1. ap = 18 g/mol. A) Calculeaz raportul de mas n care se afl
atomii din molecula de ap? B)Calculeaz raportul volumetric n care
se afl atomii din molecula de ap?
Rezolvare: 2 H2O 2H2 + O2H2O: 11,1% H i 88,9% O, procente de
mas=> raport de masa = 1:8 66,67% H i 33,33% O, procente molare
(de volum) => raport volumetric = 2:1
1. Indic starea de agregare i procesele fizice care au loc n
intervalul de temperatur t < 00C - t > 1000C. Descrie
structura moleculei/moleculelor de ap n strile de agregare
menionate?Rezolvare: t apa solida sub forma de gheata 0 < t apa
lichida t > 100 C => apa sub forma de vaporiProcese: -
topirea gheii - nghearea (congelarea, solidificarea) apei lichide -
vaporizarea apei lichide - condensarea vaporilor de ap - sublimare
a gheii 1. n stare de vapori - molecule neasociate - monomeri 1. n
stare lichid i solid (ghea) moleculele sunt asociate prin legturi
de hidrogen1. in stare solida (gheata) se formeaza asociatii mai
mari = CLASTERE
1. Proprietile fizice care pot descrie gradul de poluare/gradul
de epurare?Rezolvare: - Transparenta - Turbiditatea - Temperatura -
Culoarea - Mirosul
1. Apele naturale au valoarea pH-ului cuprins ntre 6 i 9. Cum se
determin aciditatea unui volum de ap cu un pH > 9, dar cu un pH
< 4. Dac [HO-] = 10-2 mol/L, apa are caracter acid sau bazic.
Justific rspunsul dat.Rezolvare: Metoda de determinare a aciditii -
neutralizarea unui Vapa de analizat cu o B(OH)n, n prezena
fenolftaleinei pOH = -lg [HO-]pOH = - lg 10-2 = 2 pH = 14 pOH =
14-2 = 12 => apa are character basic
5. Definete noiunea de alcalinitatea apelor naturale?
Alcalinitatea apei este dat de prezena anionilor HO-, HCO3- i CO32-
alturi de ali compui minoritari: NH3 i bazele conjugate ale
acizilor slabi cum sunt: acidul fosforic, boric, silicic i
organici.
6. Rolul apei n dezvoltarea societii omeneti. Definete noiunea
de poluarea i de poluant.Rolul apei n dezvoltarea societii omeneti:
apa ca factor alimentar but, hran (agricol, zootehie, piscicultur,
ind. alimentar); apa ca factor energetic surs de energie-antrenarea
instalaiilor, agent termic; apa ca factor de transport transport
intern i internaional; apa ca factor tehnologic industrie, activiti
economice; apa ca factor de mediu aspecte pozitive i efecte
negative, naturale (inundaii, viituri, secet)poluare - pollutio =
profanare sau murdrire Poluarea este procesul de alterare a
mediilor de via biotice, abiotice, precum i a bunurilor create de
om, cauzat de fenomene naturale, dar mai ales de funcionarea
sistemelor create de om. Poluantul =orice substan sub form solid,
lichid, gazoas sau sub form de vapori, forme de energie (radiaie
electromagnetic, ionizant, termic, fonic sau vibraii) care,
introdus n mediu, modific echilibrul constituenilor acestuia i al
organismelor vii i aduce daune bunurilor materiale
7. Descrie modelul polurii mediului a lui Hodgate,1979.
*****Model al polurii mediului - 1979: sursa de poluare - emite
poluantul transportul poluantului n mediu biotic sau abiotic mpreun
cu transformrile pe care acesta le sufer n mediu inta (organismele,
ecosistemele, alte componente ale mediului) - receptor al
poluantului
8. Clasific sursele de poluare, posibile apelor naturale. Sursa
de poluare - locul de origine al poluantului a) dup sursa de
poluare:- punctuale - conductele de deversare, orificiile din
rezervoare, scurgerile de canalizare, scurgerile rezultate din
cresctoriile de animale (bogate n azot i microorganisme patogene);-
difuze - regiune extins - infiltrrile n pnza de ap freatic - din
transportul ngrmintelor, pesticidelor, insecticidelor, de pe
terenurile agricole;- liniare - autostrzi, rutele aeronautice;-
ariale - complexe industriale sau zootehnice.
b) dup aciunea lor n timp: - permanente; - sporadice; -
accidentalec) dup mobilitate: - mobile - staionared) dup modul de
generare al polurii: - naturale (autopoluare); - artificiale -
activitii umane subdivizate: apele uzate ,depozite de deeuri.
