У дома Естествено земеделие Състояние и развитие на технологиите за пречистване на вода. Състояние и перспективи за развитие на промишленото пречистване на водите. Технология за пречистване на вода за отопление и вентилация

Естествено земеделие

Състояние и развитие на технологиите за пречистване на вода. Състояние и перспективи за развитие на промишленото пречистване на водите. Технология за пречистване на вода за отопление и вентилация

Индустриалната обработка на водата е важен етап в производството на много видове продукти. Консумирайки различни напитки всеки ден, ние дори не се замисляме през колко етапа на филтриране преминава водата, от която са направени. Пречистването на промишлени отпадъчни води е не по-малко важно, заедно с което много вредни химикали попадат в естествените източници. Водата, подавана към централните водопроводи, също се подлага на индустриална подготовка.

Всяка година проблемът с липсата на питейна вода става все по-остър. Вече около 1/6 от жителите на Земята нямат достъп до него. Сред причините за недостига на прясна вода:

висока консумация над нуждите;
нарастващото население;
топящи се ледници;
замърсяване на повърхностните води с битови и промишлени отпадъци.

Основните източници на замърсяване са битовите и промишлените отпадни води. Първите съдържат различни вредни бактерии, които могат да провокират сериозни заболявания. Второто е натрупването на всякакви химикали: киселини и основи, тежки метали, нефтопродукти и др.

Индустриалната обработка на водата се подразделя на пречистване на вода и пречистване на вода. Под обработка на водата се разбира пречистване и дезинфекция на водата с цел нейната цел. На етапа на обработка на водата се извършва избистряне, омекотяване, дегазиране, дезодориране и дезинфекция.

Под избистряне се разбира отстраняването на различни суспендирани и разтворени частици, които причиняват цвят и мътност. Омекотяването се улеснява от елиминирането на калциевите и магнезиеви соли. Чрез дегазиране различни разтворени газове, като сероводород, се отстраняват от течността. Дезинфекцията води до унищожаване на патогенната микрофлора, а на етапа на дезодорация напускат външните неприятни миризми.

За постигане на горните цели се използват методи от три групи:

физически.
Химически.
Физикохимични.

Физични методи (методи) на почистване

Физическите методи за пречистване на индустриална вода премахват примесите без използването на реагенти. Такива методи се основават на различни физически явления. Тази група включва:

Механична филтрация.
Ултрафилтрация.
Нанофилтрация.
Микрофилтрация.

Механична филтрация на водата

Промишленото пречистване на водата чрез механична филтрация е най-простият метод, извършва се в началния етап на пречистване на водата. Механичните филтри се делят на груби и фини филтри.

Грубите филтри се монтират на етапа на прием на вода. Принципът на действие е, че ситото предотвратява преминаването на големи частици от примеси: пясък, глина, органични вещества, калциеви и магнезиеви соли. Такива филтри се наричат популярно "колектори за кал". Те са незаменим елемент от пречистването на водата. Благодарение на тях цветът и мътността се унищожават, както и изчезват неприятните миризми.

Фините филтри се основават на патрон със сорбент, преминавайки през който водата се пречиства от различни газове, химични съединения и някои микроорганизми.

Сред методите за физическо въздействие, мембранните технологии придобиха особена популярност. Основната разлика между такива филтри един от друг е пропускателната способност на мембраната.

Системи за обратна осмоза

Най-ефективната мембранна технология е обработката на водата чрез. Размерът на порите в мембраната за обратна осмоза е по-малък от 0,0001 микрона. Такава мембрана позволява преминаването на молекули на вода и кислород, като същевременно задържа различни примеси. Филтрите за обратна осмоза са способни да пречистват водата на молекулярно ниво, практически до състоянието на дестилирана вода.

Към мембраната в инсталациите за обратна осмоза разтворът трябва да е без механични примеси. Следователно системите за обратна осмоза се състоят от няколко елемента, основните от които са:

Предварителен филтър, който премахва първичната мръсотия.
Фин филтър със сорбент.
Мембрана.
Минерализатор. В допълнение към вредните примеси, мембраната за обратна осмоза унищожава и минералите, необходими за човек, чийто баланс се възстановява от минерализатора. В допълнение към тази касета към системата могат да се добавят йонизатор и омекотител.

Недостатъците на този метод включват ниска производителност, габаритни размери на инсталацията и загуба на вода, която се изхвърля с примеси.

Нанофилтрация

Второто място по производителност се заема от нанофилтрационна мембрана, чийто размер на порите е 0,001-0,002 микрона. Всъщност тези филтри са вид обратна осмоза, те почистват от бактерии и вируси, соли на твърдостта, нитрити, нитрати и други примеси.

Използва се в хранително-вкусовата, фармацевтичната, лаковата и нефтохимическата промишленост.

Предимството на този метод, за разлика от обратната осмоза, е запазването на полезни минерали по време на процеса на пречистване. Ето защо пречистената по тази технология вода е по-предпочитана при производството на напитки.

В допълнение, процесът на нанофилтрация по-икономичензащото тече при по-ниско налягане.

Ултрафилтрация

Методът на ултрафилтрация е подобен по принцип на системите за обратна осмоза. Водата преминава през мембрана, която улавя микроорганизми, водорасли, суспендирани частици, помага за премахване на мътността и цвета. Размерът на порите на такава мембрана е 0,002 ... 0,1 µm, което е по-голямо от размера на порите в мембраните за обратна осмоза и нанофилтрация. Ултрафилтрацията не помага за отстраняване на метални соли, поради което водата се нуждае от допълнително омекотяване.

По-горе казахме, че този метод е подобен по принцип на обратната осмоза, но има някои разлики.

Ултрафилтрационната мембрана се състои от многоканални влакна, изработени от модифициран полиестер сулфон. Броят на влакната е няколко десетки хиляди. Мембраната за обратна осмоза е изработена от синтетични материали и представлява цилиндър от филм, навит на ролка.
По време на ултрафилтрацията замърсяванията остават вътре в мембраната. В случай на обратна осмоза, след пречистване, две струи вода напускат мембраната. Първият е пречистената течност, вторият е концентратът, който се изхвърля. Така в системите с обратна осмоза се губи до 1/3 от водата по време на почистването.
Ултрафилтрацията, за разлика от обратната осмоза, не премахва солите на твърдостта.

Верига на процеса на ултрафилтрация

Течността преминава през груб филтър за отстраняване на механични примеси, които могат да повредят мембраната.
След това взаимодейства с мембраната.
Заобикаляйки модула, водата влиза в резервоар за чиста вода, който се нарича още резервоар за обратно промиване - водата от него се използва за промиване на мембраните от повърхностно замърсяване.

Предимствата на ултрафилтрацията са:

компактност на оборудването;
максимална дезинфекция и отстраняване на суспензията;
не се използват химически реагенти, въпреки че понякога към него могат да се добавят коагуланти на етапа на подаване на вода към пречиствателната система.

Микрофилтрация

От мембранните методи микрофилтрацията има модул с най-големи пори, чийто размер е от 0,1 до 1 микрон. Често използван като предварителен етап на пречистване преди обратна осмоза или нанофилтрация, той максимално почиства от механични примеси.

Химични методи (методи) за пречистване на водата

Принципът на действие на химичните методи е добавянето на специални реагенти към водата, които допринасят за нейното пречистване.

Хлориране

Дезинфекционният ефект на хлора е открит още през 19 век. През 1846 г. лекарите в една от болниците във Виена започват да изплакват ръцете си с вода и хлор. Това е началото на използването на хлор като дезинфектант.

Хлорът е силен окислител, взаимодействащ с вода, за да образува хипохлорна киселина, която убива бактериите. За да се постигне ефектът, е необходимо да се осигури контакт на водата с хлор за най-малко 30 минути. Ефектът от излагане на хипохлорна киселина може да продължи дълго време след директно третиране, за това е необходимо да се въведе хлор в излишък. Дозата на реактива се изчислява индивидуално за всеки отделен случай. Важно е да не прекалявате с излишък, тъй като голямото количество хлор може да доведе до проблеми във функционирането на тялото, съединенията, образувани от това вещество, са особено опасни. Например, трихалометаните причиняват симптоми на астма.

Има няколко вида хлориране:

предварителен;
довършителни работи

Предварителното хлориране се извършва на етапа на прием на вода. Целта на реагента на този етап е не само да унищожи бактериите, но и да отстрани металите от водата чрез окисляването им; хлорът също дезинфекцира почистващото оборудване.

Окончателното хлориране се използва на последния етап от подготовката с цел дезинфекция.

В зависимост от дозата на въведените реагенти хлорирането е:

нормално;
свръххлориране;
комбинирани.

Нормално хлориранеизползва се за пречистване на вода с добри санитарни и химико-физични апликатори.

Рехлориранеизползва се при силно замърсяване на водоприемни източници, когато нормалното хлориране е безсилно пред патогенната микрофлора. Дозата на реагента се прилага в излишък, което може да доведе до промяна в органолептичните характеристики на водата. Остатъчният хлор се отстранява чрез дехлориране. За това се използват методи за аериране без налягане, коагулация или филтриране на вода през активен въглен.

Комбинирани методипредполагат третиране на водата с хлор в комбинация с други реагенти: сребро, мед, магнезий и др. Използват се за повишаване на ефекта на хлора, както и за осигуряване на продължителен ефект.

Предимствата на хлорирането включват:

ефективност;
лекота на използване;
рентабилност на метода;
комплекс за пречистване на вода.

Сред недостатъците са:

сериозни изисквания за съхранение и транспортиране на хлорсъдържащи съединения;
образуването на чужди съединения, които, ако попаднат в човешкото тяло, представляват сериозна заплаха;
устойчивост на редица микроорганизми към хлор.

Озониране

Озонирането е един от съвременните методи за пречистване на води и отпадни води. Използва се в хранителната, химическата и медицинската промишленост.

Озонът е силен окислител, който има разрушителен ефект върху бактерии, вируси, гъбички, метали и различни химични съединения, като по този начин допринася за обезцветяване, дезодориране и неутрализиране на водата. Доказано е, че повечето от известните микроорганизми не са устойчиви на въздействието на газ.

С краткото си време на разпад озонът не се утаява, а се превръща в кислород, което прави водата полезна. Почти моменталното разпадане на газовите молекули е в същото време сериозен недостатък на озонирането, тъй като водата може да бъде повторно замърсена в рамките на 15-20 минути след третирането. Няколко източника сочат, че озонът помага за "събуждане" на спящи микроорганизми.

Значителните недостатъци на метода включват:

Корозионна активност на обработена с озон вода.
Опасност в случай на предозиране на реагент и сериозни предпазни мерки по време на процеса на почистване.
Високата цена на специална инсталация - озонатор.

Отстраняване на желязо

Оборудването за обезжаляване заслужава специално внимание, тъй като желязото в разтворено състояние запушва промишленото оборудване, в резултат на което бързо се разпада. Филтрите за обезжемяване са базирани на специален материал "Greensand", който представлява фин пясък, покрит отгоре с манганов диоксид. Именно магнезиевият диоксид окислява молекулите на желязото, които след това се утаяват. Филтърът за отстраняване на желязо е неразделна част от съвременните инсталации за филтриране на вода.

Физикохимични методи за пречистване на водата

Физикохимичните методи комбинират почистване с реагенти и механично отстраняване на примесите. Най-често срещаните методи от тази група включват:

адсорбция;
коагулация;
флотация.

Адсорбция

Под адсорбция се разбира процесът на поглъщане на молекули на замърсяването от повърхността на адсорбента - твърдо вещество с пореста повърхност. Един от най-популярните адсорбенти е активният въглен, който е в състояние да пречиства водата от въглеводороди, нефтопродукти, хлор и фосфор, както и да стимулира разлагането на озона и фосфора.

Филтрите с активен въглен често се използват за окончателно пречистване на водата. Те са незаменим елемент от почти всяка система за филтриране. Недостатъците на въглеродните филтри включват бързото запушване на касетата, което изисква честа подмяна.

Йонообменът е вид адсорбция. Йонообменните филтри съдържат смола, която съдържа натриеви йони. Преминавайки през такъв филтър, водата с високо съдържание на сол се омекотява. Водните соли заместват готови за обмен натриеви йони, така че водата, след преминаване през такъв филтър, се оказва мека и наситена с натрий.

За съжаление йонообменните филтри бързо се запушват и изискват честа смяна на патроните.

Коагулация

Методът на коагулация се основава на факта, че специалните вещества - коагуланти, привличат замърсители - метални соли, пясък, глина и след това се утаяват под формата на люспи. След утаяване, такава вода или се подлага на допълнително пречистване чрез филтриране, или се източва. Методът се използва широко при почистване в промишлени предприятия.

В ролята на коагуланти могат да бъдат алуминиев сулфат, сулфат и железен хлорид, калиев стипца, натриев алуминат.

Един вид коагулация е флокулацията. За разлика от коагулацията, адхезията на частиците се случва не само в момента на техния директен контакт, но и в процеса на непряк контакт на молекулите.

Флотация

Методът на флотация се използва активно за пречистване на отпадъчни води в промишлеността. Ефективно с. Принципът на действие се основава на добавянето на диспергиран въздух към водата, под въздействието на който молекулите на примесите се натрупват на повърхността на водата под формата на бяла пяна, след което се отстраняват със специално оборудване. След флотация водата се подлага на допълнително пречистване чрез сорбция.

Предимствата на флотацията включват:

Разходната ефективност на метода.
Простота на дизайна.
Скоростта на пречистване на отпадъчните води.
Възможността за отстраняване на нефтопродукти.

Индустриални филтри за пречистване на вода: видове, разлики, цени

По-горе казахме много за методите за пречистване на промишлени води и пречистване на отпадъчни води. Нека се опитаме да ги класифицираме в зависимост от вида на замърсяването.

Отстраняване на механични примеси - механични и сорбционни филтри, микрофилтрация.
Дезинфекция - всички мембранни методи, с изключение на микрофилтрация (обратна осмоза, нанофилтрация, ултрафилтрация), озониране.
Отстраняване на желязо - хлориране, озониране, Greensand материал
Отстраняване на сероводород - аериране под налягане и без налягане, хлориране, озониране, адсорбция.
Отстраняване на органични вещества, хлор, озон - адсорбция, коагулация
Отстраняване на нефтопродукти - флотационни агрегати.
Омекотяване - йонообмен, обратна осмоза.

Цената на индустриалните филтри зависи от сложността на инсталацията и използваните материали, така че цената за всеки отделен случай трябва да се посочва индивидуално.

Водата е абсолютно необходима за човешкия живот и всички живи същества в природата. Водата покрива 70% от земната повърхност, това са: морета, реки, езера и подземни води. По време на своя цикъл, обусловен от природните явления, водата събира различни примеси и замърсявания, които се съдържат в атмосферата и върху земната кора. В резултат на това водата не е абсолютно чиста и нелегирана, но често именно такава вода е основният източник както за битово и питейна вода, така и за използване в различни индустрии (например като топлоносител, работен флуид в енергетиката, разтворител, суровина за получаване на продукти, храни и др.)

Естествената вода е сложна дисперсна система, която съдържа голям брой различни минерални и органични примеси. Поради факта, че в повечето случаи източниците на водоснабдяване са повърхностни и подземни води.

Състав на обикновена натурална вода:

суспендирани вещества (колоидни и грубо диспергирани механични примеси от неорганичен и органичен произход);
бактерии, микроорганизми и водорасли;
разтворени газове;
разтворени неорганични и органични вещества (както дисоциирани на катиони и аниони, така и недисоциирани).

При оценка на свойствата на водата е обичайно параметрите за качество на водата да се разделят на:

физически,
химически
санитарни и бактериологични.

Под качество се разбира съответствие със стандартите, установени за този вид производство на вода. Водните и водните разтвори се използват широко в различни индустрии, комунални услуги и селско стопанство. Изискванията към качеството на пречистената вода зависят от предназначението и обхвата на пречистената вода.

Най-широко използваната вода е за питейни цели. Стандартите на изискванията в този случай се определят от SanPiN 2.1.4.559-02. Пия вода. Хигиенни изисквания за качеството на водата в централизираните системи за питейна вода. Контрол на качеството" . Например някои от тях:

Раздел. 1. Основни изисквания към йонния състав на водата, използвана за битово и питейно водоснабдяване

За търговските потребители изискванията за качество на водата често стават по-строги в някои отношения. Например, за производството на бутилирана вода е разработен специален стандарт с по-строги изисквания за водата - SanPiN 2.1.4.1116-02 „Питейна вода. Хигиенни изисквания за качеството на водата, пакетирана в съдове. Контрол на качеството". По-специално са затегнати изискванията за съдържанието на основни соли и вредни компоненти - нитрати, органични и др.

Техническата и специалната вода е водаза използване в промишлеността или за търговски цели, за специални технологични процеси - със специални свойства, регламентирани от съответните RF стандарти или технологични изисквания на Клиента. Например подготовка на вода за енергетиката (по РД, ПТЕ), за галванопластика, подготовка на вода за водка, подготовка на вода за бира, лимонади, медицина (фармакопейна монография) и др.

Изискванията към йонния състав на тези води често са много по-високи от тези за питейната вода. Например, за топлоенергетиката, където водата се използва като топлоносител, се нагрява, има съответните стандарти. За електроцентралите съществуват така наречените PTE (Технически правила за експлоатация), за общата топлоенергетика изискванията са определени от т. нар. RD (Ръководство). Например, съгласно изискванията на "Насоки за контрол на водно-химичния режим на парни и водогрейни котли РД 10-165-97", стойността на общата твърдост на водата за парни котли с работно парно налягане от до 5 MPa (50 kgf / cm2) трябва да бъде не повече от 5 μg-eq / kg. В същото време стандартът за пиене SanPiN 2.1.4.559-02изисква Jo да не е по-високо от 7 mEq / kg.

Следователно задачата на химическата обработка на водата (CWT) за котли, електроцентрали и други съоръжения, изискващи обработка на водата преди загряване на водата, е да предотврати образуването на котлен камък и последващото развитие на корозия по вътрешната повърхност на котлите, тръбопроводите и топлообменниците. Такива отлагания могат да причинят загуби на енергия, а развитието на корозия може да доведе до пълно спиране на работата на котлите и топлообменниците поради образуването на отлагания във вътрешността на оборудването.

Трябва да се има предвид, че технологиите и оборудването за пречистване на вода и химическо пречистване на водата за електроцентрали се различават значително от съответното оборудване на конвенционалните водогрейни котли.

От своя страна технологиите и оборудването за пречистване на вода и химическо пречистване на вода за получаване на вода за други цели също са разнообразни и се диктуват както от параметрите на изходната вода, която ще се пречиства, така и от изискванията за качеството на пречистената вода.

LLC "SVT-Engineering", с опит в тази област, с квалифициран персонал и партньорства с много водещи чуждестранни и местни специалисти и фирми, предлага на своите клиенти, като правило, онези решения, които са подходящи и оправдани за всеки конкретен случай, в по-специално въз основа на следните основни технологични процеси:

Използването на инхибитори и реагенти за обработка на вода в различни системи за пречистване на вода (както за защита на мембрани, така и за топлоенергийно оборудване)

Повечето от технологичните процеси за пречистване на различни видове води, включително отпадни води, са познати и използвани от сравнително дълго време, като непрекъснато се променят и подобряват. Въпреки това водещи експерти и организации от цял свят работят върху разработването на нови технологии.

LLC "SVT-Engineering" също има опит в провеждането на научноизследователска и развойна дейност по заявка на клиенти с цел повишаване на ефективността на съществуващите методи за пречистване на водата, разработване и подобряване на нови технологични процеси.

Особено трябва да се отбележи, че интензивното използване на природните водоизточници в стопанската дейност налага екологичното подобряване на системите за водоползване и технологичните процеси за пречистване на водата. Изискванията за опазване на околната среда предполагат максимално намаляване на пречиствателните станции за отпадъчни води в естествени водни обекти, почва и атмосфера, което също налага допълване на технологичните схеми за пречистване на водите с етапи на обезвреждане, преработка и превръщане в рециклируеми вещества.

Към днешна дата са разработени доста голям брой методи, които правят възможно създаването на системи за пречистване на ниско отпадни води. На първо място, те трябва да включват подобрени процеси за предварително пречистване на изходната вода с реагенти в бистрини с ламели и рециркулация на утайката, мембранни технологии, деминерализация на базата на изпарители и термохимични реактори, коригираща обработка на водата с инхибитори на солни отлагания и корозионни процеси, технологии с противотокова регенерация на йонообменни филтри и по-модерни йонообменни материали.

Всеки от тези методи има своите предимства, недостатъци и ограничения при използването им по отношение на качеството на изходната и пречистената вода, обема на отпадъчните води и заустванията, както и параметрите за използване на пречистена вода. Допълнителна информация, необходима за решаване на вашите проблеми и условия за сътрудничество, можете да получите, като направите заявка или се свържете с офиса на нашата компания.

Този раздел описва подробно съществуващите традиционни методи за пречистване на водата, техните предимства и недостатъци, както и представя съвременни нови методи и нови технологии за подобряване на качеството на водата в съответствие с изискванията на потребителите.

Основните задачи на пречистването на водата са получаването на чиста, безопасна вода на изхода, подходяща за различни нужди: битово, питейно, техническо и промишлено водоснабдяванекато се вземе предвид икономическата осъществимост от използването на необходимите методи за пречистване на водата, пречистване на водата. Подходът към пречистването на водата не може да бъде еднакъв навсякъде. Разликите се дължат на състава на водата и изискванията за нейното качество, които се различават значително в зависимост от предназначението на водата (питейно, техническо и др.). Въпреки това, има набор от типични процедури, използвани в системите за пречистване на вода, и последователността, в която се използват тези процедури.

Основни (традиционни) методи за пречистване на водата.

В практиката на водоснабдяването в процеса на пречистване и пречистване водата се подлага на изясняване(освобождаване от суспендирани частици), обезцветяване (елиминиране на вещества, които придават цвят на водата) , дезинфекция(унищожаване на патогенните бактерии в него). В същото време, в зависимост от качеството на изходната вода, в някои случаи се прилагат допълнително специални методи за подобряване на качеството на водата: омекотяваневода (намаляване на твърдостта поради наличието на калциеви и магнезиеви соли); фосфатиране(за по-дълбоко омекотяване на водата); обезсоляване, обезсоляваневода (намаляване на общата минерализация на водата); десиликонизация, обезжелезяваневода (освобождаване на водата от разтворими железни съединения); обезгазяваневода (отстраняване на разтворими газове от водата: водороден сулфид H2S, CO2, O2); деактивираневода (отстраняване на радиоактивни вещества от водата.); неутрализациявода (отстраняване на токсични вещества от водата), флуориране(добавяне на флуор към водата) или дефлуориране(отстраняване на флуорни съединения); подкиселяване или алкализиране (за стабилизиране на водата). Понякога е необходимо да се премахнат вкусовете и миризмите, да се предотврати корозивното действие на водата и т.н. Използва се една или друга комбинация от тези процеси в зависимост от категорията на потребителите и качеството на водата в източниците.

Качеството на водата във воден обект и се определя от редица показатели (физични, химични и санитарно-бактериологични), в съответствие с предназначението на водата и установените стандарти за качество... Подробности за това в следващия раздел.Съпоставяйки данните за качеството на водата (получени от резултатите от анализа) с изискванията на потребителите, се определят мерки за нейното пречистване.

Проблемът за пречистването на водата обхваща въпросите за физичните, химичните и биологичните промени в процеса на преработка, за да стане годна за пиене, тоест пречистване и подобряване на естествените й свойства.

Методът на пречистване на водата, съставът и проектните параметри на пречиствателните съоръжения за техническо водоснабдяване и проектните дози на реагентите се определят в зависимост от степента на замърсяване на водното тяло, предназначението на водоснабдителната система, производителността на станцията и местните условия. условия, както и въз основа на данни от технологични изследвания и експлоатация на съоръжения, работещи в подобни условия...

Пречистването на водата се извършва на няколко етапа. Боклукът и пясъкът се отстраняват на етапа на предварителната обработка. Комбинацията от първично и вторично пречистване, извършена в пречиствателна станция за отпадъчни води (ПСОВ), премахва колоиден материал (органична материя). Разтворените биогени се елиминират чрез последваща обработка. За да бъде пречистването пълно, пречиствателните станции за отпадъчни води трябва да елиминират всички категории замърсители. Има много начини да направите това.

