Starea actuală și dezvoltarea tehnologiilor de tratare a apei. Starea și perspectivele dezvoltării epurării apei industriale. Tehnologie de purificare a apei pentru încălzire și ventilație

Tratarea apei industriale este o etapă importantă în producția multor tipuri de produse. Consumand zilnic diverse bauturi, nici nu ne gandim la cate stadii de filtrare trece apa din care sunt facute. Tratarea apelor uzate industriale nu este mai puțin importantă, alături de care o mulțime de substanțe chimice nocive ajung în sursele naturale. Apa alimentată la sistemele centrale de alimentare cu apă este, de asemenea, supusă pregătirii industriale.

În fiecare an problema lipsei de apă potabilă devine tot mai acută. Deja, aproximativ 1/6 dintre locuitorii Pământului nu au acces la el. Printre motivele deficitului de apă dulce:

• consum mare peste nevoi;
• populație în creștere;
• topirea ghetarilor;
• poluarea apelor de suprafata cu deseuri menajere si industriale.

Principalele surse de poluare sunt efluenții municipali și industriali. Primele conțin diverse bacterii dăunătoare care pot provoca boli grave. Al doilea este acumularea de tot felul de substanțe chimice: acizi și alcaline, metale grele, produse petroliere etc.

Tratarea apei industriale este împărțită în tratarea apei și tratarea apei. Tratarea apei este înțeleasă ca purificarea și dezinfecția apei în scopul acesteia. In etapa de tratare a apei au loc limpezirea, dedurizarea, degazarea, dezodorizarea si dezinfectarea.

Clarificarea înseamnă îndepărtarea diferitelor particule suspendate și dizolvate care provoacă culoare și turbiditate. Înmuierea este facilitată de eliminarea sărurilor de calciu și magneziu. Prin degazare, diferite gaze dizolvate, cum ar fi hidrogenul sulfurat, sunt îndepărtate din lichid. Dezinfecția duce la distrugerea microflorei patogene, iar în stadiul de dezodorizare pleacă mirosuri neplăcute străine.

Pentru a atinge obiectivele de mai sus, se folosesc metode din trei grupuri:

1. Fizic.
2. Chimic.
3. fizico-chimic.

Metode fizice (metode) de curățare

Metodele fizice de purificare a apei industriale îndepărtează impuritățile fără utilizarea de reactivi. Astfel de metode se bazează pe o varietate de fenomene fizice. Acest grup include:

1. Filtrare mecanică.
2. Ultrafiltrare.
3. Nanofiltrarea.
4. Microfiltrare.

Filtrarea mecanică a apei

Purificarea apei industriale prin filtrare mecanică este cea mai simplă metodă; se realizează în etapa primară a epurării apei. Filtrele mecanice sunt împărțite în filtre grosiere și fine.

Filtrele grosiere sunt instalate în etapa de admisie a apei. Principiul de funcționare este că sita împiedică trecerea particulelor mari de impurități: nisip, argilă, materie organică, săruri de calciu și magneziu. Astfel de filtre sunt denumite popular „colectori de noroi”. Sunt un element indispensabil al tratării apei. Datorită acestora, culoarea și turbiditatea sunt distruse, precum și mirosurile neplăcute dispar.

Filtrele fine se bazează pe un cartuş cu un sorbent, trecând prin care apa este purificată din diverse gaze, compuşi chimici şi unele microorganisme.

Printre metodele de influență fizică, tehnologiile cu membrane au câștigat o popularitate deosebită. Principala diferență între astfel de filtre unul față de celălalt este debitul membranei.

Sisteme de osmoză inversă

Cea mai eficientă tehnologie cu membrană este tratarea apei prin intermediul. Dimensiunea porilor din membrana de osmoză inversă este mai mică de 0,0001 microni. O astfel de membrană permite trecerea apei și moleculelor de oxigen, reținând în același timp diverse impurități. Filtrele cu osmoza inversa sunt capabile sa purifice apa la nivel molecular, practic pana la starea de apa distilata.

La membrana din instalațiile de osmoză inversă, soluția trebuie să fie lipsită de impurități mecanice. Prin urmare, sistemele de osmoză inversă constau din mai multe elemente, principalele sunt:

1. Prefiltru care îndepărtează murdăria primară.
2. Filtru fin cu material absorbant.
3. Membrană.
4. Mineralizant. Pe lângă impuritățile dăunătoare, membrana de osmoză inversă distruge și mineralele necesare unei persoane, al căror echilibru este restabilit de către mineralizator. Pe lângă acest cartuş, la sistem pot fi adăugate un ionizator şi o unitate de dedurizare.

Dezavantajele acestei metode includ productivitatea scăzută, dimensiunile de gabarit ale instalației și pierderea de apă, care este evacuată cu impurități.

Nanofiltrarea

Al doilea loc în ceea ce privește debitul este ocupat de o membrană de nanofiltrare, a cărei dimensiune a porilor este de 0,001-0,002 microni. De fapt, aceste filtre sunt un tip de osmoză inversă, curăță de bacterii și viruși, săruri de duritate, nitriți, nitrați și alte impurități.

Este utilizat în industria alimentară, farmaceutică, vopselelor și lacurilor și petrochimice.

Avantajul acestei metode, spre deosebire de osmoza inversă, este conservarea mineralelor utile în timpul procesului de purificare. De aceea apa purificata folosind aceasta tehnologie este mai de preferat in productia de bauturi.

În plus, procesul de nanofiltrare mai economic deoarece curge la o presiune mai mică.

Ultrafiltrare

Metoda de ultrafiltrare este similară în principiu cu sistemele de osmoză inversă. Apa trece printr-o membrană care prinde microorganisme, alge, particule în suspensie, ajută la eliminarea turbidității și a culorii. Dimensiunea porilor unei astfel de membrane este de 0,002 ... 0,1 µm, care este mai mare decât dimensiunea porilor în membranele de osmoză inversă și nanofiltrare. Ultrafiltrarea nu ajută la îndepărtarea sărurilor metalice, din cauza cărora apa are nevoie de o înmuiere suplimentară.

Am spus mai sus că această metodă este similară în principiu cu osmoza inversă, dar există unele diferențe.

1. Membrana de ultrafiltrare constă din fibre multicanal din poliester sulfonă modificată. Numărul de fibre este de câteva zeci de mii. Membrana de osmoză inversă este realizată din materiale sintetice și este un cilindru de film înfășurat într-o rolă.
2. În timpul ultrafiltrarii, impuritățile rămân în interiorul membranei. În cazul osmozei inverse, după purificare, două jeturi de apă părăsesc membrana. Primul este lichidul purificat, al doilea este concentratul, care este evacuat. Astfel, in sistemele cu osmoza inversa se pierde pana la 1/3 din apa in timpul curatarii.
3. Ultrafiltrarea, spre deosebire de osmoza inversă, nu îndepărtează sărurile de duritate.

Lanțul procesului de ultrafiltrare

1. Lichidul trece printr-un filtru grosier pentru a îndepărta impuritățile mecanice care pot deteriora membrana.
2. Apoi interacționează cu membrana.
3. Ocolind modulul, apa intră într-un rezervor de apă curată, care se mai numește și rezervor de spălare în contra - apa din acesta este folosită pentru a spăla membranele de contaminarea suprafeței.

Avantajele ultrafiltrarii sunt:

• compactitatea echipamentului;
• dezinfecție maximă și îndepărtarea suspensiei;
• nu se folosesc reactivi chimici, deși uneori se pot adăuga coagulanți în faza de alimentare cu apă a sistemului de purificare.

Microfiltrare

Dintre metodele cu membrană, microfiltrarea are un modul cu cei mai mari pori, a cărui dimensiune este de 0,1 până la 1 micron. Adesea folosit ca o etapă preliminară de purificare înainte de osmoză inversă sau nanofiltrare, curăță maxim de impuritățile mecanice.

Metode (metode) chimice de purificare a apei

Principiul de funcționare al metodelor chimice este adăugarea apei de reactivi speciali care contribuie la purificarea acesteia.

Clorarea

Efectul dezinfectant al clorului a fost descoperit încă din secolul al XIX-lea. În 1846, medicii dintr-unul dintre spitalele din Viena au început să-și clătească mâinile cu apă și clor. Acesta a fost începutul utilizării clorului ca dezinfectant.

Clorul este un agent oxidant puternic, interacționând cu apa pentru a forma acid hipocloros, care ucide bacteriile. Pentru a obține efectul, este necesar să se asigure contactul apei cu clorul timp de cel puțin 30 de minute. Efectul expunerii la acid hipocloros poate persista mult timp dupa tratamentul direct, pentru aceasta este necesara introducerea clorului in exces. Doza de reactiv este calculată individual în fiecare caz. Este important să nu exagerați în exces, deoarece o cantitate mare de clor poate duce la probleme în funcționarea organismului, compușii formați de această substanță sunt deosebit de periculoși. De exemplu, trihalometanii provoacă simptome de astm.

Există mai multe tipuri de clorurare:

• preliminar;
• finisare

Preclorarea se realizează în stadiul de aport de apă. Scopul reactivului în această etapă este nu numai de a distruge bacteriile, ci și de a îndepărta metalele din apă prin oxidarea lor; clorul dezinfectează și echipamentul de curățare.

Clorarea finală este utilizată în ultima etapă de pregătire în scopul dezinfectării.

În funcție de doza de reactivi introduși, clorurarea este:

• normal;
• supraclorinare;
• combinate.

Clorurare normală folosit pentru purificarea apei cu aplicatoare sanitare si chimico-fizice bune.

Reclorarea utilizat în cazul contaminării severe a surselor de aport de apă, când clorurarea normală este neputincioasă în fața microflorei patogene. Se administrează în exces doza de reactiv, ceea ce poate duce la modificarea caracteristicilor organoleptice ale apei. Clorul rezidual este îndepărtat prin declorinare. Pentru aceasta se folosesc metode de aerare fără presiune, coagulare sau filtrare a apei prin cărbune activ.

Metode combinate presupun tratarea apei cu clor in combinatie cu alti reactivi: argint, cupru, magneziu etc. Sunt folosite pentru a crește efectul clorului, precum și pentru a oferi un efect prelungit.

Avantajele clorării includ:

• eficienţă;
• ușurință în utilizare;
• rentabilitatea metodei;
• complex în purificarea apei.

Printre dezavantaje se numără:

• cerințe serioase pentru depozitarea și transportul compușilor care conțin clor;
• formarea de compuși străini, care, dacă intră în corpul uman, reprezintă o amenințare gravă;
• rezistența unui număr de microorganisme la clor.

Ozonarea

Ozonarea este una dintre metodele moderne de tratare a apei și de tratare a apelor uzate. Este folosit în industria alimentară, chimică și medicală.

Ozonul este un agent oxidant puternic care are un efect distructiv asupra bacteriilor, virușilor, ciupercilor, metalelor și a diverșilor compuși chimici, contribuind astfel la decolorarea, deodorizarea și neutralizarea apei. S-a dovedit că majoritatea microorganismelor cunoscute nu sunt rezistente la influența gazului.

Cu timpul său scurt de descompunere, ozonul nu precipită, ci este transformat în oxigen, ceea ce face ca apa să fie utilă. Dezintegrarea aproape instantanee a moleculelor de gaz este în același timp un dezavantaj serios al ozonării, deoarece apa poate fi recontaminată în 15-20 de minute după tratament. Mai multe surse indică faptul că ozonul ajută la „trezirea” microorganismelor latente.

Dezavantajele semnificative ale metodei includ:

1. Activitatea de coroziune a apei tratate cu ozon.
2. Pericol în caz de supradozaj cu reactiv și măsuri serioase de siguranță în timpul procesului de curățare.
3. Costul ridicat al unei instalații speciale - un ozonizator.

Îndepărtarea fierului

Echipamentele pentru decălcare merită o atenție specială, deoarece fierul în stare dizolvată înfundă echipamentele industriale, drept urmare se defectează rapid. Filtrele de deferizare au la bază un material special „Greensand”, care este un nisip cu granulație fină acoperit cu dioxid de mangan deasupra. Dioxidul de magneziu este cel care oxidează moleculele de fier, care apoi precipită. Filtrul de îndepărtare a fierului este o parte integrantă a instalațiilor moderne de filtrare a apei.

Metode fizico-chimice de purificare a apei

Metodele fizico-chimice combină curățarea cu reactivii și îndepărtarea mecanică a impurităților. Cele mai comune metode ale acestui grup includ:

• adsorbţie;
• coagulare;
• plutirea.

Adsorbţie

Adsorbția este înțeleasă ca procesul de absorbție a moleculelor de poluare de către suprafața adsorbantului - un solid cu o suprafață poroasă. Unul dintre cei mai populari adsorbanți este cărbunele activat, care este capabil să purifice apa din hidrocarburi, produse petroliere, clor și fosfor, precum și să stimuleze descompunerea ozonului și fosforului.

Filtrele cu cărbune activ sunt adesea folosite pentru purificarea finală a apei. Sunt un element indispensabil pentru aproape orice sistem de filtrare. Dezavantajele filtrelor de carbon includ înfundarea rapidă a cartuşului, care necesită înlocuire frecventă.

Schimbul de ioni este un tip de adsorbție. Filtrele schimbătoare de ioni conțin un cartuș de rășină care conține ioni de sodiu. Trecând printr-un astfel de filtru, apa cu un conținut ridicat de sare se înmoaie. Sărurile de apă înlocuiesc ionii de sodiu gata de schimb, astfel încât apa, după ce trece printr-un astfel de filtru, se dovedește a fi moale și saturată cu sodiu.

Din păcate, filtrele schimbătoare de ioni se înfundă rapid și necesită înlocuirea frecventă a cartuşului.

Coagulare

Metoda de coagulare se bazează pe faptul că substanțele speciale - coagulanții, atrag poluarea - săruri metalice, nisip, argilă, iar apoi precipită sub formă de fulgi. După decantare, o astfel de apă este fie supusă unei purificări ulterioare prin filtrare, fie drenată. Metoda este utilizată pe scară largă în curățarea la întreprinderile industriale.

În rolul coagulanților pot fi sulfat de aluminiu, sulfat și clorură ferică, alaun de potasiu, aluminat de sodiu.

Un tip de coagulare este flocularea. Spre deosebire de coagulare, aderența particulelor are loc nu numai în momentul contactului lor direct, ci și în procesul de contact indirect al moleculelor.

Flotația

Metoda de flotație este utilizată în mod activ pentru tratarea apelor uzate în industrie. Eficient cu. Principiul de funcționare se bazează pe adăugarea de aer dispersat în apă, sub influența căruia moleculele de impurități se acumulează pe suprafața apei sub formă de spumă albă, după care sunt îndepărtate cu echipamente speciale. După flotare, apa este supusă unei epurări suplimentare prin sorbție.

Avantajele plutirii includ:

1. Cost-eficiența metodei.
2. Simplitatea designului.
3. Viteza de tratare a apelor uzate.
4. Capacitatea de a elimina produsele petroliere.

Filtre industriale pentru purificarea apei: tipuri, diferente, preturi

Mai sus, am spus multe despre metodele de tratare a apei industriale și de tratare a apelor uzate. Să încercăm să le clasificăm în funcție de tipul de poluare.

1. Îndepărtarea impurităților mecanice - filtre mecanice și de sorbție, microfiltrare.
2. Dezinfecție - toate metodele membranare, cu excepția microfiltrației (osmoză inversă, nanofiltrare, ultrafiltrare), ozonare.
3. Îndepărtarea fierului - clorurare, ozonare, material Greensand
4. Îndepărtarea hidrogenului sulfurat - aerare sub presiune și fără presiune, clorurare, ozonare, adsorbție.
5. Îndepărtarea materiei organice, clor, ozon - adsorbție, coagulare
6. Îndepărtarea produselor petroliere - unități de flotație.
7. Înmuiere - schimb ionic, osmoză inversă.

Costul filtrelor industriale depinde de complexitatea instalației și de materialele folosite, astfel încât prețul în fiecare caz trebuie specificat individual.

Apa este absolut esențială pentru viața umană și pentru toate lucrurile vii din natură. Apa acoperă 70% din suprafața pământului, acestea sunt: ​​mările, râurile, lacurile și apele subterane. Pe parcursul ciclului său, determinat de fenomene naturale, apa colectează diverse impurități și poluare care sunt conținute în atmosferă și pe scoarța terestră. Drept urmare, apa nu este absolut pură și nealiată, dar adesea aceasta este sursa principală atât pentru alimentarea cu apă menajeră și potabilă, cât și pentru utilizarea în diverse industrii (de exemplu, ca purtător de căldură, fluid de lucru în sectorul energetic, un solvent, o materie primă pentru primirea produselor, alimente etc.)

