Очистить воду от примеси масла можно с помощью фильтра

Обновлено: 05.05.2024

Вода – жизненно необходимое человеку вещество. Попробуйте осуществить эксперимент, который поможет понять, как можно очистить воду, загрязненную различными примесями. Известно, что вода в природе подвергается загрязнению. В роли загрязнителей выступают как природные вещества (глина, частицы песка и др.), так и отходы деятельности людей (нефть, масла, химические продукты и др.). Наша задача – научиться отделять от воды масла и механические примеси.

Что требуется для опытов:

· Стеклянная (или пластмассовая) воронка, химические стаканы (или стеклянные баночки), резиновый шланг, химический зажим (или бельевая прищепка), мерный цилиндр или мензурка с делениями, пластмассовый стакан, штатив с кольцом (или самодельная стойка из толстой проволоки), фарфоровый или проволочный треугольник, стеклянная палочка;

· мелкий гравий, промытый речной песок, древесный уголь (или таблетки активированного угля из аптеки), фильтровальная бумага или беззольный фильтр (можно заменить на ткань от нового мешка для сбора пыли в пылесосе);

· вода, загрязненная маслом (растительным, машинным и т.п.) и твердыми нерастворимыми веществами (глина, акварельные или гуашевые краски), и вода из уличной лужи (по 200-300 мл)

Цель исследования: получить воду, очищенную от примесей

Ход эксперимента и схемы установок:

1. Отмерьте с помощью мерного цилиндра (мензурки) 100 мл воды. Отметьте ее цвет, прозрачность, наличие твердых частиц и масляных пятен, запах

2. Очистите воду от масла отстаиванием. Для этого соберите установку (рис.1), а после этого налейте в воронку часть загрязненной воды. Дайте воде отстояться, чтобы произошло расслоение воды и масла. Затем осторожно откройте зажим и слейте нижний слой в один стакан, а верхний слой – в другой стакан. Проделайте те же операции с оставшейся загрязненной водой, поочередно сливая водный и масляный слой в соответствующие стаканы. Рассмотрите водный слой. Сравните его с загрязненной водой до очистки, измерьте с помощью мерного цилиндра объем водного слоя. Используйте этот образец воды для последующей очистки.

Примечание: если в вашем распоряжении имеется делительная воронка, можно использовать ее для этого опыта. В этом случае делительную воронку надо укрепить в лапке штатива.

3. Очистите воду фильтрованием через фильтр с зернистым наполнителем (примерно так, как это делается на станциях водоочистки). Для этого сначала приготовьте фильтр (рис.2): с помощью нагретого в пламени газовой горелки тонкого гвоздя (осторожно, горячее! держать гвоздь с помощью плоскогубцев!) проделайте небольшие отверстия в донышке пластмассового стакана и закрепите его в кольце штатива. Насыпьте в него последовательными слоями гравий и песок, как показано на рисунке 2. Подставьте под фильтр в кольце стеклянный стакан для сбора воды.

Примечание: нижний слой гравия предотвращает вымывание песка через отверстия в дне пластмассового стакана, а верхний слой гравия препятствует взмучиванию песка при вливании воды в стакан.

Медленно вылейте воду, очищенную от масла, на фильтр с зернистым наполнителем. Соберите отфильтрованную воду в чистый стеклянный стакан и рассмотрите ее. Измерьте объем очищенной воды мерным цилиндром. Используйте этот образец воды для дальнейшей очистки.

Внимание! После опыта не выбрасывайте использованные песок и гравий в раковину!

4. Очистите воду с помощью древесного угля. Для этого сверните бумажный фильтр (рис.3). Поместите фильтр в чистую воронку и смочите несколькими каплями воды для более плотного прилегания к воронке. Закрепите воронку в кольце штатива и поместите под нее чистый стеклянный стакан. В другой стеклянный стакан насыпьте древесный уголь слоем 1-2 см и залейте его очищаемой водой (см. предыдущий опыт) перемешайте содержимое стакана стеклянной палочкой и постепенно вылейте взвесь на бумажный фильтр (рис.4).


Следите за тем, чтобы уровень жидкости не поднимался до верхнего края бумажного фильтра.

Рассмотрите очищенную воду и измерьте ее объем мерным цилиндром.


Наблюдения

Заголовки столбцов: Вода - Перед очисткой - После отстаивания - После фильтрования

через песок - После поглощения углем

Заголовки строк:

Запах - Прозрачность - Цвет - Наличие капель масла - Наличие твердых частиц - Объем

Дайте ответ на вопросы:

1. Почему большую часть масла удается отделить от воды методом отстаивания?

2. От каких примесей (механических, химических, биологических) очищается вода при фильтровании через зернистый фильтр из песка?

3. Какие примеси удаляются из воды при обработке древесным углем?

4. Что послужило причиной потерь воды на каждой стадии очистки?