С подходяща последваща обработка, с висококачествено WOS оборудване, е възможно да се постигне фактът, че в крайна сметка ще се получи вода, подходяща за пиене. Много хора бледнеят при мисълта за рециклиране на отпадни води, но си струва да си припомним, че във всеки случай в природата цялата вода циркулира. Всъщност, подходящото последващо пречистване може да осигури вода с по-добро качество от тази, получена от реки и езера, които често получават непречистени отпадъчни води.

Основните методи за пречистване на водата

Избистряне на водата

Пречистването е етап на пречистване на водата, по време на който се елиминира мътността на водата чрез намаляване на съдържанието на суспендирани твърди вещества от естествени и отпадъчни води в нея. Мътността на естествената вода, особено на повърхностните източници по време на наводнения, може да достигне 2000-2500 mg / l (при нормата за вода за битови и питейни цели - не повече от 1500 mg / l).

Избистряне на водата чрез утаяване на суспендирани твърди вещества. Тази функция се изпълнява от избистрители, утаители и филтри, които са най-разпространените пречиствателни станции за отпадъчни води. Един от най-широко използваните в практиката методи за намаляване на съдържанието на фино диспергирани примеси във водата е тяхното коагулация(утаяване под формата на специални комплекси - коагуланти) последвано от утаяване и филтриране. След избистряне водата постъпва в резервоарите за чиста вода.

обезцветяване на водата,тези. елиминирането или обезцветяването на различни оцветени колоиди или напълно разтворени вещества може да се постигне чрез коагулация, използване на различни окислители (хлор и неговите производни, озон, калиев перманганат) и сорбенти (активен въглен, изкуствени смоли).

Пречистването чрез филтриране с предварителна коагулация допринася за значително намаляване на бактериалното замърсяване на водата. Въпреки това, сред микроорганизмите, останали във водата след пречистване на водата, може да има патогени (бацили на коремен тиф, туберкулоза и дизентерия; холерен вибрион; вируси на полиомиелит и енцефалит), които са източник на инфекциозни заболявания. За окончателното им унищожаване водата, предназначена за битови нужди, трябва да подлежи на задължително дезинфекция.

Недостатъци на коагулацията, утаяване и филтриране:скъпи и недостатъчно ефективни методи за пречистване на водата, във връзка с които са необходими допълнителни методи за подобряване на качеството.)

Дезинфекция на вода

Дезинфекцията или дезинфекцията е последният етап от процеса на пречистване на водата. Целта е да се потисне жизнената активност на съдържащите се във водата патогенни микроби. Тъй като нито утаяването, нито филтрацията дават пълно освобождаване, хлорирането и други методи, описани по-долу, се използват за целите на дезинфекция на водата.

В технологията за пречистване на вода са известни редица методи за дезинфекция на вода, които могат да бъдат класифицирани в пет основни групи: термичен; сорбциявърху активен въглен; химически(използвайки силни окислители); олигодинамия(излагане на йони на благородни метали); физически(с помощта на ултразвук, радиоактивно лъчение, ултравиолетови лъчи). От изброените методи, най-широко използваните методи от третата група. Като окислители се използват хлор, хлорен диоксид, озон, йод, калиев перманганат; водороден пероксид, натриев и калциев хипохлорит. От своя страна от изброените окислители на практика се предпочита хлор, белина, натриев хипохлорит. Изборът на метода за дезинфекция на водата се извършва, като се ръководи от консумацията и качеството на пречистената вода, ефективността на нейното предварително пречистване, условията на доставка, транспортиране и съхранение на реагентите, възможността за автоматизиране на процесите и механизиране на труда. интензивна работа.

Водата, която е преминала предишните етапи на преработка, коагулация, избистряне и обезцветяване в слой от суспендирана утайка или утаяване, филтриране подлежи на дезинфекция, тъй като във филтрата няма частици, на повърхността или вътре в които могат да могат бактерии и вируси да се абсорбира, оставайки извън влиянието на дезинфекциращите агенти.

Дезинфекция на вода със силни окислители.

В момента в обектите на жилищно- комуналните услуги за дезинфекция на вода, като правило, се използва хлорираневода. Ако пиете чешмяна вода, трябва да знаете, че тя съдържа хлорорганични съединения, чието количество след процедурата за дезинфекция на вода с хлор достига 300 μg / l. Освен това това количество не зависи от първоначалното ниво на замърсяване на водата, тези 300 вещества се образуват във водата поради хлориране. Консумацията на такава питейна вода може да има много сериозно въздействие върху здравето. Факт е, че когато органичните вещества се комбинират с хлор, се образуват трихалометани. Тези метанови производни имат изразен канцерогенен ефект, който допринася за образуването на ракови клетки. При кипене на хлорирана вода в нея се образува най-силната отрова - диоксин. Възможно е да се намали съдържанието на трихалометани във водата чрез намаляване на количеството използвания хлор или замяната му с други дезинфектанти, например чрез гранулиран активен въгленза отстраняване на органични съединения, образувани при пречистване на водата. И, разбира се, имаме нужда от по-подробен контрол върху качеството на питейната вода.

В случаи на висока мътност и цвят на естествените води, предварителното хлориране на водата се използва широко, но този метод на дезинфекция, както е описано по-горе, не само не е достатъчно ефективен, но и просто вреден за нашето тяло.

Недостатъци на хлорирането:недостатъчно ефективен и в същото време носи необратими вреди на здравето, тъй като образуването на канцерогенни трихалометани допринася за образуването на ракови клетки, а диоксинът води до тежко отравяне на организма.

Икономически не е изгодно да се дезинфекцира вода без хлор, тъй като алтернативни методи за дезинфекция на водата (например дезинфекция с помощта на ултравиолетова радиация) са доста скъпи. Предложена е алтернатива на метода на хлориране за дезинфекция на водата с озон.

Озониране

По-модерна процедура за дезинфекция на водата е пречистването на водата с озон. Наистина ли, озониранеНа пръв поглед водата е по-безопасна от хлорирането, но има и своите недостатъци. Озонът е много нестабилен и бързо се разгражда, така че неговият бактерициден ефект е краткотраен. Но водата все пак трябва да премине през водопроводната система, преди да попадне в нашия апартамент. Много неприятности я чакат по пътя. Не е тайна, че водопроводите в руските градове са изключително износени.

Освен това озонът също реагира с много вещества във водата, като фенол, и получените продукти са дори по-токсични от хлорфенолите. Озонирането на водата се оказва изключително опасно в случаите, когато бромните йони присъстват във водата поне в най-незначителни количества, които трудно се определят дори в лабораторни условия. Озонирането произвежда токсични бромни съединения - бромиди, които са опасни за човека дори в микродози.

Методът за озониране на водата се е доказал много добре за третиране на големи маси вода - в басейни, в колективни системи, т.е. където е необходима по-задълбочена дезинфекция на водата. Но трябва да се помни, че озонът, подобно на продуктите от неговото взаимодействие с органохлор, е отровен, следователно наличието на големи концентрации на органохлор на етапа на пречистване на водата може да бъде изключително вредно и опасно за тялото.

Недостатъци на озонирането:бактерицидният ефект е кратък, в реакция с фенола е дори по-токсичен от хлорфенола, който е по-опасен за организма от хлорирането.

Дезинфекция на вода с бактерицидни лъчи.

ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Всички горепосочени методи не са достатъчно ефективни, не винаги безопасни и освен това не са икономически осъществими: първо, те са скъпи и много скъпи, изискват постоянни разходи за поддръжка и ремонт, второ, с ограничен експлоатационен живот и трето, с голяма консумация на енергийни ресурси....

Нови технологии и иновативни методи за подобряване на качеството на водата

Въвеждането на нови технологии и иновативни методи за пречистване на водата позволява решаването на набор от задачи, които осигуряват:

производство на питейна вода, която отговаря на установените стандарти и GOST, отговаряща на изискванията на потребителите;
надеждност на пречистването и дезинфекцията на водата;
ефективна, непрекъсната и надеждна работа на пречиствателните станции за отпадъчни води;
намаляване на разходите за пречистване и пречистване на водата;
спестяване на реактиви, ток и вода за собствени нужди;
качество на производството на вода.

Сред новите технологии за подобряване на качеството на водата са:

Мембранни методибазирани на съвременни технологии (включително макрофилтрация; микрофилтрация; ултрафилтрация; нанофилтрация; обратна осмоза). Използва се за обезсоляване Отпадъчни води, решават комплекс от задачи за пречистване на водата, но пречистената вода все още не означава, че е полезна за здравето. Освен това тези методи са скъпи и енергоемки, изискващи текущи разходи за поддръжка.

Методи за пречистване на вода без реагент. Активиране (структуриране)течности.Днес има много начини за активиране на водата (например магнитни и електромагнитни вълни; вълни с ултразвукови честоти; кавитация; излагане на различни минерали, резонанс и др.). Методът за структуриране на течност осигурява решение на комплекс от проблеми с пречистването на водата ( обезцветяване, омекотяване, дезинфекция, дегазиране, обезжелезяване на водатаи др.), като се изключва химическата обработка на водата.

Показателите за качество на водата зависят от прилаганите методи за структуриране на течността и зависят от избора на прилагани технологии, сред които са:
- устройства за магнитна обработка на водата;
- електромагнитни методи;
- кавитационен метод на пречистване на водата;
- резонансна вълна водно активиране (безконтактна обработка на базата на пиезокристали).

Хидромагнитни системи (HMS) са предназначени за обработка на вода в поток с постоянно магнитно поле със специална пространствена конфигурация (използва се за неутрализиране на котлен камък в топлообменно оборудване; за избистряне на вода, например след хлориране). Принципът на действие на системата е магнитното взаимодействие на металните йони, присъстващи във водата (магнитен резонанс) и едновременният процес на химическа кристализация. HMS се основава на циклично действие върху вода, подавана към топлообменници с магнитно поле с дадена конфигурация, създадено от високоенергийни магнити. Методът на магнитна обработка на водата не изисква никакви химически реагенти и следователно е екологичен. Но има и недостатъци... HMS използва мощни постоянни магнити, базирани на редкоземни елементи. Те запазват своите свойства (силност на магнитното поле) за много дълго време (десетки години). Въпреки това, ако те се прегреят над 110 - 120 C, магнитните свойства могат да отслабнат. Следователно HMS трябва да бъде инсталиран там, където температурата на водата не надвишава тези стойности. Тоест, преди да се нагрее, на връщащата линия.

Недостатъци на магнитните системи: използването на HMS е възможно при температури не по-високи от 110 - 120 °С; недостатъчно ефективен метод; за пълно почистване е необходимо да се използва в комбинация с други методи, което в резултат на това е икономически неосъществимо.

Кавитационен метод за обработка на водата. Кавитацията е образуването на кухини в течност (кавитационни мехурчета или кухини), пълни с газ, пара или тяхна смес. Същността кавитация- друго фазово състояние на водата. При условия на кавитация водата преминава от естественото си състояние към пара. Кавитацията възниква в резултат на локално намаляване на налягането в течността, което може да възникне или с увеличаване на нейната скорост (хидродинамична кавитация), или с преминаване на акустична вълна по време на полупериод на разреждане (акустична кавитация). Освен това рязкото (внезапно) изчезване на кавитационни мехурчета води до образуване на хидравлични удари и в резултат на това до създаване на вълна на компресия и разтягане в течност с ултразвукова честота. Методът се използва за отстраняване на желязо, соли на твърдост и други елементи, превишаващи максимално допустимата концентрация, но е слабо ефективен при дезинфекция на вода. В същото време той изразходва значително електричество, скъпо за поддръжка с консумативи филтърни елементи (ресурс от 500 до 6000 m 3 вода).

Недостатъци: консумира електричество, не е достатъчно ефективен и е скъп за поддръжка.

ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Горните методи са най-ефективните и екологично чисти в сравнение с традиционните методи за пречистване и пречистване на водата. Но те имат определени недостатъци: сложността на инсталациите, високата цена, необходимостта от консумативи, сложността на поддръжката, необходими са значителни площи за инсталиране на системи за пречистване на вода; недостатъчна ефективност, а освен това и ограничения за употреба (ограничения за температура, твърдост, pH на водата и др.).

Методи за безконтактно течно активиране (BOZH). Резонансни технологии.

Обработката на течности се извършва по безконтактен начин. Едно от предимствата на тези методи е структурирането (или активирането) на течни среди, което осигурява всички изброени по-горе задачи чрез активиране на естествените свойства на водата без консумация на електроенергия.

Най-ефективната технология в тази област е NORMAQUA Technology ( обработка на резонансни вълни на базата на пиезокристали), безконтактен, екологичен, без консумация на електроенергия, не магнитен, не обслужван, експлоатационен живот - минимум 25 години. Технологията се основава на пиезокерамични активатори за течни и газообразни среди, които представляват инверторни резонатори, излъчващи вълни с ултра нисък интензитет. Както в случая на излагане на електромагнитни и ултразвукови вълни, нестабилните междумолекулни връзки се разрушават под въздействието на резонансни вибрации и водните молекули се подреждат в естествена физична и химична структура в клъстери.

Използването на технологията ви позволява напълно да се откажете химическа обработка на водатаи скъпи системи за пречистване на вода и консумативи, и да постигне перфектния баланс между поддържане на най-високо качество на водата и спестяване на оперативни разходи.

Намалете киселинността на водата (увеличете нивото на pH);
- спестете до 30% от електроенергията на преносните помпи и отмийте предварително образуваните отлагания чрез намаляване на коефициента на водно триене (увеличаване на времето на капилярно засмукване);
- промяна на редокс потенциала на водата Eh;
- за намаляване на общата твърдост;
- за подобряване на качеството на водата: нейната биологична активност, безопасност (дезинфекция до 100%) и органолептични свойства.

1. Какво се разбира под цикъла пара-вода на котелните инсталации

За надеждната и безопасна работа на котела е важна циркулацията на водата в него - непрекъснатото й движение в течната смес по определен затворен кръг. В резултат на това се осигурява интензивно отвеждане на топлината от нагревателната повърхност и се елиминира локалната стагнация на пара и газ, което предпазва нагревателната повърхност от неприемливо прегряване, корозия и предотвратява повреда на котела. Циркулацията в котлите може да бъде естествена и принудителна (изкуствена), създадена с помощта на помпи.

На фиг. е показана схема на така наречената циркулационна верига. Водата се излива в съда и лявото колело на U-образната тръба се нагрява, образува се пара; специфичното тегло на сместа от пара и вода ще бъде по-малко в сравнение със специфичното тегло в дясното коляно. Течността няма да бъде в такива условия, тя е в състояние на равновесие. Например, A - A, налягането вляво ще бъде по-малко, отколкото вдясно - започва движение, което се нарича циркулация. Парата ще бъде освободена от огледалото за изпаряване, движейки се по-далеч от съда, и захранващата вода ще бъде подадена към него в същото количество по тегло.

За да се изчисли циркулацията, се решават две уравнения. Първият - изразява материалния баланс, вторият - баланса на силите.

G под = G op kg / сек, (170)

Където G под - количеството вода и пара, движещи се в повдигащата част на веригата, в kg / сек;

G op - количеството вода, движеща се в спускащата се част, в kg / сек.

N = ∆ρ kg / m2, (171)

където N е общата задвижваща глава, равна на h (γ in - γ cm), в kg;

∆ρ е сумата от хидравличното съпротивление в kg / m 2, включително силата на инерция, произтичаща от движението на пароводната емулсия и водата в офиса и в крайна сметка причиняваща равномерно движение с определена скорост.

Обикновено скоростта на циркулация се избира в диапазона от 10 - 50, а при ниско топлинно натоварване на тръбите е много повече от 200 - 300.

М/сек,

2. Причини за образуване на отлагания в топлообменниците

Различни примеси, съдържащи се в нагрята и изпарена вода, могат да се отделят в твърда фаза върху вътрешните повърхности на парогенератори, изпарители, парни преобразуватели и кондензатори на парни турбини под формата на накип, а вътре във водната маса - под формата на суспендирана утайка . Невъзможно е обаче да се очертае ясна граница между котлен камък и утайка, тъй като веществата, отложени върху нагревателната повърхност под формата на котлен камък, могат да се превърнат в утайка с течение на времето и обратно, утайката, при определени условия, може да се придържа към нагряването повърхност, образуваща мащаб.

Радиационните нагревателни повърхности на съвременните парогенератори се нагряват интензивно от горивна горелка. Плътността на топлинния поток в тях достига 600–700 kW / m2, а местните топлинни потоци могат да бъдат дори по-високи. Следователно, дори краткосрочно влошаване на коефициента на топлопреминаване от стената към вряща вода води до толкова значително повишаване на температурата на стената на тръбата (500–600 ° C и повече), че здравината на метала може да бъде недостатъчна да издържа на напреженията, възникващи в него. Последствието от това е увреждане на метала, характеризиращо се с появата на дефекти, олово и често скъсване на тръби.

3. Опишете корозията на парните котелни по пътищата на пара вода и газ

Изпратете добрата си работа в базата от знания е лесно. Използвайте формуляра по-долу

Студенти, специализанти, млади учени, които използват базата от знания в своето обучение и работа, ще Ви бъдат много благодарни.

1 ... Какво се разбира под цикъла пара-вода на устията на котелаanovok

Цикълът пара-вода е период, през който водата се превръща в пара и този период се повтаря многократно.

В съвременните конструкции на котли нагревателната повърхност е направена от отделни снопове тръби, свързани с барабани и колектори, които образуват доста сложна система от затворени циркулационни вериги.

Първото уравнение е формулирано, както следва:

G под = G op kg / сек, (170)

Където G под - количеството вода и пара, движещи се в повдигащата част на веригата, в kg / сек;

G op - количеството вода, движеща се в спускащата се част, в kg / сек.

Уравнението на баланса на мощността може да се изрази със следната зависимост:

N = ?? кг / м 2, (171)

където N е общата задвижваща глава, равна на h (? в -? cm), в kg;

Сумата от хидравличното съпротивление в kg / m 2, включително силата на инерция, произтичаща от движението на пароводната емулсия и водата в офиса и в крайна сметка причинява равномерно движение с определена скорост.

В циркулационния кръг на котела има голям брой тръби, работещи паралелно, и условията на тяхната работа не могат по редица причини да бъдат напълно идентични. За да се осигури непрекъсната циркулация във всички тръби на паралелни работни вериги и да не се предизвика преобръщане на циркулацията в нито един от тях, е необходимо да се увеличи скоростта на движение на водата по веригата, което се осигурява от определена скорост на циркулация K.

Консумацията на вода във веригата, като се вземе предвид скоростта на циркулация, е равна на

където D = дебит на пара (захранваща вода) на изчислената верига в kg / h.

Скоростта на водата на входа на подемната част на веригата може да се определи от равенството

2 ... Причините за образуването на отлов топлообменници

От елементите на парогенератора, нагрятите стенни тръби са най-податливи на замърсяване на вътрешните повърхности. Образуването на отлагания по вътрешните повърхности на тръбите за генериране на пара води до влошаване на топлопреминаването и в резултат на това опасно прегряване на метала на тръбата.

Радиационните нагревателни повърхности на съвременните парогенератори се нагряват интензивно от горивна горелка. Плътността на топлинния поток в тях достига 600-700 kW / m2, а местните топлинни потоци могат да бъдат дори по-високи. Следователно, дори краткосрочно влошаване на коефициента на топлопреминаване от стената към вряща вода води до толкова значително повишаване на температурата на стената на тръбата (500-600 ° C и повече), че здравината на метала може да бъде недостатъчна да издържа на възникналите в него натоварвания. Последствието от това е увреждане на метала, характеризиращо се с появата на дефекти, олово и често скъсване на тръби.

В случай на резки температурни колебания в стените на парогенериращите тръби, които могат да възникнат по време на работа на парогенератора, нагарът се ексфолира от стените под формата на крехки и плътни люспи, които се пренасят от циркулиращия поток вода до места с бавна циркулация. Там те се отлагат под формата на произволно натрупване на парчета с различна големина и форма, циментирани от утайка в повече или по-малко плътни образувания. Ако барабанен парогенератор има хоризонтални или леко наклонени участъци от тръби за генериране на пара с бавна циркулация, тогава в тях обикновено се натрупват насипни утайки. Стесняването на напречното сечение за преминаване на вода или пълното запушване на парогенериращите тръби води до нарушаване на циркулацията. В така наречената преходна зона на еднопроходен парогенератор до критичното налягане, където се изпарява последната остатъчна влага и се извършва леко прегряване на парата, се образуват отлагания на калциеви, магнезиеви съединения и корозионни продукти.

Тъй като еднократният парогенератор е ефективен уловител за умерено разтворими съединения на калций, магнезий, желязо и мед. След това, с повишено съдържание от тях в захранващата вода, те бързо се натрупват в тръбната част, което значително намалява продължителността на работната кампания на парогенератора.

За да се осигурят минимални отлагания както в зоните на максимални топлинни натоварвания на парогенериращите тръби, така и в пътя на потока на турбините, е необходимо стриктно да се спазват нормите за експлоатация на допустимото съдържание на определени примеси в захранването вода. За целта допълнителната захранваща вода се подлага на дълбоко химическо пречистване или дестилация в пречиствателни станции.

Подобряването на качеството на кондензатите и захранващата вода забележимо отслабва процеса на образуване на оперативни отлагания върху повърхността на парното енергийно оборудване, но не го елиминира напълно. Следователно, за да се осигури правилната чистота на нагревателната повърхност, е необходимо наред с еднократно предстартово почистване да се извършва периодично оперативно почистване на основното и спомагателното оборудване, и освен това не само в присъствието на системни груби нарушения на установения воден режим и при недостатъчна ефективност на антикорозионните мерки, извършени в ТЕЦ, но и при нормални експлоатационни условия на ТЕЦ. Оперативното почистване е особено необходимо при енергийни агрегати с еднократни парогенератори.

3 ... Опишете корозията на парните котелнипътеки за пара-вода и газ

Металите и сплавите, използвани за производството на топлинно и енергийно оборудване, имат способността да взаимодействат с околната среда в контакт с тях (вода, пара, газове), съдържащи някои корозивни примеси (кислород, въглеродни и други киселини, основи и др.).

От съществено значение за нарушаването на нормалната работа на парен котел е взаимодействието на разтворените във вода вещества с измиването му с метал, в резултат на което металът се разрушава, което при известни размери води до аварии и отказ на отделни елементи на котела. Такова разрушаване на метала от околната среда се нарича корозия. Корозията винаги започва от повърхността на метала и постепенно се разпространява по-дълбоко.

Понастоящем се разграничават две основни групи корозионни явления: химическа и електрохимична корозия.

Химическата корозия се отнася до разрушаването на метала в резултат на прякото му химическо взаимодействие с околната среда. В топлоенергетиката примери за химическа корозия са: окисляване на външната нагревателна повърхност от горещи димни газове, корозия на стоманата от прегрята пара (т.нар. пароводна корозия), корозия на метала от смазочни материали и др.

Електрохимичната корозия, както показва името й, се свързва не само с химични процеси, но и с движението на електрони във взаимодействащи среди, т.е. с появата на електрически ток. Тези процеси възникват, когато металът взаимодейства с електролитни разтвори, което се извършва в парен котел, в който циркулира котелна вода, която е разтвор на соли и алкали, разложени на йони. Електрохимичната корозия възниква и при контакт на метал с въздух (при нормална температура), който винаги съдържа водна пара, която кондензира върху металната повърхност под формата на тънък филм от влага, създавайки условия за възникване на електрохимична корозия.

Разрушаването на метала започва по същество с разтварянето на желязото, което се състои в това, че атомите на желязото губят част от своите електрони, оставяйки ги в метала и по този начин се превръщат в положително заредени железни йони, преминавайки във воден разтвор. Този процес не протича равномерно по цялата повърхност на метала, измит от вода. Факт е, че химически чистите метали обикновено не са достатъчно здрави и затова техните сплави с други вещества се използват главно в технологиите, както знаете, чугунът и стоманата са сплави на желязо с въглерод. Освен това към стоманената конструкция в малки количества се добавят силиций, манган, хром, никел и др., за да се подобри нейното качество.

Според формата на проява на корозия те се разграничават: равномерна корозия, когато разрушаването на метала настъпва на приблизително еднаква дълбочина по цялата повърхност на метала и локална корозия. Последният има три основни типа: 1) питтингова корозия, при която корозия на метала се развива в дълбочина върху ограничена повърхност, доближавайки се до точни прояви, което е особено опасно за котелно оборудване (образуване на проходни отвори в резултат на такава корозия). ); 2) селективна корозия, когато една от съставните части на сплавта е разрушена; например в тръби на турбинни кондензатори, изработени от месинг (медно-цинкова сплав), когато се охлаждат с морска вода, цинкът се отстранява от месинга, в резултат на което месингът става крехък; 3) междукристална корозия, която се проявява главно в недостатъчно плътни нитови и валцувани съединения на парни котли с агресивни свойства на котелна вода с едновременни прекомерни механични напрежения в тези области на метала. Този вид корозия се характеризира с появата на пукнатини по границите на металните кристали, което прави метала крехък.

