Энциклопедия воды – статьи, определения, размышления

В статье "Чем вредят синтетические моющие средства в воде", написанной несколько ранее, говорилось о том, что синтетические моющие средства – вредное и опасное вещество. И что удалять его из воды сложно, чем, собственно, эти моющие средства и неприятны. То есть, проблема, собственно, состоит в том, "Как удалить синтетические моющие средства из воды", тогда как эти средства, во-первых, сливаются в канализацию в больших количествах, а, во-вторых, сложно удаляются из воды.

Меня впечатлила эта проблема с синтетическими моющими средствами. На самом деле, и естественными моющими средствами в том числе. И те и другие являются поверхностно активными веществами. И понижают поверхностное натяжение воды. А это, в свою очередь, сильно вредит рыбам и растениям и прочим водным жителям, так как их жировая оболочка, защищающая их от внешних условий и позволяющая им нормально питаться и дышать под водой, становится тоньше или исчезает вообще. А затем эти бедные животные и растения слабеют и гибнут.

Но ведь на самом деле проблемы с синтетическими моющими веществами как таковой нет!

Внезапно я это понял и решил рассказать, что я понял.

Так в чём же дело? Дальнейшая теория не претендует на окончательный авторитетный способ борьбы с поверхностно активными веществами. Но, на мой взгляд, она логична, и достаточно хорошо  вписывается в существующие системы очистки воды.

Итак, ещё раз определимся со способом "работы" поверхностно активных веществ:

1. Поверхностно-активные вещества имеют два полюса.
2. Один полюс лучше взаимодействует с одним веществом, другой полюс лучше соединяется с другим веществом.
3. На примере синтетических моющих средств: эти средства имеют два полюса – гидрофильный, то есть, тот, который любит воду, и гидрофобный, то есть, тот, который отталкивается водой. Но легко соединяется с её противоположностью – с жирами.
4. Эффективность поверхностно-активных веществ состоит в том, что, связавшись с одним веществом, они повышают растворимость этого вещества в  другом веществе, в котором ранее первое вещество не растворялось.
5. Пример с синтетическими моющими средствами: гидрофобными (жиролюбивыми, так сказать)  группами эти средства соединяются с жирами. А гидрофильные (водолюбивые) части средств позволяют расчеплять жиры и в большей степени растворять их в воде, тогда как жиры сами по себе в воде не растворяются. Не верите – налейте масло в воду. Оно будет плавать сплошным пятном. А потом плесните моющего средства и пронаблюдайте, что будет с пятном масла на поверхности воды.
6. Ещё один пример: желчь расчепляет жиры на мелкие частицы, чтобы жиры могли всасываться в кишечник. Желчь – поверхностно активное вещество.
7. Итак, результат взаимодействия поверхностно активных синтетических (и не синтетических) моющих средств с жирами и водой – создание эмульсии. Эмульсия – это смесь двух жидкостей. Если вы нальёте масло в воду и в течение 10 минут будете трясти ёмкость, перемешивая эти две фазы, то масло и вода смешаются, но не растворятся друг в друге. Вы будете видеть капли масла, более или менее мелкие. И если датите постоять этой эмульсии (а получилась именно она) день-два, фаза масла отделится от фазы воды самостоятельно.
8. Синтетические моющие средства делают эмульсию жиров и воды устойчивой, жиры образуют очень-очень маленькие капли. В общем-то, это происходит каждый раз, когда вы моете жирную посуду с применением моющего средства.

Идём дальше. Обычно, при мытье посуды, большая часть моющих средств пропадает бесцельно. На удаление жиров идёт едва ли десятая часть моющего средства. Остальное остаётся активным, способным к подавлению рыб и прочих водных животных. И эту часть нужно удалять.

А теперь соединяем два данных: "в сточной воде есть свободные синтетические моющие средства, которые нужно удалить" и "свободные синтетические моющие средства связываются с жирами".

Каков результат соединения?

На станции очистки воды свободные синтетические моющие средства могут улавливаться и связываться жирами.

Следствие связывания моющих средств жирами: моющие средства связаны и не проявляют свое поверхностно-активное воздействие. Соответственно, не вредят рыбам, ракам и водным растениям.

Чем не идеальная картина? И это ещё не всё!

На самом деле эти эмульгированные свободными синтетическими моющими средствами жиры могут быть уловлены на станциях водоочистки и не попадают в водоёмы в принципе!

Делается это очень просто, с помощью флокулянтов, флотации и фильтрации.

Более детально: эмульгированные жиры нужно "слепить" в комочки, которые можно отфильтровать. Для этого в воду добавляется флокулянт – вещество, которое вызывает это слипание. В качестве флокулянта часто используется акриловая кислота (из которой наращивают ногти и которой покрывают ванны). Акриловая кислота связывает эмульгированные жиры, те слипаются, всплывают на поверхность воды в виде пены (происходит флотация) и эти крупные частицы  легко удаляются на специальных фильтрах. Отфильтрованные жиры можно собирать, сушить и использовать в качестве топлива на ТЭЦ.

Вот и вся проблема, однако! Решение простое и не дорогое.

Статьи в тему:

1. Чем вредят синтетические моющие средства в воде?
2. Последствия жёсткой воды | Потери моющих средств.