9. Legea apelor 107/1996 stabilete cadrul legal privind regimul
de protecie i utilizare a surselor de ap naturale. n ce const
regimul de protecie a surselor de ap ?Perimetrul de regim sever -
se interzice:- construirea de locuine sau alte construcii nelegate
de cerinele tehnologice ale captrii;- accesul persoanelor strine de
exploatarea alimentrii cu ap;- existena unor trasee de canale sau
deversri de ap de suprafa. Perimetrul de regim sever se mprejmuiete
i se supravegheaz prin paz permanent
Perimetrul de restricie, situat n jurul zonei de regim sever. Se
interzice:- utilizarea terenului n scopuri care ar modifica debitul
i calitatea apei de alimentare; - Se menine o stare de salubritate
permanent controlat; Perimetrul de restricie se marcheaz prin borne
cu inscripie.
Perimetrul de observaie, cuprinde o zon larg n jurul
perimetrului de restricie, zon n care organele sanitare fac
observaii sistematice asupra strii de sntate a oamenilor.
10. D exemple de poluani prioritari: anorganici i organici.
Poluani prioritari sunt compui organici i anorganici foarte toxici
i care au efecte cancerigene i mutagene.poluanii organici
prioritari - rezisten mare la degradarea biologic, - compui
halogenai ai (CH) saturate i nesaturate aciclice i ciclice;- compui
policlorurai ai fenil benzenului;- hidrocarburi aromatice
mononucleare, polinucleare (HAP)+compuii lor- compui fenolici,
compui cu azot;- compui organici volatili, eteri, esteri ai
acidului ftalic i pesticide. Unii compui + Cl2, n etapa de
dezinfecie=compui clorurai mai toxici Compuii anorganici toxici
(poluani prioritari) urme (ppm - mg/L, ppb - g/L), (Pb, Cd, Hg, Cu,
Ni, Cr, Zn), cianuri, As, Ba, F, Sn, ligninaSursa: industria
chimic, petrochimic, metalurgic, materialelor de construcie,
industria minier, industria lemnului, a celulozei i hrtiei. 1970,
(U.S.EPA) a propus, o list de compui organici i anorganici toxici,
129 compui grupai n 65 de categorii dintre care compui organici,
cianuri, azbest i 13 metale grele.
11. Enumer cteva forme de poluare a mediului marin i oceanic.
poluare domestic, datorate aglomerrilor urbane din vecintate;
poluare chimic industrial; poluare cu hidrocarburi ca urmare a
naufragiului; poluare atomic, datorit experienelor nucleare;-
poluare termic, datorit utilizrii apei de mare pentru rcirea unor
instalaii industriale pe mare.
12. Care sunt efectele polurii apelor de suprafa, respectiv a
apei potabile cu metale grele. Exemple. ************Toxicitatea
Metale Altereaz proprietile organoleptice ale apei: Fe, Mn, Cu, Zn
Toxice n concentraii mici: As, B, Ba, Cd, Cr, Hg, Pb, i Se Devin
toxice peste o anumit conc.: Ag, Be, Bi, Ni, Sb Netoxice la conc.
de ordinul ppm n ap: Ga, Ge, Sn, Sr, Ti, V, Zn La nivelul de conc.
ppb - ppm, sunt nutrieni, la conc.> toxice: B, Co, Cu, Fe, Mn,
Mo, Zn1.Concentraia lor crete pe unitatea de masa prin acumulare2.
Se acumuleaz n organismul uman3. Posed proprieti mutagene i
cancerigenePoluantEfecte asupra sntii
Cadmiu ficat, rinichi, splin, pancreas, cord, sistemul nervos
central i periferic, placent i glanda mamar
Cupru intoxicare cronic a sistemul digestiv apare hipertonia,
ateroscleroza, boli de inim, modific structura morfologic a
ficatului (ciroza ficatului, cancerul primar al ficatului) se
modific spectrul microelementelor sngelui
Nichel
efecte nocive asupra inimii, ficatului i rinichilor, plmnilor
(cancer pulmonar) iritaii ale pielii, eczem
24. 04. 1998, Los Frailes, Spania ruperea digului de protecie de
la o exploatare minier a determinat deversarea a 5 mil. t de deeuri
toxice n rul Guadiamar.1993 in Ecuador: nmolul de la o exploatare
aurifer a deversat asupra unui sat ducnd la moartea a 24 de
persoane i pagube.1994 Harmony Mine, Africa de Sud: 2,5 mil. t de
noroi cianurat au deversat de la o min de aur asupra unui sat -
moartea a 17 locuitori i distrugerea a 80 de case.1995 mina aurifer
"Omai" din Guyana: Ruperea digului cu deversarea a 3,2 miliarde L
ape cianurate n rul Essequibo, determinnd distrugerea faunei
acvatic1996 n Filipine: 3 milioane m3 de noroi toxic au deversat n
rul Boac, inundnd 20 de sate i distrugnd infrastructura de
transporturi.martie 2000, Baia Mare, aproximativ 95 t de nmol i ape
coninnd cianuri i metale grele au ajuns n zona imediat nvecinat, n
apropiere de Baia Maremai i decembrie 1999 au avut loc deversri de
noroi cianurat de la minele de aur de la Brad i Baia de Arie
determinnd moartea petilor din rurile nvecinate.