4 ... Кои поддържат водно-химични режими в котлите и защо зависят?

Нормалният режим на работа на парните котли е такъв режим, при който се осигурява:

а) получаване на чиста пара; б) липса на солни отлагания (накип) по нагревателните повърхности на котлите и сцепление на образуваната утайка (т.нар. вторичен нагар); в) предотвратяване на всички видове корозия на метала на котела и канала на парния кондензатор, пренасящ продукти от корозия в котела.

Изброените изисквания се изпълняват чрез предприемане на мерки в две основни направления:

а) по време на приготвянето на изворна вода; б) при регулиране на качеството на котелната вода.

Подготовката на изходната вода, в зависимост от нейното качество и изискванията, свързани с конструкцията на котела, може да се извърши чрез:

а) обработка на вода преди кипене с отстраняване на суспендирани и органични вещества, желязо, образуващи котлен камък (Ca, Mg), свободен и свързан въглероден диоксид, кислород, намаляване на алкалността и солеността (варуване, водород - катионизация или обезсоляване и др. .);

б) вътрешнокотелна обработка на водата (с дозиране на реактиви или обработка на вода с магнитно поле със задължително и надеждно отстраняване на утайката).

Контролът на качеството на котелната вода се осъществява чрез продухване на котлите; значително намаляване на размера на продухването може да се постигне чрез подобряване на устройствата за разделяне на котела: стъпаловидно изпаряване, дистанционни циклони, промиване с пара с захранваща вода. Комбинацията от изпълнението на изброените мерки, осигуряващи нормалната работа на котлите, се нарича вода - химичният режим на работа на котелното помещение.

Използването на всякакъв метод за обработка на водата: вътре в котелното помещение, преди котелното помещение, последвано от коригираща обработка на химически пречистена или захранваща вода, изисква продухване на парни котли.

В условията на работа на котлите има два начина за продухване на котлите: периодичен и непрекъснат.

Извършва се периодично продухване от долните точки на котела за отстраняване на груба утайка, утаяваща се в долните колектори (барабани) на котела или вериги с бавна циркулация на водата. Извършва се по установения график, в зависимост от степента на утайка в котелната вода, но най-малко веднъж на смяна.

Непрекъснатото продухване на котлите осигурява необходимата чистота на парата, поддържайки определен солев състав на котелната вода.

5 ... Опишете устройството зърнестоосветяващx филтри и как работят

Избистрянето на водата чрез филтрация се използва широко в технологията за пречистване на вода, като за това избистрената вода се филтрира през слой от гранулиран материал (кварцов пясък, натрошен антрацит, експандирана глина и др.), зареден във филтъра.

Класификация на филтрите според редица основни характеристики:

скорост на филтриране:

Бавно (0,1 - 0,3 m / h);

Бързо (5 - 12 m / h);

Супер висока скорост (36 - 100 м / ч);

налягането, под което работят:

Отворено или свободно течение;

Напорна глава;

брой филтърни слоеве:

Един слой;

Двуслойни;

Многослоен.

Най-ефективни и икономични са многослойните филтри, при които, за да се увеличи капацитетът на задържане на мръсотия и ефективността на филтриране, товарът е направен от материали с различна плътност и размер на частиците: отгоре на слоя - големи леки частици, отдолу - малки тежки . При посока на филтриране надолу големи примеси се задържат в горния слой на товара, а останалите малки - в долния. По този начин работи целият обем на изтегляне. Филтрите за осветяване са ефективни при отхвърляне на частици > 10 микрона.

Водата, съдържаща суспендирани частици, движеща се през гранулиран заряд, който задържа суспендирани частици, се избистря. Ефективността на процеса зависи от физика - химичните свойства на примесите, филтърната среда и хидродинамичните фактори. Натрупването на примеси се случва в дебелината на товара, обемът на свободните пори намалява и хидравличното съпротивление на товара се увеличава, което води до увеличаване на загубата на напор в товара.

Отстраняването на примесите от водата и фиксирането им върху зърната на товара става под действието на адхезионни сили. Утайката, образувана върху частиците на товара, има крехка структура, която може да се разруши под въздействието на хидродинамични сили. Част от предварително залепените частици се откъсват от захранващите зърна под формата на малки люспи и се пренасят в следващите слоеве на захранването (суфузия), където отново се задържат в каналите на порите. Следователно процесът на избистряне на водата трябва да се разглежда като сбор от процеса на адхезия и суфузия. Избистрянето във всеки елементарен слой на натоварването се случва, докато интензитетът на сцепление на частиците надвишава интензитета на отделяне.

Тъй като горните слоеве на товара са наситени, процесът на филтриране се придвижва към долните, зоната на филтриране като че ли се спуска по посока на потока от зоната, където филтърният материал вече е наситен със замърсяване и процесът на суфузия в областта на свежия товар преобладава. Тогава идва моментът, когато целият слой на зареждането на филтъра е наситен с водни замърсители и не се осигурява необходимата степен на избистряне на водата. Концентрацията на суспендирани вещества на изхода на фуража започва да се увеличава.

Времето, през което водата се избистря до предварително определена степен, се нарича време за защита на натоварването. Когато се достигне граничната загуба на налягане, осветителният филтър трябва да се превключи в режим на разхлабващо промиване, когато товарът се промива с обратен поток вода и примесите се изхвърлят в канализацията.

Възможността за грубо задържане на суспензията от филтъра зависи главно от неговата маса; фина суспензия и колоидни частици - от повърхностни сили. Зарядът на суспендираните частици е от голямо значение, тъй като колоидните частици със същия заряд не могат да се комбинират в конгломерати, да се увеличават и утаяват: зарядът им пречи да се съберат. Това "отчуждение" на частиците се преодолява чрез изкуствена коагулация. По правило коагулацията (понякога, допълнително, флокулация) се извършва в избистрители. Често този процес се комбинира с омекотяване на водата чрез варуване, или сода - чрез варуване, или омекотяване с натриев карбонат.

При конвенционалните осветителни филтри най-често се наблюдава филмова филтрация. Обемното филтриране е организирано в двуслойни филтри и в така наречените контактни избистрители. Във филтъра се изсипват долният слой кварцов пясък с големина 0,65 - 0,75 mm и горният слой антрацит с размер на зърното 1,0 - 1,25 mm. Върху горната повърхност на слоя от едри антрацитни зърна не се образува филм. Суспендираните вещества, преминали през антрацитния слой, се задържат от долния слой пясък.

При обратно промиване на филтъра слоевете пясък и антрацит не се смесват, тъй като плътността на антрацита е половината от тази на кварцовия пясък.

6 . ОпПотърсете процеса на омекотяване води според катионнообменния метод

Според теорията на електролитната дисоциация, молекулите на някои вещества във воден разтвор се разлагат на положително и отрицателно заредени йони - катиони и аниони.

Когато такъв разтвор премине през филтър, съдържащ трудно разтворим материал (катионит), способен да абсорбира катиони на разтвора, включително Ca и Mg, и да освобождава Na или H катиони от състава си вместо тях, настъпва омекотяване на водата. Водата е почти напълно освободена от Ca и Mg, а твърдостта й е намалена до 0,1 °

на - катионизация.При този метод калциеви и магнезиеви соли, разтворени във вода, се обменят с Ca и Mg за Na чрез филтриране през катионообменен материал; в резултат се получават само натриеви соли с висока разтворимост. Формулата на катионообменния материал условно се обозначава с буквата R.

Катионните материали са глауконит, сулфокарбон и синтетични смоли. Най-разпространени в момента са сулфо въглищата, които се получават след преработка на кафяви или битуминозни въглища с димяща сярна киселина.

Капацитетът на катионообменния материал се нарича граница на неговия обменен капацитет, след което, в резултат на консумацията на Na катиони, те трябва да бъдат възстановени чрез регенерация.

Капацитетът се измерва в тон - в градуси (t-deg) скалообразуващи агенти, на 1 m 3 катионен материал. Тон - градуси се получават чрез умножаване на дебита на пречистената вода, изразен в тонове, по твърдостта на тази вода в градуси на твърдост.

Регенерацията се извършва с 5-10% разтвор на натриев хлорид, прекаран през катионообменен материал.

Характерна особеност на Na-катионизацията е липсата на утаени соли. Анионите на солите на твърдостта се изпращат изцяло в котела. Това обстоятелство налага увеличаване на количеството на продухващата вода. Омекотяването на водата с Na-катионизация се оказва доста дълбоко, твърдостта на захранващата вода може да бъде доведена до 0 ° (практически 0,05-01 °), докато алкалността не се различава от карбонатната твърдост на изходната вода.

Недостатъците на Na-катионизацията включват получаване на повишена алкалност в случаите, когато в оригиналната вода има значително количество соли с временна твърдост.

Те са ограничени от един Na - катионизацията е възможна, когато карбонатната твърдост на водата не надвишава 3-6 °. В противен случай е необходимо значително да се увеличи количеството на продухващата вода, което вече ще създаде големи топлинни загуби. Обикновено количеството на водата за продухване не надвишава 5-10% от общата й консумация, която се използва за захранване на котела.

Методът на катионизация изисква много проста поддръжка и е достъпен за общия персонал на котелното помещение без нужда от химик.

Дизайн на катионообменния филтър

н - на-Да сеиониране... Ако катиообменният филтър, напълнен със сулфо-въглерод, се регенерира не с разтвор на натриев хлорид, а с разтвор на сярна киселина, тогава обменът ще настъпи между Ca и Mg катионите в пречистената вода и H катионите на сулфо-въглерод.

Така приготвената вода, също с незначителна твърдост, в същото време става киселинна и по този начин неподходяща за захранване на парни котли, а киселинността на водата е равна на некарбонатната твърдост на водата.

Чрез комбиниране заедно Na и H - катионно омекотяване на водата, можете да получите добри резултати. Твърдостта на водата, приготвена по метода на H-Na - катионен обмен, не надвишава 0,1 ° с алкалност 4-5 °.

7 ... Опишете Принциферични схеми за пречистване на водата

Извършването на необходимите промени в състава на пречистената вода е възможно по различни технологични схеми, след което изборът на една от тях се извършва въз основа на сравнителни техники - икономически изчисления според очертаните варианти за схеми.

В резултат на химичното третиране на природните води, извършвано в пречиствателни станции, могат да настъпят следните основни промени в състава им: 1) избистряне на водите; 2) омекотяване на водата; 3) намаляване на алкалността на водата; 4) намаляване на солеността на водата; 5) пълна деминерализация на водата; 6) обезгазяване на вода. Схеми за пречистване на водата, необходими за изпълнение

изброените промени в състава му могат да включват различни процеси, които се свеждат до следните три основни групи: 1) методи на отлагане; 2) механично филтриране на водата; 3) йонообменна филтрация на водата.

Използването на технологични схеми на пречиствателни станции обикновено включва комбинация от различни методи за пречистване на водата.

Фигурите показват възможни схеми за комбинирани пречиствателни станции чрез прилагане на трите категории процеси за пречистване на вода. В тези диаграми са дадени само основните устройства. Няма аксесоари и не са посочени филтри за втора и трета степен.

Схема на пречиствателни станции

1-сурова вода; 2-осветител; 3-механичен филтър; 4-междинен резервоар; 5-помпа; 6-дозатор за коагулант; 7-Na - катионообменен филтър; 8- Н - катионообменен филтър; 9 - калцинатор; 10 - OH - анионообменен филтър; 11 - пречистена вода.

Йонообменната филтрация е задължителен краен етап от пречистването на водата за всички възможни варианти на схеми и се осъществява под формата на Na - катионизация, H-Na-катионизация и H-OH - йонизация на водата. Избистрителят 2 предвижда два основни варианта за неговото използване: 1) избистряне на водата, когато в нея се извършват процесите на коагулация и утаяване на водата, и 2) омекотяване на водата, когато освен коагулацията се извършва варуване в него, както и едновременно с варуване магнезиева десиликонизация на вода.

В зависимост от характеристиките на естествените води по отношение на съдържанието на суспендирани твърди вещества в тях са възможни три групи технологични схеми за тяхното третиране:

1) Подземните артезиански води (на фиг. 1а), в които практически отсъстват суспендирани твърди вещества, не изискват тяхното избистряне и поради това третирането на такива води може да бъде ограничено само чрез йонообменна филтрация по една от трите схеми, в зависимост от изискванията към пречистената вода: а ) на-катионизация, ако се изисква само омекотяване на водата; б) H-Na - катионизация, ако е необходимо, освен омекотяване, намаляване на алкалността или намаляване на солеността на водата; в) Н-ОН - йонизация, ако е необходима дълбоководна деминерализация.

2) повърхностни води с незначително съдържание на суспендирани твърди вещества (на фиг. Те са обозначени с 1b), могат да се обработват по т. нар. схеми на директен поток под налягане, при които коагулацията и избистрянето в механични филтри се комбинират с една от йонообменни филтрационни схеми.

3) повърхностни води с относително голямо количество суспендирани твърди вещества (на фигурата са обозначени с 1в), се освобождават от тях при избистряне, след което се подлагат на механична филтрация и след това се комбинират с една от схемите за йонообменна филтрация. В този случай често. За да се разтовари йонообменната част на пречиствателната станция, едновременно с коагулацията, водата се омекотява частично в избистрителя и се намалява съдържанието й на сол чрез варуване и магнезиева десиликонизация. Такива комбинирани схеми са особено целесъобразни за третиране на силно солени води, тъй като дори при частичното им обезсоляване по йонообменния метод, големи

Решение:

Определете периода на промиване на филтрите, h

където: h 0 - височина на филтърния слой, 1,2 m

Gr е капацитетът за задържане на мръсотия на филтърния материал, 3,5 kg / m 3.

Стойността на Gr може да варира значително в зависимост от естеството на суспендираните твърди вещества, техния фракционен състав, филтърния материал и т.н. При изчисляване можете да вземете Gr = 3? 4 kg / m 3, средно 3,5 kg / m 3,

U p - скорост на филтриране, 4,1 m/h,

С в - концентрация, суспендирани твърди вещества, 7 mg / l,

Броят на измиванията на филтъра на ден се определя по формулата:

където: T 0 - период на промиване, 146,34 часа,

t 0 - времето, през което филтърът не работи за измиване, обикновено 0,3 - 0,5 часа,

Определете необходимата площ на филтриране:

където: скорост на U-филтрация, 4,1 m/h,

Q - Производителност, 15 m 3 / h,

В съответствие с правилата и разпоредбите за проектиране на пречиствателни станции, броят на филтрите трябва да бъде най-малко три, тогава площта на един филтър ще бъде:

където: m е броят на филтрите.

Използвайки намерената площ на един филтър, намираме необходимия диаметър на филтъра според таблицата: диаметър d = 1500 mm, площ на филтриране f = 1,72 m 2.

Нека посочим броя на филтрите:

Ако броят на филтрите е по-малък от периода на взаимно промиване m 0? T 0 + t 0 (в нашия пример 2

Изчисляването на филтъра включва определяне на потреблението на вода за собствени нужди, т.е. за измиване на филтъра и за измиване на филтъра след измиване.

Консумацията на вода за измиване и разхлабване на филтъра се определя по формулата:

където: i е интензивността на разхлабване, l / (s * m 2); обикновено i = 12 l / (s * m 2);

t - време за промиване, мин. t = 15 минути.

Определяме средната консумация на вода за промиване на работещи филтри по формулата:

Определете скоростта на потока за спускане в дренажа на първия филтър със скорост 4 m / h за 10 минути преди пускане в експлоатация:

Средна консумация на вода за почистване на работещи филтри:

Необходимото количество вода за филтриращото устройство, като се вземе предвид потреблението за собствени нужди:

Q p = g cf + g cf. ex + Q

Q p = 0,9 + 0,018 + 15 = 15,9 m 3 / h

литература

1. "Пречистване на вода". V.F. Вихрев и М.С. Шкроб. Москва 1973г.

2. „Наръчник за пречистване на водата на котелни инсталации“. О.В. Лифшици. Москва 1976г

3. "Пречистване на водата". Б.Н. Жаба, А.П. Левченко. Москва 1996г.

4. "Пречистване на вода". СМ. Гурвич. Москва 1961г.

Подобни документи

Устройството и принципът на работа на рециркулационната помпа, технологичната схема на работа на обезвъздушаващото и захранващо устройство и сепаратора на непрекъснато продухване. Топлинно изчисление на котела, хидравлично изчисление на тръбопровода за сервизна вода, система за омекотяване на водата.

дисертация, добавена на 22.09.2011г

Избор и обосновка на приетата схема и състав на съоръженията на пречиствателната станция. Изчисляване на промяната в качеството на пречистването на водата. Проектиране на циркулационна система за подаване на охлаждаща вода. Изчисляване на реагентни съоръжения за варуване и коагулация на вода.

курсовата работа е добавена на 12/03/2014

Описание на технологичната схема за пречистване на водата и подготовка на електролита. Разходите за производство на контейнер с перфорирана решетка, апарат с бъркалка. Предназначение и принцип на действие на йонообменника. Изчисляване на фланцови връзки за разклонителни тръби.

дисертация, добавена на 13.06.2015г

Методи за подобряване качеството на водата в зависимост от замърсяването. Съвременни битови и промишлени йонообменни филтри за пречистване на вода. Йонитни противоточни филтри за омекотяване и деминерализация на водата. Противотокова регенерация на йонообменни смоли.

резюме, добавен на 30.04.2011

Оценка на качеството на водата при източника. Обосноваване на принципната технологична схема на процеса на пречистване на водата. Технологични и хидравлични изчисления на конструкциите на проектираната пречиствателна станция. Начини за дезинфекция на водата. Санитарно-охранителни зони.

курсова работа, добавена на 10/02/2012

Системи за автоматизация на котелното и пречистване на вода. Модернизация на помпената система за подхранване на котелното помещение. Принципът на работа на честотния преобразувател TOSVERT VF-S11 в помпени станции. Програмиране с LOGO! SoftComfort.

курсовата работа е добавена на 19.06.2012 г

Методи за дезинфекция на вода в технологията за пречистване на вода. Електролизни инсталации за дезинфекция на вода. Предимства и технология на метода за озониране на водата. Дезинфекция на вода с бактерицидни лъчи и конструктивна схема на бактерицидна инсталация.

резюме, добавено на 09.03.2011

Котелно помещение, основно оборудване, принцип на работа. Хидравлично изчисляване на отоплителните мрежи. Определяне на потреблението на топлинна енергия. Изграждане на увеличен график за регулиране на топлоснабдяването. Процесът на омекотяване на захранващата вода, разхлабване и регенерация.

дисертация, добавена на 15.02.2017г

Водоснабдителна и канализационна система на общинско предприятие, характеристики на неговите пречиствателни съоръжения. Технология на пречистване на водата и ефективност на пречистването на отпадъчните води, контрол на качеството на пречистената вода. Групи микроорганизми от активна утайка и биофилм.

доклад за практиката, добавен на 13.01.2012 г

Класификация на примесите, съдържащи се във водата за пълнене на веригата на парна турбинна инсталация. Показатели за качество на водата. Методи за отстраняване на механични, колоидно диспергирани примеси. Омекотяване на водата чрез катионен обмен. Термично обезвъздушаване на водата.

В съвременните водопроводи се използва сложна многоетапна технология за пречистване на водата, разработена още през 19 век. Оттогава тази технология е претърпяла различни подобрения и е стигнала до нас под формата на съществуващи в момента комунални водопроводи с класическа схема за пречистване на водата, използвайки същите три основни етапа.

Основните етапи на пречистване на водата

Механично пречистване на водата. Това е подготвителен етап на пречистване на водата, насочен към отстраняване на големи (видими) замърсители от водата - пясък, ръжда, планктон, тиня и други тежки суспензии. Извършва се преди подаване на вода към главната пречиствателна станция с помощта на решетки с различни диаметри и въртящи се мрежи.
Химическа обработка на водата. Произведено с цел привеждане на качеството на водата до нормативните показатели. За това се използват различни технологични методи: избистряне, коагулация, утаяване, филтриране, дезинфекция, деминерализация, омекотяване.

Изсветляваненеобходими главно за повърхностни води. Извършва се в началния етап на пречистване на питейната вода в реакционната камера и се състои в добавяне на хлорсъдържащ препарат и коагулант към обема на пречистената вода. Хлорът допринася за разрушаването на органичните вещества, представени най-вече от хуминови и фулви киселини, присъщи на повърхностните води и им придават характерен зеленикаво-кафяв цвят.

Коагулацияе насочена към пречистване на водата от суспендирани твърди вещества и невидими за окото колоидни примеси. Коагулантите, които са алуминиеви соли, помагат на най-малките частици органична материя (планктон, микроорганизми, големи протеинови молекули), които са в суспензия, да се слепят и да ги превърнат в тежки люспи, които след това се утаяват. Флокуланти, химикали от различни марки, могат да се добавят за подобряване на флокулацията.

Поддържаневодата се среща в резервоари с бавен поток и механизъм за преливане, където долният слой течност се движи по-бавно от горния. В този случай общата скорост на движение на водата се забавя и се създават условия за утаяване на тежки замърсяващи частици.

Филтрираневърху филтри с въглен или карбонизация, помага да се отървете от 95% от примесите във водата, както химични, така и биологични свойства. Преди това водата се филтрира върху патронни филтри с пресован активен въглен. Но този метод е доста трудоемък и изисква честа и скъпа регенерация на филтърния материал. На настоящия етап е обещаващо да се използват гранулирани (GAU) или прахообразни (PAH) активни въглени, които се изсипват във водата в карбонизиращия блок и се смесват с обработената вода. Изследванията показват, че този метод е значително по-ефективен от филтрирането с блоков филтър и също така е по-евтин. PAHs помагат за премахване на замърсяването от химикали, тежки метали, органични вещества и, което е важно, повърхностноактивни вещества. Филтрирането с активен въглен е технологично достъпно във всякакъв вид водопроводи.

Дезинфекциясе използва на всички видове водопроводи без изключение за премахване на епидемичната опасност от питейната вода. В днешно време методите за дезинфекция предоставят голям избор от различни методи и дезинфектанти, но хлорът неизменно е една от съставките, поради свойството му да остава активен в разпределителната мрежа и да дезинфекцира водопроводните тръби.

Деминерализацияв индустриален мащаб, това включва отстраняване на излишното желязо и манган от водата (съответно обезжелезяване и деманганиране).

Повишеното съдържание на желязо променя органолептичните свойства на водата, води до оцветяването й в жълто-кафяв цвят, придава неприятен "метален" вкус. Желязото се утаява в тръбите, създавайки условия за по-нататъшното им замърсяване с биологични агенти, оцветява прането по време на пране и влияе негативно на водопроводното оборудване. Освен това високите концентрации на желязо и манган могат да причинят заболявания на стомашно-чревния тракт, бъбреците и кръвта. Излишъкът от желязо, като правило, е придружен от високо съдържание на манган и сероводород.

При комунални водопроводи обезжемяването се извършва по метода на аерация. В този случай двувалентното желязо се окислява до фери и се утаява под формата на люспи ръжда. Освен това може да се елиминира с помощта на филтри с различни натоварвания.

Аерацията се извършва по два начина:

Аерация под налягане - въздушната смес се подава към контактната камера в центъра през тръба, която достига половината от камерата. След това има бълбукане на водния стълб с мехурчета от въздушна смес, която окислява метални примеси и газове. Аерационната колона не е пълна с вода, над повърхността има въздушна възглавница. Неговата задача е да смекчи водния удар и да увеличи площта на аерация.
Аерация без налягане - извършва се с помощта на душ инсталации. В специални камери водата се разпръсква с помощта на водни ежектори, което значително увеличава контактната площ на водата с въздуха.

Освен това желязото се окислява интензивно по време на обработката на водата с хлор и озон.

Манганът се отстранява от водата чрез филтриране през модифицирани товари или чрез добавяне на окислители, например калиев перманганат.

Омекотяваневода се извършва за елиминиране на солите на твърдостта - калциеви и магнезиеви карбонати. За това се използват филтри с натоварване на киселинни или алкални катионообменници или аниони, които заместват калциевите и магнезиеви йони с неутрален натрий. Това е доста скъп метод, поради което се използва най-често в местни пречиствателни станции.

Водоснабдяване към разпределителната мрежа.

