Guliston davlat universiteti ekologiya va geografiya kafedrasi suv havzalarining sanitar holati

Oksidlash

Oqova suvlarni tozalash uchun quyidagi oksidlovchilar ishlatiladi: gaz holatidagi va siqilgan xlor, xlor qo‘shoksidi, kalsiy xlorat, natriy va kalsiy gipoxlorit, kaliy permanganat, kaliy bixromat, vodorod peroksid, havo kislorodi, ozon, piroluzit va boshqalar. Oksidlanish jarayonida suv tarkibidagi zaharli iflosliklar kim- yoviy reaksiya natijasida zaharsiz moddalarga aylanib, ularni suv tarkibidan ajratib olish mumkin bo‘1adi. Oqova suv oksidlovchilar bilan tozalanganda reagent ko‘p miqdorda sarflanadi. Shu sababli bu usuldan oqova suvni ifloslantiruvchi moddalarni boshqa usul bilan tozalash imkoni bo‘lmaganda ishlatiladi. Masalan, sianidlar- dan tozalash, erigan mishyak birikmalaridan tozalashda va boshqalar. Oksidlovchi sifatida moddaning faolligi oksidlovchi potensial kattaligi bilan aniqlanadi. Oksidlo chilar orasida ftor muhim ahamiyatga ega. Ammo u juda agressiv bo‘lgani uchun amalda kam qo‘11ani1adi. Boshqa moddalar uchun oksidlovchi potensial ko‘rsatkichi: ozon uchun — 2,07, xlor uchun — 0,94, vodorod peroksid uchun — 0,68, kaliy permanganat uchun — 0,59.

Xlorli oksidlash. Xlor na faol xlorli moddalar ko‘p tarqalgan oksidlovchi hisoblanadi. Ularni oqova suvni vodorod sulfıd, gidrosulfid, metiloltingugurtli birikmalar, fenollar, sianidlardan tozalashda qo‘llaniladi. Suv tarkibiga xlor kirit ilgan xlorli [vodorod(I)oksoxlorat] va vodorod xloridli kislotalar hosil bo‘1adi:
CI, + HOO = HOC1 + HC1
Reaksiya jarayonida xlorli kislotalarning dissotsilanishi kuzatiladi. Dissotsilanish darajasi pH ga bog‘1iq. pH 4 ga teng bo‘lganda, molekula holatidagi xlor amalda qolmaydi:
HOC1 = H“+ OC1*
C1, + HOC1 + OC1 yig‘indisi erkin faol xlor deyiladi.
Oqova suvda ammoniyli birikmalar bo‘1sa reaksiya natijasida xlorid kislota, xloramin NH2C1na dixloramin NHC12 hosil bo‘1adi. Xlorlash jarayoni davriy va uzluksiz bosimli hamda vakkumli xloratorlarda olib boriladi. Oqova suvlarni xlorlash usulida tozalash sxemasi 5.5- rasmda keltirilgan. Xlorlash sirkulatsiya sistemasiga ulangan sig‘im1arda olib boriladi. Injektordagi gaz holatidagi xlor suv bilan qurshab olinib, zaruriy oksidlanish darajasiga kelma- guncha sirkulatsiyalanadi. Shundan so‘ng suv foydalanish uchun chiqarib yuboriladi.



5.5-rasm. Suvni xlorlab tozalash qurilmasining chizmasi: I—me'yorlashtirgich; 2, 5—nasoslar; 3—injektor; 4—idish.