5. Попробуйте вывести формулу, по которой можно определить выход очищенной воды в ходе всех стадий очистки.

Дополнительное задание:

Проведите очистку природного образца воды (из лужи, растаявшего снега, пруда и т.п.) теми же способами, которые использовали для искусственно приготовленной загрязненной воды. Запишите наблюдения и сделайте выводы

После выполнения этого задания попробуйте найти ответы на следующие вопросы:

1. Какие физические свойства воды и примесей позволяют провести очистку воды рассмотренными нами методами?

2. Какие примеси невозможно удалить фильтрованием и отстаиванием воды?

3. Каким образом применяются данные способы очистки воды в системах водоподготовки городского водопровода?

Итоги нашей работы

Мы провели все стадии очистки воды по предложенной инструкции, поэтому не будем повторяться, как мы это делали. Опишем только наши наблюдения.

В воду добавили 1 чайную ложку речного песка и земли и 1/2 чайную ложку подсолнечного масла.

Перед 1-ой очисткой

После фильтрации через песок

После поглощения углем

Запах масла слегка остался

запах угля (слегка металлический)

1/2 чайной ложки

кое-где масло поблескивает

Наличие твердых частиц

1 столовая ложка

1 столовая ложка

Некоторое к-во песка осталось

Некоторое к-во мелких пылинок угля

Ответ на вопрос 1:

Масло легче воды, поэтому оно плавает сверху. После отстаивания более тяжелая вода с песком через воронку стекает, а масло остается сверху. Чтобы очистить от масла основательно, нужно воду несколько раз пропустить через фильтр.

Ответ на вопрос 2:

Через зернистый фильтр из песка и гравия очищается только от механических примесей, они остаются на поверхности песка.

Ответ на вопрос 3:

При обработке древесным углем или активированным углем происходит биологическое очищение воды и устранение неприятного запаха. А также при устранении неприятного запаха можно воду прокипятить с добавлением древесного угля из костра с последующим отстаиванием в течении 30 - 40 минут.

Ответ на вопрос 4:

Часть воды остается при отстаивании вместе с маслом, часть остается на фильтре, песке.

Ответ на вопрос 5:

Больше всего воды теряется при отстаивании, так как невозможно достаточно хорошо отделить (отжать) масло от воды. Затем, на втором месте по количеству потери воды, стоит очистка при пропускании через песок. Причем, чем больше песка, тем больше потеря воды. Хотя песок достаточно хорошо пропускает воду, но он весь становится мокрым, отсюда и потери воды. И меньше всего забирает воду фильтр, так как он достаточно тонкий и впитывает меньшее количество влаги.

Дополнительное задание (вода из лужи)

Ответ на вопрос 1:

Очистку воды с помощью фильтрования можно провести, если в воде есть взвешенные частички, не растворяющиеся в воде и способные оседать на фильтрах или на дне емкости при отстаивании.

Ответ на вопрос 2:

Если примеси имеют способность растворяться в воде, то фильтрованием и отстаиванием воду очистить до светлого состояния нельзя (мы фильтровали и отстаивали кофе, но безуспешно) А также методом отстаивания и фильтрованием нельзя очистить воду от химического и бактериологического загрязнения.

Ответ на вопрос 3:

В системах водоподготовки городского водопровода воду очищают на специальных очистных сооружениях, то есть специальных инженерных конструкциях, предназначенных для проведения последовательной очистки вод (сточных вод) от загрязняющих веществ. Очистка воды обычно включает в себя несколько стадий обработки:

1 СТАДИЯ. Механические методы очистки (процеживание, отстаивание, фильтрование). Первичная стадия очистки заключается в отфильтровывании крупного мусора и больших частиц взвесей. После этого воды попадают в отстойники, где происходит оседание неотфильтрованных частиц, затем вода фильтруется.

2 СТАДИЯ. Химические методы очистки (нейтрализация кислот и щелочей, перевод в малорастворимое соединение, соосаждение минеральных примесей, окислительно-восстановительные реакции, комплексообразование). В качестве поглотителей-фильтров используют специальные адсорбенты: активированный уголь, алюмогель, силикагель, смолы-иониты.

3 СТАДИЯ. Физико-химические методы очистки (флотация, кристаллизация, коагуляция, ионный обмен, адсорбция, экстракция). При этой очистке электролизом превращают сложные соединения в более простые и извлекают металлы кислоты и другие неорганические соединения.

4 СТАДИЯ. Биологические методы очистки (в аэробных условиях, в анаэробных условиях). В специально созданных экосистемах загрязнители разрушаются или концентрируются микроорганизмами и мелкими животными. Организмы могут накапливать и осаждать тяжелые металлы и радиоактивные изотопы (особенно успешно это делают диатомовые водоросли). Методы биологической очистки исключительно важны, так как значительная часть загрязнителей, которую не удается ни отфильтровать, ни извлечь электролизом - это растворенные в воде органические вещества.

