Өндіріс әдістерімен суды тазарту

КІРІСПЕ

Тақырыптың өзектілігі: Су - өмір көзі, жер нәрі. Адам қорексіз 50 күнге дейін шыдауы мүмкін бірақ, сусыз 1 аптадан артыққа шыдай алмайды. Себебі адам ағзасының 50-86 % пайызын ( 50% - қарт адамдарда, 86% - жас нәрестелерде) «су» құрайды. Сондықтан су өзі энергия бөлмесе де адам ағзасы үшін қажетті энергия алмасу процесінің компоненті болып есептеледі.

Су тек адамның зат алмасу процесіне ғана емес көптеген өндірістерде қолданылады. Қазіргі кезде өндіріс орындарының көбеюінің салдарынан ақаба, ағынды сулардың мөлшері күннен-күнге артуда. (Қостанай облысының өзінде екі жүзден артық өндіріс орындары бар) . Солардың біріне «Сарыарқа автопром» жауапкершілігі шектеулі серіктестігі (ЖШС) жатады. Бұл серіктестікте машина құрастыру, бөлшектерді бояу және жуу барысында, ақаба сулардың құрамында әртүрлі химиялық заттардың болатыны белгілі. Олардың ішінде ақаба су құрамындағы кездесетін айрықша адам ағзасына әсер ететін мыс (Cu), темір (Fe), карбонат (CO ₃ ^-2 ) пен гидрокарбонат (HCO ₃ ^- ) иондарының алатын орындары ерекше.

Осыған орай «Сарыарқа автопром» ЖШС - машина бөлшектерін құрастыру, бояу және жуу кезінде пайдаланылған ақаба суларды ұтымды тазарту бүгінгі күннің экологиялық өзекті мәселелерінің бірі болып табылады.

Бұл мәселені шешу үшін қазіргі заманның талабына сай тазарту технологияларын қолдана отырып, қаншалықты тазарғанын білу үшін аналитикалық талдау қажеттілігі туындайды.

Сондықтан дипломдық жұмыстың негізгі мақсаты - ақаба суларды тазарту технологиясын меңгеру, ауыз және ақаба сулардың құрамындағы темір, мыс, карбонат иондарының мөлшерін зерттеу. Бұл мақсатты жүзеге асыру үшін төмендегі міндеттер қойылады:

1. Судың табиғатта, адам өмірінде, өндірісте алатын орны, судың ластану деңгейі және ұтымды тазарту технологиялары жайлы әдебиеттерді жинақтап, шолу жасау;
2. Ақаба суды тазарту технологиясына қолданылатын «Аквамин ОУВ - 18» құрылғысының жұмыс істеу негізін меңгеру;
3. Темір ионын фотоколориметрлік әдіспен КФК - 2МП құрылғысында анықтап теориялық негізіне тоқталу;
4. Мыс ионын флюорометрлік әдіспен анықтаудың теориялық негізін талдау, ФЛЮОРАТ - 02 - 3М құрылғысын қолдану;
5. Карбонат және гидрокарбонат иондарын классикалық титриметрлік әдіспен анықтау.

Дипломдық жұмыстың нысаны - Қостанай өңірінен алынған ақаба және ауыз су.

Дипломдық жұмыстың пәні - «Сарыарқа автопром» ЖШС ақаба суының тазарту технологиясына « Аквамин ОУВ - 18» құрылғысын қолдану. Судың құрамындағы темір ионының мөлшерін КФК - 2МП фотоколориметр көмегімен, мыс ионының мөлшерін ФЛЮОРАТ - 02 - 3М құрылғысымен, карбонат және гидрокарбонат иондарының мөлшерін анықтау үшін титриметрлік әдісін қолдану.

Дипломдық жұмыстың ғылыми жаңалығы және практикалық маңызы - «Екіншілік шикізатты іске асыру» бағдарламасы бойынша ақаба суды тазартып, өндіріске қайта қолдану жұмыстың жаңалығы болып табылады. Сонымен қатар, дуалдық оқыту бағдарламасы негізінде, дипломдық жұмыстың Сарыарқа автопром холдингінде орындалғанының практикалық маңызы зор.