13. Ce este SMIR, care sunt obiectivele pe care le urmrete i ce
cuprinde?Sistemul de Monitoring Integrat al MediuluiUn ansamblu de
operaiuni prin care se asigur cunoaterea i explicarea evoluiei
spaio - temporare a parametrilor cantitativi i calitativi ai
mediului, n corelaie cu factorii de impact asupra acestuia.
Obiective: Realizarea unui sistem adecvat de supraveghere a calitii
mediului n Romnia; Monitorizare; Formarea instrumentelor necesare
managementului mediului; Formarea cadrului legislativ i formularea
politicilor de mediu; Asigurarea unei dezvoltri socio-economice
durabile.Ce cuprinde?Sistemul Naional de Supraveghere a Calitii
Apelor:- ape de suprafa: - curgtoare; - lacuri; - ape maritime.-
ape subterane;- ape uzate.Reeaua pentru supravegherea calitii
aerului;Reeaua de ploi acide; Reeaua de radioactivitate;Surse de
informaii periodice privind calitatea vegetaiei, solului, faunei i
sntii umane.
14. Exemple de anioni, sursa de provenien i tehnici de analiz a
anionilor din ape. Anionii din ape: (Cl-), (SO42-), (NO3-), (NO2-),
(PO43-), (SiO42-), (CN-), (F-).Metodele clasice:- gravimetrice
(foarte exacte dar laborioase)- volumetrice (mai simple dar cu
precizie mai mic)- metodele colorimetrice.Metodele colorimetrice -
A- reacioneaz cu reactivi de culoare,formeaz compui stabili, intens
colorai. Probele care prezint turbiditate se vor filtra naintea
analizei.Cromatografia ionic: rapid, exact permit dozarea
concomitent mai muli cationi, nu utilizeaz reactivi toxici, necesit
cantiti mici de probe dar necesit dotarea aferent (cromatograful).
Pentru analiz, probele sunt filtrate apoi se injecteaz ntr-un
eluent coninnd un amestec de carbonat / bicarbonat.
15. Exemple de metale grele, sursa de provenien i tehnici de
analiz a cationilor metalelor grele.Cationii metalelor sau cationi
nemetalici (NH4+)Metalele - n form elementar (suspensiile fine de
fier, aur sau mercur) sau exist n ap sub form de cationi, n
diferite stri de oxidare, complexai sau nu.Cationii metalelor
grele:(Cd2+, Cr3+,6+, Pb2+, Hg2+, Cu2+, Zn2+, Ni2+ i Fe2+,3+), Al3+
- influeneaz metabolismului petilor Sursa: fertilizanii, gunoiul de
grajd, pesticidele, emisiile auto, bateriile
Tehnici de analiz a cationilor metalici:- Absorbia atomic; -
metoda colorimetric;- metode electrochimice (electrod ion
selectiv)- metode voltametrice - sensibile - metale aflate n urme.
Tehnici specializate: fluorescena de raze X, activarea cu neutroni
sau fluorometria.Spectroscopia absorbie atomic - tehnic spectral
-radiaia monocromatic traverseaz proba vaporizat i atomizat - se
nregistreaz o atenuare a intensitii radiaiei. Aceast atenuare este
corelat exponenial cu nr.de atomi de metal din prob i deci cu
concentraia lui.
16. Sisteme de alimentare cu ap:Descrie schema de principiu a
SAA utiliznd ca surs apa unui ru. Ru12a342b567
1-captare2a- pompare treapta I, 2b-pompare treapta II, 3-staie
de tratare, 4- rezervor de ap tratat, 5-conducta de transport, 6-
rezervor, 7- reea de distribuie exterioar.
