voda

Увод

Вода је хемијско једињење водоника и кисеоника. Молекул хемијски чисте воде

састоји се из два атома водоника (H2) и једног атома кисеоника. Најважнија особина воде

је њена моћ растварања соли, киселина, база и гасова. Растворљивост ових материјала у

води је функција температуре. Хемијска реакција воде може бити неутрална, кисела или

базна. То зависи од њене температуре, врсте и количине растворених соли, киселина, база

и гасова. Од најстаријих времена па до дана данашњег вода је цењена, јер ниједан живи

организам, било животињски или биљни, не може да остане без воде. Вода је први услов

живота. Она у природи прекрива ¾ површине и појављује се у три агрегатна стања:

течном, чврстом и гасовитом. Код људи и животиња омогућава варење и разношење хране

кроз организам, а такође и избацивање непотребних материја из организма. Ове функције

су значајне за одржавање људског организма зато што човек не може да издржи без воде

дуже од неколико дана.

1

Кружни ток воде у природи

Вода у природи стално кружи. Под тим утицајем топлоте и дејством ветра она

испарава све водене површине, влажне земље и диже у атмосферу, тиме гради облаке,

наилази на хладније слијеве, кондензије се и враћа се на земљу као метеорско –

атмосферска вода у облику магле, росе, иња, кише, снега и леда. Доспевавши овако на

земљину површину, ова вода једном делом поново испарава у атмосферу, и другим делом

се задржава тзв. површинска вода, а трећим делом продире у слојеве земљине коре чинећи

тзв. подземну воду. Вода која сама извире на површину гради изворску воду.

2

Врсте природнох вода

У току ових кружења вода се обогаћује разним материјама са којима долази у

додир и при том неке материје раствара, а неке носи у суспендованом облику. Од

количине и врсте ових састојака зависе и карактеристике воде. Према својој природи може

се поделити на: атмосферску, површинску и подземну.

- Атмосферска вода: Потиче од свих падавина као што су: киша, лед, снег, иње и

роса. Ова вода углавном не садржи растворене соли, већ најчешће растворене гасове из

атмосфере ( N2, O2, SO2, CO2, H2S и др.). Од чврстих материја садржи честице, чађи и

прашину а у близини мора и нешто соли.

- Површинске воде: су више минерализоване и особине им зависе од састава

терена, сливног подручја и од садржаја изворских и одпадних вода које се уливају у

површинске воде. Површинска вода се налази на површини тла: потоци, реке, природна и

веотачка језера, мора итд. Пошто је вода у непрекидном додиру са површином земље, то је

и обогаћенија суспендованим и раствореним органским материјама. Неке површинске

воде (мора) садрже нарочито много соли.

- Подземна вода: настаје делом од инфилтрације падавина и вода из површинских

водоскокова до не пропустљивих слојева, где се наставља кретање воде у правцу нагиба

терена. Температура им се креће од 11 до 13° C. Подземна вода се споро креће,зато дуже

време остаје у контакту са минералним материјама које раствара и постаје мање или више

минерализована. На тај начин се обогаћује солима калцијума и магнезијума и добија

карактер тврдих вода. Подземна вода је и бистра и ослобођена бактерија пошто долази до

природне филтрације кроз слојеве земље. Због великог садржаја минералних материја

соли, уједначеног састава, ниже температуре, садржи мање патогених и других

микроорганизама је врло погодна за пиће.

3

Физичко – хемијске особине природних вода

Природне воде су сложени системи који садрже растворене материје у виду јона и

молекула, минерална и органска једињења у облику колоида, суспензија и емулзија.

Растворени гасови (O2, N2, CO2 и др.) доспевају у води непосредним растварањем при

настајању атмосферских материја и знак је фекалног загађења воде или доспева у воду

путем отпадних вода. На овај начин могу доспевати у води и друге органске материје.

- Основни показатељи квалитета воде: Анализа воде се спроводи уз правила

узимања узорка (узроковања воде) и укључује одређивање органолептичких,

бактериолошких и хемијских показатеља. Ако су присутна токсична једињења

(неорганска и органска), као и радиоактивни елементи, онда се одређује и токсичност воде

и радиоактивност. Квалитет воде у природи карактеришу физички и хемијски показатељи,

као и микробиолошки показатељи односно степен микробиолошког загађења.

4

- Физички показатељи квалитета воде: У групу физичких показатеља воде спадају:

температура, мирис, боја, мутноћа, суспендоване материје, укупни остатак после

испаравања воде на 105°C, укукпни остатак после жарења воде на 600-650°C специфичне

проводљивости.