Дипломдық жұмыстың теориялық және методологиялық негізіне - химиялық экология, қоршаған орта химиясы, сандық анализ және химиялық зерттеулердің физикалық әдістері жатады.

Дипломдық жұмыстың базасы - «Сарыарқа автопром» жауапкершілігі шектеулі серіктестігінің орталықтандырылған лабораториясы.

І ӘДЕБИ ШОЛУ

1. Судың жалпы сипаттамасы

Су - сутек оксиді, Н ₂ О - қалыпты жағдайда сутек пен оттек 1:8 көлемдік қатынаста болатын тұрақты қарапайым химиялық қосылыс. Су - табиғаттың ең үлкен жұмбағы. Оны Лайнус Карл Полинг (Linus Carl Pauling 1901-1994 ж. ж. белгілі америкалық химик, физик, биолог, Нобель сыйлығының екі мәрте иегері) ерекшелердің ішінде айрықшасы деп атаған[1] . Әлемдік зерттеулердің болжамы бойынша миллиардтаған жылдар нәтижесінде тозаңды бұлт құрамының қоюланып, тығыздалып жерге айналған кезінде құрамында су болған. Ол мұнда мұз түйіршіктері түрінде болған тәрізді. Су түзілуіне қажетті бастапқы заттар - сутегі мен оттегі біздің ғаламда ең көп таралған 6 космос элементтеріне жатады. Қысқаша химиялық энциклопедияда суға "сутегінің оттегімен ең қарапайым тұрақты қосылысы" деген анықтама берілген. Бәрі дұрыс, бірақ химияда ең қарапайымның өзі іс жүзінде қарапайым емес. Судың төмен болуға тиісті көрсеткіштері ең жоғары болып шығады: қайнау және қату температуралары, бу түзілуі және балқу жылулары. Мысалы, 100 ⁰ С-ға дейін қыздырылған суды буландыру үшін осы массалы суды 80 ⁰ С-ға дейін қыздыруға жұмсалғанжылудан алты есе артық жылу мөлшері қажет. ХІХ ғасырдың басында су молекуласының екі сутек және бір оттек атомдарынан тұратындығы белгілі болды. Осыдан кейін жүз жылдан аса уақыт бәрі суды жалғыз мүмкін формуланы (H ₂ O) жеке зат деп қабылдады[1] .

Сурет 1 - Судың молекуласының пішіні және гибридтену бұрышы.