Suvni zararsizlantirish jarayoni ishqoriy muhit (pH=9) da olib boriladi. Sianidlarni elementar azotgacha va uglerod dioksidgacha oksidlash mumkin:

CN* + 2OH* +C12 —› CNO* + 2C1 + H2O 2CNO* + 4OH* + 3CI, —› CO, + 6C1* + N, + 2H,O
Kalsiy xlorat, gipoxlorit, xlorat, xlor dioksidi ham «faol» xlor manbayi bo‘lishi mumkin. Kalsiy xlorat (ohakli xlor) quyidagicha olinadi:
Ca(OH), + 2C1, = CaOCl, -b H2O
Gaz holatidagi xlor ishqor eritmasidan o‘tkazi1ganda natriy gipoxlorit (oksoxlorat) hosil bo‘1adi:
C1, + 2NaOH = NaClO + NaC1
Kalsiy gipoxlorit kalsiy gidroksidni 25-30"C da xlorlab olinadi: Ca(OH), + 2C12 = Ca (CIO), + CaCl2 + 2H,O
Sanoatda kalsiyning Ca(C1O2-) 2Ca(OH), 2H,O ikki asosli tuzi ishlab chiqariladi. NaClO, — natriy xlorat kuchli oksidlovchi hisoblanadi. U parchalariganda CIO, yashil-sarg‘ish tusli, xlorga nisbatan o‘tkir hidli gaz hosil bo‘1adi. Uni olish uchun quyidagi reaksiyadan foydalaniladi.
2NaC1O2 +C12 —› 2C1O2 + 2NaCl
5NaC1O2 +4HC1 5NaC1+ 4C1O2 + 2H,O
Sianidlarni faol xlor bilan oksidlashda jarayonni sianat hosil bo‘lgungacha olib borish mumkin:
CN* +OC1* —+ CNO* +Cl°.
Sianidlarni sianatlarga oksidlanishi oksidlovchi tarkibidan kislorod atomining ajralib chiqishi hisobiga boradi. Hosil bo‘1gan sianatlar karbonatlargacha oson gidrolizlanadi:
CNO‘ +2HO CO,2* + NH4+
Gidroliz tezligi pH muhitga bog‘1iq. pH=5,3 bo‘1ganda bir sutkada 80a gacha sianatlar gidrolizlanadi. Ikki bosqichli jarayonda sianidlar N2va CO, ga qadar oksidlanadi. Birinchi bosqichda jarayon quyidagi reaksiya bo‘yicha boradi:
CN‘ +OC1° —› CNO° + C1*
Ikkinchi bosqichda qo‘shimcha miqdorda oksidlovchi kiritiladi.
Shu sababli reaksiya quyidagi tenglama bo‘yicha boradi: 2CNO* + 3OC1° +H2O —› 2CO, + N, + 2OH* + 3C1‘
Reaksiya vaqtida pH=8—11 atrofıda bo‘1adi. Oksidlanishning to‘1iq nazorati qoldiq faol xlor bo‘yicha olib boriladi. Bunda uning konsentratsiyasi 5—10 mg/1 dan kam bo‘1mas1igi kerak.
Vodorod peroksid bilan oksidlash. Vodorod peroksid rangsiz suyuqlik bo‘1ib, har qan‹iay nisbatda suv bilan reaksiyaga kirishadi. U nitritli aldegid yoki fenollarni, sianidlar, oltingugurtli chiqin- dilar va faol bo‘yovchilarni oksidlash uchun qo‘1lani1adi. Sanoatda 85—95% li vodorod peroksid va tarkibida 30a H3O2 bo‘lgan pergidrol ishlab chiqariladi. Vodorod peroksid zaharli! Uning suvdagi ChMM si 0,1 mg/1 ni tashkil etadi.
Vodorod peroksid kislotali va ishqoriy muhitda quyidagi sxema bo‘yicha parchalanadi:
2H+ + HOO, + 2e —› 2HCO;
2OH° + H3O2 + 2e —+ 2H2O + 202*
U rıordon muhitda oksidlovchi, ishqoriy muhitda — qaytaruvchi xossasini o‘zida namoyon qiladi. Vodorod peroksid nordon muhitda ikki valentli temir tuzlarini uch valentli tuzlarga, nitrit kislotasini nitrat kislotasiga, sulfidlarni sulfatlarga aylantiradi.
Ishqoriy muhitda (pH=9—12 gacha) sianidlar sianatlargacha oksidlanadi.