- Температура воде – је основица за одређивање питке воде. Што је температура

воде уједначенија то је вода боља.

- Укус и мирис – Добра вода нема никаквог ни укуса ни мириса. Врло мале

количине страних примеса могу у води изменити и укус и мирис. Особито их дају:

- гвожђе – од кога вода добија карактеристичан укус гвожђа;

- разне врсте алге и осталих микроорганизама дају одговарајући мирис;

- органске животињске примесе дају води карактеристичан каналски или бљутав

смрад;

- фенолска једињења већ у малим количинама дају хлорисаној води неугодан мирис

на карбал.

- Боја – потиче од обојене колоидне твари од отопљене минералне соли који улазе у

воду са мртвих биљних организама. Грејањем воде појачава се боја. Добра вода за пиће

мора бити безбојна. Боја воде се изражава у степенима тзв. платинско – ккобалтове скале,

где вода треба да има највише 20° степени стандардне Pt – скале.

- Мутна вода: Мутноћа воде потиче обично од честица које лебде у води, а тако су

ситне да се не могу сталожити јер за таложење треба много времена. То је обично: глина,

иловача, муљ итд. Вода се замућује и од органских материја, фекалних. Мутноћа се

изражава у mg/l инфоријске земље, која ствара еквивалентно замућење.

- Хемијски показатељи квалитета воде: У природи потпуно хемијски чисте воде се

налазе растворене минералне и органске материје, разне гасови, киселине, соли. Количина

ових материја у води се одређује хемијском анализом, која показује колико се милиграма

неке материје налази у 1l воде (mg/l, што одговара количини материје израженој у

грамима по кубном метру, gr/m3).

- Општи показатељи квалитета воде: То су PH вредности, укупни органски угљеник

(гас), ХПК – хемијска потрошња кисеоника, БПК – биолошка потрошња кисеоника,

укупна тврдоћа, укупни азот ( N ), Укупни фосфор ( P ).

5

- Метали – ( Al, Au, Ar, Cu, Ba, V, Fe, Hg, Cd, Co, Pb, Ag, Cr(lll), Cr(ll), Rn, Na, K,

Ca, Mg, Sr, Be, Bi, Li, Mn, Sn, Ti ).

- Неметали и њихови јони: NH4+, NO3

-, NO2-, PO4

3-, полифосфати, SO42-, SO3

2-, S2-,

CO32-, HCO3

2-, CO2, OH- , борати, селен, F-, Cl-, слободни Cl2, CN-, силикати.

- Органски микропуланти: детерџенти, феноли, минерална, уља, нафта, и продукти,

органолептичка једињења, пестициди, полипестициклични, ароматични угљоводоници.

- Одређивање јонизирајућег зрачења U238 и Th 232 као и њихових потомака зрачења.

Микробиолошки показатељи квалитета воде

Квалитет воде у санитарно – епидемиолошком погледу оцењује се према присуству

бактерија које сведоче о загађености воде фекалним водама и указују на могућност

налажења патогених бактерија. Зато су за стандард о води у целом свету узете цревне

бактерије као критеријум за оцену бактериолошког квалитета воде. Број бактерија у води

се изражава колилитром ( Colli – литром ) и колииндексом ( Colli – индексом ).

Колилитар је најмања запремина воде изражена у 1 cm3 воде у којој се налази једна

црвена бактерија.

Колииндекс је број црвених бактерија у 1 dm3 воде.

Однос колилитра ( Kt ) и колииндекса ( Ki ) је: Kt=1000/Ki и Ki=1000/Kt.

Вода за пиће, узета из јавног извора затвореног типа мора одговарати следећим

бактериолошким захтевима:

a) Пречишћена вода не сме да садржи колифорне бактерије у 100 cm3;

b) Природна вода не сме задржати више од 10 колифорних бактерија у 100 dm3

воде одређене као највероватнији број.

Вода за пиће не сме садржати: мактерују из рода Piroteus и Streptococus Faecalis у

било којим количинама. Не сме садржати ни бактерије фекалног порекла: Echerichia colli (

мерено на 44°C по Еукману), Seshia perfrigans – бактериофати. Укупан број колифорних

бактерија одређују се методом грејања колоније бактерија у хранљивој агарној плочи,

после култивисања у току од 18h на температури од 35 до 37°C.

6

Вода за коју је утврђено да је привремено неисправна у бактериолошком погледу се

мора стално дезинфиковати, а вода која има присутне бактерије не сме се уопште

користити.