Apa naturală este un sistem complex dispersat, care conține un număr mare de diverse impurități minerale și organice. Datorită faptului că în majoritatea cazurilor sursele de alimentare cu apă sunt apele de suprafață și subterane.

Compoziția apei naturale obișnuite:

• substanțe în suspensie (impurități mecanice coloidale și grosier dispersate de origine anorganică și organică);
• bacterii, microorganisme și alge;
• gaze dizolvate;
• substanțe anorganice și organice dizolvate (ambele disociate în cationi și anioni și nedisociate).

Când se evaluează proprietățile apei, se obișnuiește să se împartă parametrii de calitate a apei în:

• fizic,
• chimic
• sanitare si bacteriologice.

Calitatea se înțelege ca fiind respectarea standardelor stabilite pentru acest tip de producție de apă. Apa și soluțiile apoase sunt utilizate pe scară largă în diverse industrii, utilități și agricultură. Cerințele privind calitatea apei tratate depind de scopul și domeniul de aplicare al apei tratate.

Apa cea mai utilizată este pentru băut. Standardele de cerințe în acest caz sunt determinate de SanPiN 2.1.4.559-02. Bând apă. Cerințe igienice pentru calitatea apei a sistemelor centralizate de alimentare cu apă potabilă. Control de calitate" . De exemplu, unele dintre ele:

Tab. 1. Cerințe de bază pentru compoziția ionică a apei utilizate pentru alimentarea cu apă menajeră și potabilă

Pentru consumatorii comerciali, cerințele privind calitatea apei devin adesea mai stricte în anumite privințe. De exemplu, pentru producția de apă îmbuteliată, a fost dezvoltat un standard special cu cerințe mai stricte pentru apă - SanPiN 2.1.4.1116-02 „Apă potabilă. Cerințe igienice pentru calitatea apei ambalate în recipiente. Control de calitate". În special, au fost înăsprite cerințele privind conținutul de săruri de bază și componente nocive - nitrați, substanțe organice etc.

Apa tehnică și specială este apa pentru utilizare în industrie sau în scopuri comerciale, pentru procese tehnologice speciale - cu proprietăți speciale reglementate de standardele RF relevante sau cerințele tehnologice ale Clientului. De exemplu, prepararea apei pentru inginerie energetică (conform RD, PTE), pentru galvanizare, prepararea apei pentru vodcă, prepararea apei pentru bere, limonade, medicamente (monografie farmacopee), etc.

Cerințele pentru compoziția ionică a acestor ape sunt adesea mult mai mari decât cele pentru apa potabilă. De exemplu, pentru ingineria energiei termice, unde apa este folosită ca purtător de căldură, este încălzită, există standarde corespunzătoare. Pentru centralele electrice există așa-numitele PTE (Reguli tehnice de funcționare), pentru industria generală de energie termică, cerințele sunt stabilite de așa-numitul RD (Guiding Document). De exemplu, conform cerințelor „Orientărilor pentru supravegherea regimului hidrochimic al cazanelor cu abur și apă caldă RD 10-165-97”, valoarea durității totale a apei pentru cazanele cu abur cu o presiune de lucru a aburului de până la 5 MPa (50 kgf/cm2) nu trebuie să depășească 5 μg-eq/kg. În același timp, standardul de băut SanPiN 2.1.4.559-02 necesită ca Jo să nu fie mai mare de 7 mEq/kg.

Prin urmare, sarcina tratării chimice a apei (CWT) pentru cazane, centrale electrice și alte instalații care necesită tratarea apei înainte de încălzirea apei este de a preveni formarea depunerilor și dezvoltarea ulterioară a coroziunii pe suprafața interioară a cazanelor, conductelor și schimbătoarelor de căldură. Astfel de depuneri pot provoca pierderi de energie, iar dezvoltarea coroziunii poate duce la oprirea completă a funcționării cazanelor și schimbătoarelor de căldură din cauza formării depunerilor în interiorul echipamentului.

Trebuie avut în vedere faptul că tehnologiile și echipamentele pentru tratarea apei și tratarea chimică a apei pentru centralele electrice sunt semnificativ diferite de echipamentele corespunzătoare ale cazanelor convenționale de încălzire a apei.

La rândul lor, tehnologiile și echipamentele pentru tratarea apei și tratarea chimică a apei pentru obținerea apei în alte scopuri sunt și ele diverse și sunt dictate atât de parametrii sursei de apă care urmează a fi tratată, cât și de cerințele privind calitatea apei tratate.

SRL „SVT-Engineering”, având experiență în acest domeniu, având personal calificat și parteneriate cu numeroși specialiști și firme de top din străinătate și naționale, oferă clienților săi, de regulă, acele soluții adecvate și justificate pentru fiecare caz concret, în în special, pe baza următoarelor procese tehnologice de bază:

• Utilizarea inhibitorilor și reactivilor pentru tratarea apei în diferite sisteme de tratare a apei (atât pentru protejarea membranelor, cât și a echipamentelor de energie termică)

Majoritatea proceselor tehnologice de tratare a diferitelor tipuri de apă, inclusiv a apei uzate, sunt cunoscute și utilizate de o perioadă relativ lungă de timp, în continuă schimbare și îmbunătățire. Cu toate acestea, experți și organizații de top din întreaga lume lucrează la dezvoltarea de noi tehnologii.

SRL „SVT-Engineering” are și experiență în efectuarea cercetării și dezvoltării la cererea clienților în scopul creșterii eficienței metodelor existente de purificare a apei, dezvoltării și îmbunătățirii unor noi procese tehnologice.

De remarcat mai ales că utilizarea intensivă a surselor naturale de apă în activități economice necesită îmbunătățirea ecologică a sistemelor de utilizare a apei și a proceselor tehnologice de tratare a apei. Cerințele de protecție a mediului presupun reducerea maximă a stațiilor de epurare a apelor uzate în corpuri naturale de apă, sol și atmosferă, ceea ce necesită și completarea schemelor tehnologice de tratare a apei cu etape de eliminare, procesare și transformare a deșeurilor în substanțe reciclabile.

Până în prezent, au fost dezvoltate un număr destul de mare de metode care fac posibilă crearea unor sisteme de tratare a apei reziduale. În primul rând, acestea ar trebui să includă procese îmbunătățite de epurare preliminară a apei sursei cu reactivi în limpezitoare cu lamele și recirculare a nămolului, tehnologii cu membrane, demineralizare pe bază de evaporatoare și reactoare termochimice, tratarea corectivă a apei cu inhibitori ai depunerilor de sare și procese de coroziune, tehnologii cu regenerarea în contracurent a filtrelor schimbătoare de ioni și a materialelor schimbătoare de ioni mai avansate.

Fiecare dintre aceste metode are propriile avantaje, dezavantaje și limitări ale utilizării lor în ceea ce privește calitatea sursei și a apei purificate, volumul efluenților și evacuărilor, precum și parametrii de utilizare a apei purificate. Informații suplimentare necesare pentru a vă rezolva problemele și condițiile de cooperare, le puteți obține făcând o cerere sau contactând biroul companiei noastre.

Această secțiune descrie în detaliu metodele tradiționale existente de tratare a apei, avantajele și dezavantajele acestora, precum și prezintă noi metode moderne și tehnologii noi pentru îmbunătățirea calității apei în conformitate cu cerințele consumatorilor.

Sarcinile principale ale tratării apei sunt obținerea de apă curată, sigură la ieșire, potrivită pentru diverse nevoi: alimentare cu apă menajeră, potabilă, tehnică și industrialăținând cont de fezabilitatea economică a utilizării metodelor necesare de purificare a apei, tratare a apei. Abordarea tratarii apei nu poate fi aceeași peste tot. Diferențele se datorează compoziției apei și cerințelor pentru calitatea acesteia, care diferă semnificativ în funcție de destinația apei (potabilă, tehnică etc.). Cu toate acestea, există un set de proceduri tipice utilizate în sistemele de tratare a apei și secvența în care sunt utilizate aceste proceduri.

Metode de bază (tradiționale) de tratare a apei.

În practica alimentării cu apă în procesul de epurare și tratare, apa este supusă clarificare(eliberare din particulele în suspensie), decolorare ( eliminarea substanțelor care dau culoare apei) , dezinfectare(distrugerea bacteriilor patogene din acesta). În același timp, în funcție de calitatea apei sursei, în unele cazuri, se aplică suplimentar metode speciale de îmbunătățire a calității apei: înmuiere apă (scăderea durității datorită prezenței sărurilor de calciu și magneziu); fosfatarea(pentru dedurizarea mai profundă a apei); desalinizare, desalinizarea apă (scăderea mineralizării totale a apei); desiliconizare, deferizare apă (eliberând apa de compușii de fier solubili); degazare apă (eliminarea gazelor solubile din apă: sulfat de hidrogen H2S, CO2, O2); dezactivare apă (înlăturarea substanțelor radioactive din apă.); neutralizare apă (eliminarea substanțelor toxice din apă), fluorizare(adăugând fluor în apă) sau defluorinare(îndepărtarea compușilor cu fluor); acidificare sau alcalinizare ( pentru a stabiliza apa). Uneori este necesară eliminarea gusturilor și mirosurilor, prevenirea acțiunii corozive a apei etc. Se folosește una sau alta combinație a acestor procese în funcție de categoria de consumatori și de calitatea apei din surse.

Calitatea apei dintr-un corp de apă și este determinată de o serie de indicatori (fizici, chimici și sanitar-bacteriologic), în conformitate cu destinația apei și stabilite. standarde de calitate... Detalii despre asta în secțiunea următoare. Comparând datele privind calitatea apei (obținute din rezultatele analizei) cu cerințele consumatorilor, se determină măsuri pentru tratarea acesteia.

Problema epurării apei acoperă problemele modificărilor fizice, chimice și biologice în procesul de prelucrare pentru a o face aptă pentru băut, adică purificarea și îmbunătățirea proprietăților sale naturale.

Metoda de tratare a apei, compoziția și parametrii de proiectare ai instalațiilor de tratare pentru alimentarea tehnică cu apă și dozele de proiectare ale reactivilor se stabilesc în funcție de gradul de poluare a corpului de apă, scopul sistemului de alimentare cu apă, productivitatea stației și local. condiții, precum și pe baza datelor din cercetarea tehnologică și exploatarea instalațiilor care funcționează în condiții similare...

Purificarea apei se realizează în mai multe etape. Gunoiul și nisipul sunt îndepărtate în etapa de pretratare. O combinație de epurare primară și secundară efectuată la o stație de epurare a apelor uzate (WWTP) elimină materialul coloidal (materia organică). Biogenii dizolvați sunt eliminați prin post-tratament. Pentru ca epurarea sa fie completa, statiile de epurare trebuie sa elimine toate categoriile de poluanti. Există multe moduri de a face acest lucru.

Cu post-tratare adecvată, cu echipamente WOS de înaltă calitate, se poate realiza faptul că, în final, se va obține apă potrivită pentru băut. Mulți oameni palidesc la gândul de a recicla apele uzate, dar merită să ne amintim că în natură, în orice caz, toată apa circulă. De fapt, o post-tratare adecvată poate oferi apă de o calitate mai bună decât cea obținută din râuri și lacuri, care primesc adesea ape uzate neepurate.

Principalele metode de tratare a apei

Limpezirea apei

Limpezirea este o etapă de purificare a apei, în timpul căreia turbiditatea apei este eliminată prin reducerea conținutului de solide în suspensie din apele naturale și uzate din aceasta. Turbiditatea apei naturale, în special a surselor de suprafață în perioada inundațiilor, poate ajunge la 2000-2500 mg/l (la norma pentru apa de uz menajer și potabil - nu mai mult de 1500 mg/l).

Limpezirea apei prin precipitarea solidelor în suspensie. Această funcție este îndeplinită de clarificatoare, rezervoare de sedimentare și filtre, care sunt cele mai comune stații de epurare a apelor uzate. Una dintre metodele cele mai utilizate în practică pentru reducerea conținutului de impurități fin dispersate în apă este coagulare(sedimentare sub forma de complexe speciale – coagulanti) urmata de sedimentare si filtrare. După limpezire, apa intră în rezervoarele de apă curată.

Decolorarea apei, acestea. eliminarea sau decolorarea diverșilor coloizi colorați sau a substanțelor complet dizolvate se poate realiza prin coagulare, utilizarea diverșilor oxidanți (clorul și derivații săi, ozon, permanganat de potasiu) și adsorbanți (cărbune activ, rășini artificiale).

Limpezirea prin filtrare cu coagulare preliminară contribuie la o reducere semnificativă a contaminării bacteriene a apei. Cu toate acestea, printre microorganismele rămase în apă după tratarea apei, pot exista agenți patogeni (bacili ai febrei tifoide, tuberculoză și dizenterie; vibrio holeric; virusuri poliomielitei și encefalitei), care sunt o sursă de boli infecțioase. Pentru distrugerea lor finală, apa destinată uzului menajer trebuie să facă obiectul obligatoriu dezinfectare.

Dezavantajele coagulării, decantare si filtrare: metode costisitoare și insuficient de eficiente de purificare a apei, în legătură cu care sunt necesare metode suplimentare de îmbunătățire a calității.)

Dezinfectarea apei

Dezinfecția sau dezinfecția este etapa finală a procesului de tratare a apei. Scopul este de a suprima activitatea vitală a microbilor patogeni conținute în apă. Deoarece nici sedimentarea, nici filtrarea nu oferă o eliberare completă, clorarea și alte metode descrise mai jos sunt utilizate în scopul dezinfectării apei.

În tehnologia de tratare a apei sunt cunoscute o serie de metode de dezinfecție a apei, care pot fi clasificate în cinci grupe principale: termic; sorbția pe cărbune activ; chimic(folosind oxidanți puternici); oligodinamie(expunerea la ioni de metale nobile); fizic(folosind ultrasunete, radiații radioactive, raze ultraviolete). Dintre metodele enumerate, cele mai utilizate metode din grupa a treia. Ca oxidanți se folosesc clorul, dioxidul de clor, ozonul, iodul, permanganatul de potasiu; peroxid de hidrogen, hipoclorit de sodiu și calciu. La rândul lor, dintre agenții de oxidare enumerați, în practică, se preferă clor, înălbitor, hipoclorit de sodiu. Alegerea metodei de dezinfecție a apei se realizează, ghidată de consumul și calitatea apei tratate, de eficiența epurării preliminare a acesteia, de condițiile de livrare, transport și depozitare a reactivilor, de posibilitatea de automatizare a proceselor și de mecanizare a muncii. munca intensiva.

Apă care a trecut de etapele anterioare de prelucrare, coagulare, limpezire și decolorare într-un strat de sediment în suspensie sau decantare, filtrarea este supusă dezinfectării, deoarece nu există particule în filtrat, la suprafața sau în interiorul cărora bacteriile și virușii să poată să fie adsorbite, rămânând în afara influenței agenților de dezinfecție.

Dezinfectarea apei cu oxidanți puternici.

În prezent, la obiectele de locuințe și servicii comunale de dezinfecție a apei, de regulă, se utilizează clorinare apă. Dacă bei apă de la robinet, trebuie să știi că conține compuși organoclorați, a căror cantitate, după procedura de dezinfectare a apei cu clor, ajunge la 300 μg/l. Mai mult, această cantitate nu depinde de nivelul inițial de poluare a apei, aceste 300 de substanțe formându-se în apă din cauza clorării. Consumul de astfel de apă potabilă poate avea un impact foarte grav asupra sănătății. Faptul este că atunci când substanțele organice se combină cu clorul, se formează trihalometani. Acești derivați de metan au un efect carcinogen pronunțat, care contribuie la formarea celulelor canceroase. Când apa clorurată este fiartă, în ea se formează cea mai puternică otravă, dioxina. Este posibil să se reducă conținutul de trihalometani din apă prin reducerea cantității de clor utilizată sau înlocuirea acestuia cu alți dezinfectanți, de exemplu, folosind cărbune activ granular pentru a elimina compușii organici formați în timpul epurării apei. Și, desigur, avem nevoie de un control mai detaliat asupra calității apei potabile.

În cazurile de turbiditate mare și culoare a apelor naturale, clorurarea preliminară a apei este utilizată pe scară largă, cu toate acestea, această metodă de dezinfecție, așa cum este descrisă mai sus, nu numai că nu este suficient de eficientă, ci și pur și simplu dăunătoare organismului nostru.