Жер бетінде тіршілік ең алғаш сулы ортада пайда болды. Су - бүкіл тіршілік иелерінің негізгі құрамдас бөлігі. Бұдан басқа судың тіршілік үшін физикалық-химиялық қасиеттері: жоғары жылу өткізгіштік және жылу сыйымдылық, жоғары тығыздық, мөлдірлік, тұтқырлық, қатқан кезде мұздың көлемін ұлғайтуы және тағы басқа да қасиеттері көп. Біржасушалы және көпжасушалы ағзалар жасушаларының биохимиялық үдерістерінің барлығы сулы ортада өтеді. Су әр түрлі климаттық жағдайлардағы физиологиялық үдерістердің қалыпты өтуіне себепкер болады. Су көптеген минералдық және ағзалық заттарды жақсы ерітеді. Табиғи су құрамында сан алуан тұздың болатыны да сондықтан. Ағзалар жұғымды заттарды тек еріген түрінде сіңіреді. Сонымен бірге сулы ортаның бірқатар қолайсыздықтары да бар. Мәселен, судың қысымының көбірек артуы және оттегімен нашар канығуы мұхит тұңғиығындағы суда тіршілік ететін ағзалар тіршілігіне кедергі келтіреді. Су құрамындағы оттегінің мөлшері атмосферадағы құрамынан шамамен 20 есе төмен болады. Жарық 200 м тереңдікке өтеді, сондықтан теңіздер мен мұхиттарда тіршілік ететін ағзалар жарықсыз ортада өмір сүруге бейімделеді. Теңіз және тұщы су құрамындағы тұздар мөлшері біркелкі болмайды. Мәселен, теңіз суы натрий хлориды мен магний сульфатының тұздарына бай, ал тұщы су құрамында кальций және карбонат иондары көп мөлшерде болады. Сулы ортаны мекендейтіп ағзалар сан алуан, олар бір биологиялық топқа - гидробионттарға бірігеді. Олардың барлығы сулы орта факторларының әр түрлі құбылуына бейімделген. Сулы ортада ауаға қарағанда дыбыс тезірек тарайды. Сондықтан гидробионттарда көру мүшелеріне қарағанда есту мүшелері жақсы дамыған. Кейбір түрлер тіпті өте төмен жиіліктегі (инфрадыбыс) толқындардың ырғақтарының өзгеруін дер кезінде сезіп, дауыл тұрардың алдында су тереңдігіне қарай төмендейді. Кейбір гидробионттардың (кит тәрізділерде) бағыт-бағдар алуы, қорегін іздеп табуы - толқындардың шағылған дыбыстарын қабылдау (эхолокация) арқылы жүзеге асады. Көпшілігі жүзу кезінде әртүрлі жиіліктегі электр зарядтарын тудырып, шағылған электр импульстарын қабылдап, оны өзінің бағыт-бағдар алуында және сигнал үшін пайдаланатын 300-ге тарта балық түрлері белгілі. Мысалы, тұщы суда тіршілік ететін су пілі балығы (Моrrуtus kannume) секундына 30 импульс жіберіп, су түбіндегі тұнбадан өзі қоректенетін омыртқасыздарды оңай табады. Импульстары секундына 2000-ға дейін жететін теңіз балықтары да бар. Кейбір қорғану көптеген шұңқырлы, ойық жерлерінде өзендердің тасуынан, қатты нөсер жауыннан соң, қардың еруінен және тағы басқа жағдайларда уақытша көлшіктер, тоғандар пайда болады. Мұндай көлшіктерде де қысқа уақытта тіршілік ететін әртүрлі гидробионттар кездеседі. Су ортасының өзіндік оттегі режимі де бар. Суда оттегі атмосферамен салыстырғанда 21 есе аз. Судың температурасы, тереңдігі, тұздылығы артқан сайын ондағы оттегі мөлшері азайып, ал судың ағысы қатты болған сайын оттегі мөлшері көбейеді. Басқа орталармен салыстырғанда судың температуралық режимі біркелкі болуымен ерекшеленеді. Қоңыржай аймақтарда тұщы сулардың температурасы 0, 9°С-25°С аралығында (ыстық су көздерінде, өте жоғары яғни, 100° градусқа дейін жетеді), тұщы сулардың терең қабатында температура 4°С-5°С аралығында болады[1] .

Су ортасының жарық режимінің әуе-құрылық ортасынан айырмашылықтары көп. Жарықтың су бетінен шағылысуына және су ішінен өтуі кезінде сіңірілетін болғандықтан суда жарықтың мөлшері аз болады. Сондықтан терең суларды үш аймаққа: жарық, алакөлеңке және толық қараңғы бөліктерге бөледі. Мұхиттың қараңғы, терең бөліктерінде гидробионттар көру үшін тірі организмдерден бөлінетін жарықты пайдаланады. Мұндай құбылыс биолюминесценция деп аталады. Мысалы, кейбір балықтардың арқа жүзу қанаттарының алғашқы сәулесі жоғарғы жақ сүйегіне жақын майысқан, қармақша тәрізді болып орналасқан. Осы қармақшаның ұшында шырышты жарық беретін бактериялары бар. Оттегімен бактерияларды қамтамасыз етуі арқылы жарық беріп, қорегін өзіне еліктіреді. Үнемі қараңғылықта тіршілік ету немесе жарықтың жетіспеуі гидробионттардың көру мүмкіншіліктерін шектейді. Жердің су қоры теория жүзінде сарқылмайды, себебі тиімді пайдаланған жағдайда су ресурстарының әлемдік су айналымы барысында үздіксіз қалпына келіп отырады. Өкінішке орай, соңғы жылдары Әлемдік Мұхиттарға мұнай өнімдерінің төгілуі, биологиялық алуан түрліліктің азаюы ұлғайып, тропикалық жағалауларға антропогендік қысым көп түсуде. Теңіз жағалауларының өсімдіктер жамылғысы тозып (Индонезия, Филиппин, Тайланд), күріш алқаптарын кеңейту және асшаяндар өсіру үшін тоғандар жасалып, мангра тоғайлары жойылуда.