У природи готово нема воде без бактерија, али у добрим водама њихов број је врло

мали. Из хигијенског гледишта су значајне ове категорије бактерија:

1) Оне које у воду долазе са површине поља, шума итд. То су бактерије које се

у природи налазе на површини тла, а безазлене су по човечије здравље.

2) Оне, које у води живе на органској материји и запослене су радом на њеној

минерализацији. Њихова приступност у води даје органску материју и значи вода није за

пиче, јер уз такву материју у води има можда и патогених клица.

3) Оне, које у водиулазе из утробе људи и животиња и чије присуство у води

представља велику опасност за здравље људи.

Поступци пречишћавања вода

Кружни ток воде састоји се у сталној промени физичких, хемијских и

бактериолошких својстава воде, па услед тога она постаје мање или више неупотребљива

за домаћинства и индустрију. Поступак којим се води додају одређена својства потребна

за одређену примену зове се прерада воде. Ако вода својим особинама и саставом не

огговара намени, мора се пречишћавати различитим поступцима. Поступци који дсе

највише користе у пречишћавању воде су:

1.Седиментација: уклањају се суспендоване честице. Коагулација и филтрација

примењује се за одвајање колоидно растворених материјала.

2..Дегазификација (дегација) воде је издвајње из воде непожељног O2 и CO2. Може

се изводити на 3 начина:

а) Физичким путем, при чему се вода преводи кроз материјалне велике

површине (нпр. кроз Рошитове прстенове).

б) Загревањем воде

в) Хемијским путем:

Ca CO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2

Ca(OH)2 + 2CO2 → Ca(HCO3)2 или

7

2Na2CO3 + O2 → 2Na2SO4

са хидразином

N2H6(OH)2 + O2 → N2 + 4H2O

3.Деферизација воде – гвожђе (Fe) се у води налази у облику бикарбоната, сулфата

или хумата као двовалентно и уклања се седиментацијом или филтрацијом на пешчаним

филтрима превођењем у тровалентно:

4Fe(HCO3)2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 + 8CO2

Гвожђе (Fe) у облику органских материја ( хумата ) из воде се уклања хлорисањем

плус коагулацијом са Аl2 (SO4)3

4.Деманганизација воде – манган (Mn) у води се налази у облику бикарбоната као

Mn (II) валентно и уклања се помоћу креча Ca (OH)2 , аерацијом и филтрацијом кроз

контактну и испусну или јоноизмењивачима. Овим поступцима прелази у

четворовалентни манган у облику хидроксида:

4Mn (HCO3)2 + 4H2O + 2O2 → 4 Mn (OH)4 + 8CO2

5.Уклањање силиката врши се таложењем или јоноизмењивачима:

6.Уклањање уља обавља се сакупљањем уља после његовог испливавања на

површини воде;

7.омекшавање воде – хемијско омекшавање воде, кречом,содом,или применом

мењача јона.

8.Хлорисање воде се врши помоћу различитих оксидованих средстава, озона,

ултравиолетнихтних зрака, ултразвуку, кување воде у току 5 – 1О минута (за кућну

употребу, болнице,за потрошњу на бродовима и тд.

На избор поступака пречишћавања утиче састав воде потребне количине воде као

технолошко-економски показатељи промене одређеног поступка пречишћавања воде.

8

Функције воде у индустрији:

Најважније функције воде у индустрији су претварања у енергију управљањем

класичних или нуклеарним термоелектранама за које је потребна најбоље пречишћена

вода (потпуно ослобођена свих соли –деминерализована вода), преношење топлоте ради

кондензовања паре, хлађење флуида, апарата и уређаја, распад сировина или отпадака

(нпр. репе у индустрији шећера) механичким деловањем воде за производњу у

прехрамбеној инхдустрији, индустрији хартије итд., за испирање елемената, и сличних

производа, за издвајање ужарених елемената

(кокса, шљаке и другог), за припремање купки – галванопластика, електрофореза итд., за

прање гаса у металургији и индустрији киселина, за кондиционорање ваздуха.

Вода за технолошки процес обухвата воду која се користи за транспотр, прање и

обраду сировина, воду за производњу која улази у састав гасовитих производа као и воду

за крајњу обраду сировина.

Употребљена индустријско технолошка вода мора задовољавати стандарде воде за

пиће као и допунске захтеве у вези са специјалним условима за сваку по једну

технологију.