Dezavantajele clorării: insuficient de eficient și, în același timp, dăunează ireversibil sănătății, deoarece formarea trihalometanilor cancerigeni contribuie la formarea celulelor canceroase, iar dioxina duce la otrăvirea severă a organismului.

Nu este fezabilă din punct de vedere economic dezinfectarea apei fără clor, deoarece metodele alternative de dezinfectare a apei (de exemplu, dezinfectarea cu ajutorul radiații ultraviolete) sunt destul de costisitoare. A fost propusă o alternativă la metoda de clorinare de dezinfecție a apei folosind ozon.

Ozonarea

O procedură mai modernă de dezinfecție a apei este purificarea apei folosind ozon. Într-adevăr, ozonarea La prima vedere, apa este mai sigură decât clorarea, dar are și dezavantajele ei. Ozonul este foarte instabil și se degradează rapid, astfel încât efectul său bactericid este de scurtă durată. Dar apa trebuie să treacă prin sistemul sanitar înainte de a ajunge în apartamentul nostru. O mulțime de necazuri o așteaptă pe parcurs. Nu este un secret pentru nimeni că conductele de apă din orașele rusești sunt extrem de uzate.

În plus, ozonul reacționează și cu multe substanțe din apă, precum fenolul, iar produsele rezultate sunt chiar mai toxice decât clorofenolii. Ozonarea apei se dovedește a fi extrem de periculoasă în cazurile în care ionii de brom sunt prezenți în apă cel puțin în cantități cele mai neglijabile, care sunt greu de determinat chiar și în condiții de laborator. Ozonarea produce compuși toxici de brom - bromuri, care sunt periculoase pentru oameni chiar și în microdoze.

Metoda de ozonizare a apei s-a dovedit foarte bine pentru tratarea maselor mari de apă - în bazine, în sisteme colective, de ex. unde este nevoie de o dezinfecție mai aprofundată a apei. Dar trebuie amintit că ozonul, ca și produsele interacțiunii sale cu organoclorul, este otrăvitor, prin urmare prezența unor concentrații mari de organocloru în etapa de purificare a apei poate fi extrem de dăunătoare și periculoasă pentru organism.

Dezavantajele ozonării: efectul bactericid este scurt, în reacție cu fenolul este chiar mai toxic decât clorofenolic, ceea ce este mai periculos pentru organism decât clorurarea.

Dezinfectarea apei cu raze bactericide.

CONCLUZII

Toate metodele de mai sus nu sunt suficient de eficiente, nu întotdeauna sigure și, în plus, nu sunt fezabile din punct de vedere economic: în primul rând, sunt costisitoare și foarte costisitoare, necesitând costuri constante de întreținere și reparații, în al doilea rând, cu o durată de viață limitată și, în al treilea rând, cu un consum mare de resurse energetice....

Noi tehnologii și metode inovatoare pentru îmbunătățirea calității apei

Introducerea de noi tehnologii și metode inovatoare de tratare a apei permite rezolvarea unui set de sarcini care asigură:

• producerea de apă potabilă care îndeplinește standardele și GOST-urile stabilite, satisfacând cerințele consumatorilor;
• fiabilitatea epurării și dezinfectării apei;
• funcționarea eficientă, neîntreruptă și fiabilă a stațiilor de epurare a apelor uzate;
• reducerea costurilor de tratare și tratare a apei;
• economisirea de reactivi, energie electrica si apa pentru nevoi proprii;
• calitatea producerii apei.

Printre noile tehnologii pentru îmbunătățirea calității apei se numără:

Metode membranare bazată pe tehnologii moderne (inclusiv macrofiltrare; microfiltrare; ultrafiltrare; nanofiltrare; osmoză inversă). Folosit pentru desalinizare Ape uzate, rezolva un complex de sarcini de purificare a apei, dar apa purificata nu inseamna inca ca este utila pentru sanatate. Mai mult, aceste metode sunt costisitoare și consumatoare de energie, necesitând costuri continue de întreținere.

Metode de tratare a apei fără reactiv. Activare (structurare)lichide. Există multe modalități de a activa apa astăzi (de exemplu, unde magnetice și electromagnetice; unde de frecvențe ultrasonice; cavitație; expunere la diverse minerale, rezonanță etc.). Metoda de structurare a unui lichid oferă o soluție la un complex de probleme de tratare a apei ( decolorare, dedurizare, dezinfectare, degazare, deferizare a apei etc.), excluzând tratarea chimică a apei.

Indicatorii de calitate a apei depind de metodele aplicate de structurare a lichidului și depind de alegerea tehnologiilor aplicate, printre care se numără:
- aparate pentru tratarea magnetică a apei;
- metode electromagnetice;
- metoda cavitatii de tratare a apei;
- undă rezonantă activarea apei (prelucrare fără contact pe bază de cristale piezo).

Sisteme hidromagnetice (HMS) sunt destinate tratării apei într-un curent cu un câmp magnetic constant cu o configurație spațială specială (utilizate pentru neutralizarea calcarului în echipamentele de schimb de căldură; pentru a clarifica apa, de exemplu, după clorinare). Principiul de funcționare al sistemului este interacțiunea magnetică a ionilor metalici prezenți în apă (rezonanța magnetică) și procesul simultan de cristalizare chimică. HMS se bazează pe acțiunea ciclică asupra apei furnizate schimbătoarelor de căldură cu un câmp magnetic de o configurație dată, creat de magneți de înaltă energie. Metoda de tratare magnetică a apei nu necesită reactivi chimici și, prin urmare, este ecologică. Dar există și dezavantaje... HMS folosește magneți permanenți puternici bazați pe elemente de pământuri rare. Ele își păstrează proprietățile (intensitatea câmpului magnetic) pentru o perioadă foarte lungă de timp (zeci de ani). Cu toate acestea, dacă sunt supraîncălzite peste 110 - 120 C, proprietățile magnetice se pot slăbi. Prin urmare, HMS-ul trebuie instalat acolo unde temperatura apei nu depășește aceste valori. Adică înainte de a fi încălzit, pe linia de retur.

Dezavantajele sistemelor magnetice: utilizarea HMS este posibilă la temperaturi nu mai mari de 110 - 120 °CU; metodă insuficient de eficientă; pentru curățarea completă, este necesar să-l utilizați în combinație cu alte metode, ceea ce, ca urmare, nu este fezabil din punct de vedere economic.

Metoda de cavitație de tratare a apei. Cavitația este formarea de cavități într-un lichid (bule de cavitație sau cavități) umplute cu gaz, abur sau amestecul acestora. Esenta cavitație- altă stare de fază a apei. În condiții de cavitație, apa trece din starea sa naturală la abur. Cavitația apare ca urmare a unei scăderi locale a presiunii într-un lichid, care poate apărea fie cu creșterea vitezei acestuia (cavitație hidrodinamică), fie cu trecerea unei unde acustice în timpul unei semiperioade de rarefacție (cavitație acustică). În plus, dispariția bruscă (brută) a bulelor de cavitație duce la formarea de șocuri hidraulice și, în consecință, la crearea unei unde de compresie și extensie într-un lichid cu frecvență ultrasonică. Metoda este folosită pentru a îndepărta fierul, sărurile de duritate și alte elemente care depășesc concentrația maximă admisă, dar este slab eficientă în dezinfecția apei. Totodata, consuma semnificativ energie electrica, costisitoare de intretinut cu elemente de filtrare consumabile (resursa de la 500 la 6000 m 3 de apa).

Dezavantaje: consumă energie electrică, nu este suficient de eficient și este costisitor de întreținut.

CONCLUZII

Metodele de mai sus sunt cele mai eficiente și mai ecologice în comparație cu metodele tradiționale de purificare și tratare a apei. Dar au anumite dezavantaje: complexitatea instalațiilor, costul ridicat, necesarul de consumabile, complexitatea întreținerii, sunt necesare suprafețe semnificative pentru instalarea sistemelor de tratare a apei; eficiență insuficientă și, pe lângă aceasta, restricții de utilizare (restricții de temperatură, duritate, pH-ul apei etc.).

Metode de activare lichidă fără contact (BOZH). Tehnologii rezonante.

Prelucrarea lichidului se realizează fără contact. Unul dintre avantajele acestor metode este structurarea (sau activarea) mediilor lichide, care asigură toate sarcinile de mai sus prin activarea proprietăților naturale ale apei fără a consuma energie electrică.

Cea mai eficientă tehnologie în acest domeniu este tehnologia NORMAQUA ( procesarea undelor rezonante pe baza de cristale piezo), fără contact, ecologic, fără consum de energie electrică, fără magnetic, fără service, durată de viață - cel puțin 25 de ani. Tehnologia se bazează pe activatori piezoceramici pentru medii lichide și gazoase, care sunt rezonatoare cu invertor care emit unde de intensitate ultra joasă. Ca și în cazul expunerii la unde electromagnetice și ultrasonice, legăturile intermoleculare instabile sunt rupte sub influența vibrațiilor de rezonanță, iar moleculele de apă sunt aranjate într-o structură fizico-chimică naturală naturală în grupuri.

Utilizarea tehnologiei vă permite să abandonați complet tratarea chimică a apeiși sisteme costisitoare de tratare a apei și consumabile, și atinge echilibrul perfect între menținerea celei mai înalte calități a apei și economisirea costurilor de operare.

Reduce aciditatea apei (crește nivelul pH-ului);
- economisiți până la 30% din energie electrică la pompele de transfer și spălați depunerile de calcar formate anterior prin reducerea coeficientului de frecare a apei (creșterea timpului de aspirație capilară);
- modificarea potenţialului redox al apei Eh;
- pentru a reduce rigiditatea generală;
- pentru a imbunatati calitatea apei: activitatea sa biologica, siguranta (dezinfectia pana la 100%) si proprietatile organoleptice.

1. Ce se înțelege prin ciclul abur-apă al centralelor de cazane

Pentru funcționarea fiabilă și sigură a cazanului, este importantă circulația apei în acesta - mișcarea sa continuă în amestecul lichid de-a lungul unui anumit circuit închis. Ca urmare, se asigură îndepărtarea intensivă a căldurii de pe suprafața de încălzire și se elimină stagnarea locală a aburului și a gazului, ceea ce protejează suprafața de încălzire de supraîncălzirea inacceptabilă, coroziune și previne defectarea cazanului. Circulația în cazane poate fi naturală și forțată (artificială), creată cu ajutorul pompelor.

În fig. este prezentată o diagramă a așa-numitului circuit de circulație. Se toarnă apă în vas, iar roata din stânga a tubului în formă de U este încălzită, se formează abur; greutatea specifică a amestecului de abur și apă va fi mai mică în comparație cu greutatea specifică în genunchiul drept. Lichidul nu va fi în astfel de condiții, este într-o stare de echilibru. De exemplu, A - A, presiunea în stânga va fi mai mică decât în ​​dreapta - începe o mișcare, care se numește circulație. Aburul va fi eliberat din oglinda de evaporare, deplasându-se mai departe de vas, iar apă de alimentare îi va fi furnizată în aceeași cantitate în greutate.

Pentru a calcula circulația se rezolvă două ecuații. Primul - exprimă echilibrul material, al doilea - echilibrul puterii.

G sub = G op kg / sec, (170)

Unde G sub - cantitatea de apă și abur care se deplasează în partea de ridicare a circuitului, în kg / sec;

G op - cantitatea de apă care se mișcă în partea de coborâre, în kg / sec.

N = ∆ρ kg / m2, (171)

unde N este înălțimea totală de antrenare egală cu h (γ în - γ cm), în kg;

∆ρ este suma rezistențelor hidraulice în kg/m 2, inclusiv forța de inerție, care rezultă din deplasarea emulsiei abur-apă și a apei prin birou și provocând în cele din urmă mișcare uniformă la o anumită viteză.

De obicei, viteza de circulație este selectată în intervalul 10 - 50, iar cu o sarcină termică scăzută a țevilor, este mult mai mare de 200 - 300.

M/sec,

2. Motivele formării depunerilor în schimbătoarele de căldură

Diverse impurități conținute în apa încălzită și evaporată pot fi eliberate în faza solidă pe suprafețele interioare ale generatoarelor de abur, evaporatoarelor, convertoarelor de abur și condensatoarelor turbinelor cu abur sub formă de calcar, iar în interiorul masei de apă - sub formă de nămol în suspensie . Cu toate acestea, este imposibil să se traseze o graniță clară între calcar și nămol, deoarece substanțele depuse pe suprafața de încălzire sub formă de calcar se pot transforma în nămol în timp și invers, nămolul, în anumite condiții, se poate lipi de încălzire. suprafață, formând scară.

Suprafețele de încălzire prin radiație ale generatoarelor moderne de abur sunt încălzite intens de o torță de ardere. Densitatea fluxului de căldură în ele ajunge la 600–700 kW / m2, iar fluxurile de căldură locale pot fi și mai mari. Prin urmare, chiar și o deteriorare pe termen scurt a coeficientului de transfer de căldură de la perete la apa clocotită duce la o creștere atât de semnificativă a temperaturii peretelui conductei (500–600 ° C și mai mult), încât rezistența metalului poate fi insuficientă. pentru a rezista la tensiunile care apar în el. Consecința acestui lucru este deteriorarea metalului, caracterizată prin apariția de defecte, plumb și adesea ruperea țevilor.

3. Descrieți coroziunea cazanelor cu abur de-a lungul căilor abur-apă și gaz

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

1 ... Ce se înțelege prin ciclul abur-apă al gurilor cazanuluianovok

Ciclul abur-apă este o perioadă în care apa se transformă în abur și această perioadă se repetă de mai multe ori.

Pentru funcționarea fiabilă și sigură a cazanului, este importantă circulația apei în acesta - mișcarea sa continuă în amestecul lichid de-a lungul unui anumit circuit închis. Ca urmare, se asigură îndepărtarea intensivă a căldurii de pe suprafața de încălzire și se elimină stagnarea locală a aburului și a gazului, ceea ce protejează suprafața de încălzire de supraîncălzirea inacceptabilă, coroziune și previne defectarea cazanului. Circulația în cazane poate fi naturală și forțată (artificială), creată cu ajutorul pompelor.

În modelele moderne de cazane, suprafața de încălzire este făcută din mănunchiuri separate de țevi conectate la tamburi și colectoare, care formează un sistem destul de complex de circuite de circulație închise.

În fig. este prezentată o diagramă a așa-numitului circuit de circulație. Se toarnă apă în vas, iar roata din stânga a tubului în formă de U este încălzită, se formează abur; greutatea specifică a amestecului de abur și apă va fi mai mică în comparație cu greutatea specifică în genunchiul drept. Lichidul nu va fi în astfel de condiții, este într-o stare de echilibru. De exemplu, A - A, presiunea în stânga va fi mai mică decât în ​​dreapta - începe o mișcare, care se numește circulație. Aburul va fi eliberat din oglinda de evaporare, deplasându-se mai departe de vas, iar apă de alimentare îi va fi furnizată în aceeași cantitate în greutate.

Pentru a calcula circulația se rezolvă două ecuații. Primul - exprimă echilibrul material, al doilea - echilibrul puterii.

Prima ecuație se formulează după cum urmează:

G sub = G op kg / sec, (170)

Unde G sub - cantitatea de apă și abur care se deplasează în partea de ridicare a circuitului, în kg / sec;

G op - cantitatea de apă care se mișcă în partea de coborâre, în kg / sec.

Ecuația echilibrului puterii poate fi exprimată prin următoarea relație:

N = ?? kg / m 2, (171)

unde N este înălțimea totală de conducere egală cu h (? în -? cm), în kg;

Suma rezistenței hidraulice în kg / m 2, inclusiv forța de inerție, care decurge din mișcarea emulsiei abur-apă și a apei în birou și, în cele din urmă, provoacă o mișcare uniformă la o anumită viteză.

Există un număr mare de țevi care funcționează în paralel în circuitul de circulație al cazanului, iar condițiile de funcționare a acestora nu pot fi, din mai multe motive, complet identice. Pentru a asigura circulația neîntreruptă în toate conductele circuitelor de funcționare paralele și pentru a nu provoca răsturnarea circulației în niciuna dintre ele, este necesară creșterea vitezei de mișcare a apei de-a lungul circuitului, care este asigurată de o anumită rată de circulație K.

De obicei, viteza de circulație este selectată în intervalul 10 - 50, iar cu o sarcină termică scăzută a țevilor, este mult mai mare de 200 - 300.

Consumul de apa in circuit, tinand cont de rata de circulatie, este egal cu

unde D = debitul de abur (apă de alimentare) al circuitului calculat în kg/h.

