Вкус и запах воды

Наиболее распространенным применением процессов адсорбции в домашних и производственных условиях является корректировка вкуса и запаха за счет снижения или удаления соединений, их вызывающих. Несмотря на то, что некоторые соединения и микроорганизмы, находящиеся в воде, не представляют гигиенической опасности, они являются причиной неприятного запаха и вкуса. Некоторые люди более чувствительны к вкусу и запаху, чем другие. Выделяют четыре основных вкусовых типа: горький, сладкий, кислый и соленый. Так как вкусовые сосочки и органы обоняния действуют в унисон, зачастую трудно отделить одни ощущения от других. Существует простой путь различить вкус и запах - закрыть нос и глотать образцы воды. Приезжие часто могут чувствовать специфический вкус местной воды, к которому уже привыкли и больше не распознают жители города.

Существует классификация запахов, которыми обладает вода. Среди 20 ароматов воды есть описанные как огуречный, земляной, рыбный, травяной и серный. Причиной огуречного запаха, как было обнаружено, является транс, 2-цис, 6-нонадьенал, который продуцируется водорослями, растущими подо льдом в Каннонсвильском водохранилище, которое является источником водоснабжения для “Baxter Plant”, Филадельфия. В отсутствие любых официальных количественных измерений вкуса и запаха, каждая лаборатория имеет несколько сотрудников, способных распознать присутствие или отсутствие вкуса и запаха в предоставленном продукте, включая образцы воды. Распространенным комментарием является следующий - сероводород придает воде отвратительный вкус, в то время как в действительности газ сероводород обладает отвратительным запахом тухлых яиц. Считается, что порог чувствительности человеческого носа при определении запахов в сотню раз выше, чем любого известного в наши дни аппарата.

Выделяют несколько причин нежелательного вкуса и запаха воды. Во-первых, химическая дезинфекция. Во-вторых, их источником могут быть органические (непатогенные) вещества, присутствующие в реках и озерах. В-третьих, их причиной является результат деятельности человека - химические отходы, загрязнение нефтепродуктами и избыток пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве. В то время как некоторые продукты деятельности человека, такие как химические соединения и растворители, придают воде различимый запах, другие - не имеют характерного вкуса или запаха и их присутствие в воде будет внешне менее заметным. К четвертой категории причин относятся запахи, связанные с растворенными газами, такие как «серный запах», присутствие которого обусловлено наличием в воде сероводорода.

Удаление вкуса и запаха

Вся вода, поступающая из общественных и/или муниципальных источников, подвергается хлорированию. Этот убийственный вкус более характерен для воды из поверхностных источников, для которой необходима более сильная дезинфекция в связи с высоким содержанием органических соединений. Использование для дезинфекции высокого уровня окислителей - хлора или хлора вместе с аммонием - приводит к тому, что в обработанной воде содержится избыток хлора или хлорамина. Эти дезинфицирующие агенты, в свою очередь, приводят к образованию некоторых нежелательных соединений, наиболее распространенным из которых является тригалометан. Избыток хлора и хлорамина, образующийся после дезинфекции воды, может влиять на вкусовые качества пищи, кофе, чая, фруктовых соков и некоторых других напитков. В связи с этим рестораны, заводы по производству напитков, производства, связанные с приготовлением мяса и другой пищи, используют адсорбционные установки для улучшения качества воды.

Существует несколько способов удаления вкуса и запаха воды в домашних или производственных условиях, наиболее распространенным из которых является пропускание воды через загрузки активированного угля. Устройства для очистки воды, содержащие активированный уголь и предназначенные для всего дома (рис. 302А), распределяют очищенную от хлора воду на все существующие в доме краны. Устройство, содержащее активированный уголь, установленное под мойкой и подсоединенное к трубе холодной воды (рис. 1-13 и 3-2В), производит очищенную от хлора воду для приготовления пищи и напитков.

Удаление вкуса и запаха с помощью активированного угля

Активированный уголь, пожалуй, наиболее широко используемый и многоцелевой продукт в очистке воды и сточных вод. Любая его форма - гранулированная, порошковая или прессованная - являются только полезными и никогда вредными для очищаемой воды. Благодаря своей многофункциональной природе активированный уголь считается «санитарной загрузкой». В дополнение к дехлорированию воды активированный уголь - «рабочая лошадка» - может одновременно адсорбировать многие органические вещества - тригалометан, пестициды, детергенты, углеводороды, а также служить прекрасной фильтрующей загрузкой, задерживающей механические примеси. Недостатком активированного угля является то, что в некоторых условиях он может служить убежищем для размножения микроорганизмов (непатогенных). Данные о том, что активированный уголь способствует размножению патогенных микроорганизмов, не обнаружены. Предполагается, что в обрабатываемой воде не содержатся патогенные микроорганизмы, и поэтому нет оснований для их роста в среде активированного угля, соответственно, вода, прошедшая через такую среду будет пригодна для употребления.

Активированные угли обладают необыкновенной площадью поверхности (рис. 3-3) имеется в виду и его внешняя поверхность и внутренняя поверхность его пор. В зависимости от природы угля (табл. 1-3) рабочая поверхность колеблется от 650 до 1300 м²/грамм, причем содержание пыли варьирует от 0,2 до 12%.

Рис. 3.2. Угольные фильтры

Кроме способности к удалению хлора, активированный уголь, как показывает опыт, обладает широким спектром адсорбирующей активности - большинство существующих органических молекул удерживается на его поверхности. Менее адсорбируемыми на поверхности угля являются легкие и полярные молекулы. Чем более полярна молекула, тем труднее она адсорбируется. Более тяжелые молекулы, такие как, ароматические соединения с замещенными углеводородными группами, прочно удерживаются на поверхности активированного угля. Размер пор в зависимости от природы угля может варьировать от 12 до 100 ангстрем. Несмотря на то, что поверхность угля, в общем, заряжена отрицательно, это не препятствует адсорбции высокомолекулярных отрицательно заряженных коллоидных частиц. По мере увеличения молекулярной массы структура молекул сама по себе может быть решающим фактором (11).

Рис. 3.3. Гранула активированного угля