Тврдоћа воде

Соли калцијума и магнезијума се налазе растворене у води у облику разних

једињења граде тврдоћу воде. У зависности у којем су облику везани калцијум и

магнезијум разликујемо

а.) карбонатну тврдоћу, која потиче од присуства бикарбоната калцијума и

магнезијума. То су минерална једињења калцијума и магнезијума која се додавањем

топлоте распадају по једначини

Ca(HCO3)2 → CaCO3 + H2O + CO2

Због тога ову врсту тврдоће називамо пролазном.

б.) некарбонатну тврдоћу, коју чине сулфати, хлориди, нитрати и друге соли

калцијума и магнезијума. Ову тврдоћу називамо и сталном тврдоћом, јер се не може

одстранити обилним загревањем као што је случај код карбонатне тврдоће и

9

в.) укупну тврдоћу, коју чине цоли калцијума и магнезијума, тј. укупна тврдоћа је

једнака збиру карбонатне и некарбонатне тврдоће.

Поред ових тврдоћа воде разликујемо још: магнезијумову, калцијумову, остатну и

анионску тврдоћу воде.

Магнезијумова тврдоћа се састоји из калцијумових соли растворених у води.

Остатна тврдоћа је преостала тврдоћа, која евентуално заостаје у води, након омекшавања

хемијским таложним средствима. То је уствари укупна тврдоћа омекшане воде. Анионска

тврдоћа чини збир аниона минералних киселина (хлорида, сулфата, нитрата и др.) без

обзира за које катјоне су везани ови анјони.

Све ове тврдоће воде изражавамо или меримо степенима тврдоће. У

пракси се примењују немачки, француски, енглески и амерички степени

тврдоће, док је у нашој земљи уобичајно да се користи немачки степен

тврдоће. Тако на пример, један немачки степен тврдоће има вода која у

једном литру садржи 10 mg, калцијум оксида (CaO), или еквивалентну

количину магнезијум оксида (MgO) која износи 7,2 mg MgO на литар.

Различити степени тврдоће имају следеће вредности:

Један немачки степен (1°N) 10 mg CaO/lit воде;

Један француски степен (1°N) 10 mg CaCO3/lit воде;

Један енглески степен (1°N) 10 mg CaCO3/0,7 lit воде;

Један амерички степен (1°N) 17 mg CaCO3/lit воде.

-Према степенима тврдоће воде воде могу се грубо поделити:

врло мека 0-4°N,

мека 4-8° N,

средње тврда 8-12°N,

прилично тврда 8-18°N,

тврда 18-30° N,

јако тврда преко 30° N.

10

Омекшавање воде

Омекшавање воде је одстрањивање соли калцијума и магнезијума воде. Ове соли

делују неповољно. У котловској води изазивају таложење каменца који смањујје

коефицијент прелаза топлоте и може изазвати оштећење зидова котла,а органолептички су

непжељне, реагују са фосфатима присутним у биолошким материјалима и мењају ph

вредност воде. У води за прање реагују са сапунима и детерџентима смањујући њихов

ефекат при одстрањивању нечистоћа.

Због овога воду треба делимично или потпуно ослободити од соли земноалкалних

метала.

Декарбонизација је одстрањивање само бикарбоната из воде. Примењујемо је као

први ступањ потпуног омекшавања воде таложним хемикалијама или јонским

измењивачима, наравно ако је то могуће. Декарбонизована вода не може се употребити за

директно напајање парних котлова, јер садржи непромењену некарбонатну тврдоћу.

Најчешће примењивани поступци омекшавања воде су : термички поступци,

хемијски поступци, поступци са применом мењача јона.

Термичко омекшавање воде:

Термички поступци омекшавања воде се ретко примењују. Потпуно омекшавање

(дестилација) примењује се када су потребне мале количине воде ослобођене соли и

растворених састојака уопште (у лабараторијама, у фармацеутској индустрији и др.).

Хемијски поступци омекшавања воде:

Из воде се могу исталожити Ca2 i Mg2 јони у облику :CaCO3,Mg(OH),Ca3(PO4) и

Mg3(PO4)2 уз примену врло јефтиних реагенаса као што су креч, сода (Na2CO3) и тд.

Декарбонација воде калцијум хидроксидом-кречом:

Предности креча, због којих се он готово увек примењује код делимичног и

поступног омекшавања већине наших вода, као први ступањ хемијске примене воде, су

уследећем:

-јефтин је у односу на др.хемикалије,

-смањује укупан садржај соли у припремљеној води, еквивалентно снижењу

карбонатне тврдоће,

11

-успешно таложи механичке нечистоће и гвожђе,

-одстрањује угљену киселину и анализира воду,

-процес декарбонизације воде кречом снижује садржај органских материја у води

50-60.