След преминаване през пълен комплекс от пречиствателни съоръжения във ВиК, водата става питейна. След това се доставя на потребителя от система от водопроводни тръби, чието състояние в повечето случаи оставя много да се желае. Ето защо все по-често се поставя въпросът за необходимостта от допълнително пречистване на питейната вода от чешмата и не само привеждането й до нормативните изисквания, но и придаване на качества, полезни за здравето.

В условията на модерен голям град, със замърсен въздух и доста лоша екология, всеки човек се стреми да поддържа здравето си. Водата е основният продукт за всеки от нас. Напоследък все повече хора се замислят каква вода използват. В това отношение твърдостта и пречистването на водата не са празни термини, а важни параметри. Днес експертите успешно прилагат технологии за пречистване и пречистване на водата, което допринася за производството на много по-чиста, използваема вода. Професионалистите обръщат внимание на омекотяването на водата, като извършват редица мерки за подобряване на нейните свойства.

Какво предоставят технологиите за пречистване на водата

Нека разгледаме по-подробно какви са технологиите за пречистване на водата. На първо място, това е пречистването на водата от планктона. Този микроорганизъм, живеещ в реките, започва да се развива най-интензивно след появата на големи резервоари. Имайте предвид, че когато планктонът се развива в големи количества, водата започва да мирише неприятно, променя цвета си и придобива характерен вкус.

Днес много промишлени компании изливат своите непречистени отпадъчни води в реки с огромно количество органични замърсители и химически примеси. Впоследствие питейната вода се извлича от тези открити резервоари. В резултат на това повечето от тях, главно тези, разположени на територията на мегаполисите или в близост до тях, са силно замърсени. Водата съдържа феноли, хлорорганични пестициди, амониев и нитритен азот, нефтопродукти и други вредни вещества. Разбира се, водата от такива източници е неизползваема без предварителна подготовка за консумация.

Не бива да забравяме и новите производствени технологии, различни извънредни ситуации и аварии. Всички тези фактори също могат да влошат състоянието на водата в изворите и да повлияят негативно на нейното качество. Благодарение на съвременните изследователски методи учените успяха да открият във вода и нефтопродукти и амини, и феноли, и манган.

Технологиите за пречистване на вода, ако говорим за град, включват изграждането на пречиствателни станции. Преминавайки през няколко етапа на пречистване, водата става по-пригодна за пиене. Но въпреки това, дори и с използването на пречиствателни станции, той не е напълно освободен от вредни примеси и затова все още влиза в домовете ни доста замърсен.

Днес съществуват различни технологии за пречистване на водата и пречистване на питейни и отпадъчни води. Като част от тези мерки се използва механично почистване от различни примеси, като се използват инсталирани филтри, отстраняват се остатъци от хлор и хлорсъдържащи елементи, водата се пречиства от голямо количество минерални соли, съдържащи се в нея, а също така се омекотяват, отстраняват се соли и желязо .

Основни технологии за пречистване и пречистване на водата

Технология 1. Изсветляване

Пречистването е етапът на пречистване на водата, при който се елиминира нейната мътност, намалявайки количеството механични примеси в природните и отпадъчните води. Нивото на мътност на водата, особено на повърхностните източници по време на наводнения, понякога достига 2000–2500 mg / l, докато нормата за вода, подходяща за пиене и използване във фермата, е не повече от 1500 mg / l.

Водата се пречиства чрез утаяване на суспендирани твърди вещества с помощта на специални избистрители, утаители и филтри, които са най-известните съоръжения за пречистване на вода. Един от най-известните методи, широко използвани в практиката, е коагулацията, тоест намаляването на количеството на фино диспергираните примеси във водата. В рамките на тази технология за пречистване на водата се използват коагуланти - комплекси за утаяване и филтриране на суспендирани твърди вещества. Освен това избистрената течност влиза в резервоарите за чиста вода.

Технология 2. Обезцветяване

Коагулацията, използването на различни окислители (например хлор заедно с неговите производни, озон, манган) и сорбенти (активен въглен, изкуствени смоли) позволява да се обезцвети водата, тоест да се отстранят или обезцветят оцветени колоиди или напълно разтворени в нея вещества .

Благодарение на тази технология за пречистване на водата, замърсяването на водата може да бъде значително намалено чрез елиминиране на повечето бактерии. Освен това, дори след отстраняване на някои вредни вещества във водата, други често остават, например, вирусите на туберкулоза, коремен тиф, дизентерия, холера вибрион, енцефалит и полиомиелит, които причиняват инфекциозни заболявания. За пълното им унищожаване водата, използвана за битови и битови нужди, трябва да бъде обеззаразена.

Коагулацията, утаяването и филтрацията имат своите недостатъци. Тези технологии за пречистване на водата не са достатъчно ефективни и са скъпи, поради което е необходимо да се използват други методи за пречистване и подобряване на качеството на водата.

Технология 3. Обезсоляване

С тази технология за пречистване на водата всички аниони и катиони, които влияят върху съдържанието на сол като цяло и нивото на нейната електрическа проводимост, се отстраняват от водата. За обезсоляване се използват обратна осмоза, йонообмен и електродейонизация. В зависимост от това какво ниво на съдържание на сол и какви са изискванията към деминерализираната вода, се избира подходящ метод.

Технология 4. Дезинфекция

Последният етап от пречистването на водата е дезинфекция или дезинфекция. Основната задача на тази технология за пречистване на водата е да потисне жизнената активност на вредните бактерии във водата. За пълно пречистване на водата от микроби не се използват филтриране и утаяване. За да се дезинфекцира, той се хлорира и се използват други технологии за пречистване на водата, които ще обсъдим по-долу.

Днес експертите използват много начини за дезинфекция на водата. Технологиите за пречистване на вода могат да бъдат разделени на пет основни групи. Първият метод е термичен. Втората е сорбция върху активен въглен. Третият е химически, в който се използват силни окислители. Четвъртата е олигодинамия, при която йони действат върху благородни метали. Петият е физически. В рамките на тази технология за пречистване на водата се използват радиоактивно лъчение, ултравиолетови лъчи и ултразвук.

По правило при дезинфекция на вода се използват химически методи, като се използват озон, хлор, хлорен диоксид, калиев перманганат, водороден прекис, натриев хипохлорит и калций като окислители. Що се отнася до специфичен окислител, в този случай най-често се използват хлор, натриев хипохлорит, белина. Методът на дезинфекция се избира въз основа на консумацията и качеството на пречистваната вода, ефективността на първоначалното й пречистване, условията за транспортиране и съхранение на реагентите, възможността за автоматизиране на процеси и механизиране на сложна работа.

Специалистите дезинфекцират вода, която е била предварително обработена, коагулирана, избистрена и обезцветена в слой от суспендирана утайка, или утаена, филтрирана, тъй като филтърът не съдържа частици, върху или вътре в които могат да се намират адсорбирани микроби, които не са дезинфекцирани.

Технология 5.Дезинфекция със силни оксиданти

В момента в сферата на жилищно-комуналните услуги водата обикновено се хлорира, за да се пречисти и дезинфекцира. Когато пиете чешмяна вода, не забравяйте за съдържанието на хлорорганични съединения в нея, чието ниво след дезинфекция с хлор е до 300 μg / l. В същото време първоначалният праг на замърсяване не влияе на този показател, тъй като именно хлорирането причинява образуването на тези 300 микроелемента. Крайно нежелателно е да се консумира вода с такива показатели. Хлорът, съчетавайки се с органични вещества, образува трихалометани - метанови производни с изразен канцерогенен ефект, в резултат на което се появяват ракови клетки.

Когато хлорираната вода се вари, тя образува силно токсично вещество, наречено диоксин. Възможно е да се намали нивото на трихаломенатите във водата чрез намаляване на обема на хлора, използван за дезинфекция и замяната му с други вещества за дезинфекция. В някои случаи се използва гранулиран активен въглен за отстраняване на органични съединения, образувани по време на дезинфекция. Разбира се, не бива да се забравя пълното и редовно наблюдение на показателите за качество на питейната вода.

Ако естествените води са много мътни и имат висок цвят, те често прибягват до предварително хлориране. Но, както бе споменато по-рано, тази технология за пречистване на вода няма достатъчна ефективност, а също така е много вредна за нашето здраве.

Следователно недостатъците на хлорирането като технология за пречистване на водата включват ниска ефективност плюс огромни щети за тялото. Когато се образува канцерогенът трихалометан, се появяват ракови клетки. Що се отнася до образуването на диоксин, този елемент, както беше отбелязано по-горе, е най-силната отрова.

Дезинфекцията на водата без използване на хлор е икономически непрактична. Различните алтернативни технологии за пречистване на водата (например дезинфекция с UV лъчение) са доста скъпи. Най-добрият вариант днес е дезинфекцията на водата с озон.

Технология 6.Озониране

Дезинфекцията с озон изглежда е по-безопасна от хлорирането. Но тази технология за пречистване на водата има и своите недостатъци. Озонът няма повишена стабилност и е склонен към бързо разрушаване, поради което има бактерициден ефект за много кратко време. В този случай водата трябва да заобиколи водопроводната система, преди да влезе в домовете ни. Тук възникват трудности, тъй като всички ние представяме приблизителната степен на влошаване на водопроводните тръби.

Друг нюанс на тази технология за пречистване на водата е реакцията на озона с много вещества, сред които, например, фенол. Елементите, образувани при тяхното взаимодействие, са още по-токсични. Дезинфекцията на водата с озон е опасно начинание, ако водата съдържа дори малък процент бромни йони (трудно е да се открие дори в лаборатория). При озониране се появяват отровни бромни съединения - бромиди, които са опасни за човека дори в микродози.

В този случай озонирането е най-добрият вариант за дезинфекция на големи обеми вода, изискваща щателна дезинфекция. Но не забравяйте, че озонът, подобно на веществата, които се появяват по време на реакциите му с органохлор, е отровен елемент. В тази връзка, голяма концентрация на органохлор на етапа на пречистване на водата може да бъде голяма вреда и опасност за здравето.

И така, недостатъците на дезинфекцията с озон включват още по-голяма токсичност при взаимодействие с фенол, което е дори по-опасно от хлорирането, както и кратък бактерициден ефект.

Технология 7.Дезинфекция с бактерицидни лъчи

За дезинфекция на подземните води често се използват бактерицидни лъчи. Те могат да се използват само в случай на коли-индекс на първоначалното състояние на водата не по-висок от 1000 единици / l, съдържание на желязо до 0,3 mg / l, мътност - до 2 mg / l. В сравнение с дезинфекцията с хлор, бактерицидният ефект върху водата е оптимален. Няма промени във вкуса на водата и нейните химични свойства при използване на тази технология за пречистване на водата. Лъчите проникват във водата почти мигновено и след излагането им тя става използваема. С помощта на този метод се унищожават не само вегетативни, но и спорообразуващи бактерии. Освен това е много по-удобно да се използват инсталации за дезинфекция на вода по този начин, отколкото с хлориране.

В случай на необработени, мътни, оцветени или води с повишено ниво на желязо, коефициентът на усвояване е толкова силен, че използването на бактерицидни лъчи става неоправдано от икономическа гледна точка и недостатъчно надеждно от санитарна гледна точка. В тази връзка бактерицидният метод се използва най-добре за дезинфекция на вече пречистена вода или за дезинфекция на подземни води, които не изискват почистване, но дезинфекцията е необходима за превенция.

Недостатъците на дезинфекцията с бактерицидни лъчи включват икономическата необоснованост и ненадеждност на тази технология за пречистване на вода от гледна точка на канализацията.

Технология 8.Отстраняване на желязо

Основните източници на железни съединения в естествените води са процеси на изветряне, ерозия на почвата и разтваряне на скалите. Що се отнася до питейната вода, в нея може да има желязо поради корозия на водопроводните тръби, а също и защото общинските пречиствателни станции са използвали желязосъдържащи коагуланти за избистряне на водата.

Съществува съвременна тенденция в нехимичните методи за пречистване на подземните води. Това е биологичен метод. Тази технология за пречистване на вода се основава на използването на микроорганизми, най-често железни бактерии, превръщащи Fe 2 + (феррозно желязо) в Fe 3 + (ръжда). Тези елементи не са опасни за човешкото здраве, но отпадните им продукти са силно токсични.

Основата на съвременната биотехнология е използването на свойствата на каталитичен филм, който се образува върху товар от пясък и чакъл или друг подобен материал с малки пори, както и способността на железните бактерии да гарантират протичането на сложни химични реакции без енергийни разходи и реагенти. Тези процеси са естествени и се основават на биологични природни закони. Железните бактерии активно и в големи количества се развиват и във вода, чието съдържание на желязо е от 10 до 30 mg / l, но практиката показва, че те могат да живеят дори при по-ниска концентрация (100 пъти). Единственото условие тук е поддържането на достатъчно ниско ниво на киселинност на околната среда и едновременният достъп на кислород от въздуха, поне в малък обем.

Последният етап от прилагането на тази технология за пречистване на водата е сорбционната обработка. Използва се за улавяне на отпадъчните продукти на бактериите и за извършване на окончателната дезинфекция на водата с помощта на бактерицидни лъчи.

Този метод има много предимства, най-важното от които е, например, екологичността. Той има всички шансове за по-нататъшно развитие. Тази технология за пречистване на водата обаче има и минус - процесът отнема много време. Това означава, че за да се осигурят големи производствени обеми, конструкциите на резервоарите трябва да са с големи размери.

Технология 9.Dгазификация

Някои физикохимични фактори влияят на корозивността на водата. По-специално, водата става корозивна, ако съдържа разтворени газове. Що се отнася до най-често срещаните и корозивни елементи, тук могат да се отбележат въглероден диоксид и кислород. Не е тайна, че ако водата съдържа свободен въглероден диоксид, кислородната корозия на метала става три пъти по-интензивна. В тази връзка технологиите за пречистване на вода винаги предполагат елиминиране на разтворените газове от водата.

Има основни начини за отстраняване на разтворени газове. Те използват физическа десорбция, а също така използват химически методи за тяхното свързване за отстраняване на газови остатъци. Използването на такива технологии за пречистване на вода, като правило, изисква високи енергийни разходи, големи производствени площи и консумация на реагенти. Освен това всичко това може да причини вторично микробиологично замърсяване на водата.

Всички горепосочени обстоятелства допринесоха за появата на принципно нова технология за пречистване на водата. Това е мембранно дегазиране или дегазиране. Използвайки този метод, специалистите, използвайки специална пореста мембрана, в която могат да проникнат газове, но водата не може да проникне, отстраняват газовете, разтворени във вода.

Основата на действието на мембранното дегазиране е използването на специални мембрани с голяма площ (обикновено на базата на кухи влакна), поставени в съдове под налягане. В техните микропори протичат газообменни процеси. Мембранната технология за пречистване на вода позволява използването на по-компактни инсталации, а рисковете от повторно биологично и механично замърсяване на водата са сведени до минимум.

Благодарение на мембранните дегазатори (или MD) е възможно да се отстранят разтворените газове от водата, без да се диспергират. Самият процес се извършва във вода, след това в мембрана, след това в газов поток. Въпреки наличието на ултрапорьозна мембрана в MD, принципът на действие на мембранния дегазатор се различава от друг тип мембрани (обратна осмоза, ултрафилтрация). В пространството на мембраните на дегазатора потокът от течност през порите на мембраната не преминава. Мембраната е инертна газонепроницаема стена, която служи като разделител за течната и газообразната фази.

Експертно мнение

Характеристики на приложението на технологията за озониране на подземните води

В.В. Джубо,

L.I. Алферова,

Старши научен сътрудник, катедра по водоснабдяване и отвеждане на отпадъчните води, Томски държавен университет по архитектура и строителство

Доколко ефективно ще бъде озонирането като технология за пречистване на водата и подземните води, се влияе не само от параметрите на синтеза на озон: консумация на електроенергия, цена и т.н. Важно е и колко ефективно се извършва смесването и разтварянето на озона във водата, която се обработва. място. Не бива да забравяме и качествения състав.

Студената вода е по-подходяща за по-добро разтваряне на озона, а веществото се разлага по-бързо при повишаване на температурата на водната среда. Тъй като налягането на насищане се увеличава, озонът също се разтваря по-добре. Всичко това трябва да се вземе предвид. Например, озонът се разтваря до 10 пъти по-бързо при определена температурна среда от кислорода.

В Русия и в чужбина многократно са провеждани проучвания, свързани с озонирането на водата. Резултатите от изследванията на тази технология за пречистване на вода показаха, че следните фактори влияят върху нивото на наситеност на водата с озон (максимално възможна концентрация):

съотношението на обема на подадената смес от озон и въздух (m 3) и количеството пречистена вода Qw (m 3) - (Qoz / Qw);
концентрацията на озон в сместа от озон и въздух, която се подава към водата;
обемът на пречистената вода;
температурата на третираната вода;
налягане на насищане;
продължителност на насищане.

Ако източникът на водоснабдяване е подземните води, трябва да се помни, че в зависимост от сезона те могат да се променят, по-специално качеството им става различно. Това трябва да се има предвид при обосноваване на технологиите за пречистване на вода за организиране на общественото водоснабдяване, особено ако в него се използва озон.

Ако озонът се използва в технологиите за пречистване на подземните води, не трябва да се забравят значителните разлики в тяхното качество в различните региони на Русия. В допълнение, качеството на подземните води също се различава от състава на предварително изследваната чиста вода. В тази връзка използването на която и да е известна технология за пречистване на водата или технологични параметри за пречистване на водата ще бъде неправилно, тъй като винаги трябва да се отчита качественият състав и спецификата на водата, подлежаща на планирано третиране. Например, винаги ще има разлики между действителната или действително постижима концентрация на озон в естествените подпочвени води, които трябва да бъдат третирани, и теоретично възможната или постижима производителност при използване на чиста вода. Обосновавайки една или друга технология за пречистване на вода, на първо място е необходимо подробно проучване на качествения състав на водоизточника.

Пречистване и дезинфекция на отпадъчни води: съвременни проблеми

Съвременни технологии за пречистване на водата и иновативни методи

Чрез въвеждането на нови методи и технологии за пречистване на водата е възможно да се решат определени задачи, постигането на които гарантира:

производство на питейна вода в съответствие с GOST и настоящите стандарти, които отговарят на изискванията на купувачите;
надеждно пречистване и дезинфекция на водата;
непрекъсната и надеждна работа на пречиствателните съоръжения;
намаляване на разходите за подготовка на водата и процесите на нейното пречистване;
спестяване на реактиви, ток и вода за лични нужди;
висококачествено производство на вода.

Трябва също така да се докосне до най-новите технологии за пречистване на водата, които се използват за подобряване на водата.

1. Мембранни методи

Мембранните методи се основават на съвременни технологии за пречистване на вода, които включват макро- и микро-, ултра- и нанофилтрация, както и обратна осмоза. Мембранната технология за пречистване на вода се използва за обезсоляване на отпадъчни води и решаване на проблеми с пречистването на водата. В същото време пречистената вода все още не може да се нарече полезна и безопасна за тялото. Имайте предвид, че мембранните методи са скъпи и енергоемки, а приложението им е свързано с постоянни разходи за поддръжка.

2. Методи без реагент

Тук на първо място трябва да се подчертае структурирането или активирането на течност като най-често използваният метод. Днес има различни начини за активиране на водата (например използването на магнитни и електромагнитни вълни, кавитация, ултразвукови честотни вълни, излагане на различни минерали, резонансни методи). С помощта на структуриране е възможно да се решат редица задачи за приготвяне на вода (обезцветяване, омекотяване, дезинфекция, дегазиране, обезмасляване на водата и извършване на редица други манипулации). В този случай не се използват химически технологии за пречистване на водата.

Активираната вода и течността, към които са приложени традиционните технологии за пречистване на вода, се различават една от друга. Недостатъците на традиционните методи вече бяха споменати по-рано. Структурата на активираната вода е подобна на структурата на водата от извор, "жива" вода. Има много лечебни свойства и големи ползи за човешкото тяло.

За премахване на мътността от течността (трудно утаяване на тънки суспензии) се използва различен метод на активирана вода - нейната способност да ускорява коагулацията (адхезията и утаяването) на частиците и последващото образуване на големи флокули. Химичните процеси и кристализацията на разтворените вещества протичат много по-бързо, абсорбцията става по-интензивна, има подобрение в коагулацията на примесите и тяхното утаяване. В допълнение, такива методи често се използват за предотвратяване на натрупване на котлен камък в топлообменното оборудване.

Използваните методи за активиране и технологии за пречистване на водата влияят пряко върху качеството на водата. Между тях:

магнитни устройства за пречистване на вода;
електромагнитни методи;
кавитация;
резонансно вълново структуриране на течност (тази технология за обработка на вода е безконтактна, а основата й са пиезоелектрични кристали).

3. Хидромагнитни системи

Целта на HMS (хидромагнитни системи) е обработката на водни потоци с помощта на постоянно магнитно поле със специална пространствена конфигурация. HMS се използва за неутрализиране на котлен камък в топлообменно оборудване, както и за избистряне на вода (например след дезинфекция с хлор). Тази система работи по следния начин: металните йони във водата взаимодействат един с друг на магнитно ниво. В същото време се извършва химическа кристализация.

Обработката с помощта на хидромагнитни системи не изисква химически реагенти и следователно този метод на почистване е екологичен. Но има и недостатъци в HMS. В рамките на тази технология за пречистване на вода се използват постоянни мощни магнити, които са базирани на редкоземни елементи, които запазват своите параметри (силност на магнитното поле) за дълго време (десетилетия). Но в случай на прегряване на тези елементи над 110–120 ° C е възможно отслабване на магнитните свойства. В тази връзка инсталирането на хидромагнитни системи трябва да се извършва на места, където температурата на водата не надвишава тези стойности, т.е. преди да се нагрее (възвратна линия).

И така, недостатъците на HMS включват възможността за използване при температури не повече от 110–120 o C, недостатъчна ефективност, необходимостта от използване на други методи заедно с него, което е нерентабилно от икономическа гледна точка.

4. Метод на кавитация

При кавитация във вода се образуват кухини (кухини или кавитационни мехурчета), вътре в които има газ, пара или тяхната смес. По време на кавитация водата преминава в друга фаза, тоест от течност се превръща в пара. Кавитация се появява, когато налягането във водата намалява. Промяната в налягането се причинява от увеличаване на скоростта му (по време на хидродинамична кавитация), преминаване на акустична вода по време на полупериод на разреждане (по време на акустична кавитация).

Когато кавитационните мехурчета изчезнат рязко, възниква воден чук. В резултат на това във вода с ултразвукова честота се създава вълна от компресия и разтягане. Методът на кавитация се използва за пречистване на водата от желязо, твърди соли и други вещества, надвишаващи максимално допустимата концентрация. В същото време дезинфекцията на водата чрез кавитация не е много ефективна. Други недостатъци при използването на метода включват значителна консумация на енергия и скъпа поддръжка с консумативи филтърни елементи (ресурс от 500 до 6000 m 3 вода).

Технологии за пречистване на питейна вода за жилищно- комунални услуги по схемата

Схема 1.Аерация-дегазиране - филтриране - дезинфекция

Тази технология за пречистване на вода може да се нарече най-простата от технологична гледна точка и конструктивна в изпълнение. Схемата се изпълнява чрез различни методи за аериране-дегазиране - всичко зависи от качествения състав на подземните води. Има две основни приложения за тази технология за пречистване на вода:

аерация-дегазиране на течността в първоначално състояние в резервоара; не се използват принудително подаване на въздух и последващо филтриране върху гранулирани филтри и дезинфекция чрез UV облъчване. По време на аерация-дегазиране, пръскането се извършва върху твърд контактен слой с помощта на ежекторни дюзи и вихрови дюзи. Като резервоар за първоначална вода могат да действат контактен басейн, водна кула и др. Филтрите тук са албитофири, изгорени скали. Тази технология обикновено се използва за пречистване на подземни води, в които има минерални форми на разтворени Fe 2 + и Mn 2 +, които не съдържат H 2 S, CH 4 и антропогенни замърсявания;
аерация-дегазация, извършена по аналогия с предишния метод, но освен това се използва принудително подаване на въздух. Този метод се използва, ако в състава на подземните води има разтворени газове.

Пречистената вода може да се подава в специални RCHV (резервоари за чиста вода) или кули, които са специални резервоари за съхранение, при условие че все още не са използвани като приемен резервоар. След това водата се транспортира до потребителите по разпределителните мрежи.