5 СТАДИЯ. Методы доочистки (хлорирование, озонирование). Надо помнить, что при хлорировании воды, содержащей органические соединения азота, может получиться ХЛОРПИКРИН (одно из боевых отравляющих веществ).

Предлагаем еще несколько способов очистки воды.

  1. Надежней всего использовать выпускаемые промышленностью специальные таблетки для обеззараживания воды - ПАНТОЦИД. Одна таблетка этого препарата обеззараживает 0,5 - 0,75 л воды через 15 - 20 минут после растворения.
  2. В какой-то степени заменить их могут таблетки гидропирита (пергидроля) - одна таблетка на 1,5 - 2 л воды;
  3. Марганцовокислый калий - примерно 1 - 2 г на ведро воды;
  4. Йод - из расчета 3 - 4 капли пятипроцентной спиртовой настойки на 1 л воды и др.

Во всех случаях воде надо дать отстояться в течение 15 - 30 минут.

А также, с незапамятных времен неплохим дезинфицирующим средством считается серебро. Замечено, что вода, в которую опущено какое-нибудь серебряное изделие сохраняется дольше. Дальнейшие исследования показали, что антимикробный эффект серебра в 1750 раз сильнее действия карболовой кислоты и в 3,5 раза - сулемы.

В тайге для большего обеззараживающего эффекта в ведро воды можно добавить 100 - 200 г молодых веток ели, сосны, пихты, кедра или можжевельника и кипятить их 10 - 30 минут. Остывший на дне ведра бурый, плохо растворимый осадок пить нельзя. С этой же целью можно использовать кору ивы, вербы, дуба, бука, молодую бересту из расчета 100 - 150 г на ведро воды и кипятить 20 - 40 минут или настаивать в теплой воде 6 часов.

В тундре и лесотундре в кипящую в ведре воду можно добавить 2 - 3 горсти хорошо промытого ягеля. В горах лишайник (каменный мох), кору лесного или грецкого ореха - 50 г на 10 л воды с последующим 10-20 минутным кипячением, траву арники или календулы - 150-200 г на ведро, кипятить 10-20 мин. или настаивать не менее 6 часов.

В походных условиях можно соорудить фильтр из жердей и ткани. Для этого жерди устанавливаются треногой, на которой на трех уровнях привязываются три куска ткани. На верхнюю ткань кладут траву, на среднюю - песок, на нижнюю - древесный уголь, взятый из прогоревшего костра, сложенного из деревьев лиственных пород. Вода свободно протекая через все слои, фильтруется и осветляется.

Малоформатный вариант тканевого фильтра можно изготовить из рукава рубашки или свернутого кульком полотенца или куска ткани. Внизу тканевый тубус завязать и наполнить различными слоями грунта - землей, песком, золой и пр. Тубус закрепить на жердях. Чтобы фильтруемая вода не просачивалась по ткани, ее следует узкой струйкой наливать в углубление, сделанное в центре фильтра. Очищение таким способом неоднократно проводили в походах.

В природе вещества обычно встречаются в виде смесей. Чтобы получить чистое вещество, надо его из смеси выделить.

Разделение смеси производят для выделения в чистом виде всех её составных частей. При очистке выделяют одно вещество, а примеси удаляют.

В составе смесей вещества сохраняют свои свойства. Способы разделения и очистки веществ основаны на их различиях.

Используется для разделения неоднородных смесей жидкого и твёрдого вещества или двух жидкостей, которые различаются по плотности.

При отстаивании смеси жидкости и твёрдого вещества на дне сосуда оседает вещество с большей плотностью. Верхний слой осторожно отделяют.

Для разделения смеси двух жидкостей (растительное масло и вода, бензин и вода, нефть и вода) используется делительная воронка — сосуд с краном внизу. Сливают сначала более тяжёлый нижний слой, а затем — лёгкий верхний. Подобным образом в деревнях отделяли сливки от молока.

Фильтрование — это отделение жидкости или газа от взвешенных в них твёрдых частиц при пропускании через пористые материалы ( фильтры) . Фильтры задерживают частицы, если их размеры больше размера пор. Для фильтрования можно использовать специальную бумагу, ткань, марлю, вату, песок, уголь, пористую керамику.

Простейший прибор для фильтрования состоит из воронки с фильтром и сосуда для собирания фильтрата. При использовании бумажного фильтра смесь осторожно наливают в воронку по стеклянной палочке. Вода проходит через фильтр, а частицы твёрдого вещества задерживаются на нём.

С помощью фильтрования можно очистить воду от попавших в неё пылинок, частиц песка и других примесей. В лабораториях этим способом отделяют образовавшиеся в реакциях осадки.

Фильтрование используется в промышленности (в производстве растительного масла, творога). В качестве фильтров там используются ткани.

