuwa misombo isiyoweza kuingizwa na kuondolewa kwa chujio. Uendeshaji wa mitambo mingi ya viwandani unatokana na kanuni hii.
Ni nini umumunyifu wa chuma katika maji, unaobainishwa kwa kutumia ala. Kisha kuondolewa kwa chuma hufanyika na vitendanishi vya kemikali: oksijeni, klorini, ozoni, permanganate ya potasiamu, peroxide ya hidrojeni. Athari za oxidation za kemikali hufanyika na mvua isiyo na maji hupatikana. Haiwezi tu kuchujwa, lakini pia kuondolewa baada ya kukaa kwa kufuta (kufuta maji safi kutoka kwenye sediment). Wakati wa ozonation na klorini, disinfection (disinfection) hutokea wakati huo huo. Inaaminika kuwa utumiaji wa ozoni ni njia inayotia matumaini zaidi, kwa sababu klorini ni hatari kwa afya ya binadamu.
Njia zipi za kuondoa chuma kwenye ujazo mdogo wa maji?
Nyumbani, peroksidi ya hidrojeni na pamanganeti ya potasiamu zinaweza kutumika kutoka kwa vitendanishi vilivyo hapo juu. Jinsi ya kusafisha maji kutoka kwa chuma, ikiwa unataka kupata kiasi kidogo kwa muda mfupi? Wakati peroksidi inaongezwa kwa maji,flakes ya sediment. Inahitajika kungojea ikae chini ya chombo na kumwaga maji, au kuipitisha kupitia kichungi cha kawaida cha jug. Maji haya yaliyosafishwa yanafaa kwa kunywa na kupikia.
Kuhusiana na aina za kikaboni za chuma, mbinu zilizo hapo juu hazifanyi kazi. Vitendanishi hivyo vilivyotajwa hapo juu havitulii chembe chembe za colloidal haraka vya kutosha.
Kubadilisha ion na kichocheo - mbinu za kuondoa chuma maji
Kuna usakinishaji huru unaofanya kazi kwa kanuni za kichocheo, kubadilishana ioni. Vifaa hutumika kusafisha maji katika biashara ndogo za viwandani na nyumba ndogo.
Chuma katika mbinu ya kichocheo huondolewa kwa kujazwa nyuma maalum kutoka kwa malighafi asilia na sintetiki. Kichujio cha kuahirisha maji ni chombo cha chuma. Kujaza nyuma huwekwa ndani na maji hupitishwa. Dutu hii ni kichocheo cha uoksidishaji wa chuma feri, na kuigeuza kuwa hali isiyoyeyuka kutoka kwa aina mbalimbali.
Katika uondoaji wa chuma cha kubadilishana ioni, vibadilishanaji vya mawasiliano hutumiwa, vinavyopatikana kutoka kwa resini za kubadilishana ioni, kama vile zeolite (madini). Katika miaka ya hivi majuzi, utengenezaji wa bidhaa za sanisi za kuondolewa kwa chuma maji kwa kubadilishana ioni umezinduliwa.
Kwa nini tunahitaji mbadala wa vitendanishi?
Kemikali hutumika kwa muda mrefu kama kuna uchafu huu hatari - chuma kwenye maji. Aina za chuma ni tofauti, kwa hivyo unahitaji kutafuta suluhisho bora, njia inayofaa kwa utakaso wa majikutoka kwa chanzo maalum ambacho fomu na viwango vya chuma vimeanzishwa.
Uwekaji klorini ni jambo la zamani, njia hii inaathiri vibaya ubora wa maji na afya ya umma. Uingizaji hewa au uboreshaji wa maji kwa hewa ni njia isiyo na hasara. Oksijeni hupitishwa ndani ya maji, chuma hutiwa oksidi, na chembechembe za mvua zisizo na mumunyifu zinaweza kuondolewa kwa kuchujwa au kutulia.
Uondoaji wa chuma unafanywa bila vitendanishi vya kemikali - kwa kutumia mbinu ya kielektroniki. Electrodes mbili huingizwa kwenye chombo cha maji ili kusafishwa. Electrode hasi - cathode - huvutia na kushikilia ioni za chuma zilizochajiwa vyema, kwa namna yoyote. Mbinu nyingine isiyo ya kitendanishi ni matumizi ya utando maalum.
Kila moja ya njia zilizo hapo juu haina faida tu, bali pia hasara. Chaguo la mbinu inategemea aina ambayo chuma kiko ndani ya maji.