Гидрология

Су - бұл шексіз теңіздер мен мұхиттар, ағысты өзендер және мөлдір көлдер. Дегенмен су тек қана көре алатын, ыстық күндері сүңгіп кететін су айдындарында ғана болмайды. Судың көлемді бөлігі адам көзінен тыс жер астында жасырынған. Мұндай су айдындары жер асты сулары деп аталады. Ғалымдардың зерттеуінше су жер бетінде ең көп кездесетін сұйықтыққа жатады. Судың қазіргі кезде екі түрлі қаупі бар. Біріншісі адамдардың суды үнемдемей құртуының әсерінен тұщы судың жойылу төтенше жағдайлар қатарында. Ал, екіншісі жер шарына қауіптілігі су басу жағдайы.

Жер асты сулары

Жер асты сулары өзінің құрылысы бойынша жер үстінде орналасқан судан ерекшеленеді. Жер асты сулары жерге жауатын жауындардан толықтырылады. Дегенмен мұндай толықтырулар біркелкі емес, өйткені көп жағдайда жергілікті жердің рельефінен, жауын түрінен, сондай-ақ жақсы өткізетін және суды ұстап тұра алатын топыраққа да байланысты болады, ол астыңғы қабатқа өту үшін жол бермеуі де мүмкін. Сонымен қатар, жер асты сулары өз қорын жер үсті су айдындары есебінен де толықтырады. Өз кезегінде жер асты сулары осындай су айдындарын өздері қоректендіреді. Жер астына түсіп су, әдетте, бір жерде жинақталмайды, өзінің орналасу заңдылығы болады. Осыған орай, су ерекше жоғарғы және төменгі қабатта орналасады.

Төменгі қабатта судың ең кіші көлемі, ал үлкен көлемді су жоғарғы қабатта болады. Бұл үрдіс төменгі деңгейіне судың өтуі өте қиын, ал жоғарғысында - су жинақтала алатындығымен түсіндіріледі. Жоғарғы қабат негізінен үш деңгейден қалыптасады - жоғарғы, ортаңғы және төменгі, әрқайсысы өзінің суды өткізу ерекшелігімен сипатталады. Жоғарғы аймақта адам шаруашылықта қолданатын су жинақталады. Ортаңғы аймақта, әдеттегідей минералдық сулар орналасады. Ал төменгі, іс жүзінде су алмасу болмайтын аймақта жер үсті тұздығы деп аталатын көптеген құрауыштар мен элементтер ерітілген су болады.

Жер асты сулары қандай қабатта жатқанына байланысты өз сипаттамалары әртүрлі болады. Осыған байланысты жер асты суларының үш түрі белгілі:

• Бірінші түріжетекшідеп аталады. Бұл - жер үстіне ең жақын орналасқан сулар. Дегенмен жетекші судың көлемі тұрақты емес. Бұл қабаттан құрғақ ауа-райы кезінде су азаюы да, құрғап кетуі де мүмкін, ал үздіксіз жауын-шашын нәтижесінде қайта пайда бола алады.

• Екінші атауы - артезиандық сулар. Бұл жер астының су қабаты аумақ рельефіне байланысты.
• Жетекші сулардан төмен топырақ сулары орналасады. Әдеттегідей, топырақ сулары берік қабатта болады. Одан төмен ағынды сулар орналасады.