Омекшавање воде по поступку креч-сода:

Ово је најстарији поступак омекшавања воде. Омекшавање кречом и содом врши се

по правилу са вишом температуро воде, јер се на тај начин убрзава процес омекшавања, а

повећавају димензије издвојених пахуљица. Што је виша температура код овог система

омекшавања, тиме је потпуније и омекшавање,што се може видети и у табели.

Температура воде у реактору 20 50 70 80 100

Тврдоћа омекшавања воде у °N5-6 3-4 2 0,8 0,3

Неки састојци земљишта (силикати) могу да мењају своје катјоне уз помоћ водених

раствора који преко њих прелазе. Ова појава је нашла индустријску примену јонске

измене за омекшавање воде. Катјонски измењивачи су добијени на бази сулфонованог

угља или парцијално оксидованог угља. Од 1935.год. почела је производња синтетичких

органских катјонских и анјонских измењивача.

Врсте јоноизмењивача:

Реакциа на мењачу јона може се представити једначином:

Me-OH+Cl→Me-Cl+OH

При оваквој измени јона се такође мења тако што се повећава алкалитет, односно

ph вредност расте. Капацитет јоноизмењивача она количина јона коју мењач јона може

примити, односно допустити под одређеним условима. У технологији воде капацитет

јоноизмењивача се издржава у dr.или кg. CaO/dm3 јоноизмењивачке масе.

Структура јоноизмењивача:

Основна структура јоноизмењивача је полимерни угњоводонични радикал са

умреженом структуром која садржи јоногене (активне групе). Катјонски јоноизмењивачи

су по хемијском саставу полимери са киселинским радикалом или, пак, одговарајућа со.

Јоноимењивачи се не растварају у води, а њихова матрица – угљоводонични део је

хидрофобан.

Катјонити:

12

Користе се у технологији воде у два облика:у неутралном и у киселом облику.

Унетуралном облику катјонски мењачи јона регенеришу се 8-10% раствором

кухињске соли (NaCl). Циклус рада се може представити овако:

Радна фаза: Me ---- Na + Ca2+ + AMe – Ca + 2Na+

Фаза регенерације: Me – Ca + 2NaCl → Me ----- Na + CaCl + вишак NaCl

Ако се мењач катјона налази у киселом (водоничном) облику, тада се може

исказати на следећи начин:

Радна фаза: Мe – H + (Ca2+, Mg2+, Na+...) → Me – (Ca, Mg, Na...)SO4

Фаза регенерације: Me – (Ca, Mg, Na...) + H2SO4 → Me – H + (Ca, Mg, Na...)SO4

У јако киселим мењачима катјона активна група је јако дисоцирана група - SO3H.

Овакви мењачи катјона могу да везују све катјоне из воде замењивајући их са водоником.

У слабо киселим мењачима катјона активна група је слабо дисоцирана,

карбоксилна или фенолна. Овакви мењачи катјона замењују водоником само онај део

катјона који је у равнотежи са бикарбонатним јонима воде (укупним алкалитетом или

карбонатном тврдоћом).

Анјонити:

Kористе се у технологији воде после пропуштања воде кроз катјонски мењач јона.

Могу бити слабо базни и јако базни.

Слабо базни садрже активну групу амино (–NH2) или имино (NH) групу и везују

само анјоне јаких киселина(HCl, H2SO4, HNO3).

За регенерацују мењача јона користи се раствор (2-4%) натријум-хидроксида.

Процес регенерације тече према једначини:

Me – SO4 + 2NaOH → Me – (OH)2 + Na2SO4

Обрада воде јоноизмењивачима:

Мењачи јона се примењују на 4 начина:

1.)за директно омекшаваење воде без предходне декарбонизације,

2.) за декарбонизацију воде,

3.) за омекшавање воде са предходном декарбонизацијом,

4.) за подпуну демирализацију воде.

13

За директно омекђавање воде користе се катјонски мењачи јона у неутралном

облику (натријума). На овај начин се калцијумове и магнезијумове соли задржавају на

маси јоноизмењивача, а у води се јавља одговарајућа натријумова со. Поступак је погодан

за припрему воде ниског притиска под условом да је карбонатна тврдоћа (КТ) ниска

односно 6° N.

Декарбонизација воде врши се помоћу слабо киселих мењача катјона у водоничном

облику које задржавају само бикарбонате, а соли јаких киселина остају непромењене. Овај

поступак је погодан ако у води има мало натријум бикарбоната и ако вода има малу

анјонску тврдоћу, а велику катјонску тврдоћу (КТ). Ова ј поступак се примењујеза

примену хлађења, за добијање технолошке воде у производњи пива, газираних сокова,

конзервној индустрији, и за декарбонизацију пре потпуног омекшавања воде.