Viteza apei la intrarea în partea de ridicare a circuitului poate fi determinată din egalitate

2 ... Motivele formării otlo-uluiîn schimbătoarele de căldură

Diverse impurități conținute în apa încălzită și evaporată pot fi eliberate în faza solidă pe suprafețele interioare ale generatoarelor de abur, evaporatoarelor, convertoarelor de abur și condensatoarelor turbinelor cu abur sub formă de calcar, iar în interiorul masei de apă - sub formă de nămol în suspensie . Cu toate acestea, este imposibil să se traseze o graniță clară între calcar și nămol, deoarece substanțele depuse pe suprafața de încălzire sub formă de calcar se pot transforma în nămol în timp și invers, nămolul, în anumite condiții, se poate lipi de încălzire. suprafață, formând scară.

Dintre elementele generatoare de abur, tuburile de perete încălzite sunt cele mai susceptibile la contaminarea suprafețelor interne. Formarea depunerilor pe suprafețele interioare ale țevilor generatoare de abur implică o deteriorare a transferului de căldură și, ca urmare, supraîncălzirea periculoasă a țevii metalice.

Suprafețele de încălzire prin radiație ale generatoarelor moderne de abur sunt încălzite intens de o torță de ardere. Densitatea fluxului de căldură în ele ajunge la 600-700 kW / m2, iar fluxurile de căldură locale pot fi și mai mari. Prin urmare, chiar și o deteriorare pe termen scurt a coeficientului de transfer de căldură de la perete la apa clocotită duce la o creștere atât de semnificativă a temperaturii peretelui conductei (500-600 ° C și mai mult), încât rezistența metalului poate fi insuficientă. pentru a rezista la tensiunile care au apărut în ea. Consecința acestui lucru este deteriorarea metalului, caracterizată prin apariția de defecte, plumb și adesea ruperea țevilor.

În cazul fluctuațiilor bruște de temperatură în pereții țevilor generatoare de abur, care pot apărea în timpul funcționării generatorului de abur, scara se exfoliază de pe pereți sub formă de solzi fragile și dense, care sunt purtate de fluxul circulant. apă în locuri cu circulație lentă. Acolo se depun sub forma unei acumulări aleatorii de bucăți de diferite dimensiuni și forme, cimentate de nămol în formațiuni mai mult sau mai puțin dense. Dacă un generator de abur tip tambur are secțiuni orizontale sau ușor înclinate ale țevilor generatoare de abur cu circulație lentă, atunci depozitele de nămol liber se acumulează de obicei în ele. O îngustare a secțiunii transversale pentru trecerea apei sau o blocare completă a conductelor de generare a aburului duce la o încălcare a circulației. În așa-numita zonă de tranziție a unui generator de abur cu trecere o dată până la presiunea critică, unde ultima umiditate reziduală se evaporă și are loc o ușoară supraîncălzire a aburului, se formează depozite de calciu, compuși de magneziu și produse de coroziune.

Deoarece generatorul de abur cu o singură trecere este o capcană eficientă pentru compușii puțin solubili de calciu, magneziu, fier și cupru. Apoi, cu un conținut crescut al acestora în apa de alimentare, se acumulează rapid în partea de conductă, ceea ce reduce semnificativ durata campaniei de lucru a generatorului de abur.

Pentru a asigura depuneri minime atât în ​​zonele de sarcini termice maxime ale conductelor generatoare de abur, cât și în traseul de curgere a turbinelor, este necesar să se mențină cu strictețe standardele de funcționare ale conținutului admisibil al anumitor impurități din alimentare. apă. În acest scop, apa de alimentare suplimentară este supusă unei epurări chimice profunde sau distilare la stațiile de tratare a apei.

Îmbunătățirea calității condensului și a apei de alimentare slăbește considerabil procesul de formare a depunerilor operaționale pe suprafața echipamentelor de alimentare cu abur, dar nu îl elimină complet. În consecință, pentru a asigura curățenia corespunzătoare a suprafeței de încălzire, este necesar, împreună cu o curățare unică înainte de pornire, să se efectueze curățarea operațională periodică a echipamentelor principale și auxiliare și, în plus, nu numai în prezența de încălcări sistematice grave ale regimului de apă stabilit și în caz de eficiență insuficientă a măsurilor anticoroziune efectuate la CTE, dar și în condiții normale de funcționare a CTE. Curățarea operațională este necesară în special la unitățile de alimentare cu generatoare de abur cu trecere o dată.

3 ... Descrieți coroziunea camerelor cazanelor cu aburcăi de abur-apă și gaze

Metalele și aliajele utilizate pentru fabricarea echipamentelor termice și energetice au capacitatea de a interacționa cu un mediu în contact cu acestea (apă, abur, gaze) care conține anumite impurități corozive (oxigen, acizi carbonici și alți acizi, alcalii etc.).

Esențială pentru perturbarea funcționării normale a unui cazan cu abur este interacțiunea substanțelor dizolvate în apă cu spălarea acestuia cu metal, în urma căreia metalul este distrus, ceea ce, cu dimensiuni cunoscute, duce la accidente și defectarea elementelor individuale ale cazanului. O astfel de distrugere a metalului de către mediu se numește coroziune. Coroziunea începe întotdeauna de la suprafața metalului și se extinde treptat mai adânc.

În prezent, se disting două grupe principale de fenomene de coroziune: coroziunea chimică și coroziunea electrochimică.

Coroziunea chimică se referă la distrugerea unui metal ca urmare a interacțiunii sale chimice directe cu mediul. În industria energiei termice, exemple de coroziune chimică sunt: ​​oxidarea suprafeței exterioare de încălzire de către gazele de ardere fierbinți, coroziunea oțelului prin abur supraîncălzit (așa-numita coroziune abur-apă), coroziunea metalului cu lubrifianți etc.

Coroziunea electrochimică, așa cum indică numele, este asociată nu numai cu procesele chimice, ci și cu mișcarea electronilor în mediile care interacționează, de exemplu. cu aspectul unui curent electric. Aceste procese au loc atunci când metalul interacționează cu soluțiile de electroliți, care are loc într-un cazan cu abur, în care circulă apa din cazan, care este o soluție de săruri și alcaline descompuse în ioni. Coroziunea electrochimică apare și atunci când metalul intră în contact cu aerul (la temperatură normală), care conține întotdeauna vapori de apă, care se condensează pe suprafața metalului sub forma unei pelicule subțiri de umiditate, creând condiții pentru apariția coroziunii electrochimice.

Distrugerea unui metal începe în esență cu dizolvarea fierului, care constă în faptul că atomii de fier își pierd o parte din electroni, lăsându-i în metal, și astfel se transformă în ioni de fier încărcați pozitiv, trecând într-o soluție apoasă. Acest proces nu are loc uniform pe întreaga suprafață a metalului spălat cu apă. Faptul este că metalele pure din punct de vedere chimic nu sunt de obicei suficient de puternice și, prin urmare, aliajele lor cu alte substanțe sunt utilizate în principal în tehnologie, după cum știți, fonta și oțelul sunt aliaje de fier cu carbon. În plus, structurii de oțel se adaugă în cantități mici siliciu, mangan, crom, nichel etc., pentru a-i îmbunătăți calitatea.

După forma de manifestare a coroziunii, se disting: coroziune uniformă, când distrugerea metalului are loc la aproximativ aceeași adâncime pe toată suprafața metalului și coroziunea locală. Acesta din urmă are trei tipuri principale: 1) coroziunea prin pitting, în care coroziunea metalului se dezvoltă în profunzime pe o suprafață limitată apropiindu-se de manifestări punctuale, ceea ce este deosebit de periculos pentru echipamentul cazanului (formarea de găuri traversante ca urmare a unei astfel de coroziuni) ; 2) coroziune selectivă, atunci când una dintre părțile constitutive ale aliajului este distrusă; de exemplu, în tuburile de condensatoare cu turbină din alamă (aliaj cupru-zinc), atunci când sunt răcite cu apă de mare, zincul este îndepărtat din alamă, în urma căreia alama devine casantă; 3) coroziunea intergranulară, care apare în principal în îmbinările nituite și rulante insuficient dense ale cazanelor de abur cu proprietăți agresive ale apei din cazan cu solicitări mecanice excesive simultane în aceste zone ale metalului. Acest tip de coroziune se caracterizează prin apariția unor fisuri de-a lungul limitelor cristalelor metalice, ceea ce face ca metalul să fie fragil.

4 ... Care susțin regimurile apo-chimice în cazane și de ce depind?

Modul normal de funcționare al cazanelor cu abur este un astfel de mod în care este asigurat:

a) obţinerea de abur pur; b) absenţa depunerilor de sare (calamă) pe suprafeţele de încălzire ale cazanelor şi aderenţa nămolului format (aşa-numita calamă secundară); c) prevenirea tuturor tipurilor de coroziune a metalului cazanului și a conductei condensatorului de abur care transportă produse de coroziune în cazan.

Cerințele enumerate sunt îndeplinite prin luarea de măsuri în două direcții principale:

a) în timpul preparării apei de sursă; b) la reglarea calitatii apei din cazan.

Pregătirea sursei de apă, în funcție de calitatea acesteia și de cerințele legate de proiectarea cazanului, poate fi efectuată prin:

a) tratarea apei înainte de fierbere cu îndepărtarea substanțelor în suspensie și organice, fier, agenți de formare a calcarului (Ca, Mg), dioxid de carbon liber și legat, oxigen, reducerea alcalinității și a salinității (calar, hidrogen - cationizare sau desalinizare etc.); .);

b) tratarea apei intra-boiler (cu dozare de reactivi sau tratarea apei cu camp magnetic cu indepartarea obligatorie si sigura a namolului).

Controlul calității apei din cazan se realizează prin suflarea cazanelor; o reducere semnificativă a volumului de purjare se poate realiza prin îmbunătățirea dispozitivelor de separare a cazanului: evaporare în trepte, cicloni la distanță, spălare cu abur cu apă de alimentare. Combinația de implementare a măsurilor enumerate, asigurând funcționarea normală a cazanelor, se numește apă - modul chimic de funcționare al cazanelor.

Utilizarea oricărei metode de tratare a apei: în interiorul cazanului, înaintea cazanului, urmată de tratarea corectivă a apei purificate chimic sau de alimentare, necesită suflarea cazanelor cu abur.

În condițiile de funcționare a cazanelor, există două moduri de suflare a cazanelor: periodică și continuă.

Purgarea periodică din punctele inferioare ale cazanului se efectuează pentru a îndepărta nămolul grosier care se depune în colectoarele inferioare (tamburi) ale cazanului sau în circuitele cu circulație lentă a apei. Se efectuează conform programului stabilit, în funcție de gradul de nămol din apa cazanului, dar cel puțin o dată pe tură.

Purtarea continuă a cazanelor asigură puritatea aburului necesară, menținând o anumită compoziție de sare a apei din cazan.

5 ... Descrieți dispozitivul granulatiluminatoarefiltrele x și modul în care funcționează

Limpezirea apei prin filtrare este utilizată pe scară largă în tehnologia de tratare a apei, pentru aceasta apa limpezită este filtrată printr-un strat de material granular (nisip cuarț, antracit zdrobit, argilă expandată etc.) încărcat în filtru.

Clasificarea filtrelor în funcție de o serie de caracteristici de bază:

rata de filtrare:

Lentă (0,1 - 0,3 m/h);

Rapid (5 - 12 m/h);

Viteză super mare (36 - 100 m / h);

presiunea sub care lucrează:

Deschis sau cu curgere liberă;

Cap de presiune;

numărul de straturi de filtrare:

Un singur strat;

Două straturi;

Multistrat.

Cele mai eficiente și mai economice sunt filtrele multistrat, în care, pentru a crește capacitatea de reținere a murdăriei și eficiența de filtrare, încărcarea este realizată din materiale cu densități și dimensiuni diferite ale particulelor: deasupra stratului - particule ușoare mari, dedesubt - mici grele. . Cu direcția de filtrare în jos, impuritățile mari sunt reținute în stratul superior al încărcăturii, iar cele mici rămase - în cel inferior. În acest fel, întregul volum de descărcare funcționează. Filtrele de iluminare sunt eficiente la respingerea particulelor > 10 microni.

Apa care conține particule în suspensie, care se deplasează printr-o sarcină granulară care reține particulele în suspensie, este clarificată. Eficiența procesului depinde de fizician - proprietățile chimice ale impurităților, mediile de filtrare și factorii hidrodinamici. Acumularea de impurități are loc în grosimea sarcinii, volumul porilor liberi scade și rezistența hidraulică a sarcinii crește, ceea ce duce la creșterea pierderii de sarcină.

În general, procesul de filtrare poate fi împărțit condiționat în mai multe etape: transferul particulelor din fluxul de apă la suprafața materialului de filtrare; atașarea particulelor de boabe și în golurile dintre ele; detașarea particulelor fixe cu trecerea lor înapoi în fluxul de apă.

Îndepărtarea impurităților din apă și fixarea lor pe boabele încărcăturii are loc sub acțiunea forțelor de aderență. Sedimentul format pe particulele încărcăturii are o structură fragilă, care poate fi distrusă sub influența forțelor hidrodinamice. O parte din particulele aderate anterior se desprinde din boabele de alimentare sub formă de fulgi mici și este transferată în straturile ulterioare ale furajului (suffuzie), unde este reținută din nou în canalele porilor. Astfel, procesul de limpezire a apei trebuie considerat ca suma totală a procesului de aderență și sufuziune. Clarificarea în fiecare strat elementar al sarcinii are loc atâta timp cât intensitatea aderenței particulelor depășește intensitatea detașării.

Pe măsură ce straturile superioare ale încărcăturii sunt saturate, procesul de filtrare se deplasează către cele inferioare, zona de filtrare, așa cum ar fi, coboară în direcția curgerii din zona în care materialul filtrant este deja saturat de contaminare și procesul de sufuzie. predomină în zona încărcăturii proaspete. Apoi vine momentul în care întregul strat al încărcării filtrului este saturat cu contaminanți ai apei și nu este asigurat gradul necesar de clarificare a apei. Concentrația de materie în suspensie la ieșirea furajului începe să crească.

Timpul în care apa este limpezită într-un grad prestabilit se numește timp de protecție a sarcinii. Când se atinge limitarea pierderii de presiune, filtrul de iluminare trebuie comutat în modul de spălare cu slăbire, când sarcina este spălată cu flux invers de apă, iar impuritățile sunt evacuate în canalizare.

Posibilitatea de reținere grosieră a suspensiei de către filtru depinde în principal de masa acestuia; suspensie fină și particule coloidale - din forțele de suprafață. Încărcarea particulelor în suspensie este de mare importanță, deoarece particulele coloidale cu aceeași sarcină nu se pot combina în conglomerate, se măresc și se stabilesc: sarcina le împiedică să se unească. Această „alienare” a particulelor este depășită prin coagulare artificială. De regulă, coagularea (uneori, în plus, flocularea) se realizează în clarificatoare. Adesea, acest proces este combinat cu dedurizarea apei prin var, sau cu sifon - prin var, sau cu înmuierea cu carbonat de sodiu.

Filtrarea filmului este cel mai frecvent observată în filtrele de iluminat convenționale. Filtrarea volumetrica este organizata in filtre cu doua straturi si in asa numitele clarificatoare de contact. În filtru se toarnă stratul inferior de nisip de cuarț cu dimensiunea de 0,65 - 0,75 mm și stratul superior de antracit cu dimensiunea granulelor de 1,0 - 1,25 mm. Pe suprafața superioară a stratului de granule mari de antracit nu se formează o peliculă. Substanțele în suspensie care au trecut prin stratul de antracit sunt reținute de stratul inferior de nisip.

La spălarea în contravaloare a filtrului, straturile de nisip și antracit nu se amestecă, deoarece densitatea antracitului este jumătate față de cea a nisipului de cuarț.

6 . opCăutați procesul de înmuiere înode după metoda schimbului de cationi

Conform teoriei disocierii electrolitice, moleculele unor substanțe dintr-o soluție apoasă se descompun în ioni încărcați pozitiv și negativ - cationi și anioni.

Când o astfel de soluție trece printr-un filtru care conține un material greu solubil (cationit) capabil să absoarbă cationii soluției, inclusiv Ca și Mg, și să elibereze cationi Na sau H din compoziția sa în locul lor, are loc dedurizarea apei. Apa este aproape complet eliberată de Ca și Mg, iar duritatea sa este redusă la 0,1 °

N / A - kationizare.În această metodă, sărurile de calciu și magneziu dizolvate în apă sunt schimbate cu Ca și Mg cu Na prin filtrare printr-un material schimbător de cationi; ca urmare, se obțin doar săruri de sodiu cu solubilitate ridicată. Formula materialului schimbător de cationi este desemnată în mod convențional prin litera R.