Табиғаттағы су айналымы

Атмосфера үнемі су буымен байып отырады, себебі жер бетіндегі өзендер мен көлдер, мұхиттар мен теңіздер, мұздықтар үнемі буланады. Бірақ атмосферадағы су буының мөлшері шамадан тыс көбейіп кеткенде, ол асқын қанығуға жетіп конденсацияланып, қайтадан жерге жаңбыр мен қар күйінде қайтып отырады. Табиғаттағы су айналымының өзгеруі жер бетінін, әр жерінде әр түрлі табиғи апаттарға әкеліп соғады. Суды тазарту жолдары оның қандай заттармен және қаншалықты ластануына қарай жүргізіледі. Ерімейтін қоспалардан тұндыру немесе сүзу арқылы тазартуға болатыны белгілі. Еріген қоспалардан суды айдау арқылы тазартады.

Ауыз суын табиғи суларды тазарту арқылы алады, ол үлкен қалаларды сумен қамтудың ең басты мәселесі. Ол үшін табиғи суды алдымен тұндырып, содан кейін сүзгіден өткізіп алып, зиянды бактериялардан тазарту үшін хлорлау және озондау әдістері колданылады. Осы үрдістердің барлығы сумен жабдықтау станцияларында арнайы қондырғыларда жүргізіледі. Мұнан басқа ірі өндіріс орындарының өндірісте қолданған суларын да тазартпай ағын суға жіберуге болмайды, сол үшін қатаң экологиялық шектеу қойылып, үнемі тексеру жүргізіледі. Соңғы кездері суды тазарту үшін ион алмастырғыш шайырлар да кеңінен қолданыла бастады.

Дистилденген су - айдау арқылы тазартылған су, ол құрамы бойынша жаңбыр суына жақын болады. Дистилденген су арнайы зерттеу жұмыстарында, дәрі-дәрмек өндірісінде және автокөліктердің аккумуляторларына электролиттер дайындауда қолданылады.

Судың құрамындағы көптеген өзге бөлшектерден тазартылу үшін судың жоғары температура кезінде буға айналу қасиеті қолданылады. Бұл суды тазалау үрдісі дистиляция, ал құралдың өзі дистилятор деп аталды. Тазартылған су толық сүзілген сұйықтық болып саналады. Мұнда қоспалардың, тұздар мен қатты бөлшектердің ең аз мөлшері ғана бар. Дегенмен тазартылған суда қосымша құрауыштар толық жоқ деп айтуға болмайды[2] .

Судың өзге құрауыштармен тез өзара қарым-қатынасқа түсу қасиеті бар. Ал бұл суды дистиллятор арқылы айдағанда, осы металдар атомы ең кішкентай мөлшерде суға түсуі мүмкін. Дегенмен бұл судың таза болуына кедергі келтірмейді. Су жүз пайыз ешқандай қоспасыз болуы үшін суды деиондайтын арнайы қондырғылар пайдаланылады. Сондай-ақ өте таза суды алу үшін кварцтан жасалған дистиллятордан бірнеше рет өткізу арқылы да алуға болады. Солайша бидистиллят алынады. Осылай тазартылған судан кейбір дәрілер жасалады. Ал кішкентай электр өткізу қабілетінің арқасында дистилденген су өндірісте таптырмайтын зат. Дистилденген суды адам үшін тұрақты түрде қолдануға қатысты әр жақты пікірлер бар. Көптеген адамдар дистилденген су адам ағзасы үшін пайдалы емес, өйткені ол пайдалы құрауыштардан толық тазартылған деген пікірде. Дистилденген су ағзадан минералдық құрауыштар мен витаминдерді алып шыққандықтан денсаулыққа зиян келтіреді. Бірақ дистилденген судың зияндылығы туралы еш жерде ғылыми дәлелдер жоқ. Шындығында да ол өз құрамы бойынша ерекшеленеді, бірақ қарапайым сумен де минерал тапшылығын толықтыру қиын. Ал дистилденген су ең болмағанда ауру қоздырғыш бактериялардан сақтай алады.