Вода се може омекшпати уз предходну декарбонизацију на неколико начина:

а.) превођењем воде кроз катјонски филтер у натријумовом облику после

декарбонизације кречом,

б.) превођењем воде кроз јоноизмењивачки филтер који има истовремено и слабе

киселе (-COOH) и јако киселе (-SO4Na) групе.

б.) декарбонизацијом воде у слабо киселом катјонском филтером у водоничном

облику, а затим омекшавањем у јако киселом катјонском филтеру у натријумовом облику.

Примењује се код воде са великом катјонском тврдоћом(КТ).

Подпуна деминерилизација се врши са превођењем воде кроз јако кисели катјонски

филтер, а затим се проведе кроз базни мењач анјона у хидроксилном облику.

Дезинфекција воде

14

Дезинфекција је основни процес обраде воде при коме се уништавају патогени

микроорганизми. Дефинише се као уништавање или инактивирање одређене врсте

микороорганизама у одрешеном степену развоја. Разлика између дезинфекције и

стерилизације јесте у томе што се стерилизацијом потпуно уништавају сви

микроорганизми, алге, амебе и слично.

Посупцима седиментације, флокулације и филтрације воде уклања се и до 90%

присутних микроорганизама у одређеном степену развоја. Вода која се користи у

прехрамбеној индустрији за пиће мора бити скоро потпуно чиста (ослобођена

микроорганизама). Један од основних критеријума воде за пиће је да мора бити хигијенски

исправна и ослобођена узрочнику заразних болести и хидричних епидемија. Ово се

постиже дезинфекцијом. Дезинфекцијом се уклањају или уништавају патогене или

факултативно патогени аспоргени микроорганизми. За уништавање спорогених бактерија

и циста амеба које изазивају дизентерију користе се пшосебне методе и поступци.

Дезинфекција се спроводи као превентивна и обавезна мера, иако вода по

биолошком пореклу може бити бактериолошки исправна.

Просеци дезинфекције:

Може се извршити следећим поступцима:

-директном променом топлоте (термичка дезинфекција),

-применом хемијских агенаса (хемијска дезинфекција),

-зрачењем (ултраљубичасто зрачење помоћу алфа и гама зрака),

применом ултазвука.

*Фактори који утичу на избор и врсту процеса обраде воде у циљу дезинфекције

су:

-врста и концентрација микроорганизама које треба одстранити,

-врста и конценрација средства за дезинфекцију,

-време контакта,

-карактеристике воде у хемијском погледу као и температура.

Средства

За дезинфекцију морају задовољити низ захтева у то:

-морају разорити патогене бактерије у води која се дезинфикује,

15

-морају имати бактерицидни утицај у оквиру расположивог времена за

дезинфекцију и условима већих варијација температуре,

-у одговарајућим утицајима не смеју изазивати токсичност воде или допринети

непријатном укусу и мирису.

-морају бити сигурна, подесна за руковање и морају се лако набавити и

транспортовати,

-мора се брзо и лако одређивати њихова концентација у води.

-морају обезбедити бактериолошку исправност воде за дужи период, и сачувати

воду од евентуалних даљих загађења.

Свим захтевима највише одговара хлор и његови препарати. На примену

хлорисања као методе дезинфекције утицали су следећи фактори:

-лака набавка и транспорт хлора и његових препарата,

-могућност складиштења потребних резерви и на дужи период,

-лако руковање, дозирање и мерење концентрације.

Хлорисање воде

При додавању хлора води извесна количина хлора се утроши на везивање

органским материјама, нитритима, гвожђем, манганом и амонијаком. Овај утрошак зависи

од особине воде. Иста вода у различитим годишњим добима, и различитим приликама

трошиће различиту количину хлора. Количина хлора коју вода троши од појаве слободног

хлора у води зове се хлорна потреба воде. Хлорна потреба воде није велика. Може да

износи око 5mg/l, а најчешће 1mg/l.

Контола слободног хлора је веома важна, јер укус не даје слику успешности

дезинфекције воде. Ако 30 min након хлорисања у води имамо слободан хлор 0,1mg/l

сигуран је знак да је вода, ако је бистра бактериолошки исправна. Исправност дозирања

утврђује се контролом. Приликом хлорисања воде долази до уништавања виталних облика

микроорганизама, долази до оксидације састојака органске природе. Ови састојци могу

послужити као храна за размножавање микроорганизама.