На одной из стадий очистки питьевой воды в водопроводах её пропускают через слой чистого песка. В домашних условиях для очистки питьевой воды применяется бытовой фильтр.

С помощью фильтрования очищают также воздух от примесей. На фильтровании воздуха основана работа пылесоса, противогаза.

Для удаления нежелательных примесей часто используют адсорбенты . Так, в противогазах воздух проходит через слой активированного угля, который имеет много мелких пор и способен поглощать газообразные и растворённые вещества. Уголь применяется в производстве сахара для очистки сахарного сиропа от содержащихся в нём примесей.

Если частицы неоднородной смеси малы, то её сложно разделить отстаиванием или фильтрованием. В этом случае используют центрифугирование. Смесь помещают в сосуды, которые вращают с большой скоростью в центрифуге . Более тяжёлые частицы оседают на дне.

centrifuge-1049579_640.jpg

Такой способ находит применение для разделения молока. При вращении в специальной центрифуге (сепараторе) отделяются сливки, и остаётся обезжиренное молоко.

Универсальных методов разделения смесей нет. В каждом конкретном случае основываются на различиях в свойствах веществ.

Смесь железных опилок с серой можно разделить, используя магнитные свойства железа. Если к поверхности смеси поднести магнит, то частицы железа притянутся к нему, а сера останется.

Можно эту же смесь разделить с помощью воды. Железо тяжелее воды и оседает на дне. Сера водой не смачивается и остаётся на поверхности. Способ разделения смесей, основанный на различии смачиваемости компонентов, называется флотацией .

Гид по домашней очистке воды

Качество водопроводной воды зачастую оставляет желать лучшего. Содержащиеся в неочищенной воде примеси ухудшают ее вкусовые качества, вредят здоровью и сокращают срок службы бытовой техники. Некоторые решают данную проблему с помощью бутилированной воды, однако гораздо удобнее, экологичнее и дешевле домашним фильтром.

Зачем нужно очищать воду


Хотя водопроводная вода в городах и проходит через водоочистные станции, где подвергается очистке и обеззараживанию хлором, это, однако, не гарантирует ее качество на выходе. В большинстве станций оборудование изношенное и морально устаревшее. Вдобавок к этому металлические водопроводные трубы уже давно заржавели, что даже хорошо очищенная вода, попадая в водопровод, становится непригодной для питья.

Хлорирование также таит в себе серьезный подвох. В результате взаимодействия хлора с содержащейся в воде органикой, образуются хлорорганические соединения, некоторые из которых обладают токсичными и канцерогенными свойствами. Концентрация таких веществ в воде обычно невелика, однако они могут накапливаться в тканях организма. Еще один отрицательный фактор — это негативная экологическая обстановка, постоянно усугубляемая сточными водами, промышленными выбросами и расширяющимися токсичными свалками.

Насчитывается порядка 4 000 примесей, которые может содержать водопроводная вода. По утверждению академика РАН Ю. Рахманина, более половины россиян вынуждены использовать питьевую воду, законодательные требования к которой минимальны с точки зрения безопасности, и существенно отличаются от установленных нормативов для бутилированной воды. Очистка воды с помощью качественных фильтров позволяет удалить из нее примеси хлора, солей, тяжелых металлов и иных нежелательных веществ, а также бактерии. Существует несколько типов домашних фильтров для воды.

Фильтры кувшинного типа

Это самый простой и бюджетный вариант. Водоочистители подобного типа представляют собой своеобразный кувшин с воронкой и фильтром, в котором вода очищается, преодолевая слой сорбента, как правило, активированного угля. Фильтр-кувшины довольно дешевы, просты в эксплуатации и не нуждаются в подключении к водопроводу. Сменные картриджи продаются в любом супермаркете. К минусам можно отнести неглубокую и достаточно медленную очистку. Бюджетные модели кувшинов, как правило, не подходят для фильтрации солей жесткости — накипи.

Усовершенствованной вариацией фильтров-кувшинов являются водоочистители. Такие устройства имеют два резервуара: для воды, предназначенной для фильтрации, и для хранения уже очищенной жидкости. Автономная система проточного типа у водоочистителей включает несколько уровней фильтрации воды, обеспечивая более качественную очистку, а также насыщение полезными минералами.

Проточные фильтры

Есть несколько видов проточных фильтров: насадка на кран, настольные, под мойку (обычные и обратноосмотические), магистральные.

Насадка на кран

Самый простой вид проточных устройств для очистки воды. Насадка устанавливается непосредственно на кран, вода проходит через нее под давлением. Насадки на кран отличает относительно невысокая цена, небольшие габариты, простота установки и более глубокая очистка, чем у бюджетных кувшинов. Это очень удобный вариант: ждать фильтрации не придется и места на кухне не займет. Модель, не снабженную переключателем, придется каждый раз снимать с крана при необходимости быстро набрать нефильтрованной воды.