Жер шарыньң сулы аудандарының жиынтығын гидросфера деп атайды. Гидросфераға мұхиттар, теңiздер, өзендер, тоғандар, ми батпақ топырақтағы, жер астындағы және атмосфералық ayaдaғы сулар кіредi. Дүние жүзiнiң 3/4 бөлiгi су. Мұхит пен теңiздердiң жалпы аудандары құрғақ, территорияның ауданынан 2, 5 есе артық. Гидросфера биосфераның басқа бөлiктерi - литосфера (жер асты сулары), атмосфера (булы дымқыл) және оларда тiршiлiк ететiн тipi организмдермен тығыз байланыста. Гидросфераньң жалпы көлемі 1455 млн км ³ (l- кесте) [3] .

Кесте 1 - Су массасының гидросферадaғы таралуы.

Жалпы су қорының 97, 5% тұзды минералды болып келедi. Теңiз (мұхит) суларын ерiтiндi деп есептеуге болады, себебi бұл сулардың құрамындағы тұздардың мөлшерi орта есеппен 35 г/кг. Менделеевтің периодтық, кестесіндегі барлық элементтер жер бетiндегi сулардың құрамында (жерасты суларында 62 түрі) кездеседi. Бiрақ та олардың iшiнде теңiз суларының негiзгi тұздылығын құрайтындарға натрий, магний, кальций катиондары мен хлорид, карбонат, сульфат аниондарын жатқызуға болады. Олардьң iшiнде тipi организмдер өз тiршiлiктерiне пайдаланатын азотты, фосфорды, кремнийдi ерекше атап өтуге болады. Бұл элементтердiң теңiз cуындағы мөлшерiн реттеп отыратын теңiзде тiршiлiк eтeтін жан-жануарлар мен өсiмдiктер[3] .

Тұщы сулардьң қоры жалпы су қорларыньң 2, 5% құрайды, немесе 35 млн. км ³ . Бұл сулардың орташа тұздылығы 1 г/л аспайды. Планетаның әр тұрғынына келетiн тұщы су мөлшерi шамамен 8 млн. м ³ . Тұщы сулардың 30% жер aстындағы сулар. Тұщы судың негiзгi қоры тау бастарындағы мұздықтарда, Арктика мен Антарктида мұздарында - 97%. Антарктидада мұздың ең қалың қабаты 4, 78 км тең және дүние жүзi бойынша ең таза суы бар теңiз Уэддела осы Антарктидада тiркелген. Оның мөлдiрлiгi тазартылған судағыдай. Жер шарындағы барлық өзендер 650-700 жыл iшiнде қанша су берсе, тау мұздарында да сонша су бар. Адамзаттың өз тiршiлiгiне пайдалана алатын судың мөлшерi тек 3% (өзен, көл және су қоймаларының сулары), су көздерiнiң басым көпшiлiгiн пайдалану өте қиынға түседi.

Тұщы су қорының үлкен мөлшерi негiзiнде өзендерде болады, олардың iшiнде ең ұзын Ніл және Амазонка өзендерi. Нілдің ұзындығы 6670 км, Амазонканыкі - 6437 км. Ресей өзендерiнiң iшiнде ең ұзын өзенге Обь жатады, егер де оның ұзындығын Epтістің басталған жерiнен есептесек 5410 километрге тең болады.

Дүние жүзiнде Ресей (Бразилиядан кейiн) жалпы тұщы судың қоры бойынша екiншi орында. Бiрақ-та Ресей территориясында су ресурстары бiркелкi орналаспаған, сондықтан, оңтүстiк және оңтүстiк-батыс аудандарында бiр тұрғынынa келетiн өзеннiң ағынды суларының көлемi (3-5) *103 м ³ болса, еуропалық бөлiгiнiң солтүстiгiнде 35 *103 м ³ , Батыс Сiбiрде - 45*103 м ³ , Шығыс Сiбiрде - 144*103 м ³ су келедi.

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс