Ćwiczenie 3 odsalanie
1. Ile wyróżniamy klasyfikacji wód kopalnianych?
Odp. 4 (I grupa
wody użytkowe charakteryzujące się zawartością (Cl- + SO4 2-) do 600 mg/l; II grupa
wody przemysłowe o stężeniu (Cl- + SO4 2-) w granicach 600
1800 mg/l; III grupa
miernie zasolone w granicach 1800-42000 mg/l; IV grupa
solanki o stężeniu ( ) ponad 42000 mg/l)


2. Jak się nazywa i czym charakteryzuje się I grupa wód kopalnianych?
Odp. Wody użytkowe, zawartości (Cl- + SO4 -2)do 600 mg/dm3,

3. Jak się nazywa i czym charakteryzuje się II grupa wód kopalnianych?
Odp. Wody przemysłowe, zawartości (Cl- + SO4 -2) w granicach 600 - 1800 mg/dm3,

4. Jak się nazywa i czym charakteryzuje się III grupa wód kopalnianych?
Odp. Wody miernie zasolone (Cl- + SO4 -2) w granicach 1800 4- 42000 mg/dm3,

5. Jak się nazywa i czym charakteryzuje się IV grupa wód kopalnianych?
Odp. Wody solanki o stężeniu (Cl- + SO4 -2) ponad 42000 mg/dm3

6. Jak się nazywa i czym charakteryzuje się IV grupa wód kopalnianych?
Odp. Wody solanki o stężeniu (Cl- + SO4 -2) ponad 42000 mg/dm3

7. Do czego znalazły zastosowanie wody z I grupy?
Do wód pitnych i na potrzeby gospodarcze: po uzdatnieniu jako woda pitna, do zasilania kotłów parowych i wodnych, do zasilania łaźni górniczych.

8. Do czego znalazły zastosowanie wody z II grupy?
Wykorzystywane w elektrowniach jako wody chłodnicze oraz w górnictwie do
- uzupełnianie wody przemysłowej stosowanej do wzbogacania węgla
- zraszania miejsc o dużym zapyleniu,
- napełniania zbiorników wody przeciwpożarowej.

10. Na czym polega demineralizacja?
Polega na usunięciu z niej wszystkich kationów i anionów. Demineralizację sosuje się w celu uzyskania wody o bardzo dużej częstotliwości, która jest wykorzystywana w niektórych gałęziach przemysłu, np. do celów kotłowych.

11. Czym jest proces odsalania?
Jest procesem, w którym usunięta zostaję tylko część jonów.

12. Jakie częściowe procesy zawiera odsalanie?
destylację, wymrażanie, elektrodializę, wymianę jonową, odwróconą osmozę.

13. Jakie związki pozostaną w wodzie po zastosowaniu słabego anionitu?
dwutlenek węgla i krzemionka. Do usunięcia CO2 wymagany jest odgazowywacz, który zainstalowany w układzie urządzeń przed anionitem silnie zasadowym poprawi warunki pracy tego anionitu

Ćwiczenie 4 odkrzemianie
1. Wymienić źródła występowania krzemionki w przyrodzie?
Krzemionka stanowi powszechny składnik skał wulkanicznych, kwarcu i piasku. Przenikanie krzemu odbywa się w wyniku rozpuszczania składników skał i gleby. Największe stężenia krzemu występują w wodach bardzo twardych pochodzących z pokładów wapniowych oraz w wodach cechujących się zasadowością alkaliczną.

2. Czy krzem jest niepożądany w wodzie? Jeżeli tak to proszę wymienić gdzie i jak on działa?
W wodzie do picia lub w wodach powierzchniowych obecność krzemu nie ma dużego znaczenia. W wodzie przeznaczonej do celów przemysłowych krzem jest w niektórych przypadkach niepożądany zwłaszcza w przemyśle włókienniczym, ponieważ przeszkadza w procesie farbowania. Krzem w wodzie produkcyjnej przeszkadza również w procesach fermentacji oraz podczas klarowania piwa. Szczególnie szkodliwy jest krzem w wodzie do zasilania kotłów parowych przede wszystkim wysokoprężnych, gdyż wchodzi w skład kamienia kotłowego lub powłok na łopatkach turbin parowych, nadaje tym osadom dużą twardość mechaniczną oraz obniża przewodnictwo cieplne.

3. Jakie wymagania są stawiane wodzie zawierającej krzem?
Zawartość krzemionki w postaci rozpuszczonej lub koloidalnej w wodzie zasilającej kotły wysokoprężne nie powinna przekraczać 0,01 mg/dm3, a w wodach dla pewnych działów przemysłu chemicznego i metali rzadkich od 1 do 2 mg/dm3.

4. Wymienić chemiczne metody odkrzemiania.
- odkrzemianie za pomocą wapna,
- odkrzemianie uwodnionym dolomitem,
- odkrzemianie solami glinu i żelaza,
??odkrzemianie za pomocą prażonego magnezytu.

5. Wymienić fizyczne metody odkrzemiania.
- odkrzemianie za pomocą prądu stałego,
- odkrzemianie za pomocą jonitów.

6. Na czym polega odkrzemianie solami glinu i żelaza.
Polega na wykorzystaniu zdolności koagulacyjnych wodorotlenków tych metali. Najczęściej stosuje się siarczan żelazowy, glinian sodowy lub chlorek żelazowy. Zdolność adsorpcyjna wodorotlenku żelazowego wytrącającego się w postaci zawiesin zależy od alkaliczności i temperatury wody.

7. Na czym polega odkrzemianie za pomocą prażonego magnezu?
Metoda ta opiera się na filtrowaniu wody surowej przez masę (minerał zawierający MgCO3) o wielkości ziaren 0,2-0,5 mm. Sprawność tej metody jest tym większa, im większy jest w wodzie procentowy udział krzemionki koloidalnej, im powolniejszy jest przepływ wody przez filtr oraz im wyższa jest temperatura wody.