Materialele cationice sunt glauconit, sulfocarbon și rășini sintetice. Cel mai răspândit în prezent este cărbunele sulfo, care se obține după prelucrarea cărbunelui brun sau bituminos cu acid sulfuric fumos.

Capacitatea unui material schimbător de cationi se numește limita capacității sale de schimb, după care, ca urmare a consumului de cationi Na, aceștia trebuie restabiliți prin regenerare.

Capacitatea se măsoară într-o tonă - în grade (t-deg) de agenți de formare a calcarului, la 1 m 3 de material cationic. Ton - grade se obțin prin înmulțirea debitului de apă purificată, exprimat în tone, cu duritatea acestei ape în grade de duritate.

Regenerarea se realizează cu o soluție de clorură de sodiu 5-10% trecută printr-un material schimbător de cationi.

Trăsătura caracteristică a cationizării Na este absența sărurilor precipitate. Anionii sărurilor de duritate sunt trimiși în întregime la cazan. Această circumstanță face necesară creșterea cantității de apă de purjare. Dedurizarea apei cu Na - cationizare se dovedește a fi destul de profundă, duritatea apei de alimentare poate fi adusă la 0 ° (practic 0,05-01 °), în timp ce alcalinitatea nu diferă de duritatea carbonatică a apei sursei.

Dezavantajele Na-cationizării includ obținerea unei alcalinități crescute în cazurile în care există o cantitate semnificativă de săruri de duritate temporară în apa originală.

Ele sunt limitate de un Na - cationizarea este posibilă atunci când duritatea carbonatică a apei nu depășește 3-6 °. În caz contrar, este necesară creșterea semnificativă a cantității de apă de purjare, ceea ce va crea deja pierderi mari de căldură. De obicei, cantitatea de apă de purjare nu depășește 5-10% din consumul total, care este utilizată pentru alimentarea cazanului.

Metoda de cationizare necesită o întreținere foarte simplă și este disponibilă personalului general al cazanelor fără a fi nevoie de un chimist.

Design filtru schimb cationic

N - N / A-Laacționare... Dacă filtrul schimbător de cationi umplut cu sulfo-carbon este regenerat nu cu o soluție de clorură de sodiu, ci cu o soluție de acid sulfuric, atunci schimbul va avea loc între cationii Ca și Mg din apa care se purifică și cationii H ai sulfo-carbon.

Apa astfel preparată, având și o duritate neglijabilă, devine în același timp acidă și astfel nepotrivită pentru alimentarea cazanelor cu abur, iar aciditatea apei este egală cu duritatea necarbonatică a apei.

Combinând împreună Na și H - dedurizarea apei cationice, puteți obține rezultate bune. Duritatea apei preparate prin metoda schimbului de cationi H-Na nu depășește 0,1 ° cu o alcalinitate de 4-5 °.

7 ... Descrie Prinscheme ciferice de tratare a apei

Implementarea modificărilor necesare în compoziția apei tratate este posibilă conform diferitelor scheme tehnologice, apoi alegerea uneia dintre ele se face pe baza tehnicilor comparative - calcule economice conform opțiunilor conturate pentru scheme.

Ca urmare a epurării chimice a apelor naturale, efectuată la stațiile de epurare, pot apărea următoarele modificări principale în compoziția acestora: 1) limpezirea apei; 2) dedurizarea apei; 3) scăderea alcalinității apei; 4) reducerea salinității apei; 5) demineralizarea completă a apei; 6) degazarea apei. Scheme de tratare a apei necesare pentru implementare

modificările enumerate în compoziția sa pot include diverse procese, care se reduc la următoarele trei grupe principale: 1) metode de depunere; 2) filtrarea mecanică a apei; 3) filtrarea apei cu schimb de ioni.

Utilizarea schemelor tehnologice ale stațiilor de tratare a apei implică de obicei o combinație de diferite metode de tratare a apei.

Cifrele prezintă scheme posibile pentru stațiile combinate de tratare a apei prin aplicarea celor trei categorii de procese de tratare a apei. În aceste diagrame sunt date doar dispozitivele de bază. Fără accesorii și filtre de etapă a doua și a treia specificate.

Diagrama statiilor de tratare a apei

1-apa bruta; 2-iluminator; 3-filtru mecanic; 4-rezervor intermediar; 5-pompa; 6-dozator de coagulant; 7-Na - filtru schimbător de cationi; 8- H - filtru schimbător de cationi; 9 - calciner; 10 - OH - filtru schimbător de anioni; 11 - apa tratata.

Filtrarea prin schimb de ioni este o etapă finală obligatorie a tratarii apei pentru toate variantele posibile de scheme și se realizează sub formă de Na - cationizare, H-Na-cationizare și H-OH - ionizare a apei. Clarificatorul 2 oferă două opțiuni principale pentru utilizarea sa: 1) limpezirea apei, atunci când procesele de coagulare și decantare a apei se desfășoară în ea și 2) dedurizarea apei, când, pe lângă coagulare, se efectuează cărarea. în ea, precum și simultan cu desiliconizarea magnezienă de calcar a apei.

În funcție de caracteristicile apelor naturale în ceea ce privește conținutul de solide în suspensie din acestea, sunt posibile trei grupuri de scheme tehnologice pentru tratarea lor:

1) Apele arteziene subterane (în Fig. 1a), în care solidele în suspensie sunt practic absente, nu necesită limpezirea lor și, prin urmare, tratarea unor astfel de ape poate fi limitată doar prin filtrare prin schimb ionic după una din trei scheme, în funcție de cerinţele pentru apa tratată: a ) Na - cationizare, dacă este necesară doar dedurizarea apei; b) H-Na - cationizare, la nevoie, pe lângă înmuiere, o scădere a alcalinității sau o scădere a salinității apei; c) Н-ОН - ionizare, dacă este necesară demineralizarea apei adânci.

2) apele de suprafață cu un conținut nesemnificativ de solide în suspensie (în Fig. Sunt desemnate 1b), pot fi prelucrate conform așa-numitelor scheme de presiune cu flux direct, în care coagularea și clarificarea în filtre mecanice sunt combinate cu una dintre scheme de filtrare prin schimb ionic.

3) apele de suprafață cu o cantitate relativ mare de solide în suspensie (în figură sunt desemnate 1c), sunt eliberate din ele în clarificare, după care sunt supuse filtrării mecanice și apoi combinate cu una dintre schemele de filtrare cu schimb ionic. În acest caz, de multe ori. Pentru descărcarea părții schimbătoare de ioni a stației de tratare a apei, concomitent cu coagularea, apa este parțial înmuiată în clarificator și conținutul ei de sare este redus prin calcare și desiliconizare magneziană. Astfel de scheme combinate sunt deosebit de adecvate pentru tratarea apelor cu multă sare, deoarece chiar și cu desalinizarea lor parțială prin metoda schimbului de ioni, mari

Soluţie:

Determinați perioada de inter-spălare a filtrului, h

unde: h 0 - înălțimea stratului filtrant, 1,2 m

Gr este capacitatea de reținere a murdăriei a materialului filtrant, 3,5 kg / m 3.

Valoarea lui Gr poate varia foarte mult în funcție de natura solidelor în suspensie, compoziția lor fracțională, materialul de filtrare etc. La calcul, puteți lua Gr = 3? 4 kg/m3, în medie 3,5 kg/m3,

U p - rata de filtrare, 4,1 m / h,

С в - concentrație, solide în suspensie, 7 mg / l,

Numărul de spălări ale filtrului pe zi este determinat de formula:

unde: T 0 - perioada de interspalare, 146,34 h,

t 0 - timpul în care filtrul este inactiv pentru spălare, de obicei 0,3 - 0,5 ore,

Determinați zona de filtrare necesară:

unde: rata de filtrare U, 4,1 m/h,

Q - Productivitate, 15 m 3 / h,

În conformitate cu regulile și reglementările pentru proiectarea stațiilor de tratare a apei, numărul de filtre trebuie să fie de cel puțin trei, apoi aria unui filtru va fi:

unde: m este numărul de filtre.

Folosind zona găsită a unui filtru, găsim diametrul necesar al filtrului conform tabelului: diametru d = 1500 mm, zona de filtrare f = 1,72 m 2.

Să specificăm numărul de filtre:

Daca numarul de filtre este mai mic decat perioada de interspalare m 0? T 0 + t 0 (în exemplul nostru 2

Calculul filtrului include determinarea consumului de apa pentru nevoi proprii, i.e. a spala filtrul si a spala filtrul dupa spalare.

Consumul de apă pentru spălarea și desfacerea filtrului este determinat de formula:

unde: i este intensitatea afânării, l / (s * m 2); de obicei i = 12 l / (s * m 2);

t - timpul de spălare, min. t = 15 min.

Determinăm consumul mediu de apă pentru spălarea filtrelor de lucru după formula:

Determinați debitul pentru coborârea în drenajul primului filtru cu o viteză de 4 m / h timp de 10 minute înainte de a fi pus în funcțiune:

Consum mediu de apă pentru curățarea filtrelor de lucru:

Cantitatea necesară de apă pentru unitatea de filtrare, ținând cont de consumul pentru nevoi proprii:

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

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

Literatură

1. „Tratamentul apei”. V.F. Vikhrev și M.S. Shkrob. Moscova 1973.

2. „Manual pentru tratarea apei centralelor de cazane”. O.V. Rahati. Moscova 1976

3. „Tratamentul apei”. B.N. Broasca, A.P. Levcenko. Moscova 1996.

4. „Tratamentul apei”. CM. Gurvici. Moscova 1961.

Documente similare

Dispozitivul și principiul de funcționare a pompei de recirculare, schema tehnologică de funcționare a unității de dezaerare și alimentare și separatorul de purjare continuă. Calculul termic al cazanului, calculul hidraulic al conductei de apă de serviciu, sistemul de dedurizare a apei.

teză, adăugată 22.09.2011


Selectarea și justificarea schemei adoptate și componența structurilor stației de epurare. Calculul modificării calității epurării apei. Proiectarea unui sistem de alimentare cu apă de răcire cu circulație. Calculul facilitatilor de reactivi pentru vararea si coagularea apei.

lucrare de termen adăugată 12.03.2014


Descrierea schemei tehnologice de tratare a apei și preparare a electroliților. Costul de fabricație a unui recipient cu o grilă perforată, un aparat cu agitator. Scopul și principiul de funcționare al schimbătorului de ioni. Calculul racordurilor cu flanșe pentru conductele de derivație.

teză, adăugată 13.06.2015


Metode de îmbunătățire a calității apei în funcție de poluare. Filtre moderne de uz casnic și industrial cu schimb de ioni pentru tratarea apei. Filtre ionitice în contracurent pentru dedurizarea și demineralizarea apei. Regenerarea în contracurent a rășinilor schimbătoare de ioni.

rezumat, adăugat 30.04.2011


Evaluarea calitatii apei la sursa. Fundamentarea schemei de flux de principiu a procesului de purificare a apei. Calcule tehnologice si hidraulice ale structurilor statiei de tratare a apei proiectata. Modalități de dezinfecție a apei. Zone de protectie sanitara.

lucrare de termen adăugată la 10.02.2012


Sisteme de automatizare și tratare a apei pentru cazane. Modernizarea sistemului de pompare de completare a cazanului. Principiul de funcționare al convertorului de frecvență TOVERT VF-S11 la stațiile de pompare. Programare cu LOGO! SoftComfort.

lucrare de termen adăugată 19.06.2012


Metode de dezinfecție a apei în tehnologia de tratare a apei. Instalatii de electroliza pentru dezinfectia apei. Avantajele și tehnologia metodei de ozonare a apei. Dezinfectarea apei cu raze bactericide si schema constructiva a unei instalatii bactericide.

rezumat, adăugat 03.09.2011


Cazană, echipament principal, principiu de funcționare. Calcul hidraulic al rețelelor de încălzire. Determinarea consumului de energie termică. Construirea unui program sporit pentru reglarea alimentării cu căldură. Procesul de dedurizare a apei de alimentare, afânare și regenerare.

teză, adăugată 15.02.2017


Sistem de alimentare cu apă și canalizare la o întreprindere municipală, caracteristicile instalațiilor sale de tratare. Tehnologia de tratare a apei și eficiența epurării apelor uzate, controlul calității apei tratate. Grupe de microorganisme din nămol activ și biofilm.

raport de practică, adăugat la 13.01.2012


Clasificarea impurităților conținute în apă pentru umplerea circuitului unei instalații cu turbine cu abur. Indicatori ai calității apei. Metode de îndepărtare a impurităților mecanice, dispersate coloidal. Dedurizarea apei prin schimb de cationi. Dezaerarea termică a apei.

La instalațiile moderne de apă se utilizează o tehnologie complexă de purificare a apei în mai multe etape, dezvoltată încă din secolul al XIX-lea. Din acel moment, această tehnologie a suferit diverse îmbunătățiri și a ajuns până la noi sub forma conductelor de apă comunale existente în prezent, cu o schemă clasică de tratare a apei, folosind toate aceleași trei etape principale.

Principalele etape ale tratării apei

1. Epurarea mecanică a apei. Aceasta este o etapă pregătitoare a tratării apei care vizează îndepărtarea poluanților mari (vizibili) din apă - nisip, rugina, plancton, nămol și alte materii grele în suspensie. Se realizează înainte de alimentarea cu apă a stației principale de epurare folosind grătare cu ochiuri de diferite diametre și plase rotative.
2. Tratarea chimică a apei. Produs pentru a aduce calitatea apei la indicatorii normativi. Pentru aceasta se folosesc diverse metode tehnologice: limpezire, coagulare, decantare, filtrare, dezinfectare, demineralizare, dedurizare.

Luminarea necesare în principal pentru apele de suprafață. Se efectuează în etapa inițială a epurării apei potabile în camera de reacție și constă în adăugarea unui preparat care conține clor și a unui coagulant la volumul de apă tratată. Clorul contribuie la distrugerea substantelor organice, reprezentate in majoritate de acizi humici si fulvici, inerenti apelor de suprafata si conferindu-le o culoare maro-verzuie caracteristica.

Coagulare are ca scop purificarea apei de solidele în suspensie și impuritățile coloidale invizibile pentru ochi. Coagulantele, care sunt săruri de aluminiu, ajută cele mai mici particule de materie organică (plancton, microorganisme, molecule mari de proteine), care se află în suspensie, să se lipească și să le transforme în fulgi grei, care apoi precipită. Floculanții, substanțe chimice de diferite mărci, pot fi adăugați pentru a îmbunătăți floculația.

Susținere apa apare in rezervoare cu mecanism de curgere si preaplin lent, unde stratul inferior de lichid se misca mai lent decat cel superior. În acest caz, viteza generală a mișcării apei încetinește și sunt create condiții pentru precipitarea particulelor poluante grele.

Filtrare pe filtre de carbune sau carbonatare, ajuta la eliminarea a 95% din impuritatile din apa, atat proprietati chimice cat si biologice. Anterior, apa era filtrată pe filtre cu cartuș cu cărbune activ presat. Dar această metodă este destul de laborioasă și necesită o regenerare frecventă și costisitoare a materialului filtrant. În stadiul actual, este promițător să se utilizeze cărbune activ granular (GAU) sau pulverulent (PAH), care se toarnă în apa din unitatea de carbonatare și se amestecă cu apa tratată. Cercetările au arătat că această metodă este semnificativ mai eficientă decât filtrarea cu filtru bloc și este, de asemenea, mai puțin costisitoare. HAP ajută la eliminarea contaminării cu substanțe chimice, metale grele, substanțe organice și, mai important, agenți tensioactivi. Filtrarea cu cărbune activ este disponibilă tehnologic la orice tip de instalație de apă.

Dezinfectare se foloseste pe toate tipurile de conducte de apa fara exceptie pentru a elimina pericolul epidemic al apei potabile. În zilele noastre, metodele de dezinfecție oferă o selecție largă de diverse metode și dezinfectanți, dar clorul este invariabil unul dintre constituenți, datorită proprietății sale de a rămâne activ în rețeaua de distribuție și de a dezinfecta conductele de apă.

Demineralizare la scară industrială, presupune îndepărtarea excesului de fier și mangan din apă (deferizare, respectiv demanganare).

Conținutul crescut de fier modifică proprietățile organoleptice ale apei, duce la colorarea acesteia într-o culoare galben-brun, dă un gust „metalic” neplăcut. Fierul precipită în țevi, creând condiții pentru contaminarea lor ulterioară cu agenți biologici, pătează rufele în timpul spălării și afectează negativ echipamentele sanitare. În plus, concentrațiile mari de fier și mangan pot provoca boli ale tractului gastrointestinal, rinichilor și sângelui. Un exces de fier, de regulă, este însoțit de un conținut ridicat de mangan și hidrogen sulfurat.