Настольные питьевые фильтры

Устройство очистки настольных проточных фильтров представляет собой сменный картридж, установленный в пластиковом корпусе. Водоочиститель устанавливается на мойку возле обычного крана и соединяется с водопроводом гибким шлангом. Для подачи очищенной воды имеется краник, расположенный на одном уровне с фильтром. Неплохой вариант для небольшой семьи в зонах, где водопроводная вода не самого плохого качества. Обеспечивает среднюю глубину очистки.

Проточные питьевые фильтры под мойку

Водоочистительное устройство такого типа устанавливается под мойкой. Отфильтрованная вода поступает через отдельный кран, который выводится от фильтра. Это очень удобный и эстетичный вариант: все фильтры скрыты от глаз и не занимают ценное место на столешнице или раковине. Такие фильтры очищают воду быстро и эффективно. Глубокая очистка обеспечивается тремя-четырьмя колбами с различными составами. Вода очищается от хлора, хлорорганических соединений, ржавчины, тяжелых и радиоактивных металлов. Но бюджетные модели не фильтруют соли жесткости (накипь). Обратите внимание, что умягчающие картриджи у более дорогих моделей требуют частой замены. Для подключения устройства к водопроводу может понадобиться помощь профессионала.

Системы обратного осмоса под мойку

В использовании системы обратного осмоса похоже на водоочиститель предыдущего типа: он также монтируется под мойкой, а на нее производится вывод отдельного крана. Основная разница в том, что кроме картриджей с сорбентом здесь имеется узел мембранной очистки, не пропускающий ничего помимо воды.

Модели, снабженные накопительным баком, позволяют использовать запас воды до десяти литров. Для эксплуатации фильтра обратного осмоса требуется давление в водопроводе от 3 атмосфер. Фильтрация осуществляется гораздо медленнее, чем у проточных питьевых фильтров, а установка и обслуживание требует профессиональных навыков, а это, опять же, дополнительные расходы. Обратноосмотические фильтры относятся к самой высокой ценовой категории, но и степень очистки у них самая высокая.

Фильтры обратного осмоса удаляют магний, ртуть, нитраты, нитриты, стронций, мышьяк, свинец, сульфаты, железо, хлор, а также многие, бактерии и вирусы. Но вместе и с этими вредными веществами такие фильтры удаляют и полезные калий, магний, натрий и другие минералы, делая воду почти дистиллированной.

Магистральные технические фильтры

По своему устройству и внешнему виду — сменный картридж в пластиковом корпусе — магистральные фильтры напоминают настольные. Но устанавливаются они непосредственно на магистраль водоснабжения, тем самым обеспечивая предварительную очистку перед другой фильтрацией, или защищая сантехнику и бытовую технику от ржавчины, налета, накипи и повреждения механическими частицами.

Отдельный технический фильтр можно установить в подвод к стиральной машине, посудомойке, нагревательному котлу и другим приборам. Магистральные фильтры бывают одно-, двух- и трехступенчатыми. От количества ступеней соответственно зависит глубина очистки.

Как выбрать фильтр для воды


При выборе подходящего фильтра для очистки воды учитывайте несколько факторов: ежедневный расход воды, качество воды без очистки, наличие свободного места под водоочиститель. Перед покупкой водоочистителя посчитайте средний расход воды в семье и, исходя из этого, выбирайте конкретное устройство, обращая внимание на скорость фильтрации, ресурс картриджей и объем кувшина.

Чем более грязная и жесткая вода течет из-под крана, тем более глубокая и многоступенчатая очистка ей требуется. Обязательно посмотрите, какие типы загрязнений устраняет фильтр, это, как правило, указывается в характеристиках. Если беспокоит только хлорирование, то можно выбрать недорогой фильтр, очищающий воду от хлора. Поскольку водоочиститель с фильтром-умягчителем стоит дороже, нет смысла его приобретать, если накипь вас не беспокоит. Для выявления конкретных примесей, содержащихся в воде, можно заморочиться и сдать ее в лабораторию на анализ, а можно посмотретькарту питьевой воды и примерно узнать, какие примеси встречаются чаще всего в вашем районе.

Вода – жизненно необходимое человеку вещество. Попробуйте осуществить эксперимент, который поможет понять, как можно очистить воду, загрязненную различными примесями. Известно, что вода в природе подвергается загрязнению. В роли загрязнителей выступают как природные вещества (глина, частицы песка и др.), так и отходы деятельности людей (нефть, масла, химические продукты и др.). Наша задача – научиться отделять от воды масла и механические примеси.

Что требуется для опытов:

· Стеклянная (или пластмассовая) воронка, химические стаканы (или стеклянные баночки), резиновый шланг, химический зажим (или бельевая прищепка), мерный цилиндр или мензурка с делениями, пластмассовый стакан, штатив с кольцом (или самодельная стойка из толстой проволоки), фарфоровый или проволочный треугольник, стеклянная палочка;

· мелкий гравий, промытый речной песок, древесный уголь (или таблетки активированного угля из аптеки), фильтровальная бумага или беззольный фильтр (можно заменить на ткань от нового мешка для сбора пыли в пылесосе);

· вода, загрязненная маслом (растительным, машинным и т.п.) и твердыми нерастворимыми веществами (глина, акварельные или гуашевые краски), и вода из уличной лужи (по 200-300 мл)

Цель исследования: получить воду, очищенную от примесей

Ход эксперимента и схемы установок:

1. Отмерьте с помощью мерного цилиндра (мензурки) 100 мл воды. Отметьте ее цвет, прозрачность, наличие твердых частиц и масляных пятен, запах

2. Очистите воду от масла отстаиванием. Для этого соберите установку (рис.1), а после этого налейте в воронку часть загрязненной воды. Дайте воде отстояться, чтобы произошло расслоение воды и масла. Затем осторожно откройте зажим и слейте нижний слой в один стакан, а верхний слой – в другой стакан. Проделайте те же операции с оставшейся загрязненной водой, поочередно сливая водный и масляный слой в соответствующие стаканы. Рассмотрите водный слой. Сравните его с загрязненной водой до очистки, измерьте с помощью мерного цилиндра объем водного слоя. Используйте этот образец воды для последующей очистки.

Примечание: если в вашем распоряжении имеется делительная воронка, можно использовать ее для этого опыта. В этом случае делительную воронку надо укрепить в лапке штатива.

3. Очистите воду фильтрованием через фильтр с зернистым наполнителем (примерно так, как это делается на станциях водоочистки). Для этого сначала приготовьте фильтр (рис.2): с помощью нагретого в пламени газовой горелки тонкого гвоздя (осторожно, горячее! держать гвоздь с помощью плоскогубцев!) проделайте небольшие отверстия в донышке пластмассового стакана и закрепите его в кольце штатива. Насыпьте в него последовательными слоями гравий и песок, как показано на рисунке 2. Подставьте под фильтр в кольце стеклянный стакан для сбора воды.

Примечание: нижний слой гравия предотвращает вымывание песка через отверстия в дне пластмассового стакана, а верхний слой гравия препятствует взмучиванию песка при вливании воды в стакан.

Медленно вылейте воду, очищенную от масла, на фильтр с зернистым наполнителем. Соберите отфильтрованную воду в чистый стеклянный стакан и рассмотрите ее. Измерьте объем очищенной воды мерным цилиндром. Используйте этот образец воды для дальнейшей очистки.

Внимание! После опыта не выбрасывайте использованные песок и гравий в раковину!

4. Очистите воду с помощью древесного угля. Для этого сверните бумажный фильтр (рис.3). Поместите фильтр в чистую воронку и смочите несколькими каплями воды для более плотного прилегания к воронке. Закрепите воронку в кольце штатива и поместите под нее чистый стеклянный стакан. В другой стеклянный стакан насыпьте древесный уголь слоем 1-2 см и залейте его очищаемой водой (см. предыдущий опыт) перемешайте содержимое стакана стеклянной палочкой и постепенно вылейте взвесь на бумажный фильтр (рис.4).


Следите за тем, чтобы уровень жидкости не поднимался до верхнего края бумажного фильтра.

Рассмотрите очищенную воду и измерьте ее объем мерным цилиндром.


Наблюдения

Заголовки столбцов: Вода - Перед очисткой - После отстаивания - После фильтрования

через песок - После поглощения углем

Заголовки строк:

Запах - Прозрачность - Цвет - Наличие капель масла - Наличие твердых частиц - Объем

Дайте ответ на вопросы:

1. Почему большую часть масла удается отделить от воды методом отстаивания?

2. От каких примесей (механических, химических, биологических) очищается вода при фильтровании через зернистый фильтр из песка?

3. Какие примеси удаляются из воды при обработке древесным углем?

4. Что послужило причиной потерь воды на каждой стадии очистки?

5. Попробуйте вывести формулу, по которой можно определить выход очищенной воды в ходе всех стадий очистки.

Дополнительное задание:

Проведите очистку природного образца воды (из лужи, растаявшего снега, пруда и т.п.) теми же способами, которые использовали для искусственно приготовленной загрязненной воды. Запишите наблюдения и сделайте выводы

После выполнения этого задания попробуйте найти ответы на следующие вопросы:

1. Какие физические свойства воды и примесей позволяют провести очистку воды рассмотренными нами методами?

2. Какие примеси невозможно удалить фильтрованием и отстаиванием воды?

3. Каким образом применяются данные способы очистки воды в системах водоподготовки городского водопровода?