За хлорисање воде користи се: елементарни хлор у облику гасовитог хлора,

натријумхипохлорит (NaClO)2, хлорни креч или хлорамин.

16

Растварањем хлора у води при нормалним условима настаје хипохлораста

киселина(хипохлоритна):

Cl2 + H20 = HOCl + H+ + Cl-

HOCl = H+ + OCl-

Укупан садржај хлора у води у облику Cl2, HOCl i OCl- назива се слободно

растворљиви хлор.

Ефикасност хлорисања зависи од концентрације HClO OCl-јона, PH вредности,

температуре и времена дејства.

Хипохлораста киселина (HClO), која настаје хидролизом хлора у води, ступа у

реакцију са ензимима бактерија чиме нарушава размену материја у ћелији – изазива смрт

ћелија. Хлорисање је успешно када је PH вредност средине у којој се обавља испод 0,9 и

када је у води од 0,3 до 0,5 активног хлора у dm3 воде у току 30 min. Kоличина хлора

зависи од присуства материје које се могу оксидовати у води.

Амонијак је присутан у неким отпадним водама, а у мањим концентрацијама се

можће наћи и у неклим природним водама. Таквим водама се постепено додаје хлор, и

након 30 min се одређује садржај резидуалног хлора.

Пoтреба хлора је разлика између количине хлора која се додаје води и количине

аналитичких одређеног слободног резидуалног хлора (Cl2HClO) у истој води после тога.

Потребу за хлором захтевају неорганске материје које су присутне у природним и

отпадним водама (H2S, NH3, Mn2+, Fe2+...) као и органске материје (феноли, аминокиселине,

угљоводоници, беланчевине и други).

Уређаји за хлорисање воде су: гасни хлоратор (као средство за хлорисање користи

се гасовити хлор), хипохлоринат (средство за хлорисање је HClO) и др.

Остала средства за дезинфекцију

Озон је добро бактериолошко средество. Дејство му је брзо, ефикасно, а вода нема

страни мирис и боју пошто је у питању јако оксидационо средство. Растворљивост озона

зависи од реакције воде. Вода која се дезинфикује озонизацијом треба да је неутрална. За

уништавање микрофлоре потребно је растворити између 0,1 и 5 mg озона/dm3 воде. Озон

делује брже од хлора :(са 0,45 mg/dm3 озона вирус полиомиелитиса уништава се за 2 мин,

а са 2 mg/dm3 хлора уништава се скоро 3 h)

17

Примена озона је ограничена због скупих инсталација, иако нема недостатака као

хлорисање.

Дезинфекција ултра-љубичастим зрацима:.

Дезинфекција се врши озрачивањем H2O ултра-љубичастим зрацима одређене

таласне дужине (најефикаснији су зраци од 250 до 265 nm). Уништавају већину

микроорганизама у H2O за неколико секунди, али само у бистрој води дебљине слоја до 15

cm. Предности ове дезинфекције су то што не мења мирис и укус воде, али се примењује

ретко зато што су инсталације за производњу ултра-љубичастих зрака јако скупе. Као

извор за добијање зрака користе се живине или живино-кварцне лампе.

-у неким градовима у H2O за пиће се додају растворени флуиди у малој количини

од 1 до 1,5 mg/dm3,ради спречавања болести зуба (каријеса).

Подела отпадних вода

Према врсти отпадне воде могу бити:

1.Отпадне воде са великим садржајевима органских материја које се могу већим

делом уклонити разградњом помоћу микроорганизмима.

2.Отпадне воде koje су биолошки тешко растворљиве органске материје.

3.Отпадне воде са претежним садржајем неоргаских материја.

- у 1. групу спадају:градске- комуналне отпадне воде и воде идунстрија које

прерађују природне сировине (шећеране, скробаре, прерада коже, кланице, млекаре и тд.).

- У 2. групу спадају:отпадне воде из рафинерија нафте са садржајем минералних

уља које стварају филм на површини река, тако да спречавају растварањем минералних

уља које стварају филм на површини река, тако спречавају растварање кисеоника из

ваздуха, и природно пречишћавање воде.

- у трећу групу чине воде које потичу из металуршких и галванизацијских

постројења. Она садржи велику количину неорганских киселина, соли токсичних

цијанида, као и соли и јоне тешких метала.

Критеријум загађености отпадних вода:

Загађеност отпадних вода, може се дефинисати на основу боје, мириса и количину

суспендованих материја, испраног остатка, садржаја пепела, ph средине, садржаја

одређених хемијских материја и тд. Због утрошка кисеоника раствореног у води

18

онемогућава се живот биљног и животињског света у водотоковима у којима се испуштају

отпадне воде. Садржај отпадних материја које се могу оксидовати у води је општи

критеријум загађења отпадних вода.

Садржај ових материја у води се изражава као:

Перманганатни број представља број mg KmnOh утрошен на оксидацију органских

материја из воде под одређеним условима огледа.

Хемијса потрошња кисеоника (ХПК) је количина кисеоника коју утроши за

оксидацију састојака воде хемијским путем под строго контролисаним условима.

Биохемијска потреба кисеоника (БПК) је количина кисеоника коју утроши

нормална микрофлора воде за оксидацију материја растворених у води хемијским путем

под стандардним условима.

Пречишћавање отпадних вода:

Уопште, отпадне воде садрже разне материје:суспендоване честице,органске

киселине, и друге органске материје, микроорганизми и друге материје неорганског

порекла. Према пореклу примесе у отпадним водам деле се на:грубо суспендоване и

растворене. Према пореклу примесе се деле на: органске и неорганске.

Пречишћавање воде може бити:

Примарно,секундарно и терцијарно.

-Примарна обрада обухвата механичко пречишћавање ;

-секундарна-биолошко пречишћавање;

-терцијарна обрада подразумева уклањање загађивача који се не могу уклонити

примарним и секундарном обрадом.

Пошто се отпадне воде пуштају у канале, реке, језера, мора и др. Водотокове

обавезно се морају пречишћавати ради заштите животне околине.

Поступци за пречишћавање отпадних вода:

Поступци пречишћавања отпадних вода се могу поделити на:механичке поступке

(филтрирање на решеткама и ситима,одваје песка,таложење,одвајање масти и уља.

-хемијске поступке (неутрализација киселином база,коагулација и флокулација за

уклањање суспендованих и колоидно растворљивих материја у води, адсорпција на уљу,

19

за обезбојавање и уклањање мириса, дезинфекција, аерација, оксидација, помоћу

ваздушног кисеоника или неким другим једињењима).

-биохемијско пречишћавање отпадних вода (биолошки филтри,активни муљ,

анаеробни поступци.)

Механички поступци се изводе посебно, а сви остали међусобно комбинују. Вода

се природно пречишћава тако што прелази кроз слојеве земљишта где оксидационе

процесе врше аеробни микроорганизми или се процес оксидације врши у водотоковима.

Код биолошког пречишћавања главни чиниоци су микроорганизми који користе састојке

отпадних вода храну и изворе енергије за раст и размножавање. Ови састојци се под

дејством микроорганизама разлажу до CO2 и воде или до скале азотне и азотасте киселине.

-За пречишћавање отпадних вода користе се аеробни и анаеробни микробиолошки

поступци.

У отпадним водама у процесу разлагања учествују бактерије, плесни, квасци, као и

алге, праживотиње,црви и ларве инсеката. Сви ови микроорганизми се налазе у саставу

активног муља који још садржи око 45% материје неживе природе.

-Код биолошких филтера активна биолошка маса се налази на самом пуњења

филтера. Обично представљају слој ситнијег камена, кокса, и другог материјала кроз који

струји ваздух одоздо, а одозго се прелива отпадних вода. На овај начин се уводи кисеоник

неопходан за раст и размножавање микроорганизама у филтеру.

Биолошки филтери могу бити у облику торња, филтери са уроњеним носећем

плочама, и филтери са поразним ротационим плочама (биодиск филтери).

Због низа недостатака у раду, билошки филтери се све више замењују

аеротанковима, где се пречишћавање вода врши са активним муљем.

Издвојени муљ се обрађује следећим поступцима:

-згушивање због смањења запремине,

-анаеробна разградња биолошких органских материја,

-кондиционирање ради лакшег уклањања издвојене воде,

-обезводњавање помоћу вакум – филтера, центрифугирањем или пољима за

сушење,

-сушење и смањивање органске масе.

20

Закључак

Код старих народа владало мишљење да је '' вода извор живота ''. Вода може бити

посредник или преносилац бројних инфективних обољења, утиче на састав ваздуха,

користи се као састојак намирница и има велику улогу у индустији. И, наравно, што је

свима познато: '' вода не познаје границе '', и '' вода је људски проблем ''.

21

Литература

1. Николић, Б.Биохемија. Научна кљига, Београд 1975

2. Вељковић, С. Хемијска Кинетика, Грађевинска книга, Београд 1969

3. Вукановић, В. Поглавља из физичке хемије, Научна книга, Београд 1967

22