Suyultirilgan eritmalarda organik moddalarning oksidlanishi sekin boradi. Shuning uchun katalizatorlar — o‘zgaruvchan valentli metall ionlari (Fe'+; Cu2+; Mn2+; Co2+;Ag'+) ishlatiladi. Masalan, vodorod peroksidi temir tuzi bilan oksidlanish (pH=3—4,5) da reaksiyaga kirishadi. Oksidlanish mahsuloti sifatida mukon va maliyen kislotalari hosil bo‘1adi.
Suvni qayta isNashda vodorod peroksidining faqat oksidlovchi xossasidan emas, balki qaytaruvchi xossalaridan ham foydalaniladi. Neytral va kuchsiz ishqoriy muhitda u xlor va gipoxloritlar bilan oson ta'sir1ashib, ularni xloridlarga aylantiradi:
H,O2 + C12 —+ O, + 2HC1; NaClO + HOO, —+ NaC1 + 02 + H2O
Bu reaksiyalar suvni dexlorlashda qo‘11ani1adi.
Vodorod peroksid qo1dig‘ini marganes dioksidi yordamida ajratib olish mumkin:
MnO, + HOO, + 2HC1 -+ MnCl2 + 2HCO + 02
ilavo kislorodi bilan oksidlash. Havo kislorodi suvni temirdan tozalashda qo‘llani1adi. Suvli eritmada oksidlash reaksiyasi quyida- gicha boradi:
4Fe'* + O2 + 2HCO = 4Fe'* + 4OH*, Fe"* + 3H2O = Fe(OH), + 3H*
Oksidlanish havoni oqova suv orqali minoralarda aeratsiyalab o‘tkazi1adi. Hosil bo‘1adigan temir gidroksidi rezervuarlarda cho‘ktiri1adi, so‘ngra fıltrlanadi.
Bunda bo‘1ak1i to‘1dirgich yoki. Rashig halqalaridan foyda- lanish maqsadga muvofiq emas, chunki nasadkalar ko‘tari1ishi mumkin. Shu sababli ham soddalashtirilgan aeratsiya jarayonini ishlatish qulay. Bunda filtr yuzasi tepasidan suv purkaladi va u tomchilar ko‘rinishida filtrlanuvchi yukning yuzasiga tushadi. Suv tomGhilari havo bilan birga temirni oksidlaydi.
Havo kislorodi bilan selluloza, neftni qayta ishlash va neft- kimyo korxonalarining sulfidli oqova suvlari ham oksidlanadi.
Oltingugurtning gidrosulfıd va sulfıdlari oksidlanganda oltingu- gurt valentligi +2 dan +6 gacha o‘zgaradi:
S*— —+ S —› S„O6*—-+ S2O,2— SO,*— —› SO4*
Bunda gidrosulfid va sulfıdlarning tiosulfatgacha oksidlanishida eritma pHi oshadi. Gidrosulfıd sulfıd na sulfatgacha oksidlanganda esa eritmaning pH i kamayadi.
Harorat na bosim oshishi bilan reaksiya tezligi va oksidlanish darajasi oshadi. Nazariy tomondan l g sulfıdli oltingugurt oksidlanishi uchun 1 g kislorod sarflanadi. Sulfıdlami oksidlash sxemasi 5.6- rasmda keltirilgan.
Ozonlash. Ozon bilan oksidlash suvni bir vaqtning o‘zida rangsizlantirish, turli ta'm va hidlarini yo‘qotish imkonini beradi va suvni zararsizlantiradi. Oqova suvni ozonlash bilan fenol, neft mahsulotlari, vodorod sulfıd, mishyak birikmalari, sirt faol moddalar, sianidlar, bo‘yovchi moddalar, kanserogen aromatik uglevodorodlar va pestitsidlardan tozalash mumkin.
Ozon — och binafsha rangli gaz. Tabiatda atmosferaning yuqori qatlamida joylashgan. —111,9"C da ozon to‘q-ko‘k rangli beqaror suyuqlikka aylanadi. Ozonning fizik-kimyoviy xossalari: nisbiy