Схема 2.Аерация-дегазиране - филтриране - озониране - филтриране при GAU - дезинфекция

Що се отнася до тази технология за пречистване на водата, нейното използване е препоръчително за комплексно пречистване на подземните води, ако има силни замърсители във високи концентрации: Fe, Mn, органични вещества, амоняк. В хода на този метод се извършва еднократно или двойно озониране:

ако водата съдържа разтворени газове CH 4, CO 2, H 2 S, органични вещества и антропогенно замърсяване, озонирането се извършва след аериране-дегазиране с филтриране върху инертни материали;
ако CH 4 не присъства, при (Fe 2 + / Mn 2 +)< 3: 1 озонирование нужно проводить на первом этапе аэрации-дегазации. Уровень доз озона в воде не должен быть выше 1,5 мг/л, чтобы не допустить окисления Mn 2 + до Mn 7 +.

Можете да използвате онези филтриращи материали, които са посочени в схема А. Ако се използва сорбционно пречистване, често се използват активни въглени и клиноптилолит.

Схема 3.Аерация-дегазиране - филтрация - дълбока аерация във вихрови аератори с озониране - филтриране - дезинфекция

Тази технология развива технологията за пречистване на подземните води по схема Б. Може да се използва за пречистване на води, съдържащи повишено ниво на Fe (до 20 mg/l) и Mn (до 3 mg/l), нефтопродукти до 5 mg / l, феноли до 3 μg / l и органични вещества до 5 mg / l с pH на изходната вода близко до неутрално.

В рамките на тази технология за пречистване на водата е най-добре да се използва UV облъчване за дезинфекция на пречистената вода. Териториите за бактерицидни инсталации могат да бъдат:

места, разположени точно преди подаването на пречистена вода на потребителите (ако дължината на мрежите е малка);
непосредствено пред точките на изтегляне.

Като се вземе предвид качеството на подземните води от санитарна гледна точка и състоянието на водоснабдителната система (мрежи, конструкции по тях, RFW и др.), оборудване на станции или оборудване за пречистване на вода с цел дезинфекция на водата преди доставката й до потребителите могат да означават наличието на всяко оборудване, приемливо за условията на определена територия.

Схема 4.Интензивно дегазиране-аерация - филтриране (AB; GP) - дезинфекция (UFO)

При тази технология за пречистване на водата има етапи на интензивно обезгазяване-аерация и филтриране (понякога двустепенни). Използването на този метод е препоръчително, когато е необходимо да се отстранят разтворени CH 4, H 2 S и CO 2, които присъстват в повишени концентрации с достатъчно ниско съдържание на разтворени форми на Fe, Mn - до 5 и 0,3 mg / L, съответно.

Като част от прилагането на технологията за пречистване на водата, засилената аерация и филтрация се извършват на 1-2 етапа.

За извършване на аерация те използват вихрови дюзи (приложени за отделни системи), вихрови дегазатори - аератори, комбинирани дегазационни и аерационни агрегати (колони) с едновременно издухване на газове.

Що се отнася до филтриращите материали, те са подобни на посочените в схема А. При съдържание на феноли и нефтопродукти в подземните води, филтрацията се извършва с помощта на сорбенти - активен въглен.

В съответствие с тази схема водата се филтрира на двустепенни филтри:

1-ви етап - за пречистване на водата от съединения на Fe и Mn;
2-ри етап - да се извърши сорбционно пречистване на вода, която вече е пречистена, от нефтопродукти и феноли.

По възможност се извършва само първият етап на филтриране, поради което схемата става по-гъвкава. В същото време прилагането на такава технология за пречистване на вода изисква повече разходи.

Ако разглеждаме малки и средни населени места, използването на тази технология за пречистване на водата е за предпочитане във версията под налягане.

Като част от прилагането на технологията за пречистване на водата, можете да използвате всеки метод за дезинфекция на вода, която вече е пречистена. Всичко зависи от това колко ефективна е водоснабдителната система и какви са условията на територията, където се използва технологията за пречистване на водата.

Схема 5.Озониране - филтриране - филтриране - дезинфекция (NaClO)

Ако е необходимо да се отстранят антропогенни и естествени замърсители, те прибягват до озониране с по-нататъшно филтриране чрез гранулиран товар и адсорбция върху GAU и дезинфекция с натриев хипохлорит с общо съдържание на желязо до 12 mg / l, калиев перманганат до 1,4 mg / l и окислимост до 14 mg O 2 / l.

Схема 6.Аерация-дегазиране - коагулация - филтриране - озониране - филтриране - дезинфекция (NaClO)

Тази опция е подобна на предишната схема, но тук се използва аерация-дегазиране и се въвежда коагулант пред филтрите за обезжелезяване и деманганиране. Благодарение на технологията за пречистване на водата е възможно да се отстранят антропогенните замърсители в по-трудна ситуация, когато съдържанието на желязо достигне до 20 mg / l, манган до 4 mg / l и има висока окислимост на перманганат - 21 mg О 2 / л.

Схема 7.Аерация-дегазиране - филтриране - филтриране - йонообмен - дезинфекция (NaClO)

Тази схема се препоръчва за регионите на Западен Сибир, където има значителни нефтени и газови находища. Като част от технологията за пречистване на водата, водата се освобождава от желязо, провежда се среща в GAU, йонен обмен върху клиноптилолит в Na-форма с по-нататъшна дезинфекция и натриев хипохлорит. Трябва да се отбележи, че схемата вече се използва успешно на територията на Западен Сибир. Благодарение на тази технология за пречистване на водата водата отговаря на всички стандарти на SanPiN 2.1.4.1074–01.

Технологията за пречистване на водата също има недостатъци: периодично йонообменните филтри трябва да се регенерират с помощта на разтвор на натриев хлорид. Съответно тук възниква въпросът за унищожаването или повторното използване на разтвора за регенериране.

Схема 8.Аерация-дегазиране - филтриране (C + KMnO 4) - озониране - утаяване - адсорбция (C) - филтриране (C + KMnO 4) (деманганиране) - адсорбция (C) - дезинфекция (Cl)

Благодарение на технологията за пречистване на водата по тази схема, тежки метали, амоний, радионуклиди, антропогенни органични замърсявания и други, както и манган и желязо, се отстраняват от водата на два етапа - чрез коагулация и филтрация през товар от естествен зеолит (клиноптилолит), озониране и сорбция върху зеолит ... Регенерирайте товара, като използвате метода на реагента.

Схема 9.Аерация-дегазиране - озониране - филтриране (избистряне, деферизация, деманганация) - адсорбция върху GAU - дезинфекция (UFO)

В рамките на тази технология за пречистване на водата се извършват следните дейности:

метанът се отстранява напълно със съпътстващо повишаване на pH в резултат на частично отстраняване на въглероден диоксид, сероводород, както и летливи хлорорганични съединения (ЛОС), предварително озониране, предозонационно окисление и хидролиза на желязо (етап на дълбока аерация- дегазиране) се извършват;
Отстраняват се 2–3-валентни желязо и желязо-фосфатни комплекси, частично манган и тежки метали (етап на филтриране на технологията за пречистване на водата);
унищожаване на остатъчни стабилни комплекси от желязо, калиев перманганат, сероводород, антропогенни и естествени органични вещества, сорбция на продукти от озонирането, нитрифициране на амониевия азот (етап на озониране и сорбция).

Пречистената вода трябва да се дезинфекцира. За това се извършва UV облъчване, инжектира се малка доза хлор и едва след това течността се подава във водоразпределителната мрежа.

Експертно мнение

Как да изберем правилната технология за пречистване на водата

В.В. Джубо,

д-р техн. наук, професор в катедрата "Водоснабдяване и канализация" на Федералната държавна бюджетна образователна институция за висше професионално образование "Томски държавен университет по архитектура и строителство"

От инженерна гледна точка е доста трудно да се проектират технологии за пречистване на водата и да се изготвят технологични схеми, според които е необходимо водата да се доведе до стандартите за пиене. Определянето на метода за пречистване на подземните води като отделен етап от изготвянето на обща технология за пречистване на водата се влияе от качествения състав на естествените води и необходимата дълбочина на пречистване.

Подземните води в руските региони са различни. Именно техният състав определя технологията на пречистване на водата и постигането на съответствие на водата със стандартите за пиене SanPiN 2.1.4.1074–01 „Питейна вода. Хигиенни изисквания за качеството на водата в централизираните системи за питейна вода. Контрол на качеството. Санитарно-епидемиологични правила и норми”. Използваните технологии за пречистване на вода, тяхната сложност и, разбира се, разходите за оборудване за пречистване също зависят от първоначалното качество и съдържание на питейната вода.

Както вече беше отбелязано, съставът на водите е различен. Формирането му е повлияно от географските, климатичните, геоложките условия на района. Например, резултатите от естествените изследвания на състава на водите в различни територии на Сибир показват, че те имат различни характеристики през различните сезони, тъй като храненето им се променя в зависимост от сезона.

Когато условията за изтегляне на подземни води от водоносни хоризонти са нарушени, водата тече от съседни хоризонти, което също влияе върху промяната на характеристиките, качествения състав на течностите.

Тъй като изборът на една или друга технология за пречистване на водата зависи от характеристиките на водите, е необходимо задълбочено и цялостно да се анализира техният състав, за да се избере най-евтиният и най-ефективен вариант.

Фирма KF Center работи на пазара на системи за пречистване и пречистване на вода от 1997г. Представяме на вниманието на нашите клиенти оборудване с високо качество. Специализирайки се не само в областта на внедряването, но и в разработките в тази индустрия, компанията има възможността да представи в своя каталог не само най-модерните, но и най-разнообразните технологични комплекси за пречистване на вода. Но първо нещата.

Пречистване на вода и пречистване на вода: значение в съвременния свят

Днес не е тайна за никого, че самото качество на нашия живот до голяма степен зависи от качеството на водата. Този въпрос е особено остър в мегаполисите, където количеството чиста вода, консумирана от населението, е поразително по своя мащаб. Също така, пречистването на водата и пречистването на водата са важни за различни индустрии. Независимо дали става дума за промишлени комплекси или селскостопански предприятия.

Разбирайки актуалните изисквания на пазара, фирма KF Center се стреми да отговори на най-модерните изисквания за доставка на професионални системи за пречистване и пречистване на вода. Ето защо, обръщайки се към специалистите на компанията, винаги можете да сте сигурни, че те ще намерят решение на всеки проблем, с който се сблъскате.

Пречиствателни станции - иновация или традиционна технология?

Днес модерната система за пречистване на вода или вода е комбинация от традиционни технологии и индустриални иновации. Разчитайки на откритията на предишни поколения и желаейки да вървим в крак с времето, фирма KF Center предлага на своите клиенти най-ефективното съвременно оборудване.

Инсталации за пречистване и пречистване на вода в асортимента на фирма "KF Center"

Компанията KF Center представя на пазара различни технологични комплекси, способни да решават както широк спектър от задачи, така и да се справят с високоспециализирани заявки. В крайна сметка за никого не е тайна, че изборът на оборудване за пречистване на вода или пречистване на вода зависи от качеството на изходната вода, както и от изискванията на Клиентите за качеството на пречистената вода.

Така че водата за жилищно-комуналния сектор трябва да отговаря на редица фактори, за да бъде подходяща за битови нужди. Хранителната индустрия има свои собствени изисквания към водата, които са много строги по отношение на чистотата на крайния продукт. Какво можем да кажем за промишлена употреба, където може да се изисква строго определен химичен състав на водата.
Отговаряйки на многобройните искания на своите клиенти, компанията KF Center непрекъснато разширява продуктовата си линия, предлагайки на пазара голямо разнообразие от системи за пречистване и пречистване на вода. Между тях:

филтри за омекотяване на водата и отстраняване на разтворено желязо;
Филтри за отстраняване на механични примеси;
патронни филтри;
хидроциклонни филтри;
ултравиолетови стерилизатори;
пропорционални дозиращи комплекси;
ултрафилтрационни системи; нанофилтрация, обратна осмоза;
гранулирани системи с активен въглен;
химични програми за пречистване и стабилизиране на котелна и охладителна вода, пара и кондензат, вода от рециклиращи водоснабдителни системи;
контролно-измервателна и аналитична апаратура.

Системите за пречистване и пречистване на вода, предлагани от фирма KF Center, са предназначени не само за отстраняване на механични примеси и суспензии от водата, но и на отделни елементи:

соли за твърдост;
органични съединения;
манган;
жлеза;
сероводород и др.

Области на дейност на фирма "КФ Център"

Във фирма KF Center можете да закупите различни системи за пречистване или пречистване на вода, както и да поръчате редица допълнителни услуги.

Първо, това е, разбира се, професионални съвети за избор на подходящо оборудване и технологични процеси за работа с вода в тази посока.

Второ, можете да поръчате проектирането на комплекси, които включват голямо разнообразие от системи за пречистване и пречистване на вода. Освен това фирмата не само ще ги проектира, но и ще произвежда, доставя и извършва пускови работи.

На трето място, фирма KF Center предлага коригираща обработка на водата с реактиви.

Основни (традиционни) методи за пречистване на водата.

Основните методи за пречистване на водата

Избистряне на водата

Дезинфекция на вода

Дезинфекция на вода със силни окислители.

Озониране

Дезинфекция на вода с бактерицидни лъчи.

ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Нови технологии и иновативни методи за подобряване на качеството на водата

производство на питейна вода, която отговаря на установените стандарти и GOST, отговаряща на изискванията на потребителите;
надеждност на пречистването и дезинфекцията на водата;
ефективна, непрекъсната и надеждна работа на пречиствателните станции за отпадъчни води;
намаляване на разходите за пречистване и пречистване на водата;
спестяване на реактиви, ток и вода за собствени нужди;
качество на производството на вода.

Сред новите технологии за подобряване на качеството на водата са:

Недостатъци: консумира електричество, не е достатъчно ефективен и е скъп за поддръжка.

ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Методи за безконтактно течно активиране (BOZH). Резонансни технологии.

Въведение

Дълги години и векове пречистването на водата не се откроява като клон на технологията, а още по-малко като клон на химическата технология. Използвани са емпирично установени техники и методи за пречистване на водата, предимно противоинфекциозни. И следователно, историята на пречистването на водата е историята на устройствата за приготвяне и пречистване на вода от добре познати химични процеси и технологии, които са открити или се прилагат. Пречистването на водата за питейно и промишлено водоснабдяване е коренно различно от други области на химическата технология: процесите на пречистване на водата се извършват в големи обеми вода и с много малки количества разтворени вещества. Това означава, че високата консумация на вода изисква инсталиране на оборудване с голям размер, а малко количество вещества, извлечени от водата, неизбежно води до използването на "фини" методи за пречистване на водата. Понастоящем научните основи на технологиите за пречистване на вода се развиват интензивно, като се отчитат специфичните специфики на този отрасъл на технологията. И тази работа далеч не е завършена, ако изобщо може да се говори за крайното познание за водата. Би било огромно преувеличение да се твърди, че напредналите научни и конструкторски сили, най-добрите машиностроителни мощности са насочени към задоволяване на нуждите от пречистване на водата. Напротив, вниманието към тази индустрия и съответно финансирането се прояви в най-малък обем, по остатъчния принцип.

Изпитанията, сполетяли Русия през последните 12-15 години, също са напълно научени от пречистването на водата. Както клиентите, така и доставката на оборудване за пречистване на вода са все повече, така да се каже, индивидуализирани. През последните години доставките по правило бяха на едро, а сега основно на дребно едро и единични. Да не говорим за факта, че съвсем наскоро нямаше руско производство на битови филтри и автономни водоснабдителни системи, по дефиниция доставяни в едно или повече копия. А вносът на такова оборудване беше много оскъден. Това означава, че много хора, които преди това не са били запознати с него, се занимават с пречистване на водата. Освен това, с малък брой специалисти по пречистване на вода, много инженери, които са получили образование по други специалности, се занимават с вода. Едва ли е лесна задача да осигурим на потребителите качествена питейна вода.

Практически е невъзможно дори накратко да се разгледат всички методи за пречистване и пречистване на водата. Тук бихме искали да насочим вниманието на читателите към най-често използваните в практиката съвременни технологии в пречиствателни съоръжения на различни водоснабдителни системи.

1. Свойства и състав на водата

Водата е най-ненормалното вещество в природата. Този общ израз се дължи на факта, че свойствата на водата до голяма степен не съответстват на физическите закони, които управляват други вещества. Преди всичко е необходимо да припомним: когато говорим за естествена вода, всички преценки трябва да се приписват не на водата като такава, а на водните разтвори на различни, всъщност всички елементи на Земята. Досега не е било възможно да се получи химически чиста вода.

1.1 Физични свойства на водата

Полярната асиметрична структура на водата и разнообразието от нейните съдружници са отговорни за удивителните аномални физични свойства на водата. Водата достига най-високата си плътност при положителни температури, има ненормално висока топлина на изпаряване и топлина на топене, специфична топлина, точки на кипене и замръзване. Голям специфична топлина -4,1855 J / (g ° C) при 15 ° C - допринася за регулирането на температурата на Земята поради бавното нагряване и охлаждане на водните маси. За живак, например, специфичната топлина при 20 ° C е само 0,1394 J / (g ° C). Като цяло топлинният капацитет на водата е повече от два пъти по-голям от топлинния капацитет на всяко друго химично съединение. Това може да обясни избора на водата като работен флуид в енергетиката. Ненормално свойство на водата - разширяване на обема с 10% при замразяване осигурява плаване на лед, тоест отново запазва живота под леда. Друго изключително важно свойство на водата е нейната изключително голяма повърхностно напрежение ... Молекулите на повърхността на водата изпитват междумолекулно привличане от едната страна. Тъй като силите на междумолекулното взаимодействие във водата са необичайно високи, всяка молекула, "плуваща" по повърхността на водата, е сякаш изтеглена във водния слой. Водата има повърхностно напрежение от 72 mN / m при 25 ° C. По-специално, това свойство обяснява сферичната форма на водата в условия на нулева гравитация, издигането на водата в почвата и в капилярните съдове на дървета, растения и др.

Естествена вода - сложна дисперсна система, съдържаща голямо разнообразие от минерални и органични примеси.

Качеството на естествената вода като цяло се разбира като характеристика на нейния състав и свойства, която определя нейната пригодност за конкретни видове водоползване, а критериите за качество са признаци, по които се оценява качеството на водата.

1.2. Суспендирани примеси

Суспендирани твърди вещества присъстващите в естествените води са съставени от частици глина, пясък, тиня, суспендирани органични и неорганични вещества, планктон и различни микроорганизми. Суспендираните частици влияят на бистротата на водата.

Съдържанието на суспендирани примеси във водата, измерено в mg/l, дава представа за замърсяването на водата с частици предимно с номинален диаметър повече от 1 · 10 - 4 mm. Когато съдържанието на суспендирани твърди вещества във водата е по-малко от 2-3 mg/l или повече от посочените стойности, но номиналният диаметър на частиците е по-малък от 1 · 10-4 mm, определянето на замърсяването на водата се извършва индиректно от мътност на водата.

1.3. Мътност и прозрачност

Мътност вода се причинява от наличието на фино диспергирани примеси, причинени от неразтворими или колоидни неорганични и органични вещества от различен произход. Наред с мътността, особено в случаите, когато водата е с незначителен цвят и мътност, а определянето им е трудно, използвайте индикатора « прозрачност» .

1.4. Мирис

Естеството и интензивността на миризмата естествената вода се определя органолептично. По своята същност миризмите се разделят на две групи: от естествен произход (живи и мъртви организми във вода, разлагащи се растителни остатъци и др.); от изкуствен произход (примеси от промишлени и селскостопански отпадъчни води). Миризмите от втората група (от изкуствен произход) се наричат според веществата, които определят миризмата: хлор, бензин и др.

1.5. Вкус и аромат

Разграничаване четири вида вкус на вода : солено, горчиво, сладко, кисело. Качествената характеристика на нюансите на вкусовите усещания - послевкус - се изразява описателно: хлорен, рибен, горчив и т.н. Най-разпространеният солен вкус на водата най-често се дължи на разтворения във вода натриев хлорид, горчив - магнезиев сулфат, кисел - излишък от свободен въглероден диоксид и др.

1.6. Цветност

Показателят за качество на водата, който характеризира интензивността на цвета на водата и се дължи на съдържанието на оцветени съединения, се изразява в градуси от платинено-кобалтовата скала и се определя чрез сравняване на цвета на тестовата вода със стандартите. Цветност естествените води се дължат главно на наличието на хумусни вещества и железни съединения, вариращи от няколко до хиляди градуса.

1.7. Минерализация

Минерализация е общото съдържание на всички минерали, открити при химичния анализ на водата. Минерализацията на естествените води, която определя тяхната специфична електропроводимост, варира в широки граници. Повечето реки имат минерализация от няколко десетки милиграма на литър до няколкостотин. Тяхната специфична проводимост варира от 30 до 1500 μS / cm. Минерализацията на подземните води и солените езера варира в диапазона от 40-50 mg / l до стотици g / l (плътността в този случай вече е значително различна от единица). Специфичната електрическа проводимост на атмосферните валежи с минерализация от 3 до 60 mg / l е 10-120 μS / cm. Естествените води на минерализация са разделени на групи. Границата за прясна вода - 1 g / kg - се установява поради факта, че при минерализация над тази стойност, вкусът на водата е неприятен - солен или горчиво-солен.

1.8. Електропроводимост

Електропроводимост е числов израз на способността на водния разтвор да провежда електрически ток. Електрическата проводимост на водата зависи главно от концентрацията на разтворените минерални соли и температурата.

По стойностите на електрическата проводимост може грубо да се прецени солеността на водата.

Тип вода Плътност на минерализация,

1.9. твърдост

Твърдостта на водата поради наличието на йони на калций, магнезий, стронций, барий, желязо, манган във водата. Но общото съдържание на калциеви и магнезиеви йони в естествените води е несравнимо по-високо от съдържанието на всички останали изброени йони - и дори тяхната сума. Следователно твърдостта се разбира като сумата от количествата калциеви и магнезиеви йони - общата твърдост, която е сумата от стойностите на карбонатна (временна, елиминирана чрез кипене) и некарбонатна (постоянна) твърдост. Първият се причинява от наличието на калциеви и магнезиеви бикарбонати във водата, вторият от наличието на сулфати, хлориди, силикати, нитрати и фосфати на тези метали. Въпреки това, при стойност на твърдостта на водата над 9 mmol / l, е необходимо да се вземе предвид съдържанието на стронций и други алкалоземни метали във водата.

Съгласно ISO 6107-1-8: 1996, който включва повече от 500 термина, твърдостта се определя като способността на водата да се пени със сапун. В Русия твърдостта на водата се изразява в mmol / l. В твърда вода нормалният натриев сапун се превръща (в присъствието на калциеви йони) в неразтворим "калциев сапун", който образува безполезни люспи. И докато цялата калциева твърдост на водата не бъде елиминирана по този начин, образуването на пяна няма да започне. За 1 mmol / l твърдост на водата за такова омекотяване на водата теоретично се изразходват 305 mg сапун, на практика - до 530. Но, разбира се, основните проблеми са от образуването на котлен камък.

Класификация на твърдостта на водата (ммол/л): Водна група Мерна единица, mmol / l

Много мека ……………… ..до 1,5

Мека ……………………………… .1,5 - 4,0

Средна твърдост ………… 4 - 8

Трудно …………………… ... 8 - 12

Много трудно ……………….. Повече от 12

1.10. Алкалност

Алкалност вода е общата концентрация на аниони на слаби киселини и хидроксилни йони, съдържащи се във водата (изразена в mmol / l), които реагират при лабораторни изследвания със солна или сярна киселини, за да образуват хлоридни или сулфатни соли на алкални и алкалоземни метали. Съществуват следните форми на алкалност на водата: бикарбонат (хидрокарбонат), карбонат, хидрат, фосфат, силикат, хумат – в зависимост от анионите на слабите киселини, които определят алкалността.

Алкалността на естествените води, чието pH обикновено е

Тъй като в естествените води алкалността почти винаги се определя от бикарбонати, за такива води общата алкалност се приема равна на карбонатната твърдост.

1.11. Органична материя

Обхват органични примесимного широк:

Хуминови киселини и техните соли - хумати на натрий, калий, амоний;

Някои примеси от промишлен произход;

Част от аминокиселини и протеини;

Фулвови киселини (соли) и хуминови киселини и техните соли - хумати на калций, магнезий, желязо;

Мазнини от различен произход;

Частици от различен произход, включително микроорганизми.