17. Clasificarea procedeelor de tratare?1. Tipul
impurificatorilor reinui (indicatorii de calitate ce trebuie
reinui) i tipul procedeelor aplicate;2. Eficiena tratrii corelat cu
scopul utilizrii. procedee de tratare care permit reinerea
materiilor solide de diferite dimensiuni i a coloizilor: reinerea
pe grtare i site, deznisipare, sedimentare, coagulare- floculare,
filtrarea rapid, filtrare lent, ultrafiltrare, microfiltrare;
procedee de tratare pentru reinerea duritii: dedurizare, schimb
ionic, precipitare chimic; procedee de tratare pentru dezinfecie
(distrugerea bacteriilor i viruilor): clorinare, ozonizare,
iradiere cu radiaii ultraviolete, filtrare lent; procedee de
tratare pentru eliminarea substanelor organice: adsorbia pe CA,
coagulare-floculare, ozonizare, filtrare lent, ultrafiltrare, osmoz
invers; procedee de tratare care permit reinerea compuilor cu fier
i mangan: aerarea;procedee de tratare cere permit eliminarea
srurilor dizolvate (ionilor): electrodializ, osmoz invers,
nanofiltrare, schimb ionic. Procedee de tratare convenionale:
sitare, deznisipare, sedimentare, filtrare, coagulare - floculare,
aerare, dezinfecie cu clor, dedurizare; Procedee de tratare
avansat: adsorbie pe crbune activ, ozonizare, iradiere cu radiaii
UV, procedee folosind membrane semipermeabile (microfiltrare,
ultrafiltrare, osmoz invers, electrodializ, nanofiltrare). Pentru
obinerea apei potabile din apele de suprafa este obligatoriu s
aplicm o tratare special (tratare avansat)?
18. Tratri curente i importana lor n obinerea unei ape de
calitatea I. reinerea pe grtare - separarea corpurilor plutitoare
se utilizeaz grtare grosiere-rare (lumin 50..100mm) i grtare dese
(fine lumin 25..40 mm); reinerea pe site - separarea frunzelor,
petilor, racilor, algelor i ierburilor, prin utilizarea sitelor
plane sau a panourilor cu ochiuri de 1..5mm; Deznisiparea -
reinerea nisipului, a particule de peste 0,2 mm, deznisipatoare
longitudinale, verticale sau prin centrifugare n hidrocicloane;
Micrositarea - reinerea planctonului i a suspensiilor fine,
utiliznd diferite forme constructive de filtre cu ochiuri de
15...19 m i splare continu; Separarea uleiurilor - prin flotaia
natural i captarea la nivelul apei; Predecantarea - apelor de
suprafa care depesc 10 g/L pt. micorarea suspensiilor; Preclorare -
pt. protejarea conductelor, prin injecii de clor, la ape bogate n
materii organice, plancton i bacterii feruginoase;
Aerarea/dezaerarea - eliminarea (H2S, CO2) sau introducerea de
oxigen prin diferite metode cu scopul de a mbunti calitatea apei i
de a elimina fierul, manganul etc.; Coagularea - precipitarea
substanelor coloidale prin introducerea de coagulant i amestecarea
rapid; Flocularea - se urmrete mrirea flocoanelor, prin difuzare
complet i amestecare lent, eventual prin adugarea de reactivi
speciali floculani; Decantarea pt. depunerea particulelor n
suspensie; Filtrarea - faz de limpezire utiliznd filtre lente,
rapide, cu nivel liber sau sub presiune; Dezinfectarea -
distrugerea bacteriilor i germenilor patogeni, prin clorare,
ozonizare, UV; la piscine se utilizeaz ioni de argint i brom;
Tratarea nmolului - deshidratrii i evitrii restituirii acestuia n
emisar: - implic o faz de concentrare, urmat de uscare pe paturi,
congelare sau filtrare
19. Reinerea pe grtare (scopul, construcia, clasificarea).
grtare grosiere-rare (lumin 50...100mm) grtare dese (fine lumin
25...40 mm).Plasate n punctele de captare a apelor de suprafa
(prize de ap)Formate din: panouri cu bare metalice paralele
echidistante, plane, curbe. dispozitive de curare (greble - curare
manual, perii rotative sau raclor - curare mecanic, dispozitiv cu
jet de ap sub presiune - curirea hidraulic), cu sistem de nclzire
pentru prevenirea blocrii lor cu ghea pe timp de iarn. Viteza de
curgere a apei trebuie s nu depeasc 0,2 -0,75 m/s. De ce? Dup modul
de construcie: - grtare fixe, alctuite din bare fixe, cu sisteme de
curare manual, mec sau hidraulice;- grtare demontabile, piesele
principale sunt demontabile pentru a fi curate;- grtare mobile,
grtare cu band fr sfrit aflat n continu micare.
20. Reinerea pe site (scopul, construcia, clasificarea).-
separarea imp de dim mai mici (frunzelor, petilor, racilor, algelor
i ierburilor).- site plane sau panouri cu ochiuri de 1..5mm.- site
vibratoare cu ochiuri de 0,3-0,4mm.Confecionate din: - discuri
metalice inoxidabile perforate, plci din material plastic
perforate, esturi din oel sau fire sintetice, n variant static sau
mobil (site rotative), cu ochiuri de 0,75 1,75 cm.Dup dimensiunea
ochiurilor: site tip band (verticale), cu dimensiunea ochiurilor de
2-10 mm. Se cur prin splare invers cu jet de ap sub presiune; site
rotative, cu posibilitatea de alimentare a apei din exterior sau
din interior, au dimensiunea ochiurilor de 0,5-10 mm, cu diametru
de 1,5-10 m i o lime de 0,2-3 m, pentru ca suprafaa imersat s
asigure o sitare eficient. Se cura mecanic sau hidraulic.