Итоги нашей работы

Мы провели все стадии очистки воды по предложенной инструкции, поэтому не будем повторяться, как мы это делали. Опишем только наши наблюдения.

В воду добавили 1 чайную ложку речного песка и земли и 1/2 чайную ложку подсолнечного масла.

Перед 1-ой очисткой

После фильтрации через песок

После поглощения углем

Запах масла слегка остался

запах угля (слегка металлический)

1/2 чайной ложки

кое-где масло поблескивает

Наличие твердых частиц

1 столовая ложка

1 столовая ложка

Некоторое к-во песка осталось

Некоторое к-во мелких пылинок угля

Ответ на вопрос 1:

Масло легче воды, поэтому оно плавает сверху. После отстаивания более тяжелая вода с песком через воронку стекает, а масло остается сверху. Чтобы очистить от масла основательно, нужно воду несколько раз пропустить через фильтр.

Ответ на вопрос 2:

Через зернистый фильтр из песка и гравия очищается только от механических примесей, они остаются на поверхности песка.

Ответ на вопрос 3:

При обработке древесным углем или активированным углем происходит биологическое очищение воды и устранение неприятного запаха. А также при устранении неприятного запаха можно воду прокипятить с добавлением древесного угля из костра с последующим отстаиванием в течении 30 - 40 минут.

Ответ на вопрос 4:

Часть воды остается при отстаивании вместе с маслом, часть остается на фильтре, песке.

Ответ на вопрос 5:

Больше всего воды теряется при отстаивании, так как невозможно достаточно хорошо отделить (отжать) масло от воды. Затем, на втором месте по количеству потери воды, стоит очистка при пропускании через песок. Причем, чем больше песка, тем больше потеря воды. Хотя песок достаточно хорошо пропускает воду, но он весь становится мокрым, отсюда и потери воды. И меньше всего забирает воду фильтр, так как он достаточно тонкий и впитывает меньшее количество влаги.

Дополнительное задание (вода из лужи)

Ответ на вопрос 1:

Очистку воды с помощью фильтрования можно провести, если в воде есть взвешенные частички, не растворяющиеся в воде и способные оседать на фильтрах или на дне емкости при отстаивании.

Ответ на вопрос 2:

Если примеси имеют способность растворяться в воде, то фильтрованием и отстаиванием воду очистить до светлого состояния нельзя (мы фильтровали и отстаивали кофе, но безуспешно) А также методом отстаивания и фильтрованием нельзя очистить воду от химического и бактериологического загрязнения.

Ответ на вопрос 3:

В системах водоподготовки городского водопровода воду очищают на специальных очистных сооружениях, то есть специальных инженерных конструкциях, предназначенных для проведения последовательной очистки вод (сточных вод) от загрязняющих веществ. Очистка воды обычно включает в себя несколько стадий обработки:

1 СТАДИЯ. Механические методы очистки (процеживание, отстаивание, фильтрование). Первичная стадия очистки заключается в отфильтровывании крупного мусора и больших частиц взвесей. После этого воды попадают в отстойники, где происходит оседание неотфильтрованных частиц, затем вода фильтруется.

2 СТАДИЯ. Химические методы очистки (нейтрализация кислот и щелочей, перевод в малорастворимое соединение, соосаждение минеральных примесей, окислительно-восстановительные реакции, комплексообразование). В качестве поглотителей-фильтров используют специальные адсорбенты: активированный уголь, алюмогель, силикагель, смолы-иониты.

3 СТАДИЯ. Физико-химические методы очистки (флотация, кристаллизация, коагуляция, ионный обмен, адсорбция, экстракция). При этой очистке электролизом превращают сложные соединения в более простые и извлекают металлы кислоты и другие неорганические соединения.

4 СТАДИЯ. Биологические методы очистки (в аэробных условиях, в анаэробных условиях). В специально созданных экосистемах загрязнители разрушаются или концентрируются микроорганизмами и мелкими животными. Организмы могут накапливать и осаждать тяжелые металлы и радиоактивные изотопы (особенно успешно это делают диатомовые водоросли). Методы биологической очистки исключительно важны, так как значительная часть загрязнителей, которую не удается ни отфильтровать, ни извлечь электролизом - это растворенные в воде органические вещества.

5 СТАДИЯ. Методы доочистки (хлорирование, озонирование). Надо помнить, что при хлорировании воды, содержащей органические соединения азота, может получиться ХЛОРПИКРИН (одно из боевых отравляющих веществ).

Предлагаем еще несколько способов очистки воды.

  1. Надежней всего использовать выпускаемые промышленностью специальные таблетки для обеззараживания воды - ПАНТОЦИД. Одна таблетка этого препарата обеззараживает 0,5 - 0,75 л воды через 15 - 20 минут после растворения.
  2. В какой-то степени заменить их могут таблетки гидропирита (пергидроля) - одна таблетка на 1,5 - 2 л воды;
  3. Марганцовокислый калий - примерно 1 - 2 г на ведро воды;
  4. Йод - из расчета 3 - 4 капли пятипроцентной спиртовой настойки на 1 л воды и др.

Во всех случаях воде надо дать отстояться в течение 15 - 30 минут.

А также, с незапамятных времен неплохим дезинфицирующим средством считается серебро. Замечено, что вода, в которую опущено какое-нибудь серебряное изделие сохраняется дольше. Дальнейшие исследования показали, что антимикробный эффект серебра в 1750 раз сильнее действия карболовой кислоты и в 3,5 раза - сулемы.

В тайге для большего обеззараживающего эффекта в ведро воды можно добавить 100 - 200 г молодых веток ели, сосны, пихты, кедра или можжевельника и кипятить их 10 - 30 минут. Остывший на дне ведра бурый, плохо растворимый осадок пить нельзя. С этой же целью можно использовать кору ивы, вербы, дуба, бука, молодую бересту из расчета 100 - 150 г на ведро воды и кипятить 20 - 40 минут или настаивать в теплой воде 6 часов.

В тундре и лесотундре в кипящую в ведре воду можно добавить 2 - 3 горсти хорошо промытого ягеля. В горах лишайник (каменный мох), кору лесного или грецкого ореха - 50 г на 10 л воды с последующим 10-20 минутным кипячением, траву арники или календулы - 150-200 г на ведро, кипятить 10-20 мин. или настаивать не менее 6 часов.

В походных условиях можно соорудить фильтр из жердей и ткани. Для этого жерди устанавливаются треногой, на которой на трех уровнях привязываются три куска ткани. На верхнюю ткань кладут траву, на среднюю - песок, на нижнюю - древесный уголь, взятый из прогоревшего костра, сложенного из деревьев лиственных пород. Вода свободно протекая через все слои, фильтруется и осветляется.

Малоформатный вариант тканевого фильтра можно изготовить из рукава рубашки или свернутого кульком полотенца или куска ткани. Внизу тканевый тубус завязать и наполнить различными слоями грунта - землей, песком, золой и пр. Тубус закрепить на жердях. Чтобы фильтруемая вода не просачивалась по ткани, ее следует узкой струйкой наливать в углубление, сделанное в центре фильтра. Очищение таким способом неоднократно проводили в походах.

Главная Техподдержка Контроль параметров смазочных материалов Контроль содержания воды Как отделить воду от масла

Как отделить воду от масла

Самый простой и доступный в быту метод — вымораживание. Этим способом пользовались даже в глубокую старину. Заключается он в следующем: емкость охлаждается до минусовой температуры, пока вода не замерзнет. Сделать это в современных условиях легче всего, поместив ее в морозильную камеру. Температура замерзания масла, как правило, гораздо ниже температуры замерзания воды. Через некоторое время вода превратится в лед, а масло останется жидким. Его можно легко слить в отдельную посуду, а поверхность льда для удаления остатков масла аккуратно протереть сухой тряпочкой.

Еще один несложный способ — фильтрование.

Для этого подойдет любой бытовой фильтр. Правда, для начала понадобится слить большую часть масла, чтобы не подвергать фильтрующую смесь слишком большой нагрузке. После того, как масло слито, пропустите воду через фильтр. Выйдет она уже без масляной пленки

Более сложный способ — абсорбция.

Он состоит в том, что в емкость с водой и маслом помещается специальное вещество (так называемый абсорбирующий агент), который впитывает чужеродные примеси, оставляя только воду. Наиболее доступное из таких веществ это обычный активированный уголь. Правда, понадобится его довольно много: берите из расчета три к одному относительно имеющегося объема масла. Все это поместите в герметичную емкость и энергично встряхивайте в течение продолжительного времени. Конец процесса вы сможете оценить визуально. Если понадобится, несколько раз смените посуду, так как часть масла неизбежно будет оставаться на стенках. Возможно, потребуется несколько циклов загрузки агента. Но на выходе вы получите чистую воду без каких-либо примесей.

Это процесс центрифугирования масла, который принципиально схож с отстаиванием, однако вместо относительного слабого поля сил притяжения земли используется поле центробежных сил, значения которых могут быть на несколько порядков выше, что существенно интенсифицирует процесс разделения. Платой за ускорение процесса становится использование более сложного оборудования – центрифуг, требующих дополнительного источника энергии (обычно электродвигатели) для функционирования.

Данный метод является наиболее простым в реализации, но имеет небольшую производительность из-за длительности процесса. Отделению подвергаются относительно крупные механические или водные включения, оседающие на дно под действием сил земного притяжения. Отстаивание происходит в аппаратах простой конструкции, называемых отстойниками. Особенности этого метода делают его предпочтительным в качестве предварительного этапа очистки с целью снизить нагрузку на последующие аппараты тонкой очистки.

Читайте также: