Главная > Статьи > Страница13

Источник информации: Calgon Carbon Corporation.

Проблемная группа загрязняющих воду токсичных веществ- Летучие Органические Вещества.

 Летучие органические вещества.

К летучим органическим веществам (VOC) относятся химические соединения, обладающие двумя характерными признаками. Во-первых это летучие вещества с низкой молекулярной массой, что означает, что они легко переходят из жидкого состояния в газообразное с небольшими затратами энергии, во-вторых — это органические вещества, а значит состоящие преимущественно из атомов углерода.

Большинство VOC – искусственно созданные высокотоксичные вещества. Это означает, что VOC  — загрязняющие вещества антропогенного происхождения, что подразумевает загрязнение воды преимущественно вследствие контакта с промышленными стоками, промышленными процессами, другими сферами человеческой деятельности.

В воде около 50% VOC – результат контакта с промышленными отходами, 45% — результат загрязнения выхлопными газами и автомобильными маслами, 5% — бытовые растворители.

Допустимые уровни VOC в воде.

Американское агентство по охране окружающей среды (EPA) и федеральные власти устанавливают два уровня для каждого вещества: допустимый максимальный уровень (MCL), целевой максимально допустимый уровень (MCLG). Первый устанавливает максимально допустимую концентрацию вещества в воде, второй – определяет концентрацию в воде, при которой не обнаружены какие-либо воздействия вещества на здоровье человека.

Типы VOC и свойства.

Поведение VOC не одинаково. VOC разделяют на три подкласса в зависимости от точки кипения.

1. Крайне летучие органические вещества (VVOC, very volatile organic compound) с точкой кипения в пределах от ниже 0°C до 50-100°C. Многие из этих веществ существуют обособленно  в газообразном состоянии. Примеры – бутан, пропан, трихлорметан.
2. Летучие органические вещества (VOC, volatile organic compound). Несмотря на то, что термин «летучие органические вещества» характеризует все вещества в каждом из трех подклассов, технически он применяется к веществам с точкой кипения в пределах от 50-100°C до 240-260°C. Примеры – этанол, ацетон, винилхлорид.
3. Полулетучие органические вещества (SVOC, semi—volatile organic compound). Последний подкласс летучих веществ определяется точкой кипения в пределах от 240-260°C до 380-400°C. Примеры – нитробензол, фталаты и многие пестициды.

Среди VOC как гидрофобные (отталкивающие воду), так и гидрофильные (притягивающие воду) вещества. Гидрофобные VOC (например, бензин) обычно характеризуются меньшим молекулярным весом,  тяжело растворяются в воде, что позволяет им относительно легко осуществлять переход в газообразное состояние. Напротив, гидрофильные VOC (например, ацетон) характеризуются несколько большим молекулярным весом, легко растворимы в воде, что несколько затрудняет переход в газообразное состояние.

Удаление VOC из воды.

Широкое распространение получили два метода:

1.Аэрация (аэрационная колонна).

Аэрация – процесс, характеризуемый пропусканием большого объема воздуха через воду в специальных аэрационных колоннах, в результате которого удаляются до 99,9% крайне летучих и летучих органических веществ с низкой температурой кипения, включая все гидрофобные летучие органические вещества – метилхлорид, метан, винилхлорид, хлорфторуглероды.

2. Активированный уголь.

Высокомолекулярные летучие органические вещества не будут так легко удаляться аэрацией. Для таких химических веществ более приемлемое решение – фильтр с гранулированным активированным углем (GAC). GAC способен адсорбировать большинство известных VOC, включая полулетучие вещества, которые недостаточно эффективно  удаляются аэрацией. Поскольку диффузия VOC внутрь слоя угля осуществляется достаточно быстро, важно применять уголь с высоким йодным числом (1000 — 1100).

Активированный уголь — барьер для VOC.

Коммунальные станции водоподготовки редко занимаются поиском и обнаружением новых VOC в контролируемых источниках воды. Контакт воды с промышленными стоками, нефтепродуктами, высокотоксичной органикой  может иметь место в любое время и в любом месте. Фильтр с активированным углем способен не только удалять известные и контролируемые концентрации VOC из воды, но и стать буферным барьером, способным поглощать не только ранее известные VOC, но и потенциально новые VOC, адсорбируя их в непредвиденно высоких концентрациях.