Micrositele, asemntoare sitelor rotative - reine suspensi fine i
planctonul pe o estur fin confecionat din oel inoxidabil sau nylon,
cu ochiurile mai mici de 50 m, cu splare continu.
21. Deznisiparea (presedimentarea), descrie procesul de
deznisipare cu ajutorul deznisipatorului din fig. alturat.
1- intrarea apei brute, 2- ieirea apei tratate, 3- zon de
evacuare a sedimentelor
22. Sedimentare decantorSedimentarea (decantarea) operaia de
separare a particulelor solide n suspensie, particulelor de nisip,
ml sau a flocoanelor sub aciunea forei gravitaionale
Sedimentare: -controlat: nisip, Fe3O4 -naturala
Dup tipul particulelor solide i natura interaciunilorMecanismul
1 - sedimentarea particulelor discreteMecanismul 2 - sedimentarea
particulelor floculanteMecanismul 3 - sedimentarea
stnjenitMecanismul 4 - sedimentare i compresie a masei solide
depuse.
23. Se d schema unei staii de tratare. Se cere:
a) Descrierea procesului de floculare coagulare: Coagularea este
etapa in care sistemul format din particule coloidale (asemanatoare
sferelor cu diametrul sub 1 micrometru) este destabilizat.Exemplu:
Al2(SO4)3 cu Ca(OH)2, FeCl3 sau Fe2(SO4)3 cu sau fr adaos de
Ca(OH)2 , FeCl2, FeSO4, cu sau fr adaos de Ca(OH)2 Flocularea este
etapa in care particulele coloidale destabilizate (sau particule
formate in timpul etapei de coagulare) se unesc in
aglomerari.Exemplu: Na2SiO3 silicagelul, argile, naturali (cartofi,
cereale, algilaii de sodiu (obinui din alge marine);Apa brut este
amestecat cu agentul de coagulare floculare, trimis n
compartimentul de floculare i apoi n zona de sedimentare
b) Descrierea procesului de filtrare. Filtrarea este operatia
care consta in retinerea particulelor solide dintr-o suspensie pe
un material filtrant (poros), pe baza diferentei de presiune
exercitata asupra materialului filtrant de catre cele doua faze L
si S. Suspensia formata din apa si particule materiale de diferite
dimensiuni trece printr-un material poros sau strat de nisip.
Particulele se retin in orificiile materialului, iar apa limpede
rezultata poate fi utilizata mai departe
c) Descrierea procesului de dezinfecie.***** Distrugerea
microorganismelor i agenilor patogeniClasificare:- Procese chimice:
tratarea cu ageni oxidani (Cl2 i compuii lui, brom, iod, KMnO4,
H2O2, O3)- Procese fizice: fierberea apei (mai mult de 10 min.), cu
radiaii UV- Procese combinate: filtrarea lent pe nisip, pe membrane
semipermeabile i clorinareaAgenii de dezinfecie - caracteristici:
Solubilitate mare n ap Absena efectelor secundare (gust, culoare,
miros) Toxicitate mic pentru organismul uman Determinare i control
analitic facil Pre de cost moderatDezinfecia cu Cl2 i compui ai
clorului tcontact=30 min. cu un amestec ce conine 10,5 mg/L clor
liber, la pH sub 8,5. n mediu acid: Cl2 + NH3 NH2Cl + HCl NH2Cl +
Cl2 NHCl2 + HCl NH2Cl + NHCl2 N2 + 3HCl n mediu alcalin: NaClO +
NH3 NH2Cl + NaOHDezinfecia cu Cl2 i compui ai clorului
Clorinarea cu ClO2 - nu produce trihalometani distruge multe
dintre mirosurile sau gusturile neplcute care nu pot fi distruse cu
clor sau care sunt chiar intensificate de clor cum este acela al
fenolilor aciunea sa nu este dependent de pH, deoarece specia activ
este chiar dioxidul de clor, substan neionizabil nu reacioneaz cu
amoniacul 2ClO2 + 2NaOH NaClO2 + NaClO3 + H2O Dezinfecia cu
ozon
O3, cel mai puternic AO, utilizat ca AD HO-, HO., H2O2;
Descompunerea influenat de: pH alcalin, T ridicat, tria ionic
ridicat a apei de tratat. O3+ H2O =2HO.+ O2; O3+ HO. = O2+(HO2);
O3+ (HO2). =2O2 + HO. 2(HO2). = O2 + H2O2 3O2 = 2O3, descrcri
electrice, disociere termic (UV), PSD sunt mai puin toxici UV cu
=25 nm inactiveaz bacteriile, tcontact =ordinul secundelor, lipsa
PSD, costisitor
PSD toxici i cancerigeniTrihalometanii (THM): CHCl3, CHBrCl2,
CHBr2Cl, CHBr3Acizii haloacetici (HAA): acizii mono-, di-,
tricloroacetici, acizii mono-, di-, tribromoacetici, Eficiena
dezinfectanilor:
O3>Cl2>Br2>ClO2>I2>Ag+>cloramine>KMnO4>H2O2Cinetica
procesului: de ordinul I: - viteza depinde de: concentraia de
dezinfectant sau fluxul luminos de u.v.Procesul de dezinfectie
presupune indepartarea impuritatilor bacteriologice. Metodele cele
mai utilizate de dezinfectie a apei sunt:a. Clorinarea este
operatia de introducere a clorului gazos sau hipocloritului de
calciuin apa; cantitatea ceruta depinde de nevoia de clorinare a
apei si de conditiile de dezinfectie;( putere de dezinfectie
medie)b. Introducerea dioxidului de clor efectul ClO2 este mai
puternic si este total independent de valoare pH-ului apei; (putere
de dezinfectie puternica)c. Ozonizare este cea mai eficace metoda
de oxidare si dezinfectie care poate fi folosita in tratarea apei
(putere de dezinfectie cea mai puternica)d. Dezinfectia cu UV apa
ce urmeaza a fi dezinfectata este expusa la lumina ultravioletelor
(putere de dezinfectie medie)
d) Adsorbia pe materiale adsorbante. Exemple de materiale
adsorbante, caracterizarea lor, Coeficient masic, molar de
adsorbie.-zeolii, alumina, alumina activat (Al2O3 n H2O), n 0,5,
-alumino - silicai, silicageluri, celuloza, chitin, colagelul, lna;
-crbunii activi, crbuni activi vegetali sau animali (smburi de
semine, smburi de struguri, prune, caise, coji de nuc, nuci de
cocos, oase, snge), crbunii fosili, cocsul, zgurile metalurgice,
cenuile fine de la generatoarele de gaze, cenuile de la arderea
nmolurilor, cenuile de termocentrale. Obinere: nclzirea n retort,
la temperaturi ridicate, a materialelor vegetale (coninut ridicat
de C): lemn, crbune fosil, coji de nuc, smburi de fructe, cu sau fr
adaos de substane anorganice (ZnCl2, MgCl2, CaCl2, H3PO4).
Activarea - tratarea cu un gaz, cu proprieti oxidante, la
temperaturi mari (aer, vapori de ap, oxizi de carbon, clor). Gazul
asigur formarea structurii poroase n crbune - suprafaa poroas
mare.
Selectivitatea adsorbiei este determinat de: ncrcarea electric a
adsorbantului; natura ionilor; pH-ul soluiei. Suprafaa ncrcat:-
electric negativ (adsorbant acid) adsoarbe cationi;- pozitiv
(adsorbant bazic) adsoarbe anioni. Exemplu de adsorbie selectiv -
adsorbia coloranilor: Coloranii acizi disociaz n: RH R- + H+, R- -
se adsoarbe pe adsorbantul ncrcat pozitiv; bazici n: ROH R+ + OH- ,
R+ - se adsoarbe pe adsorbantul ncrcat negativ. Semnul sarcinii
suprafeei adsorbantului se poate schimba cu variaia pH-ului
soluiei, datorit adsorbiei ionilor de H+ sau OH- din soluie.
Adsorbia moleculelor polare - explica apariia sarcinii electrice la
o serie de substane cu caracter acid (oxizi i silicai) n ap
pur.