Съдържанието на органична материя във водата се оценява чрез методи за определяне на окислимостта на водата, съдържанието на органичен въглерод, биохимичната нужда от кислород и абсорбцията в ултравиолетовата област. Стойността, характеризираща съдържанието на органични и минерални вещества във водата, окислени от един от силните химически окислители при определени условия, се нарича окислимост ... Има няколко вида окисляемост на водата: перманганат, бихромат, йодат, церий (методи за определяне на последните два се използват рядко). Окисляемостта се изразява в милиграми кислород, което е еквивалентно на количеството реагент, използван за окисляване на органични вещества, съдържащи се в 1 литър вода. В подземните води (артезиански) органичните примеси практически липсват, а в повърхностните води има значително повече "органика".

2. Избор на методи за пречистване на водата

Методите за пречистване на водата трябва да се избират при сравняване на състава на изходната вода и нейното качество, регламентирано от регулаторни документи или определено от потребителя на вода. След предварителен избор на методите за пречистване на водата се анализират възможностите и условията за тяхното приложение, изхождайки от поставената задача. Най-често резултатът се постига чрез поетапно прилагане на няколко метода. Следователно, както изборът на действителните методи за пречистване на водата, така и тяхната последователност са важни.

Методите за пречистване на водата са около 40. Тук са разгледани само най-често използваните.

2.1 Физикохимични процеси пречистване на водата

Тези процеси се характеризират с използването на химични реагенти за дестабилизиране и увеличаване на размера на частиците, които образуват замърсяване, след което настъпва физическото отделяне на твърдите частици от течната фаза.

2.1.1. Коагулация и флокулация

Коагулацията и флокулацията са два напълно различни компонента на физичната и химическата обработка на водата.

Коагулация - това е етапът, през който настъпва дестабилизирането на колоидни частици (подобно на топчета с диаметър по-малък от 1 микрон).

Думата коагулация идва от латинското „coagulare“, което означава „агломериране, слепване, натрупване“. При обработката на вода коагулацията се постига чрез добавяне на химикали към водна каша, където диспергираните колоидни частици се събират в големи агрегати, наречени люспи или микролюспи.

Колоидите са неразтворими частици, които са суспендирани във вода. Малкият размер (по-малко от 1 микрон) прави тези частици изключително стабилни. Частиците могат да бъдат от различен произход:

Минерал: тиня, глина, силициев диоксид, метални хидроксиди и соли и др.

Органични: хуминови и фулви киселини, оцветители, повърхностно активни вещества и

Забележка: Микроорганизми като бактерии, планктон, водорасли, вируси също се считат за колоиди.

Стабилността и следователно нестабилността на суспендираните частици е фактор, определян от различни сили на привличане и отблъскване:

Чрез силите на междумолекулното взаимодействие

Електростатични сили

Чрез притеглянето на земята

Сили, участващи в Брауновото движение

Коагулацията е едновременно физически и химичен процес. Реакциите между частиците и коагуланта осигуряват образуването на агрегати и последващото им утаяване. Катионните коагуланти неутрализират отрицателния заряд на колоидите и образуват рохкава маса, наречена микролюспи.

Механизмът на коагулация може да бъде сведен до два етапа:

1- Неутрализиране на заряда: което съответства на намаляване на електрическите заряди, които имат отблъскващ ефект върху колоидите.

2- Образуване на агрегати от частици.

В момента се използват главно минерални коагуланти. Те се основават основно на желязо или алуминиеви соли. Това са най-често използваните коагуланти. Катионният заряд тук се създава от метални йони, които се образуват от железни или алуминиеви хидроксиди при контакт с вода. Основните предимства на такива коагуланти са тяхната гъвкавост и ниска цена.

Коагулация - това е междинен, но много важен етап в процеса на физико-химично третиране на водите и отпадните води. Това е първият етап от отстраняването на колоидни частици, чиято основна функция е да дестабилизира частиците. Дестабилизацията се състои главно в неутрализиране на електрическия заряд, присъстващ на повърхността на частицата, което допринася за адхезията на колоидите.

Флокулация - това е етапът, през който дестабилизираните колоидни частици (или частици, образувани в етапа на коагулация) се събират в агрегати.

Етапът на флокулация може да се осъществи само във вода, където частиците вече са дестабилизирани. Това е етапът, който логично следва коагулацията. Флокулантите със своя заряд и много високо молекулно тегло (дълги мономерни вериги) фиксират дестабилизираните частици и ги комбинират по протежение на полимерната верига. В резултат на това на етапа на флокулация настъпва увеличаване на размера на частиците във водната фаза, което се изразява в образуването на флокули.

Връзките между дестабилизираните частици и флокуланта обикновено са йонни и водородни.

2.2. Избистряне на водата чрез филтриране

Първоначалният етап на пречистване на водата, като правило, е освобождаването й от суспендирани примеси - избистряне на водата, понякога класифицирано като предварително третиране.

Има няколко вида филтриране:

- напрягане - размерът на порите на филтриращия материал е по-малък от размера на задържаните частици;

- филмова филтрация - при определени условия, след определен начален период, филтърният материал се обвива във филм от суспендирани твърди вещества, върху който могат да се задържат частици дори по-малки от размера на порите на филтърния материал: колоиди, малки бактерии, големи вируси;

- обемно филтриране - суспендираните частици, преминавайки през слоя филтриращ материал, многократно променят посоката и скоростта на движение в процепите между гранулите и влакната на филтриращия материал; по този начин капацитетът за задържане на мръсотия на филтъра може да бъде доста голям - повече, отколкото при филмова филтрация. Филтрирането в плат, керамика, в почти всички филтри с нетъкани влакнести филтриращи елементи се извършва според първите два - от посочените - вида; при дребнозърнести насипни филтри - според втория тип, в едрозърнести насипни филтри - според третия.

2.2.1. Класификация на зърнен филтър

Гранулираните филтри се използват основно за пречистване на течности, в които съдържанието на твърда фаза е незначително и утайката няма стойност, основното предназначение на филтрите е да избистрят естествената вода. Те са най-широко използвани в технологията за пречистване на водата. Класификация на филтрите според редица основни характеристики:

♦ скорост на филтриране:

Бавно (0,1-0,3 m / h);

Бързо (5-12 m / h);

Супер висока скорост (36-100 m / h);

♦ налягането, под което работят:

Отворено или свободно течение;

Напорна глава;

♦ брой филтърни слоеве:

Един слой;

Двуслойни;

Многослоен.

Най-ефективни и икономични са многослойните филтри, при които, за да се увеличи капацитетът на задържане на мръсотия и ефективността на филтриране, товарът е направен от материали с различна плътност и размер на частиците: отгоре на слоя - големи леки частици, отдолу - малки тежки . При посока на филтриране надолу големи примеси се задържат в горния слой на товара, а останалите малки - в долния. По този начин работи целият обем на изтегляне. Филтрите за избистряне са ефективни при задържане на частици > 10 µm.

2.2.2. Технология на филтриране

Водата, съдържаща суспендирани частици, движеща се през гранулиран заряд, който задържа суспендирани частици, се избистря. Ефективността на процеса зависи от физикохимичните свойства на примесите, филтърната среда и хидродинамичните фактори. Натрупването на примеси се случва в дебелината на товара, обемът на свободните пори намалява и хидравличното съпротивление на товара се увеличава, което води до увеличаване на загубата на напор в товара.

Като цяло процесът на филтриране може условно да бъде разделен на няколко етапа: прехвърляне на частици от водния поток към повърхността на филтриращия материал; прикрепване на частици към зърната и в пролуките между тях; отделяне на фиксирани частици с преминаването им обратно във водния поток. Отстраняването на примесите от водата и фиксирането им върху зърната на товара става под действието на адхезионни сили. Утайката, образувана върху частиците на товара, има крехка структура, която може да се разруши под въздействието на хидродинамични сили. Част от предварително залепените частици се откъсват от захранващите зърна под формата на малки люспи и се пренасят в следващите слоеве на захранването (суфузия), където отново се задържат в каналите на порите. Следователно процесът на избистряне на водата трябва да се разглежда като сбор от процеса на адхезия и суфузия. Избистрянето във всеки елементарен слой на натоварването се случва, докато интензитетът на сцепление на частиците надвишава интензитета на отделяне. Тъй като горните слоеве на товара се насищат, процесът на филтриране се придвижва към долните, зоната на филтриране като че ли се спуска по посока на потока от зоната, където филтриращият материал вече е наситен със замърсяване и процесът на суфузия в областта на свежия товар преобладава.

Тогава идва моментът, когато целият слой на зареждането на филтъра е наситен с водни замърсители и не се осигурява необходимата степен на избистряне на водата. Концентрацията на суспендирани вещества на изхода на фуража започва да се увеличава.

Времето, през което водата се избистря до определена степен, се нарича време за зареждане ... Когато се достигне или когато се достигне ограничаващата загуба на налягане, филтърът за избистряне трябва да се превключи в режим на обратно промиване, когато товарът се измива от обратния поток на водата и замърсителите се изхвърлят в канализацията.

Възможността за грубо задържане на суспензията от филтъра зависи главно от неговата маса; фина суспензия и колоидни частици - от повърхностни сили. Зарядът на суспендираните частици е от голямо значение, тъй като колоидните частици със същия заряд не могат да се комбинират в конгломерати, да се увеличават и утаяват: зарядът им пречи да се съберат. Това "отчуждение" на частиците се преодолява чрез изкуствена коагулация. В резултат на коагулацията се образуват агрегати - по-големи (вторични) частици, състоящи се от натрупване на по-малки (първични). По правило коагулацията (понякога, допълнително, флокулация) се извършва в резервоари за избистряне.

Често този процес се комбинира с омекотяване на водата чрез варуване, или натриев карбонат, или омекотяване с натриев карбонат. При конвенционалните избистрящи филтри най-често се наблюдава филмова филтрация. Обемното филтриране е организирано в двуслойни филтри и в така наречените контактни избистрители. Във филтъра се изсипват долен слой кварцов пясък с размер на зърното 0,65-0,75 mm и горен слой антрацит с размер на зърното 1,0-1,25 mm. Върху горната повърхност на слоя от едри зърна антрацит не се образува филм, суспендираните примеси проникват дълбоко в слоя - в порите и се отлагат върху повърхността на зърната. Суспендираните вещества, преминали през антрацитния слой, се задържат от долния слой пясък. При обратно промиване на филтъра слоевете пясък и антрацит не се смесват, тъй като плътността на антрацита е половината от тази на кварцовия пясък.

3. Методи за йонообменно почистване

Йонообмене процесът на извличане на някои йони от водата и заместването им с други. Процесът се осъществява с помощта на йонообменни вещества - изкуствено гранулирани вещества, неразтворими във вода, специални нетъкани материали или естествени зеолити, които имат киселинни или основни групи в структурата си, които могат да бъдат заменени с положителни или отрицателни йони.

Йонообменната технология е най-използваната днес за омекотяване и деминерализация на водата. Тази технология ви позволява да постигнете качество на водата, което отговаря на стандартите на различни промишлени и енергийни съоръжения.

Пречистването на киселинната промивна вода чрез йонообменния метод се основава на способността на неразтворимите във вода йонообменници да влизат в йонообмен с водоразтворими соли, извличайки техните катиони или аниони от разтворите и давайки в разтвора еквивалентно количество йони с които катионообменникът и анионобменникът периодично се насищат по време на регенерацията.

Йонообменният метод за пречистване на водата се използва за обезсоляване и пречистване на водата от метални йони и други примеси. Същността на йонообмена е способността на йонообменните материали да поемат йони от електролитни разтвори в замяна на еквивалентно количество йонообменни йони.

Пречистването на водата се извършва с йонообменници - синтетични йонообменни смоли, направени под формата на гранули с размер 0,2 ... 2 mm. Йонообменниците са направени от неразтворими във вода полимерни вещества, които имат на повърхността си подвижен йон (катион или анион), който при определени условия влиза в обменна реакция с йони от същия знак, съдържащи се във водата.

Селективното поглъщане на молекули от повърхността на твърд адсорбент се получава поради ефекта върху тях на небалансирани повърхностни сили на адсорбента.

Йонообменните смоли имат способността да се регенерират. След изчерпване на работния обменен капацитет на йонообменника той губи способността си да обменя йони и трябва да се регенерира. Регенерацията се извършва с наситени разтвори, чийто избор зависи от вида на йонообменната смола. Процесите на възстановяване обикновено са автоматични. Обикновено регенерацията отнема около 2 часа, от които 10-15 минути за разхлабване, 25-40 минути за филтриране на регенериращия разтвор и 30-60 минути за измиване. Йонообменното пречистване се извършва чрез последователно филтриране на водата през катиони и анионообменници.

В зависимост от вида и концентрацията на примесите във водата, необходимата ефективност на пречистване се използват различни схеми на йонообменни устройства.

3.1. Катионизация

Катионизация , както подсказва името, се използва за извличане на разтворени катиони от вода, т.е. катионизация - процесът на пречистване на водата по метода на йонообмен, в резултат на което се осъществява обменът на катиони. В зависимост от вида йони (H + или Na +), присъстващи в обема на катионния обменник, се разграничават два основни типа катионизация: натриева катионизация и водородна катионизация.

3.1.1. Катионизация на натрий

Метод за обмен на натриев катион използва се за омекотяване на вода със съдържание на суспендирани твърди вещества не повече от 8 mg / l и воден цвят не повече от 30 градуса. Твърдостта на водата намалява при едноетапна натриева катионизация до стойности от 0,05 - 0,1 mg-eq / l, при двустепенна - до 0,01 mg-eq / l. Процесът на катионизация на натрия се описва чрез следните обменни реакции:

Регенерацията на Na-катионния обменник се постига чрез филтриране на 5-8% разтвор на натриев хлорид през него със скорост 3-4 m3/h.

Предимства на готварската сол като регенериращ разтвор:

1. евтиност;

2. наличност;

3.Регенерираните продукти са лесни за изхвърляне.

3.1.2. Катионизация на водорода

Метод за обмен на водород-катион използва се за дълбоко омекотяване на водата. Този метод се основава на филтриране на пречистената вода през слой от катионообменник, съдържащ водородни катиони като обменни йони.

При водородно катионизиране на водата рН на филтрата се намалява значително поради образуваните по време на процеса киселини. Въглеродният диоксид, освободен по време на реакциите на омекване, може да бъде отстранен чрез дегазиране. В този случай регенерацията на Н-катионния обменник се извършва с 4 - 6% разтвор на киселина.

3.1.3. Други методи за катионизация

Метод на йонизация с натриев хлор използва се, когато е необходимо да се намали общата твърдост, обща алкалност и минерализация на изходната вода, да се увеличи критерият за потенциална алкална агресивност (намаляване на относителната алкалност) на котелната вода, да се намали въглеродния диоксид в парата и стойността на продухването на парни котли - чрез последователно филтриране през слой натриева катионна смола в един филтър и през слоеве: първо - хлорен анионообменник и след това - натриев катионобменник в друг филтър.

Водородно-натриева катионизация (съвместно, паралелно или последователно с нормална или "гладуваща" регенерация на водородно-катионни обменни филтри) - за намаляване на общата твърдост, обща алкалност и соленост на водата, както и повишаване на критерия за потенциална алкална агресивност на котелната вода, намаляване на съдържанието на въглероден диоксид в парата и намаляване на продухването на котела.

Амониево-натриева катионизация се използва за постигане на същите цели като йонизацията на натриев хлорид.

3.2. Анионизация

Анионизация , както подсказва името, се използва за извличане на разтворени аниони от вода. Водата, която вече е претърпяла предварителна катионизация, се подлага на анионизация. Регенерирането на анионообменния филтър обикновено се извършва с алкали (NaOH). След изчерпване на работния обменен капацитет на анионообменника той се регенерира.И силните, и слабоосновните аниони са способни да абсорбират силни киселинни аниони от водата. Аниони на слабите киселини - въглеродна и силициева - се абсорбират само от силно основни анионити.За силно основни анионити се използва разтвор на NaOH като регенерант (следователно процесът се нарича още хидроксидно аниониране). Механизмът на йонния обмен и влиянието на различни фактори върху технологията на процеса на анионизация са в много отношения сходни с тяхното влияние върху процесите на катионизация, но има и съществени разлики. Слабоосновните анионообменници са способни да сорбират различни аниони в различна степен. Като правило се наблюдава определена серия, в която всеки предходен йон се абсорбира по-активно и в по-големи количества от следващия.

В технологичната верига на деминерализация чрез йонизация след водородно-катионни и слабоосновни анионни филтри се предвиждат силно основни анионни филтри, ако е необходимо да се отстранят аниони на силициева киселина и понякога - аниони на въглеродна киселина от водата. Най-добри резултати се получават при ниски стойности на рН и почти пълно изпаряване на водата. Използването на анионообменници в условия на съдържание на органични примеси в изходната вода има своите особености.

3.3. Деминерализация на водата по йонен метод

За пречистване на отпадъчни води от аниони на силни киселини се използва технологична схема на едноетапна Н-катионизация и ОН-аниониране с използване на силно киселинен катионообменник и слабо основен анионообменник.

За по-дълбоко пречистване на отпадъчни води, включително от соли, се използва едно- или двустепенна Н-катионизация на силно кисел катион, последвана от двуетапна ОН-анионизация на слабо и след това на силно основен анионообменник.

Когато отпадъчните води съдържат голямо количество въглероден диоксид и неговите соли, капацитетът на силно основния анионообменник бързо се изчерпва. За да се намали изчерпването, отпадъчните води след катионообменния филтър се дегазират в специални дегазатори с уплътнение от пръстени на Рашиг или в други устройства. Ако е необходимо да се осигури стойност на pH от ~ 6,7 и да се пречисти отпадъчните води от аниони на слабите киселини, вместо анионообменни филтри от втория етап се използва смесен филтър, зареден със смес от силно кисела катионообменна смола и силно основна анионообменна смола.

Методът за обезсоляване на водата чрез йонообмен се основава на последователно филтриране на вода през Н-катионен обменник, а след това OH-, HCO 3 - или CO 3 - анионообменен филтър В Н-катионообменния филтър катионите, съдържащи се в водата се обменя с водородни катиони. В ОН-анионобменните филтри, които пропускат водата след Н-катионообменните филтри, анионите на образуваните киселини се обменят с ОН-йони. Изисквания към водата, подавана към H-OH филтрите:

суспендирани твърди вещества - не повече от 8 mg / l;

сулфати и хлориди - до 5 mg / l;

цветност - не повече от 30 градуса;

перманганатна окисляемост - до 7 mg О 2 / l;

общо желязо - не повече от 0,5 mg / l;

нефтопродукти - отсъствие;

свободен активен хлор - не повече от 1 mg / l.

Ако изходната вода не отговаря на тези изисквания, тогава е необходимо да се извърши предварителна обработка на водата.

В съответствие с необходимата дълбочина на обезсоляване на водата се проектират едно-, дву- и тристепенни инсталации, но във всички случаи се използват силно киселинни Н-катионообменници с висок обменен капацитет за отстраняване на металните йони от водата.

Едноетапните йонообменни устройства се използват за получаване на вода със соленост до 1 mg / l (но не повече от 20 mg / l).

В едностепенните йонообменници водата се пропуска последователно през група филтри с Н-катионен обменник и след това през група филтри със слабо основен анионообменник; Свободният въглероден оксид (CO 2) се отстранява в дегазатор, инсталиран след катионообменни или анионообменни филтри, ако се регенерират с разтвор на сода или бикарбонат. Всяка група трябва да има поне два филтъра.

3.4. Деминерализация на водата чрез йонизация

Деминерализация на водата - метод, предназначен за намаляване на солеността на водата, включително общата твърдост, общата алкалност и съдържанието на силициеви съединения. Йонообменният метод за деминерализация на водата се основава на последователно филтриране на водата през водородно-катионен обменник и след това HCO 3 -, OH - или CO 3 - анионообменник. Във филтрата се образува еквивалентно количество киселина от анионите, към които са свързани катионите. Образуваният в процеса на разлагане на бикарбонатите CO 2 се отстранява в калцинери.

В анионообменните филтри (хидроксидна анионация) анионите на образуваните киселини се обменят с ОН йони - (забавено от филтъра). Резултатът е деминерализирана (деминерализирана) вода.

Този метод всъщност е "зависим", синтетичен. Представлява схематична серия от комбинации с различна степен на сложност – в зависимост от целта на пречистването на водата – водородна катионизация и хидроксидна анионизация.

3.5. Условия за използване на йонообменни инсталации

Йонообменните инсталации трябва да се снабдяват с вода, съдържаща соли - до 3 g / l, сулфати и хлориди - до 5 mmol / l, суспендирани твърди вещества - не повече от 8 mg / l, цвят - не по-висока от 30 градуса, окисляване на перманганат - до 7 mgO / l. В съответствие с необходимата дълбочина на обезсоляване на водата се проектират едно-, дву- и тристепенни инсталации, но във всички случаи се използват силно кисели водородни катиони за отстраняване на металните йони от водата. За промишлени и енергийни потребители водата може да се приготвя по едноетапна схема - един катионообменник и един анионообменник; по двустепенна схема - съответно два катионообменника и два анионообменника; по тристепенна схема, а третият етап може да бъде проектиран в два варианта: отделно катионни и анионни филтри или комбинация от катион и анионообменници в един филтър.

След едноетапна схема: соленост на водата - 2-10 mg / l; специфична електрическа проводимост - 1-2 μS / cm; съдържанието на силициевите съединения не се променя. Използва се двуетапна схема за получаване на вода със соленост 0,1-0,3 mg / l; специфична електрическа проводимост 0,2-0,8 μS / cm; съдържание на силициеви съединения до 0,1 mg / l. Тристепенната схема ви позволява да намалите съдържанието на сол до 0,05-0,1 mg / l; специфична електрическа проводимост - до 0,1-0,2 μS / cm; концентрация на силициева киселина - до 0,05 mg / l. При битовите филтри се използва едноетапна деминерализация - съвместно зареждане на филтъра с катионо- и анионообменници.

3.6. Филтри със смесено действие

Комбинацията от катион и анионна смола в един апарат позволява да се постигне висока степен на пречистване: почти всички йони в разтвора се екстрахират от водата с едно преминаване. Пречистената вода има неутрална реакция и ниско съдържание на сол. След насищане с йони, сместа от йонообменници - за регенерация - трябва първо да се раздели на катиони и аниони с различна плътност. Разделянето се извършва по хидродинамичен метод (воден поток отдолу нагоре) или чрез напълване на филтъра с концентриран 18% разтвор на реагент. В момента основните чуждестранни производители произвеждат комплекти от гранули от монодисперсни смоли, специално подбрани по плътност и размер, осигуряващи висока степен на разделяне и стабилност на показателите.

Поради сложността на операциите по разделяне на смес от катиони и аниони и тяхното регенериране, такива устройства се използват главно за пречистване на слабо солени води и допълнително пречистване на вода, предварително обезсолена чрез обратна осмоза, когато регенерацията се извършва рядко или йонообменниците се използват еднократно.

3.7. Характеристики на йонообменната технология

Исторически, почти всички конструкции на йонообменни филтри са успоредно точни (директен поток), тоест обработената вода и регенериращият разтвор се движат във филтъра в една и съща посока - отгоре надолу. Тъй като регенериращият разтвор се движи отгоре надолу през слоя на йонообменника, концентрационната глава - разликата в концентрацията между предварително задържаните йони (например калций и магнезий) и йоните на регенериращия разтвор (например натрий), които ги изместват - става все по-малко.

В края на своя път „слабият“ разтвор за регенерация се натъква на йонообменния слой, съдържащ определено, макар и малко количество йони, които трябва да бъдат изместени от йонообменника. Не се получава изтласкване. В резултат на това следващият поток пречистена вода не достига необходимото качество.

Тази особеност на йонообменната технология, както и свойствата на йонообменниците, регенерантите и лиотропните серии, определят основните недостатъци на йонообменната технология за пречистване на водата: висока консумация на реагенти, вода за измиване на йонообменника от остатъци от разтвор за регенерация и голямо количество отпадъчни води, чието качество не отговаря на изискванията на нормативните документи.

Изход от ситуацията беше намерен от технолози, които предложиха двустепенна филтрация за натриева катионизация и тристепенна филтрация за деминерализация чрез йонизация. Филтрацията с паралелен поток-противопоток може да се счита за вид двустепенно омекотяване: въпреки името, филтрацията с паралелен поток се извършва във всеки от двойката филтри.

Декарбонизация- отстраняване на въглеродния оксид, отделен в процесите на водородна катионизация и анионизация.

Отстраняването му от водата пред силно основни анионообменници е необходимо, тъй като при наличие на CO 2 във водата част от работния обменен капацитет на анионообменника ще се изразходва за усвояване на CO 2.