8. Na czym polega odkrzemianie metodą elektryczną?
Polega na wytworzeniu jonów metali przez zastosowanie prądu stałego. Przyłożony do elektrody prąd o stałym natężeniu wytrąca na anodzie kationy tworzące w przestrzeni wodnej wodorotlenki odnośnych metali. Z katod wydzielają się gazy (H2, O2, Cl2), które mogą powodować flotację tworzących się zawiesin.

9. Na czym polega odkrzemianie wody wymieniaczami jonowymi?
Przeprowadza się za pomocą metody pośredniej, gdy dodawane są chemikalia, których zadaniem jest wytworzenie silnie dysocjujących związków krzemowych i metody bezpośredniej bez dodatków związków chemicznych. Przy stosowaniu metody pośredniej przed wymiennikiem wodorowym do wody dawkowany jest fluorek sodowy lub wapniowy.

10. Gdzie i kiedy usuwamy CO2 w procesie odkrzemiania?
CO2 usuwamy po wymienniku wodorowym lub po anionicie słabo zasadowym. Usunięcie dwutlenku węgla uzyskujemy w odgazowywaczu poprzez napowietrzanie wody lub sposobem termicznym.

Ćwiczenie 5 Odmanganianie
1. Co powoduje obecność manganu w wodzie?
Obecność manganu w wodzie może powodować rozwój bakterii manganowych zatykających przewody i psując smak wody. Sole manganu powodują powstawanie na powierzchni wody brudnego nalotu i plam na tkaninach.

2. Jakie jest dopuszczalne stężenie manganu w wodzie do spożycia?
Dopuszczalne stężenie nie może przekraczać 0,05 mg Mn/l

3. Z jakimi związkami występuje najczęściej mangan w wodach naturalnych?
Z związkami żelaza

4. Wymień metody odmanganiania wody?
- napowietrzanie i filtrowanie przez filtr piaskowy, metoda prosta, ale rzadko skuteczna z uwagi na wymagany, alkaliczny odczyn (pH) wody
- alkalizacja, napowietrzanie i filtracja przez filtr piaskowy; po procesie odmanganiania należy przeprowadzić korektę odczynu (pH) wody tak, aby mieścił się w wymaganych granicach 6,5
9,5
- napowietrzanie i filtrowanie przez wpracowane złoże filtracyjne, którego ziarna pokryte są MnO2
- napowietrzanie i filtracja przez złoża chemiczne aktywne, którymi są rudy manganowe, zwane również złożami piroluzytowymi lub braunsztynowymi. Złoża te w swoim składzie mają aktywny MnO2, dlatego nie wymagają uaktywniania
- utlenianie utleniaczami checzmnymi (Cl2, ClO2, O3, KMnO4) i filtrowanie
- koagulacja i filtrowanie przez filtr piaskowy, proces konieczny w przypadku połączeń manganu ze związkami organicznymi
- utlenianie w warstwie wodonośnej
metoda VYREDOX
- filtrowanie przez kationit manganowy; złoże wykonane z dowolnego kationity regenerowanego MnCl2 i KMnO4

5. W jakich postaciach występuje mangan w wodach naturalnych?
Mn(HCO3)2, MnSO4.

6. Co ma wpływ na przebieg reakcji odmanganiania?
Odczyn wody oczyszczanej. Przy odczynie kwaśnym lub obojętnym reakcje praktycznie nie zachodzą. Optymalny odczyn wynosi 10,3, w praktyce stosuje się pH powyżej 8,5


Ćwiczenie 6 Usuwanie fosforu
1. Wymień metody usuwanie fosforu ze ścieków:
-metoda chemicznego strącania (defosfatacja) solami glinu, lub żelazem oraz wapnem
-metoda chemicznego strącania wspomaganego filtracja
-metoda podwyższonej biologicznej defosfatacji poprzez wzrost stopnia asymilacji fosforu przez biomasę

2. Od czego zależna jest efektywność chemicznego strącania fosforu
- rodzaj oczyszczanych ścieków
-stężenia i formy występowania fosforu
-rodzaj reagentów, ich dawki i miejsca wprowadzenia
-intensywności mieszania
-flokulacji i sorpcji zawiesin

3. Jakie są zalecane punkty ciągu oczyszczania gdzie należy dodawać reagenty strącające fosfor
-przed osadnikiem wstępnym
-do urządzeń biologicznego oczyszczania
-do uradzeń trzeciego stopnia oczyszczania

4. Jaką wadę ma chemiczne strącanie osadów
-powstawanie większej ilości osadów

5. Przy użyciu jakich związków chemicznych stosuje się defosfatację
-Defosfatacja chemiczna jest realizowana z użyciem soli glinu, żelaza i wapna

ćwiczenie 7 Utlenianie :
1. Wymień metody utleniania:
-utlenianie za pomocą tlenu atmosferycznego
-utlenianie za pomocą chloru, dwutlenku chloru, chloraminy
-utlenianie za pomocą nadmanganianu potasu
-utlenianie za pomocą ozonu
- utlenianie za pomocą promieni UV
- utlenianie oparte na reakcjach fotochemicznych

2. Co ma wpływ na przebieg procesu utleniania?
-rodzaj utleniacza, jego dawka, czas kontaktu utleniacza z wodą, pH, temperatura, rodzaj uzdatnianej wody.

3. W jakim celu stosuje się utlenianie:
-usunięcie barwy, smaku i zapachu, niszczenie organizmów żywych, wspomaganie usuwanie żelaza (II) i manganu (II), wspomaganie usuwanie siarczków, dezynfekcja.