=
Randamentul de adsorbtie(%):
Coeficientul mola de adsorbtie: [mol/g] =
Coeficientul masic de adsorbtie [mg/g] =
25. Procese de tratare a apei utilizate ca agent termic tratri
speciale. Decarbonatarea (dedurizare) - reducerea duritii prin
filtrare, schimbtori de ioni, decarbonatare cu var i decantare sau
prin continuarea dedurizrii cu carbonat de sodiu; Deferizarea
-reducerea fierului - aerare, filtrare pe pat; - filtrarea
catalitic sau chimic cu var; Demanganizarea - extragerea manganului
din apa subteran; operaia se realizeaz n comun cu deferizarea; - se
utilizeaz metoda biologic i oxidani energici. Neutralizarea -
eliminarea CO2 agresiv, n general prin demineralizare- aerare;
Desalinizarea - eliminarea SO42-, Cl- - rini, schimbtori de ioni,
electrodializ, osmoz invers, sau distilare parial;
26. Dedurizarea apei utilizate ca agent termic.- dedurizarea
prin precipitareDuritatea temporara: Procedeul Clarke - Porter-
limitat la ndeprtarea duritii datorate carbonaiilor. Tratarea apei
dure cu lapte de var:Ca(HCO3)2.nH2O + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + (n+2)
H2OMg(HCO3)2.nH2O + Ca(OH)2 = MgCO3 +CaCO3 + (n+2) H2O Deoarece
MgCO3 >Mg(OH)2MgCO3 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaCO3Dac apa brut
conine NaHCO3 dup dedurizare crete alcalinitatea.De ce?2NaHCO3 +
Ca(OH)2 = Na2CO3 + CaCO3 + 2H2OPt. evitarea precipitrii Mg2+, pH-ul
< 9,2Doza teoretic pt. precipitarea optim a Ca(HCO3)2
- dedurizarea cu sod caustic NaOH 1) reduce duritatea temporar i
permanent 2) neutralizeaz CO2liber.1.a. Ca(HCO3)2.nH2O + 2NaOH =
CaCO3 + Na2CO3 + (n+2) H2OMg(HCO3)2.nH2O + 2NaOH = MgCO3 + Na2CO3 +
(n+2) H2O Na2CO3- acioneaza asupra duritii permanente. Doza folosit
se stabilete conform relaiei:
DMg duritatea temporar magnezic [grade de duritate].Doza maxim
admis la tratarea apei potabile este de 100 g/m3
1.b.NaOH - reduce duritatea permanentMgCl2+ 2NaOH = Mg(OH)2 +
2NaCl!- NaOH este agresiv fa de piele i ochi, dizolvarea n ap este
un proces exoterm. Sol. se depoziteaz la t0 > 12 0C, n vase
nchise.
- dedurizare cu carbonat de sodiu.1. Tratarea apei dure cu
carbonat de sodiu (sod de rufe)
CaCl2.nH2O + Na2CO3 = CaCO3+ (nH2O + 2NaCl)MgCl2.nH2O + Na2CO3 =
MgCO3+ (nH2O + 2NaCl)n staii oreneti de tratare: procedeul cu var i
sodDoza necesar de Na2CO3: Dn = 10,6 Dp Dp nr de grade de duritate
permanent eliminat [g/m3] n medie, Dn = 60 -100 g/m3 i max. 200
g/m3
2. Tratarea apei dure cu fosfat trisodic sau cu polimetafosfat
de sodiu:
3CaCl2.nH2O + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2 + (3nH2O + 6NaCl) 3MgCl2.nH2O
+ 2Na3PO4 = Mg3(PO4)2 + (3nH2O + 6NaCl) ! Soluia de Na2CO3 agresiv,
se stocheaz n bazine metalice protejate, manipularea se face cu
atenie, deoarece atac pielea i ochii.
27. Precipitarea metalelor.1. Precipitarea metalelor sub form de
hidroxizi. pH-ul optim este situat ntre 7 i 10,5 pentru eliminarea
metalelor grele (toxice). 2. Coprecipitarea carbonailor- sub form
de hidrocarbonai.- se aplic n cazul: Pb, Cd, Ag, Mg, Zn,
Ni.Dezavantaj: apa cu o valoare mare a pH-ului nu corespunde pentru
scopuri potabile. Precipitarea metalelor sub form de sulfuri
complexe foarte uor solubilea) cu Na2S, formnd sulfuri coloidale,
care necesit Fe(OH)3 pentru coagulare; b) plecnd de la mercaptani,
care permit o coagulare mai rapid. Coninutul rezidual de metale
ionizate variaz ntre 0,1 2 g/m3
28. Dedurizarea prin schimb ionic, schimbtori de ioni
clasificare, proprieti.*****Dedurizare prin schimb ionicSchimbtorii
de ioni: substane macromoleculare naturale (zeolii) artificiale
(permutii) sintetice (rini) schimb ionii lor cu ionii din soluiile
cu care intr n contact. Cationiti: Rinile acide i srurile lor cu
metale alcaline: R-H, R-Na - schimb cationii pe care i conin,
inclusiv H+ cu cationi din soluiile cu care vin n contact.Cationii
slab acizi: R-COOH, Cationii puternic acizi: R-SO3H Anioniti:
Rinile cu caracter bazic: R-OH, R-Cl: rein anionii din soluiile cu
care vin n contact. Aniointi puternic bazici: R-OH
Dedurizarea R-COOH(s) + (CaCl2.nH2O)(l) (R-COO)2Ca(s) + (nH2O +
2HCl)(l) Regenerare:2R-SO3H(s) + (CaCl2.nH2O)(l) (RSO3)2 Ca(s) +
(nH2O + 2HCl)(l)
Schimbatori de ioni: Unitile componente Matricea (suport
inactiv) Grupe funcionale ionogene - ioni fixi - ioni mobili
(contraioni) Clasificarea dup: modul de obinere - naturali (zeolii)
- de sintez (permutii, rini) natura matricei - anorganici (zeolii,
permutii) - organici (rini schimbtoare de ioni) porozitate -
microporoi, macroporoi, - izoporoi, pori variabili semnul sarcinii
contraionilor - cationii, anionii, amfoteri numrul tipurilor de
grupe ionogene - monofuncionali - polifuncionali29. Clasificarea
sistemelor de schimb ionic. Comenteaz o aplicaie a tratrii cu
schimbtori de ioni.
30. Mecanismul schimbului de ioni.Cationii -schimbul ionic
ZHR(s) + MZ+(sol) MRZ (S) + ZH+(sol)
Anionii-schimbul ionic R-OH(S) + Cl-(sol) R-Cl(s) + HO-(sol)
31. Avantaje i dezavantajele utilizrii schimbtorilor de
ioni.\Avantaje: realizarea epurrii concomitent cu recuperarea
componentului n soluie economie de ap (prin recuperarea ionilor
metalici sub form de soluii) economie de materii prime (recuperarea
ionilor metalici, compui organici) economie de reactivi diminuarea
consumului energetic eliminarea problemei lamurilor realizarea unui
grad avansat de epurare (pn la 100%); capacitate de schimb ridicat
(4-6 mE /g rin uscat); durat mare a schimbtorilor de ioni (10-12
ani); numr mare de cicluri utilizate; pierderi fizice i chimice
reduse (3% an, n condiii normale de funcionare coninut de suspensii
ca.10mg/L, lips de substane oxidante i produse petroliere etc.)
rezisten bun la temperaturi ridicate(1500C); rezisten mecanic i
stabilitate chimic bun, n funcie de tipul de rin.
Dezavantaje: pre de cost relativ ridicat posibilitatea colmatrii
mecanice a rinii posibilitatea blocrii reversibile a centrilor
activi (formarea unor precipitate) ireversibile (cauzat de oxidarea
grupei active sau de prezena unor substane organice tensioactive)
ndeprtarea substanele organice neionizate - este nesatisfctoare:
alcolii, esterii, eterii nu sunt biodegradabili
32. Condiii de calitate pentru apa utilizat ca agent
termic.Conditii de calitate: Turbiditate: lipsa Continut de
minerale: lipsa Duritate: 0oG Continut scazut de oxigen, CO2
33. Apa pentru obinerea aburului n cazanele de nalta
presiune
34. Descrie instalaia Tripol
1-unitate de schimb ionic; 2-regenerator cationit; 3-regenerator
anionit
Rina nu este utilizat n strat mixt este separat n trei straturi:
cationit anionit - cationit. Rinile sunt transferate n instalaia de
regenerare pe linii de transvazare diferite. Avantajul ? Splarea:
ndeprtarea sol. regeneratoare i a produilor secundari. Se face cu
ap dedurizat i demineralizat n acelai sens utilizat la schimbul
ionic sau la regenerare prin splare lent sau rapid.
35. Instalaie de dedurizare cu dou coloane de cationit.reactii
Avantaj: apa are un coninut de CO2 foarte redus, iar coninutul de
NaCl se reduce n funcie de proporia de amestecare; Dezavantaj: apa
mai conine o cantitate semnificativ de ion carbonat i de NaCl.
36. Coloane de schimb ionic. Construcie,
funcionare.reactiiCationitul puternic acid leag toi cationii din
ap, anionitul slab bazic fixeaz anionii acizilor tare (clorur,
sulfat, nitrat).- SiO2 din ap rmne neschimbat.Aburul de nalt
presiune:CO2(1-2 mg/L); acid salicilic (20-40g/L; O2 diz (20-30
g/L); coninut redus de NaCl Dup desalinizare se dispune o coloan cu
anionit puternic bazic care elimin complet CO2i SiO2.Dup reinerea
ac. silicic se monteaz o coloan mixt cu ciclu de hidrogen i
oxidril, care reine impuritile aflate sub form de urme.Pt. apa
complet desalinizat: 1. Desalinarea grosier ap tratat cu o valoare
a conductivitii de 3-10 S2. Desalinarea fin3. Desalinarea
avansat.Aplicaii: ind. Chimicalelor fine, semiconductoarelor,
medicin.