Традиционно за отстраняване на въглеродния диоксид от водата се използват калцинери - устройства, пълни с различни разпределители на вода (по-често - насипни, например пръстени на Рашиг, Пал и др.), наречени опаковки или без пълнители и продухвани с въздух към воден поток. В зависимост от схемата, калцинаторът може да се монтира след първия или втория етап на водородна катионизация, или след първия (слабо основен) етап на анионизация. Последната схема се използва по-често в чуждестранни разработки. Широко се използват ежекторни (вакуумни, струйни) апарати. Тяхната работа се основава на създаването на високоскоростен поток в ежекторно устройство, при което потокът се евакуира, последвано от засмукване на въздух във водата и издухването му. С малките си размери този дизайн осигурява висока производителност и висока ефективност на отстраняване на газ. В този случай свободен CO 2. При малки пречиствателни станции и с ниско съдържание на бикарбонати в изходната вода се използва схема за пречистване на вода без калцинатори.

5. Баромембранни методи за пречистване на водата

Деминерализацията на водата чрез йонообмен и термична деминерализация (дестилация) позволяват обезсоляването на водата, почти напълно я обезсолява. Използването на тези методи обаче разкри наличието на недостатъци: необходимост от регенерация, обемисто и скъпо оборудване, скъпи йонообменници и др. В тази връзка баромембранните методи за пречистване на водата са широко разпространени.

Групата баромембранни методи включва обратна осмоза, микрофилтрация, ултрафилтрация и нанофилтрация. Обратна осмоза (размери на порите 1-15 Å , работно налягане 0,5-8,0 MPa) се използва за деминерализация на водата, задържа почти всички йони с 92-99%, а в двустепенна система - до 99,9%. Нанофилтрация (размери на порите 10-70Å , работно налягане 0,5-8,0 MPa) се използва за отделяне на багрила, пестициди, хербициди, захароза, някои разтворени соли, органични вещества, вируси и др. Ултрафилтрация (размери на порите 30-1000Å , работно налягане 0,2-1,0 MPa) се използва за отделяне на някои колоиди (силиций, например), вируси (включително полиомиелит), сажди, млечни фракции и др. Микрофилтрация (размери на порите 500-20000Å , работно налягане от 0,01 до 0,2 MPa) се използва за отделяне на някои вируси и бактерии, фини пигменти, прах от активен въглен, азбест, багрила, разделяне на водно-маслени емулсии и др. Колкото по-големи порите се образуват в мембраната, толкова по-разбираем е процесът на филтриране през мембраната, толкова повече физически се доближава до така наречената механична филтрация.

Междинната група е образувана от така наречените релсови мембрани, получени чрез облъчване на филми от полиетилен терефталант с поток от тежки йони върху циклотрон. След излагане на филма с ултравиолетови лъчи и ецване с алкали във филма се образуват пори с диаметър 0,2-0,4 микрона (главно 0,3 микрона).

5.1. Обратна осмоза

Обратна осмоза - един от най-обещаващите методи за пречистване на водата, чиито предимства се крият в ниската консумация на енергия, простотата на проектиране на устройства и инсталации, техните малки размери и лекота на работа; Използва се за обезсоляване на води със соленост до 40 g/l, като границите на неговото използване непрекъснато се разширяват.

Същността на метода. Ако разтворителят и разтворът са разделени от полупропусклива преграда, която позволява само молекула разтворител, тогава разтворителят ще започне преминете през дяла в разтвора, докато тези до концентрацията на разтворите от двете страни мембраните не са подравнени. Процесът на спонтанен поток на вещества през полупропусклива мембрана, разделяща два разтвора различни концентрации (специален случай - чист разтворител и разтвор), т.нар осмоза (от гръцки: осмос - натискане, натиск). Ако се създаде обратно налягане над разтвора, скоростта на преминаване на разтворителя през мембраната ще намалее. Когато се установи равновесие, съответното налягане може да служи като количествена характеристика на явлението обратна осмоза. Нарича се осмотично налягане и е равно на налягането, върху което трябва да се приложи разтвор, за да се приведе в равновесие с чистия разтворител, отделен от него чрез полупропусклива преграда. Прилага се за системи за пречистване на вода, където разтворителят е вода, обратният процес осмозата може да бъде представена по следния начин: ако от страната на естествената вода, протичаща през апарата с определено съдържание на примеси прилагайте налягане, превишаващо осмотичното налягане, след което водата ще проникне през мембраната и се натрупват от другата му страна, а примесите остават с оригиналната вода, тяхната концентрация ще бъде нараства.

На практика мембраните обикновено нямат идеална полупропускливост и се наблюдава известно проникване през мембраната.

Осмотичното налягане на разтворите може да достигне десетки MPa. Работното налягане в инсталациите за обратна осмоза трябва да бъде значително по-високо, тъй като тяхната производителност се определя от движещата сила на процеса - разликата между работното и осмотичното налягане. Така че, при осмотично налягане от 2,45 MPa за морска вода, съдържаща 3,5% соли, се препоръчва да се поддържа работното налягане в инсталациите за обезсоляване на ниво 6,85-7,85 MPa.

5.2. Ултрафилтрация

Ултрафилтрация - процеса на разделяне на мембраната, както и фракциониране и концентриране на разтворите. Протича под въздействието на разлика в налягането (преди и след мембраната) на разтвори на високомолекулни и нискомолекулни съединения.

Ултрафилтрацията заимства от обратната осмоза методите за производство на мембрани и също в много отношения е подобна на нея по отношение на хардуерния дизайн. Разликата се състои в много по-високи изисквания за отстраняване от повърхността на мембраната на концентриран разтвор на вещество, способно да образува гелообразни слоеве и слабо разтворими утайки в случай на ултрафилтрация. Ултрафилтрацията според диаграмата и параметрите на процеса е междинна връзка между филтрацията и обратната осмоза.

В много случаи технологичните възможности на ултрафилтрацията са много по-широки от тези на обратната осмоза. Така че, при обратна осмоза, като правило, има общо задържане на почти всички частици. На практика обаче често възниква проблемът със селективното разделяне на компонентите на разтвора, тоест фракционирането. Решението на този проблем е много важно, тъй като е възможно да се отделят и концентрират много ценни или редки вещества (протеини, физиологично активни вещества, полизахариди, комплекси от редки метали и др.). Ултрафилтрацията, за разлика от обратната осмоза, се използва за разделяне на системи, в които молекулното тегло на разтворените компоненти е много по-голямо от молекулното тегло на разтворителя. Например, за водни разтвори се приема, че ултрафилтрацията е приложима, когато поне един от компонентите на системата има молекулно тегло от 500 или повече.

Движещата сила зад ултрафилтрацията е разликата в налягането от двете страни на мембраната. Обикновено ултрафилтрацията се извършва при относително ниско налягане: 0,3-1 MPa. При ултрафилтрацията ролята на външните фактори се увеличава значително. Така, в зависимост от условията (налягане, температура, интензитет на турбулентност, състав на разтворителя и др.), на една и съща мембрана е възможно да се постигне пълно разделяне на веществата, което е невъзможно при различна комбинация от параметри. Ограниченията на ултрафилтрацията включват: тесен технологичен диапазон - необходимостта от точно поддържане на условията на процеса; относително ниска граница на концентрация, която за хидрофилни вещества обикновено не надвишава 20-35%, а за хидрофобни вещества - 50-60%; кратък (1-3 години) експлоатационен живот на мембраната поради утаяване в порите и по повърхността им. Това води до замърсяване, отравяне и нарушаване на структурата на мембраната или влошаване на механичните им свойства.

5.3. Мембрани

Определяне на прилагането на мембранните методи са разработването и производството на полупропускливи мембрани, които отговарят на следните основни изисквания:

Висока разделителна способност (селективност);

Висока специфична производителност (пропускливост);

Химическа устойчивост на действието на компонентите на системата, която се разделя;

Постоянство на характеристиките по време на работа;

Достатъчна механична якост, за да отговаря на условията на монтаж, транспорт и

съхранение на мембрани;

Ниска цена.

В момента на пазара има два основни типа мембрани, направени от целулозен ацетат (смес от моно-, ди- и триацетат) и ароматни полиамиди. По своята форма мембраните се подразделят на тръбни, листови (спирално валцувани) и направени под формата на кухи влакна. Съвременните мембрани за обратна осмоза - композитни - се състоят от няколко слоя. Общата дебелина е 10-150 микрона, а дебелината на слоя, който определя селективността на мембраната, е не повече от 1 микрон.

От практическа гледна точка най-голям интерес представляват два показателя на процеса: коефициентът на задържане на разтвореното вещество (селективност) и производителността (обемен поток) през мембраната. И двата показателя нееднозначно характеризират полупропускливите свойства на мембраната, тъй като те до голяма степен зависят от условията на процеса (налягане, хидродинамични условия, температура и др.).

6. Методи за обезжелезяване на водата

Водата с високо съдържание на желязо има неприятен вкус и използването на такава вода в промишлени процеси (текстил, производство на хартия и др.) е неприемливо, тъй като води до появата на петна от ръжда и ивици върху готовия продукт. Желязните и мангановите йони замърсяват йонообменните смоли, следователно по време на повечето йонообменни процеси предишният етап от обработката на водата е тяхното отстраняване. В топлоенергийните съоръжения (парни и водогрейни котли, топлообменници) желязото е източник на образуване на отлагания от желязо на котлен камък върху нагревателните повърхности. Съдържанието на желязо винаги е ограничено във водата, влизаща в баромембрана, електродиализа, магнитен апарат за обработка. Пречистването на водата от железни съединения в някои случаи е доста трудна задача, която може да бъде решена само по сложен начин. Това обстоятелство се свързва преди всичко с разнообразието от форми на съществуване на желязо в естествените води. За да се определи най-ефективният и икономичен метод за обезжелезяване за конкретна вода, трябва да се извърши пробно отстраняване на желязо. Методът на обезжелезяване на водата, проектните параметри и дозите на реагентите трябва да се вземат въз основа на резултатите от технологичните изследвания, извършени директно при източника на водоснабдяване.

За обезмразяване на повърхностните води се използват само реагентни методи с последващо филтриране. Обезжаляването на подземните води се извършва чрез филтриране в комбинация с един от методите за предварителна обработка на водата:

Опростена аерация;

Аерация на специални устройства;

Коагулация и избистряне;

Въвеждането на окислителни реагенти като хлор, натриев или калциев хипохлорит, озон,

калиев перманганат.

С мотивирана обосновка се използват катионизация, диализа, флотация, електрокоагулация и други методи.

За отстраняване на желязо от водата, която се съдържа под формата на колоиден железен хидроксид или под формата на колоидни органични съединения, например железни хумати, коагулация с алуминиев сулфат или алуминиев оксихлорид или железен сулфат с добавяне на хлор или натриев хипохлорит се използва.

Като пълнители за филтри се използват предимно пясък, антрацит, сулфонирани въглища, експандирана глина, пиролузит, както и филтърни материали, обработени с катализатор, който ускорява окисляването на двувалентното желязо до фери. През последните години пълнителите с каталитични свойства стават все по-разпространени.

Ако във водата има колоидно желязо, пробна деферизация ... Ако не е възможно да го осъществите на първия етап на проектиране, изберете един от горните методи въз основа на пробното обезжелезяване, извършено в лабораторията, или опита на подобни инсталации.

7. Деманганиране на вода

Манганът е в изобилие в земната кора и обикновено се среща заедно с желязото. Съдържанието на разтворен манган в подземните и повърхностните води, бедни на кислород, достига няколко mg/l. Руските санитарни стандарти ограничават нивото на максимално допустимото съдържание на манган в питейната вода до стойност от 0,1 mg / l.

В някои европейски страни изискванията са по-строги: не повече от 0,05 mg / l. Ако съдържанието на манган е по-голямо от тези стойности, органолептичните свойства на водата се влошават. Над 0,1 mg / l манган се появяват петна върху санитарен фаянс и нежелан вкус на вода. По вътрешните стени на тръбопроводите се образува утайка, която се отлепва под формата на черен филм.

В подземните води манганът е под формата на лесно разтворими соли в двувалентно състояние. За да се отстрани манганът от водата, той трябва да се превърне в неразтворимо състояние чрез окисляване в тривалентна и четиривалентна форма. Окислените форми на манган се хидролизират, за да образуват практически неразтворими хидроксиди.

За ефективно окисление на мангана с кислород е необходимо pH стойността на пречистената вода да бъде на ниво 9,5-10,0. Калиевият перманганат, хлорът или неговите производни (натриев хипохлорит), озонът правят възможно извършването на процеса на демаганиране при по-ниски стойности на pH, равни на 8,0-8,5. За окисляването на 1 mg разтворен манган са необходими 0,291 mg кислород.

7.1. Методи за деманганиране

Дълбока аерация, последвана от филтриране. На първия етап на пречистване от вода под вакуум извлича свободен въглероден диоксид, който допринася за повишаване на pH стойността до 8,0-8,5. За тази цел използвайте апарат за вакуумно изхвърляне, когато Така в изхвърлящата си част водата се разпръсква и се насища с атмосферен кислород. След това водата се изпраща за филтриране през гранулиран товар, например кварцов пясък.Този метод на пречистване е приложим, когато перманганатната окислимост на изходната вода е не повече от 9,5 mgO/l. Присъствието във водата е задължително двувалентно желязо, при чието окисляване се образува железен хидроксид, който адсорбира Mn 2+ и каталитично го окислява.

Съотношението на концентрация / не трябва да бъде по-малко от 7/1. Ако това съотношение не е спазено в оригиналната вода, тогава във водата се дозира допълнително железен сулфат (железен сулфат).

Деманганиране с калиев перманганат. Методът е приложим както за повърхностни, така и за подземни води. Когато калиевият перманганат се въведе във вода, разтвореният манган се окислява с образуването на слабо разтворим манганов оксид. Утаеният манганов оксид под формата на люспи има високо развита специфичност, което обуславя високите му сорбционни свойства. Утайката е добра катализатор, който позволява обезвреждане на когато рН = 8,5.

Както вече беше отбелязано, калиевият перманганат осигурява отстраняването не само на манган от водата, но и на желязо в различни форми. Миризмите също се отстраняват и поради сорбционните свойства се подобрява вкусът на водата.

След калиев перманганат се въвежда коагулант за отстраняване на продуктите на окисление и суспендираните вещества и след това се филтрира върху пясъчен слой. При почистване на подземни води от манган, успоредно с калиев перманганат се въвеждат активирана силициева киселина или флокуланти. Това позволява на люспите манганов оксид да станат груби.

8. Дезинфекция на вода

Дезинфекция на вода има санитарни и технически мерки за унищожаване на бактерии и вируси във водата, причиняващи инфекциозни заболявания. Разграничаване на химически, или реагентни, и физически, или нереагентни, методи за дезинфекция на водата. Най-често срещаните химически методи за дезинфекция на вода включват хлориране и озониране на водата, физически - дезинфекция с ултравиолетови лъчи. Преди дезинфекция водата обикновено се подлага на водна обработка, при която се отстраняват яйцата на хелминти и значителна част от микроорганизмите.

При химични методи за дезинфекция на водата, за да се постигне стабилен дезинфекционен ефект, е необходимо правилно да се определи дозата на въведения реагент и да се осигури достатъчна продължителност на контакта му с водата. Дозата на реактива се определя чрез пробна дезинфекция или чрез изчислителни методи. За поддържане на желания ефект с химични методи за дезинфекция на водата, дозата на реагента се изчислява в излишък (остатъчен хлор, остатъчен озон), което гарантира унищожаването на микроорганизмите, които влизат във водата за известно време след дезинфекцията.

В съществуващата практика на дезинфекция на питейната вода хлориране най-често. В Съединените щати 98,6% от водата (повечето мнозинство) е хлорирана. Подобна картина се наблюдава в Русия и в други страни, тоест в света в 99 от 100 случая за дезинфекция се използва или чист хлор, или хлорсъдържащи продукти.

Такава популярност на хлорирането се дължи и на факта, че то е единственият начин, който гарантира микробиологичната безопасност на водата във всяка точка от разпределителната мрежа по всяко време поради последствията. ... Този ефект се състои в това, че след действието на вкарване на хлорни молекули във водата („следефект“), последните запазват активността си спрямо микробите и инхибират своите ензимни системи по целия път на водата по водопроводните мрежи от пречиствателното съоръжение. (прием на вода) за всеки потребител. Подчертаваме това последействието е присъщо само на хлора.

Озониране базиран на свойството на озона да се разлага във вода с образуването на атомен кислород, който разрушава ензимните системи на микробните клетки и окислява някои съединения, които придават на водата неприятна миризма (например хуминови основи). Количеството озон, необходимо за дезинфекция на водата, зависи от степента на замърсяване на водата и възлиза на 1-6 mg/l при контакт за 8-15 минути; количеството на остатъчния озон трябва да бъде не повече от 0,3-0,5 mg / l, т.к по-висока доза придава на водата специфична миризма и причинява корозия на водопроводните тръби. Поради високата консумация на електроенергия, използването на сложно оборудване и висококвалифициран технически надзор, озонирането намери приложение за дезинфекция на вода само с централизирано водоснабдяване на съоръжения със специално предназначение.

От физическите методи за дезинфекция на водата най-разпространен е дезинфекция с ултравиолетови лъчи , чиито бактерицидни свойства се дължат на ефекта върху клетъчния метаболизъм и особено върху ензимните системи на бактериалната клетка. Ултравиолетовите лъчи унищожават не само вегетативните, но и споровите форми на бактериите и не променят органолептичните свойства на водата. Необходимо условие за ефективността на този метод на дезинфекция е безцветността и прозрачността на дезинфекцираната вода, недостатъкът е липсата на последействие. Затова дезинфекцията на водата с ултравиолетови лъчи се използва главно за подземни и подпочвени води. За дезинфекция на вода в открити водоизточници се използва комбинация от ултравиолетови лъчи с малки дози хлор.

От физическите методи за индивидуална дезинфекция на водата най-разпространеният и надежден е кипене , при който освен унищожаването на бактерии, вируси, бактериофаги, антибиотици и други биологични фактори, често съдържащи се в открити водоизточници, се отстраняват разтворените във водата газове и намалява твърдостта на водата. Вкусът на водата при варене се променя малко.

При наблюдение на ефективността на дезинфекцията на водата по водопроводи се изхожда от съдържанието на сапрофитна микрофлора в дезинфекцираната вода и по-специално на ешерихия коли. Всички известни причинители на инфекциозни заболявания при хора, разпространяващи се по вода (холера, коремен тиф, дизентерия) са по-чувствителни към бактерицидното действие на химични и физични средства за дезинфекция на водата от E. coli. Водата се счита за подходяща за вода, ако съдържа не повече от 3 Escherichia coli в 1 литър. При водопроводи, използващи хлориране или озониране, съдържанието на остатъчен хлор или озон се проверява на всеки 1 час (или 30 минути) като косвен индикатор за надеждността на дезинфекцията на водата.

В Русия има сериозна ситуация с техническото състояние на пречиствателните комплекси на централизирани водоприемници, които в много случаи са проектирани и построени преди 70-80 години. Износването им нараства всяка година, а повече от 40% от оборудването изисква пълна подмяна. Анализът на аварийните ситуации показва, че 57% от авариите във водоснабдителните съоръжения и съоръженията за изхвърляне на отпадъци възникват поради влошаване на оборудването, следователно, по-нататъшната му експлоатация ще доведе до рязко увеличаване на авариите, щетите от които значително ще надхвърлят разходите за предотвратяването им. . Ситуацията се влошава от факта, че поради влошаването на мрежите водата в тях е подложена на вторично замърсяване и изисква допълнително почистване и дезинфекция. Още по-лошо е положението с централизираното водоснабдяване на населението в селските райони.

Това дава основание да наречем проблема с хигиената на водоснабдяването, т.е. осигуряването на населението с качествена, надеждно дезинфекцирана вода, най-важният проблем, който изисква цялостно и най-ефективно решение. Безопасната питейна вода, както е дефинирана от Насоките на Световната здравна организация за качество на питейната вода, не трябва да представлява никакви рискове за здравето в резултат на консумацията й през целия живот, включително различната уязвимост на човека към болести в различни етапи от живота. Най-рисковите групи за болести, предавани по вода, са кърмачетата и малките деца, хората с лошо здраве или нехигиенични условия и възрастните хора.

Всички технологични схеми за пречистване и дезинфекция на водата трябва да се основават на основните критерии за качество на питейната вода: питейната вода трябва да бъде епидемиологично безопасна, химически безвредна и да има благоприятни органолептични (вкусови) свойства. Тези критерии са в основата на разпоредбите на всички страни (в Русия, SanPiN 2.14.1074-01). Нека се спрем на основните най-често използвани дезинфектанти: хлориране, озониране и ултравиолетова дезинфекция на водата.

8.1. Хлориране на вода

През последното десетилетие се засили интересът към съоръженията за пречистване на вода в Русия по отношение на лобиране на корпоративни бизнес интереси. Освен това тези дискусии се основават на добри намерения за осигуряване на населението с качествена вода. При такива разсъждения за необходимостта от консумация на чиста вода се прави опит за въвеждане на безсмислени и неразумни иновации в нарушение на доказаните технологии и SanPiN 2.14.1074-01, който отговаря на най-високите международни стандарти и изисква задължително наличие на хлор в питейната вода на централизираните водоснабдителни системи (помнете последствията, които са уникални за хлора). Затова е време да се разсеят погрешните схващания, от които зависи здравето на нацията.

Освен хлор, неговите съединения се използват за дезинфекция на вода, от които по-често се използва натриев хипохлорит.

Натриев хипохлорит - NaCIO. В промишлеността натриевият хипохлорит се произвежда като различни разтвори с различни концентрации. Неговият дезинфекционен ефект се основава преди всичко на факта, че при разтваряне натриевият хипохлорит, подобно на хлора, образува хипохлорен, когато се разтваря във вода. Има пряко дезинфекциращо и окислително действие.

Различни марки хипохлорит се използват в следните области:

. клас Разтвор съгласно GOST 11086-76 се използва в химическата промишленост за обезмасляване на питейна вода и вода за плувни басейни, както и за избелване и дезинфекция;

. разтвор от клас B съгласно GOST 11086-76 се използва във витаминната индустрия като окислител за избелване на тъкани;

. разтвор от клас А по ТУ се използва за избягване на замърсяване на отпадъчни и естествени води в питейната вода. Този разтвор също така дезинфекцира водата от рибни резервоари, получава избелващи агенти и я дезинфекцира в хранително-вкусовата промишленост;

. разтвор от клас Б по ТУ се използва за дезинфекция на територии, замърсени с фекални изхвърляния, битови и хранителни отпадъци; също така е много добър за дезинфекция на отпадъчни води;

. разтвор от клас G, V по ТУ се използва за дезинфекция на вода в риболовен резервоар;

. за дезинфекция се използва разтвор от клас Е по ТУ, както и от клас А по ТУ. Много често се среща и в заведения за обществено хранене, в лечебни и санитарни заведения, за дезинфекция на отпадни води, питейна вода, избелване, в обекти за гражданска защита и др.

Внимание! Предпазни мерки: разтвор на натриев хипохлорит GOST 11086-76 клас А е много силен окислител, ако попадне върху кожата, може да причини изгаряне, ако случайно попадне в очите - необратима слепота.

При нагряване над 35 ° C натриевият хипохлорит се разлага с последващо образуване на хлорати и отделяне на хлор и кислород. ПДК на хлор в работната зона - 1 mg / m3; в околната среда на населени места: 0,1 mg / m3 - максимално еднократно и 0,03 mg / m3 - дневно.

Натриевият хипохлорит е незапалим и невзривоопасен. Но натриевият хипохлорит в съответствие с GOST 11086-76 клас А в контакт с органично запалимо вещество (стърготини, дървени парцали) по време на сушене може да причини внезапно спонтанно запалване.

Индивидуалната защита на персонала трябва да се извършва с гащеризони и лични предпазни средства: противогаз марка B или BKF, гумени ръкавици и защитни очила.

Когато разтворът на натриев хипохлорит е изложен на кожата и лигавиците, спешно трябва да ги измиете под течаща струя вода в продължение на 20 минути, ако капки разтвор попаднат в очите, незабавно ги изплакнете обилно с вода и транспортирайте пострадалия до лекарят.

Съхранение на натриев хипохлорит. Натриевият хипохлорит трябва да се съхранява в неотопляем, вентилиран склад. Избягвайте съхранение с органични продукти, горими материали и киселина. Предотвратете навлизането на соли на тежки метали на натриев хипохлорит и контакт с такива метали. Този продукт се опакова и транспортира в полиетиленов контейнер (контейнер, варел, туба) или титанов контейнер и резервоар-контейнер. Продуктът на натриевия хипохлорит не е стабилен и няма гарантиран срок на годност (забележка към GOST 11086-76).

8.2. Озониране на водата

Озониране на водата намира приложение при дезинфекция на питейна вода, вода в плувни басейни, отпадни води и др., като ви позволява едновременно да постигнете обезцветяване, окисляване на желязо и манган, премахване на вкуса и миризмата на вода и дезинфекция поради много високата окислителна способност на озона .

озон - синкав или бледовиолетов газ, който спонтанно се дисоциира във въздуха и във воден разтвор, превръщайки се в кислород. Скоростта на разпадане на озона се увеличава рязко в алкална среда и с повишаване на температурата. Притежава голяма окислителна способност, унищожава много органични вещества, присъстващи в естествените и отпадъчните води; слабо разтворим във вода и бързо се самоунищожава; тъй като е мощен окислител, той може да засили корозията на тръбопровода при продължително излагане.

Необходимо е да се вземат предвид някои от характеристиките на озонирането. На първо място, трябва да запомните бързото унищожаване на озона, тоест липсата на такъв дългосрочен ефект като този на хлора.

Озонирането може да причини (особено при високоцветни води и води с голямо количество органична материя) образуването на допълнителни валежи, поради което е необходимо да се осигури филтриране на водата през активен въглен след озониране. В резултат на озонирането се образуват странични продукти, включително: алдехиди, кетони, органични киселини, бромати (в присъствието на бромиди), пероксиди и други съединения. При излагане на хуминови киселини, където има ароматни съединения от фенолен тип, може да се появи и фенол. Някои вещества са устойчиви на озон. Този недостиг се преодолява чрез въвеждане на водороден прекис във водата по технологията на фирма "Дегремон" (Франция) в трикамерен реактор.

8.3. Ултравиолетова дезинфекция на вода

ултравиолетова наречено електромагнитно излъчване в обхвата на дължини на вълната от 10 до 400 nm.

За дезинфекция се използва "близката област": 200-400 nm (дължината на вълната на естественото ултравиолетово лъчение на земната повърхност е повече от 290 nm). Най-голям бактерициден ефект има електромагнитното излъчване с дължина на вълната 200-315 nm. Съвременните UV устройства използват лъчение с дължина на вълната 253,7 nm.

Бактерицидният ефект на ултравиолетовите лъчи се обяснява с фотохимичните реакции, протичащи под тяхно влияние в структурата на молекулите ДНК и РНК, които съставляват универсалната информационна основа на механизма на възпроизводимост на живите организми.

Резултатът от тези реакции е необратимо увреждане на ДНК и РНК. Освен това действието на ултравиолетовото лъчение причинява нарушения в структурата на мембраните и клетъчните стени на микроорганизмите. Всичко това в крайна сметка води до тяхната смърт.

UV стерилизаторът е метален корпус с бактерицидна лампа вътре. Тя от своя страна е поставена в защитна кварцова тръба. Водата измива кварцовата тръба, обработва се с ултравиолетова светлина и съответно се дезинфекцира. В една инсталация може да има няколко лампи. Степента на инактивиране или делът на микроорганизмите, които умират под въздействието на UV лъчение, е пропорционален на интензитета на радиацията и времето на експозиция. Съответно броят на неутрализираните (инактивирани) микроорганизми нараства експоненциално с увеличаване на дозата на радиация. Поради различната устойчивост на микроорганизмите, ултравиолетовата доза, необходима за инактивиране, например 99,9%, варира значително от малки дози за бактерии до много големи дози за спори и протозои. При преминаване през вода UV лъчението се отслабва поради ефектите на абсорбция и разсейване. За да се вземе предвид това затихване, се въвежда коефициентът на водопоглъщане, чиято стойност зависи от качеството на водата, особено от съдържанието на желязо, манган, фенол в нея, както и от мътността на водата.

мътност - не повече от 2 mg / l (прозрачност на шрифта ≥30 градуса);

цветност - не повече от 20 градуса платинено-кобалтова скала;

UV инсталации); брой индекси - не повече от 10 000 бр./л.

За оперативен санитарен и технологичен контрол на ефективността и надеждността на дезинфекцията на водата с ултравиолетова светлина, както при хлориране и озониране, се използва определянето на бактерии колибацилус.

Опитът от използването на ултравиолетово лъчение показва: ако дозата на радиация в инсталацията е осигурена не по-ниска от определена стойност, тогава е гарантиран стабилен дезинфекционен ефект. В световната практика изискванията за минималната доза на радиация варират от 16 до 40 mJ / cm2. Минималната доза в съответствие с руските разпоредби е 16 mJ / cm2.

Предимства на метода:

Най-малко "изкуствени" - ултравиолетови лъчи;

Универсалността и ефективността на поражението на различни микроорганизми - UV лъчи

унищожават не само вегетативни, но и спорообразуващи бактерии, които, когато

хлорирането с обичайните стандартни дози хлор запазва жизнеспособността;

Запазва се физичният и химичен състав на пречистената вода;

Няма горна граница на дозата;

Не е необходимо да се организира специална система за безопасност, както при хлорирането и

озониране;

Няма вторични продукти;

Няма нужда да създавате ферма за реагенти;

Оборудването работи без специален обслужващ персонал.

Недостатъци на метода:

Спад в ефективността при третиране на лошо обработена вода (мътната, оцветена вода е лоша

блести);

Периодично измиване на лампи от отлагания от валежи, необходими при обработка на мътен и

твърда вода;

Няма "последствие", тоест възможност за вторично (след лъчева терапия)

замърсяване на водата.

8.4. Сравнение на основните методи за дезинфекция на водата

Основните методи за дезинфекция на водата, описани по-горе, имат най-разнообразни предимства и недостатъци, изложени в множество публикации по тази тема. Нека отбележим най-значимите от тях.

Всяка от трите технологии, ако се прилага в съответствие с нормите, може да осигури необходимата степен на инактивиране на бактериите, по-специално на индикаторните бактерии от групата на E. coli и общия брой микроби.

По отношение на кисти на патогенни протозои, нито един от методите не осигурява висока степен на пречистване. За отстраняване на тези микроорганизми се препоръчва да се комбинират процесите на обеззаразяване с процеси за намаляване на мътността.

Технологичната простота на процеса на хлориране и липсата на хлорен дефицит определят широкото използване на този конкретен метод за дезинфекция.

Методът на озониране е технически най-сложен и скъп в сравнение с хлорирането и ултравиолетовата дезинфекция.

Ултравиолетовото лъчение не променя химическия състав на водата дори при дози, които са много по-високи от практически необходимите.

Хлорирането може да доведе до образуването на нежелани хлорорганични съединения с висока токсичност и канцерогенност.

Озонирането може да доведе и до образуване на странични продукти, класифицирани от стандартите като токсични - алдехиди, кетони и други алифатни ароматни съединения.

Ултравиолетовото лъчение убива микроорганизмите, но ≪ получените фрагменти (клетъчни стени на бактерии, гъбички, протеинови фрагменти на вируси) остават във водата. Поради това се препоръчва последващо фино филтриране.

. Само хлориране осигурява последващо действие, тоест има необходимия дългосрочен ефект, което прави използването на този метод задължително при подаване на чиста вода към водопроводната мрежа.

9. Електрохимични методи

Електрохимичните методи се използват широко, когато традиционните методи за механично, биологично и физикохимично пречистване на водата са недостатъчно ефективни или не могат да се използват, например поради недостиг на производствено пространство, трудности при доставката и използването на реагенти или по други причини . Инсталациите за прилагане на тези методи са компактни, високопроизводителни, процесите за управление и мониторинг са относително лесни за автоматизиране. Обикновено електрохимичното третиране се използва в комбинация с други методи за пречистване, което прави възможно успешното пречистване на естествените води от примеси с различен състав и дисперсия.

Електрохимичните методи могат да се използват за коригиране на физикохимичните свойства на пречистената вода, те имат висок бактерициден ефект и значително опростяват технологичните схеми за пречистване. В много случаи електрохимичните методи изключват вторичното замърсяване на водата с анионни и катионни остатъци, типични за реагентните методи.

Електрохимичната обработка на водата се основава на електролиза, чиято същност е използването на електрическа енергия за окислителни и редукционни процеси. Процесът на електролиза протича на повърхността на електродите в електропроводим разтвор - електролит.

Процесът на електролиза изисква: електролитен разтвор – замърсена вода, в която винаги присъстват йони в една или друга концентрация, които осигуряват електропроводимостта на водата; електроди, потопени в електролитен разтвор; външен източник на ток; токови проводници - метални проводници, свързващи електродите към източника на ток. Самата вода е лош проводник, но заредените йони в разтвора, образувани по време на дисоциацията на електролита, под действието на напрежение, приложено към електродите, се движат в две противоположни посоки: положителни йони (катиони) към катода, отрицателни йони (аниони) към анода. Аниони даряват своите "допълнителни" електрони на анода, превръщайки се в неутрални атоми. В същото време катионите, достигайки до катода, получават липсващите електрони от него и също се превръщат в неутрални атоми или група от атоми (молекули). В този случай броят на електроните, получени от анода, е равен на броя на електроните, прехвърлени от катода. Във веригата протича постоянен електрически ток. Така по време на електролизата протичат редокс процеси: на анода - загуба на електрони (окисляване), на катода - придобиване на електрони (редукция). Механизмът на електрохимичните реакции обаче се различава значително от обичайните химични трансформации на веществата. Отличителна черта на електрохимичната реакция е пространственото разделяне на електрохимичните реакции на два свързани процеса: процесите на разлагане на вещества или производството на нови продукти се случват на интерфейса електрод-разтвор с помощта на електрически ток. По време на електролизата, едновременно с електродните реакции в обема на разтвора, настъпва промяна в рН и редокс потенциала на системата, както и фазово диспергирани трансформации на водни примеси.

www. аква - термин. ru

Готовността на термалните станции и котелните за зимата, в рамките на Общоруската програма за подготовка за отоплителния сезон, привлича повишено внимание. Необходимостта от извършване на работа за осигуряване на безпроблемна работа на отоплителното оборудване излиза на преден план. Един от основните проблеми, пред които са изправени експлоатационните организации, е образуването на твърди отлагания по вътрешните повърхности на котли, топлообменници и тръбопроводи на топлоелектрически централи. Образуването на тези отлагания води до сериозни загуби на енергия. Тези загуби могат да бъдат до 60%. Нарастването на отлаганията значително намалява преноса на топлина. Големите отлагания могат напълно да блокират работата на системата, да доведат до блокиране, да ускорят корозията и в крайна сметка да повредят скъпото оборудване.

Всички тези проблеми възникват поради факта, че по правило няма котелни инсталации за захранване на отоплителни мрежи или тези, които са инсталирани, са морално и физически остарели. Суровата вода често се подава в отоплителната система без необходимата обработка и подготовка.

В същото време надеждността и ефективността на котела, топлоенергията и друго подобно оборудване до голяма степен зависи от ефективността на извършената обработка на водата. Изключителното влошаване на оборудването на много котелни често се дължи на факта, че последното е извършено преди много, много отдавна.

Колко икономически оправдано е да се харчи за пречистване на водата?

Експертите са изчислили, че мерките за пречистване на водата спестяват гориво от 20 до 40%, животът на котлите и котелното оборудване се увеличава до 25-30 години, капиталовите и текущите разходи като цяло, както и отделните елементи, котли и отоплително оборудване са значително намален. Възвръщаемостта на пречиствателните станции зависи от тяхната производителност и варира от 6 месеца до 1,5 - 2 години.

Значителен брой обекти, върху които са инсталирани съвременни системи за пречистване на вода с различен капацитет и предназначение, и повишеният интерес на експлоатационните услуги към този проблем ни позволява да твърдим, че хората, от които зависи топлината в домовете ни, са ключът към дизайнерските решения. надеждна, непрекъсната, безпроблемна работа както на малки котелни, така и на големи енергоблокове.

Краснов М.С., кандидат на техническите науки, технолог на фирма "Екодар"

Всеки, който работи с вода, знае, че днес основният проблем, с който всеки се сблъсква, е повишената твърдост на водата. Поради това човек трябва да се сблъска с огромен брой проблеми, които трябва да бъдат решени, тук и сега, без да се отлагат. има за цел да доведе до състояние, разрешено от закона за използване в храни и напитки, или за използване в производство със специални изисквания.

Какво лошо има на твърдата вода, че трябва да се грижите за нея през цялото време? Мисля, че всеки знае за мащаба. Едва сега е малко вероятно всички да разбират напълно каква е вредата му. Но освен котлен камък и лоша топлопроводимост, има и повишена твърдост на водата, което дава своите последствия още преди да се образува котлен камък.

Има много признаци, че работите с твърда вода. Ако обаче ви е удобно и лесно да премахнете котлен камък с ръце или с помощта на продукти за отстраняване на котлен камък, можете да продължите, просто трябва да разберете какво рискувате, избирайки този начин за справяне с твърдостта на водата.

Първото нещо, което е податливо на негативното въздействие на твърдата вода, е нашето здраве. Солите на твърдостта се отлагат навсякъде. Дали ще са стените на домакински уред или ще са стомаха или бъбреците, не ги интересува. Следователно, до момента, в който извършите отстраняването на котлен камък, той вече се образува в тялото ви. Хроничните заболявания се коренят не само в лошия начин на живот, но и качеството на водата тук също има своята тежест. какъв вид модерни технологии за пречистване на водатазнаем ли днес?

Освен вреда за здравето, повишената твърдост на водата оставя своя отпечатък върху дрехите ни, а и тук премахването на котлен камък няма да помогне по никакъв начин. Когато мием в твърда вода, трябва да използваме повече вода и да добавим половин по-малко прах. Какво се случва след това? Поради лошата разтворимост на детергентите в такава вода, прахът се утаява заедно със соли на твърдост вътре в порите на тъканите. За да изплакнете правилно такава тъкан, ще трябва да я изплакнете много по-дълго. Това е допълнителна консумация на вода. Ние не забелязваме всичко това, т.к ние постоянно работим с такива разходи и само приложението ще ви помогне да видите разликата.

Днес обаче има мнение, че всеки воден филтър е доста скъп и използването му в апартамент не е оправдано. И че е по-лесно за отстраняване на котлен камък. Две области, които са безразлични към такова разстояние, са посочени отгоре. Нещата с бели петна изглеждат малко привлекателни и бързо се развалят. Много по-рано, отколкото ако сте използвали технология за пречистване на вода и сте измили в мека вода.

В допълнение, мащабът има такъв голям недостатък като лоша топлопроводимост. В крайна сметка защо винаги трябва да следите размера на мащаба на повърхностите? за да не остане без индустриално оборудване или без домакински уреди.

Когато котлен камък покрие нагревателни елементи или повърхности с гореща вода, предаването на топлина към водата е почти напълно спряно. Отначало варовикът поне по някакъв начин пропуска топлината, но в същото време има и такъв нюанс като рязко увеличаване на консумацията на гориво или електроенергия. Загряването на повърхността става много по-трудно. Следователно е необходимо толкова много гориво и колкото по-дебел е слоят от котлен камък, толкова по-високи са разходите.

Проблемът с котлен камък не е само повишен разход на гориво. Устройството с мащаб в крайна сметка ще се изключи, опитвайки се да се предпази от прегряване. Това са всички сигнали, на които трябва да се реагира незабавно. В този случай отстраняването на котлен камък трябва да стане незабавно. Ако не се направи, мащабът бързо ще премине в стадия на варовик. Премахването на такова покритие е много по-трудно. Този път. Това са пари. И накрая, съществува риск от загуба на устройството. Ако пропуснете момента, тогава топлината няма къде другаде да отиде и просто ще спука нагревателния елемент или повърхността. Именно поради тази причина трябва да познавате перфектно всички технологии за пречистване на водата!

В ежедневието това се изразява в изгаряне на домакински уреди. Понякога с прекъсване на окабеляването. В индустрията това се проявява под формата на фистули в тръбите и експлозия на котли в топлоенергетиката.

Ето набор от причини, които ви насърчават да мислите. С помощта на обикновен набор от филтри за вода можете да защитите себе си и семейството си от вредното въздействие на повишената твърдост на водата. Когато избирате една или друга технология за пречистване на водата, трябва да се помни, че определено няма да е възможно да се справите в предприятието или в собствената си къща или апартамент с един омекотител за вода.

Не забравяйте, че винаги има две задачи пред вас в пречистването на водата. Имате нужда от питейна вода и вода за битови нужди. Следователно минималната обработка на водата, която може да бъде само в апартамента, ще се състои от пречистване на водата с помощта например на електромагнитния омекотител за вода Aquashit. Това ще бъде за вода за технически, битови нужди. И пречистване на водата с помощта на филтър за кана, минимална или максимална обратна осмоза. Това вече е за нуждите на пиене. Тогава защитата срещу котлен камък и твърда вода ще бъде повече или по-малко надеждна.

Сега нека преминем директно към технологиите за пречистване на водата. Когато избирате конкретна технология, трябва да знаете какви задачи трябва да решава. Как да разберете кое да изберете? Откъде да получите първоначалните данни за определяне на вида на технологията за пречистване на водата и последователността на водните филтри?

Първото нещо, което трябва да направите, преди да изберете обещаваща технология за пречистване на водата, е да извършите химичен анализ на водата. Въз основа на него винаги можете да изчислите обема на водата, влизаща в апартамента, и можете ясно да видите неговия състав, всички примеси, които ще трябва да бъдат отстранени. Като имате тези резултати под ръка, ще ви бъде по-лесно да разберете коя технология за пречистване на водата е по-добре да използвате, коя последователност от филтри да изберете и каква мощност трябва да бъде това или онова устройство.

Дори и да вземете вода от централна система за пречистване на вода, тя пак ще бъде твърда. И тук е по-добре да не пестите пари, а да извършите същия химически анализ на водата. Тогава няма да плащате повече за омекотител за вода, който е твърде мощен и скъп.

Всички опции за технологии за пречистване на вода могат да бъдат показани в следния списък:

механично пречистване на водата;
химическа обработка на водата;
дезинфекция;
микропочистване.

Химическото пречистване на водата означава елиминиране на всякакви органични примеси, нитрати, желязо и остатъчен хлор. Микропречистването е производството на дестилат или чиста и здравословна питейна вода.

Нека разгледаме по-подробно опциите за водни филтри, които работят с използването на една или друга технология за пречистване на водата.

Толкова механично технология за пречистване на водата... Неговата задача е да отстрани всички механични твърди примеси от водата, както и калоидите. Тук пречистването на водата може да се извърши на няколко етапа. Започва се с грубо почистване. Водата може дори да се утаи, така че да се утаят най-големите механични примеси. Тук може да се използва седиментна, чакълна мрежа.

Мрежовите филтри включват няколко мрежи с различни скорости на потока. Използват се за филтриране както на по-големи, така и на по-малки твърди частици. Основният материал за производството на мрежи е неръждаема стомана. Такива филтри се монтират при първия прием на вода.

Седиментните филтри са предназначени да премахват много малки частици, които са невидими с просто око. Тук филтриращата основа е кварцов пясък и чакъл. Понякога може да се използва хидроантрацит. Такива филтри се използват повече за многократно пречистване на водата. Така те пречистват отпадъчните води или подготвят индустриална вода в производството.

Патронните филтри са някъде между механично филтриране и омекотяване на водата. Изводът е, че такива филтри елиминират много малки примеси с размер 150-1 микрона. Такива филтри се монтират за предварително почистване в същата обратна осмоза.

Химическата обработка на водата е по-скоро интересна и обещаваща технология за пречистване на вода, предназначена да коригира химическия състав на водата, вместо да променя нейното състояние. Това става чрез йонен обмен, както и деферизация. На този етап от обработката на водата остатъчният хлор се отстранява от водата.

Мангановият зеолит може да се използва за обезжелезяване. Това е зелен пясък, който е в отличен контакт с железни съединения, като ги филтрира от водата с високо качество. За да протече още по-добре реакцията на задържане на желязо във филтъра, би било хубаво във водата да има малки включвания на силиций.

Друг вариант за технологията за пречистване на водата е използването на окисляване на желязо за пречистване на водата от нейните примеси. Това е процес без реагент и за това се използват специални филтри, при които водата се продухва с кислород и под това въздействие желязото се утаява върху вътрешния патрон.

Йонообменните водни филтри се използват като омекотяване на водата. Това е една от най-разпространените технологии за пречистване на вода, както в ежедневието, така и в производството. Този филтър е базиран на патрон със смола. Той е пренаситен със слаб натрий, който лесно се замества в структурата на веществото. При контакт с твърда вода солите на твърдостта лесно заместват слабия натрий. Това се случва директно. Постепенно патрона напълно се отказва от натрия и се запушва със соли на твърдостта.

В индустрията подобни инсталации са едни от най-популярните, но и най-тромави. Това са огромни резервоари по височина. Но от друга страна, те имат най-висока степен на пречистване на водата. В същото време запушените касети се възстановяват в индустрията, променят се в ежедневието. Йонообменният филтър е омекотител на реагент, така че не може да се използва за производство на питейна вода, докато не им дойде идеята да направят патрона сменяем.

Разтворете такъв патрон със силен физиологичен разтвор. В ежедневието касетата се сменя. Поради това цената на използването на такава технология за пречистване на водата се увеличава. Въпреки че самата инсталация е евтина, постоянната смяна на касетите е текущ разход. Освен това ще трябва да се сменя доста често. В индустрията разходите също ще бъдат изразходвани за сол. Въпреки че е евтин, големите обеми са скъпи. Освен това ще трябва да го купувате постоянно. И още един проблем на такъв йонообменен апарат в индустрията е, че след възстановяване се образуват много вредни отпадъци. Категорично е невъзможно да се хвърлят такива в атмосферата. Само с разрешение и след последваща обработка. Това отново е разход. Но в сравнение с цената на същата обратна осмоза, тези разходи в индустрията се считат за незначителни.

Нови и модерни технологии за пречистване на водата

За ежедневието, който иска да спести пари от нови и модерни технологии за пречистване на вода, може да закупи такава филтърна кана. Вярно е, че инсталацията за обратна осмоза ще се изплати по-бързо от такъв филтър с постоянни разходи.

За да се премахне мътността и остатъчния хлор от водата, като филтрираща среда се използва активен въглен, който е в основата на сорбционния филтър.

За дезинфекция могат да се използват озонатори или ултравиолетови водни филтри. Тук основната задача на новите и модерни технологии за пречистване на водата е да елиминират всякакви бактерии и вируси. Озонизаторите се използват най-вече в басейните, т.к те са доста скъпи, но в същото време екологични. UV филтрите са устройства без реагент и облъчват водата с UV лампа, която убива всякакви бактерии.

Друга изключително популярна технология днес е електромагнитното омекотяване на водата. Нейният класически пример. Най-често такава нова и модерна технология за пречистване на вода се използва масово в топлоенергетиката. Инсталацията е популярна и в ежедневието. Основата тук са постоянни магнити и електрически процесор. Той използва силата на магнитите за генериране на електромагнитни вълни, които влияят на водата. Под това влияние солите на твърдостта се модифицират.

Приемайки нова форма, те нямат способността да се придържат към повърхности. Тънката игловидна повърхност позволява само триене в стар котлен камък. Тук се получава вторият положителен ефект. Новите соли за твърдост премахват старите. И го правят ефективно. Когато инсталирате електромагнитен омекотител за вода Aquashit за себе си, след месец можете спокойно да завъртите бойлера си и да видите как работи. Мога да ви уверя, че ще останете доволни от резултатите. В този случай устройството не се нуждае от сервиз. Лесен за инсталиране, лесен за премахване, работи сам, без смяна на филтъра или промиване. Просто трябва да сложите чисто парче тръба. Това е единственото изискване.

накрая, нова и модерна технология за пречистване на водата, предназначена за получаване на висококачествена дестилатна и питейна вода. Това са нанофилтрация и обратна осмоза. Всичко това са технологии за фино пречистване на водата. Тук водата се пречиства на молекулярно ниво чрез дисперсионна мембрана с огромен брой дупки, не по-големи от водна молекула. Непречистена вода не трябва да се подава към такава инсталация. Само след предварително пречистване водата може да бъде пречистена чрез обратна осмоза. Поради това всяка инсталация за нанофилтрация или осмоза ще бъде скъпа. А материалите за тънка мембрана са доста скъпи. Но качеството на пречистването на водата тук е най-високо.

По този начин ние анализирахме всички най-популярни и използвани нови и съвременни технологии за пречистване на водата. Сега ще разберете какво работи и как. С тези знания няма да е трудно да създадете правилната система за пречистване на водата.