Pe conductele de apă comunale, deferizarea se realizează prin metoda aerării. În acest caz, fierul feros este oxidat la feric și precipitat sub formă de fulgi de rugină. În plus, poate fi eliminat folosind filtre cu diferite încărcări.

Aerarea se realizează în două moduri:

• Aerarea sub presiune - amestecul de aer este alimentat în camera de contact din centru printr-o conductă care ajunge la jumătatea camerei. Apoi are loc un barbotare al coloanei de apă cu bule de amestec de aer, care oxidează impuritățile metalice și gazele. Coloana de aerare nu este complet umplută cu apă; există o pernă de aer deasupra suprafeței. Sarcina sa este de a atenua ciocanul de berbec și de a crește zona de aerare.
• Aerare fara presiune - realizata cu ajutorul instalatiilor de dus. În camerele speciale, apa este pulverizată folosind ejectoare de apă, ceea ce mărește semnificativ aria de contact a apei cu aerul.

În plus, fierul este intens oxidat în timpul tratării apei cu clor și ozon.

Manganul este îndepărtat din apă prin filtrare prin încărcături modificate sau prin adăugarea de agenți oxidanți, de exemplu, permanganat de potasiu.

Înmuiere apa se efectueaza pentru a elimina sarurile de duritate - carbonati de calciu si magneziu. Pentru aceasta se folosesc filtre cu o încărcare de schimbătoare de cationi acide sau alcaline sau schimbătoare de anioni care înlocuiesc ionii de calciu și magneziu cu sodiu neutru. Aceasta este o metodă destul de costisitoare, prin urmare este folosită cel mai des la stațiile locale de tratare a apei.

Alimentarea cu apă a rețelei de distribuție.

După trecerea printr-un complex complet de instalații de tratare la uzina de apă, apa devine potabilă. Apoi este furnizat consumatorului printr-un sistem de conducte de apă, a cărui stare în cele mai multe cazuri lasă de dorit. Prin urmare, din ce în ce mai des se pune întrebarea cu privire la necesitatea purificării suplimentare a apei potabile de la robinet și nu numai aducerea acesteia la cerințele de reglementare, ci și conferirea calităților benefice sănătății.

În condițiile unui mare oraș modern, cu aer poluat și cu o ecologie destul de proastă, fiecare om se străduiește să mențină sănătatea. Apa este principalul produs pentru fiecare dintre noi. Recent, tot mai mulți oameni se gândesc la ce fel de apă folosesc. În acest sens, duritatea și purificarea apei nu sunt termeni goali, ci parametri importanți. Astăzi, experții aplică cu succes tehnologiile de tratare și purificare a apei, ceea ce contribuie la producerea de apă mult mai curată și utilizabilă. Profesioniștii acordă atenție dedurizării apei, efectuând o serie de măsuri pentru îmbunătățirea proprietăților acesteia.

Ce oferă tehnologiile de tratare a apei

Să aruncăm o privire mai atentă la ce sunt tehnologiile de tratare a apei. În primul rând, aceasta este purificarea apei din plancton. Acest microorganism, care trăiește în râuri, a început să se dezvolte cel mai intens după ce au apărut rezervoare mari. Rețineți că atunci când planctonul se dezvoltă în cantități mari, apa începe să miros neplăcut, să își schimbe culoarea și să dobândească un gust caracteristic.

Astăzi, multe companii industriale își varsă apele uzate netratate în râuri cu o cantitate imensă de poluanți organici și impurități chimice. Apa potabilă este extrasă ulterior din aceste rezervoare deschise. Drept urmare, cele mai multe dintre ele, în principal cele situate pe teritoriul mega-orașelor sau în apropierea acestora, sunt foarte poluate. Apa conține fenoli, pesticide organoclorurate, azot de amoniu și nitriți, produse petroliere și alte substanțe nocive. Desigur, apa din astfel de surse este inutilizabilă fără pregătirea prealabilă pentru consum.

Nu trebuie să uităm de noile tehnologii de producție, diverse situații de urgență și accidente. De asemenea, toți acești factori pot înrăutăți starea apei din surse și pot afecta negativ calitatea acesteia. Datorită metodelor moderne de cercetare, oamenii de știință au putut găsi în apă și produse petroliere, amine și fenoli și mangan.

Tehnologiile de tratare a apei, dacă vorbim de un oraș, includ construcția de stații de tratare a apei. Trecând prin mai multe etape de purificare, apa devine mai potabilă. Dar, cu toate acestea, chiar și cu utilizarea stațiilor de tratare a apei, nu este complet eliberată de impuritățile dăunătoare și, prin urmare, încă intră în casele noastre destul de poluată.

Astăzi există diverse tehnologii pentru tratarea apei și purificarea apei potabile și uzate. Ca parte a acestor măsuri, se folosește curățarea mecanică din diferite impurități, folosind filtre instalate, se îndepărtează reziduurile de clor și elementele care conțin clor, se purifică apa dintr-o cantitate mare de săruri minerale conținute în ea și, de asemenea, se înmuiează, se îndepărtează sărurile și fierul. .

Tehnologii de bază de tratare și epurare a apei

Tehnologie 1. Iluminare

Limpezirea este etapa de purificare a apei, la care se elimina turbiditatea acesteia, reducand cantitatea de impuritati mecanice ale apelor naturale si uzate. Nivelul de turbiditate al apei, în special al surselor de suprafață în timpul inundațiilor, ajunge uneori la 2000–2500 mg/l, în timp ce norma pentru apa potrivită pentru băut și utilizare în fermă nu este mai mare de 1500 mg/l.

Apa este limpezită prin precipitarea solidelor în suspensie cu ajutorul unor clarificatoare speciale, rezervoare de sedimentare și filtre, care sunt cele mai cunoscute instalații de tratare a apei. Una dintre cele mai cunoscute metode utilizate pe scară largă în practică este coagularea, adică scăderea cantității de impurități fin dispersate în apă. În cadrul acestei tehnologii de tratare a apei se folosesc coagulanți - complexe pentru precipitarea și filtrarea solidelor în suspensie. Mai mult, lichidul limpezit intră în rezervoarele de apă curată.

Tehnologie 2. Decolorare

Coagularea, utilizarea diverșilor oxidanți (de exemplu, clor împreună cu derivații săi, ozon, mangan) și adsorbanți (carbon activ, rășini artificiale) permite decolorarea apei, adică îndepărtarea sau decolorarea coloizilor colorați sau a substanțelor complet dizolvate în ea. .

Datorită acestei tehnologii de tratare a apei, poluarea apei poate fi redusă semnificativ prin eliminarea majorității bacteriilor. Mai mult decât atât, chiar și după îndepărtarea unor substanțe nocive din apă, altele rămân adesea, de exemplu, bacilii tuberculozei, febra tifoidă, dizenteria, vibrionul holeric, encefalita și virusurile poliomielitei care provoacă boli infecțioase. Pentru a le distruge complet, apa folosită pentru nevoile casnice și casnice trebuie decontaminată.

Coagularea, decantarea și filtrarea au dezavantajele lor. Aceste tehnologii de tratare a apei nu sunt suficient de eficiente și sunt costisitoare și, prin urmare, este necesară utilizarea altor metode de purificare și îmbunătățire a calității apei.

Tehnologie 3. Desalinizare

Cu această tehnologie de tratare a apei, toți anionii și cationii care afectează conținutul de sare în general și nivelul conductibilității sale electrice sunt îndepărtați din apă. Pentru desalinizare se folosesc osmoza inversa, schimbul de ioni si electrodeionizarea. În funcție de nivelul de conținut de sare și ce cerințe există pentru apa demineralizată, se alege o metodă adecvată.

Tehnologie 4. Dezinfectare

Etapa finală a epurării apei este dezinfecția sau dezinfecția. Sarcina principală a acestei tehnologii de tratare a apei este de a suprima activitatea vitală a bacteriilor dăunătoare din apă. Pentru a purifica complet apa de microbi, filtrarea și decantarea nu sunt folosite. Pentru a o dezinfecta, se cloreaza, si se folosesc alte tehnologii de tratare a apei, despre care vom discuta mai jos.

Astăzi, experții folosesc multe modalități de dezinfectare a apei. Tehnologiile de tratare a apei pot fi împărțite în cinci grupuri principale. Prima metodă este termică. Al doilea este sorbția pe cărbune activ. Al treilea este chimic, în care se folosesc oxidanți puternici. A patra este oligodinamia, în care ionii acționează asupra metalelor nobile. Al cincilea este fizic. În cadrul acestei tehnologii de tratare a apei se folosesc radiații radioactive, raze ultraviolete și ultrasunete.

De regulă, la dezinfectarea apei, se folosesc metode chimice folosind ca oxidanți ozon, clor, dioxid de clor, permanganat de potasiu, peroxid de hidrogen, hipoclorit de sodiu și calciu. În ceea ce privește un agent oxidant specific, în acest caz, se folosesc cel mai des clor, hipoclorit de sodiu, înălbitor. Metoda de dezinfecție este aleasă în funcție de consumul și calitatea apei care se epurează, de eficacitatea epurării inițiale a acesteia, de condițiile de transport și depozitare a reactivilor, de capacitatea de automatizare a proceselor și de mecanizare a lucrărilor complexe.

Specialiștii dezinfectează apa care a fost pretratată, coagulată, limpezită și decolorată într-un strat de sediment în suspensie, sau decantată, filtrată, deoarece filtrul nu conține particule, pe sau în interiorul cărora pot fi localizați microbi adsorbiți care nu au fost dezinfectați.

Tehnologia 5.Dezinfectarea cu oxidanți puternici

În prezent, în domeniul locuințelor și serviciilor comunale, apa este de obicei clorurată pentru a o purifica și dezinfecta. Când beți apă de la robinet, amintiți-vă despre conținutul de compuși organoclorați din ea, al căror nivel după dezinfecția cu clor este de până la 300 μg / l. În același timp, pragul inițial de poluare nu afectează acest indicator, deoarece clorarea este cea care provoacă formarea acestor 300 de microelemente. Este extrem de nedorit să consumi apă cu astfel de indicatori. Clorul, combinându-se cu substanțele organice, formează trihalometani - derivați ai metanului cu efect carcinogen pronunțat, în urma cărora apar celule canceroase.

Când apa clorurată este fiartă, formează o substanță foarte toxică numită dioxină. Este posibilă reducerea nivelului de trihalomenați din apă prin reducerea volumului de clor utilizat pentru dezinfecție și înlocuirea acestuia cu alte substanțe pentru dezinfecție. În unele cazuri, cărbunele activat granular este folosit pentru a îndepărta compușii organici formați în timpul dezinfectării. Desigur, nu trebuie să uităm de monitorizarea completă și regulată a indicatorilor de calitate a apei potabile.

Dacă apele naturale sunt foarte tulburi și au o culoare ridicată, ele recurg adesea la clorinare prealabilă. Dar, așa cum am menționat mai devreme, această tehnologie de tratare a apei nu are o eficiență suficientă și este, de asemenea, foarte dăunătoare sănătății noastre.

Dezavantajele clorării ca tehnologie de tratare a apei, prin urmare, includ eficiență scăzută plus daune uriașe aduse organismului. Când se formează trihalometanul carcinogen, apar celulele canceroase. În ceea ce privește formarea dioxinei, acest element, așa cum sa menționat mai sus, este cea mai puternică otravă.

Dezinfectarea apei fără utilizarea clorului este nepractică din punct de vedere economic. Diverse tehnologii alternative de tratare a apei (de exemplu, dezinfecția cu radiații UV) sunt destul de costisitoare. Cea mai bună opțiune astăzi este dezinfecția apei cu ozon.

Tehnologia 6.Ozonarea

Dezinfectarea cu ozon pare a fi mai sigură decât clorarea. Dar această tehnologie de tratare a apei are și dezavantajele ei. Ozonul nu are stabilitate crescută și este predispus la distrugere rapidă și, prin urmare, are un efect bactericid pentru o perioadă foarte scurtă de timp. În acest caz, apa trebuie să ocolească sistemul sanitar înainte de a intra în casele noastre. Aici apar dificultăți, deoarece toți reprezentăm gradul aproximativ de deteriorare a conductelor de apă.

O altă nuanță a acestei tehnologii de tratare a apei este reacția ozonului cu multe substanțe, printre care, de exemplu, fenolul. Elementele formate în timpul interacțiunii lor sunt și mai toxice. Dezinfectarea apei folosind ozon este o întreprindere periculoasă dacă apa conține chiar și un procent mic de ioni de brom (este greu de detectat chiar și în laborator). Când se efectuează ozonarea, apar compuși otrăvitori de brom - bromuri, care sunt periculoase pentru oameni chiar și în microdoze.

În acest caz, ozonarea este cea mai bună opțiune pentru dezinfecția unor cantități mari de apă, necesitând o dezinfecție minuțioasă. Dar nu uitați că ozonul, ca și substanțele care apar în timpul reacțiilor sale cu organoclorul, este un element otrăvitor. În acest sens, o concentrație mare de organoclor în etapa de purificare a apei poate fi de mare rău și pericol pentru sănătate.

Deci, dezavantajele dezinfectării cu ozon includ o toxicitate și mai mare atunci când interacționează cu fenolul, care este chiar mai periculos decât clorurarea, precum și un efect bactericid scurt.

Tehnologia 7.Dezinfectarea cu raze bactericide

Pentru dezinfectarea apelor subterane se folosesc adesea razele bactericide. Ele pot fi utilizate numai în cazul unui coli-index al stării inițiale a apei nu mai mare de 1000 unități/l, conținut de fier până la 0,3 mg/l, turbiditate - până la 2 mg/l. Comparativ cu dezinfecția cu clor, efectul bactericid asupra apei este optim. Nu există modificări ale gustului apei și ale proprietăților sale chimice atunci când utilizați această tehnologie de tratare a apei. Razele pătrund în apă aproape instantaneu, iar după expunerea lor, aceasta devine utilizabilă. Cu ajutorul acestei metode, nu numai bacteriile vegetative, ci și care formează spori sunt distruse. În plus, este mult mai convenabil să folosești instalații pentru dezinfectarea apei în acest mod decât cu clorurare.

In cazul apelor netratate, tulburi, colorate sau cu un nivel crescut de fier, coeficientul de absorbtie este atat de puternic incat folosirea razelor germicide devine nejustificata din punct de vedere economic si insuficient de sigura din punct de vedere sanitar. În acest sens, metoda bactericidă este utilizată cel mai bine pentru a dezinfecta apa deja purificată sau pentru a dezinfecta apele subterane care nu necesită curățare, dar dezinfectarea este necesară pentru prevenire.

Dezavantajele dezinfectării cu raze bactericide includ nejustificarea economică și nefiabilitatea acestei tehnologii de tratare a apei din punct de vedere al salubrității.

Tehnologia 8.Îndepărtarea fierului

Principalele surse de compuși de fier din apa naturală sunt procesele de intemperii, eroziunea solului și dizolvarea rocilor. În ceea ce privește apa potabilă, fierul poate fi prezent în ea din cauza coroziunii conductelor de apă și, de asemenea, pentru că stațiile de epurare municipale foloseau coagulanți care conțin fier pentru a limpezi apa.

Există o tendință modernă în metodele nechimice de purificare a apelor subterane. Aceasta este o metodă biologică. Această tehnologie de tratare a apei se bazează pe utilizarea microorganismelor, cel mai adesea bacterii de fier, transformând Fe 2 + (fier feros) în Fe 3 + (rugina). Aceste elemente nu sunt periculoase pentru sănătatea umană, dar deșeurile lor sunt foarte toxice.

Baza biotehnologiei moderne este utilizarea proprietăților unui film catalitic, care se formează pe o încărcătură de nisip și pietriș sau alt material similar cu pori mici, precum și capacitatea bacteriilor de fier de a asigura apariția reacțiilor chimice complexe. fara costuri energetice si reactivi. Aceste procese sunt naturale și se bazează pe legi naturale biologice. Bacteriile de fier se dezvoltă activ și în cantități mari și în apă, al cărei conținut de fier este de la 10 la 30 mg/l, dar practica arată că pot trăi chiar și la o concentrație mai mică (de 100 de ori). Singura condiție aici este menținerea unui nivel suficient de scăzut de aciditate a mediului și accesul simultan al oxigenului din aer, cel puțin într-un volum mic.

Etapa finală în aplicarea acestei tehnologii de tratare a apei este tratamentul prin sorbție. Este folosit pentru a capta deșeurile bacteriilor și pentru a efectua dezinfecția finală a apei cu ajutorul razelor bactericide.

Această metodă are multe avantaje, dintre care cel mai important este, de exemplu, respectarea mediului. Are toate șansele de dezvoltare ulterioară. Cu toate acestea, această tehnologie de tratare a apei are și un minus - procesul durează mult. Aceasta înseamnă că, pentru a asigura volume mari de producție, structurile rezervoarelor trebuie să fie de dimensiuni mari.

Tehnologie 9.Dgazeificare

Anumiți factori fizico-chimici afectează corozivitatea apei. În special, apa devine corozivă dacă conține gaze dizolvate. În ceea ce privește elementele cele mai comune și corozive, aici pot fi notate dioxid de carbon și oxigen. Nu este un secret că, dacă apa conține dioxid de carbon liber, coroziunea metalului cu oxigen devine de trei ori mai intensă. În acest sens, tehnologiile de tratare a apei presupun întotdeauna eliminarea gazelor dizolvate din apă.

Există modalități principale de a elimina gazele dizolvate. Ei folosesc desorbția fizică și, de asemenea, folosesc metode chimice de legare pentru a îndepărta reziduurile de gaze. Utilizarea unor astfel de tehnologii de tratare a apei, de regulă, necesită costuri mari de energie, suprafețe mari de producție și consum de reactivi. În plus, toate acestea pot provoca o poluare microbiologică secundară a apei.

Toate circumstanțele de mai sus au contribuit la apariția unei tehnologii fundamental noi de tratare a apei. Aceasta este degazarea membranei sau degazificarea. Folosind această metodă, specialiștii, folosind o membrană poroasă specială, în care gazele pot pătrunde, dar apa nu poate pătrunde, îndepărtează gazele dizolvate în apă.

Baza acțiunii de degazare a membranei este utilizarea membranelor speciale cu suprafață mare (de obicei pe bază de fibre goale), plasate în vase sub presiune. Procesele de schimb de gaze au loc în microporii lor. Tehnologia de tratare a apei cu membrană face posibilă utilizarea unor instalații mai compacte, iar riscurile ca apa să fie din nou supusă poluării biologice și mecanice sunt minimizate.

Datorită degazoarelor cu membrană (sau MD), este posibilă îndepărtarea gazelor dizolvate din apă fără a o dispersa. Procesul în sine se desfășoară în apă, apoi într-o membrană, apoi într-un curent de gaz. În ciuda prezenței unei membrane ultraporoase în MD, principiul de funcționare al unui degazator cu membrană diferă de un alt tip de membrană (osmoză inversă, ultrafiltrare). În spațiul membranelor degazorului, fluxul de lichid prin porii membranei nu trece. Membrana este un perete inert etanș la gaz care servește ca separator pentru fazele lichide și gazoase.

Opinia expertului

Caracteristicile aplicării tehnologiei de ozonare a apelor subterane

V.V. Jubo,

L.I. Alferova,

Cercetător principal, Departamentul de alimentare cu apă și eliminarea apelor uzate, Universitatea de Stat de Arhitectură și Inginerie Civilă din Tomsk

Cât de eficientă va fi ozonarea ca tehnologie pentru tratarea apei și purificarea apelor subterane este influențată nu numai de parametrii sintezei ozonului: consumul de energie electrică, prețul etc. Este important și cât de eficient este amestecarea și dizolvarea ozonului în apa supusă epurării. loc. Nu trebuie să uităm de compoziția de calitate.

Apa rece este mai potrivită pentru o mai bună dizolvare a ozonului, iar substanța se descompune mai repede atunci când temperatura mediului acvatic crește. Pe măsură ce presiunea de saturație crește, și ozonul se dizolvă mai bine. Toate acestea trebuie luate în considerare. De exemplu, ozonul se dizolvă de până la 10 ori mai repede într-un mediu cu o anumită temperatură decât oxigenul.

În Rusia și în străinătate au fost efectuate studii în mai multe rânduri legate de ozonarea apei. Rezultatele cercetării acestei tehnologii de tratare a apei au arătat că următorii factori afectează nivelul de saturație a apei cu ozon (concentrație maximă posibilă):

• raportul dintre volumul amestecului furnizat de ozon și aer (m 3) și cantitatea de apă tratată Qw (m 3) - (Qoz / Qw);
• concentrația de ozon în amestecul de ozon și aer care este furnizat apei;
• volumul de apă tratată;
• temperatura apei tratate;
• presiunea de saturație;
• durata de saturație.

Dacă sursa de alimentare cu apă este apa subterană, trebuie amintit că, în funcție de sezon, acestea se pot schimba, în special, calitatea lor devine diferită. Acest lucru trebuie luat în considerare atunci când se justifică tehnologiile de tratare a apei pentru organizarea alimentării publice cu apă, mai ales dacă în aceasta se utilizează ozon.

Dacă ozonul este utilizat în tehnologiile de tratare a apelor subterane, nu trebuie să uităm de diferențele semnificative de calitate în diferite regiuni ale Rusiei. În plus, calitatea apelor subterane diferă și de compoziția apei pure studiate anterior. În acest sens, utilizarea oricărei tehnologii de tratare a apei cunoscute sau a parametrilor tehnologici de tratare a apei va fi incorectă, deoarece trebuie întotdeauna să se ia în considerare compoziția calitativă și specificul apei supuse epurării planificate. De exemplu, vor exista întotdeauna diferențe între concentrația de ozon reală sau realizabilă efectiv în apele subterane naturale care trebuie tratată și performanța teoretică posibilă sau realizabilă folosind apă pură. Justificând una sau alta tehnologie de tratare a apei, în primul rând, este necesar un studiu detaliat al compoziției calitative a sursei de apă.

• Tratarea și dezinfecția apelor uzate: probleme moderne

Tehnologii moderne de tratare a apei și metode inovatoare

Prin introducerea de noi metode și tehnologii de tratare a apei, este posibilă rezolvarea anumitor sarcini, a căror realizare asigură:

• producția de apă potabilă în conformitate cu GOST și standardele actuale care îndeplinesc cerințele cumpărătorilor;
• purificarea și dezinfecția fiabilă a apei;
• funcționarea neîntreruptă și fiabilă a instalațiilor de tratare a apei;
• reducerea costurilor de preparare a apei și a proceselor de purificare a acesteia;
• economisirea de reactivi, energie electrică și apă pentru nevoi personale;
• producție de apă de înaltă calitate.

De asemenea, ar trebui să abordeze cele mai recente tehnologii de tratare a apei care sunt utilizate pentru a îmbunătăți apa.

1. Metode membranare

Metodele cu membrană se bazează pe tehnologii moderne de tratare a apei, care includ macro și micro, ultra și nanofiltrare, precum și osmoză inversă. Tehnologia de tratare a apei cu membrană este utilizată pentru desalinizarea apelor uzate și pentru a rezolva problemele de tratare a apei. În același timp, apa purificată nu poate fi încă numită utilă și sigură pentru organism. Rețineți că metodele cu membrane sunt costisitoare și consumatoare de energie, iar aplicarea lor este asociată cu costuri constante de întreținere.

2. Metode fără reactiv

Aici, în primul rând, structurarea sau activarea unui lichid trebuie subliniată ca fiind metoda cea mai frecvent utilizată. Astăzi, există diverse modalități de a activa apa (de exemplu, utilizarea undelor magnetice și electromagnetice, cavitația, undele de frecvență ultrasonică, expunerea la diferite minerale, metode de rezonanță). Cu ajutorul structurării, este posibil să se rezolve o serie de sarcini pentru prepararea apei (pentru a decolora, a înmuia, a dezinfecta, a degaza, a deferiza apa și a efectua o serie de alte manipulări). În acest caz, tehnologiile chimice de tratare a apei nu sunt utilizate.

Apa activată și lichidul la care s-au aplicat tehnologiile tradiționale de tratare a apei diferă între ele. Dezavantajele metodelor tradiționale au fost deja menționate mai devreme. Structura apei activate este similară cu structura apei dintr-un izvor, apă „vie”. Are multe proprietăți medicinale și beneficii mari pentru organismul uman.

Pentru a elimina turbiditatea din lichid (dificil de sedimentat suspensii subțiri), este utilizată o metodă diferită de apă activată - capacitatea sa de a accelera coagularea (aderența și sedimentarea) particulelor și formarea ulterioară de flocuri mari. Procesele chimice și cristalizarea substanțelor dizolvate au loc mult mai rapid, absorbția devine mai intensă, se constată o îmbunătățire a coagulării impurităților și a precipitării acestora. În plus, astfel de metode sunt adesea folosite pentru a preveni acumularea de calcar în echipamentele de schimb de căldură.

Metodele de activare utilizate și tehnologiile de tratare a apei afectează în mod direct calitatea apei. Printre ei:

• Dispozitive magnetice de tratare a apei;
• metode electromagnetice;
• cavitație;
• structurarea undelor de rezonanță a unui lichid (această tehnologie de tratare a apei este fără contact, iar baza sa sunt cristale piezoelectrice).

3. Sisteme hidromagnetice

Scopul HMS (sisteme hidromagnetice) este tratarea fluxurilor de apă folosind un câmp magnetic constant cu o configurație spațială specială. HMS este folosit pentru a neutraliza calcarul din echipamentele de schimb de căldură, precum și pentru a clarifica apa (de exemplu, după dezinfecția cu clor). Acest sistem funcționează astfel: ionii metalici din apă interacționează între ei la nivel magnetic. În același timp, are loc și cristalizarea chimică.

Prelucrarea cu sisteme hidromagnetice nu necesită reactivi chimici și, prin urmare, această metodă de curățare este ecologică. Dar există și dezavantaje în HMS. În cadrul acestei tehnologii de tratare a apei sunt utilizați magneți permanenți puternici, care se bazează pe elemente de pământuri rare care își păstrează parametrii (intensitatea câmpului magnetic) pentru o lungă perioadă de timp (decenii). Dar în cazul supraîncălzirii acestor elemente peste 110–120 ° C, este posibilă o slăbire a proprietăților magnetice. În acest sens, instalarea sistemelor hidromagnetice trebuie efectuată în acele locuri în care temperatura apei nu depășește aceste valori, adică. înainte de a fi încălzit (linia de retur).

Deci, dezavantajele HMS includ posibilitatea de a utiliza la temperaturi de cel mult 110–120 o C, eficiență insuficientă, necesitatea de a utiliza împreună cu acesta și alte metode, ceea ce este neprofitabil din punct de vedere economic.

4. Metoda cavitației

În timpul cavitației în apă se formează cavități (cavități sau bule de cavitație) în interiorul cărora se află gaz, abur sau amestecul acestora. În timpul cavitației, apa trece într-o altă fază, adică se transformă din lichid în vapori. Cavitația apare atunci când presiunea din apă scade. O modificare a presiunii este cauzată de o creștere a vitezei acesteia (în timpul cavitației hidrodinamice), trecerea apei acustice în timpul unei semiperioade de rarefacție (în timpul cavitației acustice).

Când bulele de cavitație dispar brusc, se produce un ciocan de berbec. Ca urmare, se creează un val de compresie și extensie în apă cu o frecvență ultrasonică. Metoda cavitației este utilizată pentru purificarea apei din fier, săruri dure și alte substanțe care depășesc concentrația maximă admisă. În același timp, dezinfectarea apei prin cavitație nu este foarte eficientă. Alte dezavantaje ale utilizării metodei includ consumul de energie semnificativ și întreținerea costisitoare cu elemente de filtrare consumabile (resurse de la 500 la 6000 m 3 de apă).

Tehnologii de tratare a apei potabile pentru locuințe și servicii comunale conform schemei

Schema 1.Aerare-degazare - filtrare - dezinfectare

Această tehnologie de tratare a apei poate fi numită cea mai simplă din punct de vedere tehnologic și constructivă în implementare. Schema este implementată prin diferite metode de aerare-degazare - totul depinde de compoziția calitativă a apei subterane. Există două utilizări cheie pentru această tehnologie de tratare a apei:

• aerarea-degazarea lichidului in stare initiala in rezervor; nu se utilizează alimentarea forțată cu aer și filtrarea ulterioară pe filtre granulare și dezinfecția prin iradiere UV. În timpul aerării-degazării, pulverizarea se realizează pe un strat de contact dur folosind duze ejectore și duze vortex. Un bazin de contact, un turn de apă, etc pot acționa ca un rezervor de apă inițială.Filtrele aici sunt albitofire, roci arse. Această tehnologie este folosită de obicei pentru purificarea apelor subterane în care există forme minerale de Fe 2 + și Mn 2 + dizolvate, care nu conțin H 2 S, CH 4 și poluare antropică;
• aerare-degazare, efectuată prin analogie cu metoda anterioară, dar în plus se folosește alimentarea forțată cu aer. Această metodă este utilizată dacă există gaze dizolvate în compoziția apelor subterane.

Apa tratată poate fi alimentată către RCHV (rezervoare de apă curată) sau turnuri speciale, care sunt rezervoare speciale de stocare, cu condiția ca acestea să nu fi fost încă utilizate ca rezervor de recepție. Apoi apa este transportata catre consumatori prin retelele de distributie.

Schema 2.Aerare-degazare - filtrare - ozonare - filtrare la GAU - dezinfectare

În ceea ce privește această tehnologie de tratare a apei, utilizarea ei este indicată pentru purificarea complexă a apelor subterane, dacă există contaminanți puternici în concentrații mari: Fe, Mn, materie organică, amoniac. În cursul acestei metode, se efectuează ozonare unică sau dublă:

• daca apa contine gaze dizolvate CH 4, CO 2, H 2 S, materie organica si poluare antropica, ozonarea se realizeaza dupa aerare-degazare cu filtrare pe materiale inerte;
• dacă CH 4 nu este prezent, la (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 +.

Puteți utiliza acele materiale de filtrare care sunt indicate în schema A. Dacă se utilizează purificarea prin sorbție, se folosesc adesea cărbuni activi și clinoptilolit.

Schema 3. Aerare-degazare - filtrare - aerare profunda in aeratoare vortex cu ozonare - filtrare - dezinfectare

Această tehnologie dezvoltă tehnologia de purificare a apelor subterane conform schemei B. Poate fi utilizată pentru purificarea apelor care conțin un nivel crescut de Fe (până la 20 mg/l) și Mn (până la 3 mg/l), produse petroliere până la 5 mg/l, fenoli până la 3 μg/l și materie organică până la 5 mg/l cu pH-ul sursei de apă aproape de neutru.

În cadrul acestei tehnologii de tratare a apei, cel mai bine este să folosiți iradierea UV pentru a dezinfecta apa purificată. Teritorii pentru instalații germicide pot fi:

• locuri situate chiar înainte de alimentarea cu apă tratată a consumatorilor (dacă lungimea rețelelor este scurtă);
• direct în fața punctelor de tragere.

Luând în considerare calitatea apelor subterane din punct de vedere sanitar și starea sistemului de alimentare cu apă (rețele, structuri pe acestea, RFW etc.), dotarea stațiilor sau echipamentelor de tratare a apei în scopul dezinfectării apei înainte de livrarea acesteia către consumatorii pot presupune prezența oricărui echipament acceptabil pentru condițiile unui anumit teritoriu.

Schema 4.Degazare-aerare intensivă - filtrare (AB; GP) - dezinfecție (OZN)

În această tehnologie de tratare a apei există etape de degazare-aerare intensivă și filtrare (uneori în două etape). Utilizarea acestei metode este recomandată atunci când este necesară striparea CH 4, H 2 S și CO 2 dizolvate, care sunt prezente în concentrații crescute cu un conținut suficient de scăzut de forme dizolvate de Fe, Mn - până la 5 și 0,3 mg / L, respectiv.

Ca parte a aplicării tehnologiei de tratare a apei, aerarea și filtrarea îmbunătățite sunt realizate în 1-2 etape.

Pentru a efectua aerarea, ei folosesc duze vortex (așa cum se aplică sistemelor individuale), degazoare vortex - aeratoare, unități combinate de degazare și aerare (coloane) cu evacuarea simultană a gazelor.

În ceea ce privește materialele de filtrare, acestea sunt similare cu cele indicate în Schema A. Când conținutul de fenoli și produse petroliere din apele subterane, filtrarea se realizează folosind sorbanți - cărbuni activi.

În conformitate cu această schemă, apa este filtrată pe filtre în două etape:

• Etapa 1 - pentru purificarea apei din compușii Fe și Mn;
• Etapa a 2-a - pentru a efectua purificarea prin sorbție a apei, care a fost deja purificată, din produse petroliere și fenoli.

Dacă este posibil, se realizează doar prima etapă de filtrare, datorită căreia schema devine mai flexibilă. În același timp, implementarea unei astfel de tehnologii de tratare a apei necesită costuri mai mari.

Dacă avem în vedere așezările mici și mijlocii, utilizarea acestei tehnologii de tratare a apei este de preferat în varianta cu presiune.

Ca parte a aplicării tehnologiei de tratare a apei, puteți utiliza orice metodă de dezinfecție a apei care a fost deja purificată. Totul depinde de cât de eficient este sistemul de alimentare cu apă și care sunt condițiile teritoriului în care se folosește tehnologia de tratare a apei.

Schema 5.Ozonare - filtrare - filtrare - dezinfectare (NaClO)

Dacă este necesar să se elimine contaminanții antropici și naturali, aceștia recurg la ozonare cu filtrare ulterioară printr-o încărcătură granulară și adsorbție pe GAU și dezinfectare cu hipoclorit de sodiu cu un conținut total de fier de până la 12 mg/l, permanganat de potasiu până la 1,4 mg. / l și oxidabilitate până la 14 mg O 2 / l.

Schema 6.Aerare-degazare - coagulare - filtrare - ozonare - filtrare - dezinfectare (NaClO)

Această opțiune este similară cu schema anterioară, dar aici se folosește aerarea-degazare și se introduce un coagulant în fața filtrelor de deferizare și demanganare. Datorită tehnologiei de tratare a apei, este posibilă eliminarea contaminanților antropici într-o situație mai dificilă, atunci când conținutul de fier ajunge până la 20 mg / l, mangan până la 4 mg / l și există o oxidabilitate ridicată a permanganatului - 21 mg О 2 / l.

Schema 7.Aerare-degazare - filtrare - filtrare - schimb ionic - dezinfectare (NaClO)

Această schemă este recomandată pentru regiunile din Siberia de Vest, unde există zăcăminte semnificative de petrol și gaze. Ca parte a tehnologiei de tratare a apei, apa este eliberată de fier, se desfășoară o întâlnire la GAU, schimb ionic pe clinoptilolit în formă de Na cu dezinfecție suplimentară și hipoclorit de sodiu. Trebuie remarcat faptul că schema este deja utilizată cu succes pe teritoriul Siberiei de Vest. Datorită acestei tehnologii de tratare a apei, apa îndeplinește toate standardele SanPiN 2.1.4.1074–01.

Tehnologia de tratare a apei are și dezavantaje: periodic, filtrele schimbătoare de ioni trebuie regenerate folosind o soluție de clorură de sodiu. În consecință, aici se pune problema distrugerii sau reutilizarii soluției pentru regenerare.

Schema 8. Aerare-degazare - filtrare (C + KMnO 4) - ozonare - decantare - adsorbție (C) - filtrare (C + KMnO 4) (demanganare) - adsorbție (C) - dezinfecție (Cl)

Datorită tehnologiei de tratare a apei conform acestei scheme, metalele grele, amoniul, radionuclizii, poluarea organică antropică și altele, precum și manganul și fierul, sunt îndepărtate din apă în două etape - prin coagulare și filtrare printr-o încărcătură de zeolit ​​natural. (clinoptilolit), ozonare și sorbție pe zeolit... Regenerați încărcătura folosind metoda reactivului.

Schema 9. Aerare-degazare - ozonare - filtrare (clarificare, deferizare, demanganare) - adsorbție pe GAU - dezinfecție (OZN)

În cadrul acestei tehnologii de tratare a apei se desfășoară următoarele activități:

• metanul este complet îndepărtat cu o creștere concomitentă a pH-ului ca urmare a stripării parțiale a dioxidului de carbon, hidrogen sulfurat, precum și a compușilor organoclorurati volatili (COV), pre-ozonare, oxidare pre-ozonare și hidroliza fierului (etapa de aerare profundă- degazarea) se efectuează;
• Fierul 2–3-valent și complexele fier-fosfat, parțial manganul și metalele grele sunt îndepărtate (etapa de filtrare a tehnologiei de tratare a apei);
• distruge complexe reziduale stabile de fier, permanganat de potasiu, hidrogen sulfurat, substanțe organice antropice și naturale, sorbția produselor de ozonare, nitrifică azotul de amoniu (etapa de ozonare și sorbție).

Apa purificată trebuie dezinfectată. Pentru aceasta se efectuează iradiere UV, se injectează o doză mică de clor și abia apoi lichidul este alimentat în rețeaua de distribuție a apei.

Opinia expertului

Cum să alegi tehnologia potrivită de tratare a apei

V.V. Jubo,

Dr. Tech. Științe, profesor al Departamentului „Aprovizionare cu apă și canalizare” al Instituției de învățământ de învățământ profesional superior al bugetului federal de stat „Universitatea de Stat de Arhitectură și Construcții din Tomsk”

Din punct de vedere ingineresc, este destul de dificil să se proiecteze tehnologii de tratare a apei și să se întocmească scheme tehnologice conform cărora este necesar să se aducă apa la standardele de băut. Definirea metodei de tratare a apelor subterane ca etapă separată în pregătirea unei tehnologii generale de tratare a apei este influențată de compoziția calitativă a apelor naturale și de adâncimea necesară de tratare.

Apele subterane din regiunile rusești sunt diferite. Compoziția lor este cea care determină tehnologia de tratare a apei și atingerea conformității apei cu standardele de băut SanPiN 2.1.4.1074–01 „Apă potabilă. Cerințe igienice pentru calitatea apei a sistemelor centralizate de alimentare cu apă potabilă. Control de calitate. Reguli și Norme sanitare și epidemiologice”. Tehnologiile de tratare a apei utilizate, complexitatea lor și, bineînțeles, costurile echipamentelor de tratare depind și de calitatea inițială și conținutul apei potabile.

După cum sa menționat deja, compoziția apelor este diferită. Formarea sa este influențată de condițiile geografice, climatice, geologice ale zonei. De exemplu, rezultatele studiilor naturale ale compoziției apelor din diferite teritorii ale Siberiei indică faptul că acestea au caracteristici diferite în diferite anotimpuri, deoarece nutriția lor se modifică în funcție de anotimp.

Când sunt încălcate condițiile de retragere a apelor subterane din acvifere, apa curge din orizonturile adiacente, ceea ce afectează și modificarea caracteristicilor, compoziția calitativă a lichidelor.

Deoarece alegerea uneia sau a altei tehnologii de tratare a apei depinde de caracteristicile apelor, este necesar să se analizeze temeinic și complet compoziția acestora pentru a alege varianta mai puțin costisitoare și cea mai eficientă.

Compania KF Center activează pe piața sistemelor de purificare și tratare a apei din 1997. Prezentăm în atenția clienților noștri echipamente de un nivel înalt de calitate. Specializata nu doar in domeniul implementarii, ci si in dezvoltarile din aceasta industrie, compania are ocazia sa prezinte in catalogul sau nu doar cele mai moderne, dar si cele mai diverse complexe tehnologice pentru epurarea apei. Dar mai întâi lucrurile.

Tratarea apei și tratarea apei: semnificație în lumea modernă

Astăzi nu este un secret pentru nimeni că însăși calitatea vieții noastre depinde în mare măsură de calitatea apei. Această problemă este deosebit de acută în megalopole, unde cantitatea de apă curată consumată de populație este izbitoare în amploarea sa. De asemenea, tratarea apei și purificarea apei sunt importante pentru diverse industrii. Fie că este vorba de complexe industriale sau de întreprinderi agricole.

Înțelegând cerințele actuale ale pieței, compania KF Center se străduiește să îndeplinească cele mai moderne cerințe pentru furnizarea de sisteme profesionale de tratare și purificare a apei. Așadar, apelând la specialiștii companiei, poți oricând să fii sigur că aceștia vor găsi o soluție la orice problemă cu care te confrunți.

Stații de tratare a apei - inovație sau tehnologie tradițională?

Astăzi, un sistem modern de tratare a apei sau de tratare a apei este o combinație de tehnologii tradiționale și inovații din industrie. Bazându-se pe descoperirile generațiilor anterioare și dorind să țină pasul cu vremurile, compania KF Center oferă clienților săi cele mai eficiente echipamente moderne.

Instalații de tratare și epurare a apei în raza companiei „KF Center”

Compania KF Center prezintă pe piață diverse complexe tehnologice capabile să rezolve atât o gamă largă de sarcini, cât și să facă față unor solicitări de înaltă specialitate. La urma urmei, nu este un secret pentru nimeni că alegerea echipamentelor pentru tratarea apei sau purificarea apei depinde de calitatea apei sursei, precum și de cerințele Clienților pentru calitatea apei tratate.

Așadar, apa destinată sectorului locuințelor și serviciilor comunale trebuie să îndeplinească o serie de factori pentru a fi adecvată pentru uz casnic. Industria alimentară are propriile cerințe pentru apă, care sunt foarte stricte în ceea ce privește puritatea produsului final. Ce putem spune despre utilizarea industrială, unde poate fi necesară o compoziție chimică strict definită a apei.
Răspunzând numeroaselor solicitări ale clienților săi, compania KF Center își extinde constant linia de produse, oferind pieței o mare varietate de sisteme de tratare și purificare a apei. Printre ei:

• filtre pentru dedurizarea apei și îndepărtarea fierului dizolvat;
• filtre pentru îndepărtarea impurităților mecanice;
• filtre tip cartuș;
• filtre cu hidrociclon;
• sterilizatoare cu ultraviolete;
• complexe de dozare proporțională;
• sisteme de ultrafiltrare; nanofiltrare, osmoză inversă;
• sisteme granulare cu carbon activ;
• programe chimice pentru tratarea și stabilizarea apei de cazan și de răcire, aburului și condensului, apei din sistemele de alimentare cu apă reciclată;
• echipamente de control si masura si analitice.

Sistemele de purificare și tratare a apei oferite de compania KF Center sunt concepute nu numai pentru a îndepărta impuritățile mecanice și suspensiile din apă, ci și elementele individuale:

• săruri de duritate;
• compusi organici;
• mangan;
• glandă;
• hidrogen sulfurat etc.

Domeniile de activitate ale companiei „KF Center”

În compania KF Center puteți achiziționa diverse sisteme de purificare sau tratare a apei, precum și să comandați o serie de servicii suplimentare.

În primul rând, este, desigur, un sfat profesional cu privire la selecția echipamentelor adecvate și a proceselor tehnologice pentru lucrul cu apă în această direcție.

În al doilea rând, puteți comanda proiectarea unor complexe care includ o mare varietate de sisteme de tratare și purificare a apei. În plus, compania nu numai că le va proiecta, ci va produce, livra și executa lucrări de punere în funcțiune.

În al treilea rând, compania KF Center oferă tratament corectiv al apei cu reactivi.

Această secțiune descrie în detaliu metodele tradiționale existente de tratare a apei, avantajele și dezavantajele acestora, precum și prezintă noi metode moderne și tehnologii noi pentru îmbunătățirea calității apei în conformitate cu cerințele consumatorilor.

Sarcinile principale ale tratării apei sunt obținerea de apă curată, sigură la ieșire, potrivită pentru diverse nevoi: alimentare cu apă menajeră, potabilă, tehnică și industrialăținând cont de fezabilitatea economică a utilizării metodelor necesare de purificare a apei, tratare a apei. Abordarea tratarii apei nu poate fi aceeași peste tot. Diferențele se datorează compoziției apei și cerințelor pentru calitatea acesteia, care diferă semnificativ în funcție de destinația apei (potabilă, tehnică etc.). Cu toate acestea, există un set de proceduri tipice utilizate în sistemele de tratare a apei și secvența în care sunt utilizate aceste proceduri.

Metode de bază (tradiționale) de tratare a apei.

În practica alimentării cu apă în procesul de epurare și tratare, apa este supusă clarificare(eliberare din particulele în suspensie), decolorare ( eliminarea substanțelor care dau culoare apei) , dezinfectare(distrugerea bacteriilor patogene din acesta). În același timp, în funcție de calitatea apei sursei, în unele cazuri, se aplică suplimentar metode speciale de îmbunătățire a calității apei: înmuiere apă (scăderea durității datorită prezenței sărurilor de calciu și magneziu); fosfatarea(pentru dedurizarea mai profundă a apei); desalinizare, desalinizarea apă (scăderea mineralizării totale a apei); desiliconizare, deferizare apă (eliberând apa de compușii de fier solubili); degazare apă (eliminarea gazelor solubile din apă: sulfat de hidrogen H2S, CO2, O2); dezactivare apă (înlăturarea substanțelor radioactive din apă.); neutralizare apă (eliminarea substanțelor toxice din apă), fluorizare(adăugând fluor în apă) sau defluorinare(îndepărtarea compușilor cu fluor); acidificare sau alcalinizare ( pentru a stabiliza apa). Uneori este necesară eliminarea gusturilor și mirosurilor, prevenirea acțiunii corozive a apei etc. Se folosește una sau alta combinație a acestor procese în funcție de categoria de consumatori și de calitatea apei din surse.

Calitatea apei dintr-un corp de apă și este determinată de o serie de indicatori (fizici, chimici și sanitar-bacteriologic), în conformitate cu destinația apei și stabilite. standarde de calitate... Detalii despre asta în secțiunea următoare. Comparând datele privind calitatea apei (obținute din rezultatele analizei) cu cerințele consumatorilor, se determină măsuri pentru tratarea acesteia.

Problema epurării apei acoperă problemele modificărilor fizice, chimice și biologice în procesul de prelucrare pentru a o face aptă pentru băut, adică purificarea și îmbunătățirea proprietăților sale naturale.

Metoda de tratare a apei, compoziția și parametrii de proiectare ai instalațiilor de tratare pentru alimentarea tehnică cu apă și dozele de proiectare ale reactivilor se stabilesc în funcție de gradul de poluare a corpului de apă, scopul sistemului de alimentare cu apă, productivitatea stației și local. condiții, precum și pe baza datelor din cercetarea tehnologică și exploatarea instalațiilor care funcționează în condiții similare...

Purificarea apei se realizează în mai multe etape. Gunoiul și nisipul sunt îndepărtate în etapa de pretratare. O combinație de epurare primară și secundară efectuată la o stație de epurare a apelor uzate (WWTP) elimină materialul coloidal (materia organică). Biogenii dizolvați sunt eliminați prin post-tratament. Pentru ca epurarea sa fie completa, statiile de epurare trebuie sa elimine toate categoriile de poluanti. Există multe moduri de a face acest lucru.

Cu post-tratare adecvată, cu echipamente WOS de înaltă calitate, se poate realiza faptul că, în final, se va obține apă potrivită pentru băut. Mulți oameni palidesc la gândul de a recicla apele uzate, dar merită să ne amintim că în natură, în orice caz, toată apa circulă. De fapt, o post-tratare adecvată poate oferi apă de o calitate mai bună decât cea obținută din râuri și lacuri, care primesc adesea ape uzate neepurate.

Principalele metode de tratare a apei

Limpezirea apei

Limpezirea este o etapă de purificare a apei, în timpul căreia turbiditatea apei este eliminată prin reducerea conținutului de solide în suspensie din apele naturale și uzate din aceasta. Turbiditatea apei naturale, în special a surselor de suprafață în perioada inundațiilor, poate ajunge la 2000-2500 mg/l (la norma pentru apa de uz menajer și potabil - nu mai mult de 1500 mg/l).

Limpezirea apei prin precipitarea solidelor în suspensie. Această funcție este îndeplinită de clarificatoare, rezervoare de sedimentare și filtre, care sunt cele mai comune stații de epurare a apelor uzate. Una dintre metodele cele mai utilizate în practică pentru reducerea conținutului de impurități fin dispersate în apă este coagulare(sedimentare sub forma de complexe speciale – coagulanti) urmata de sedimentare si filtrare. După limpezire, apa intră în rezervoarele de apă curată.

Decolorarea apei, acestea. eliminarea sau decolorarea diverșilor coloizi colorați sau a substanțelor complet dizolvate se poate realiza prin coagulare, utilizarea diverșilor oxidanți (clorul și derivații săi, ozon, permanganat de potasiu) și adsorbanți (cărbune activ, rășini artificiale).

Limpezirea prin filtrare cu coagulare preliminară contribuie la o reducere semnificativă a contaminării bacteriene a apei. Cu toate acestea, printre microorganismele rămase în apă după tratarea apei, pot exista agenți patogeni (bacili ai febrei tifoide, tuberculoză și dizenterie; vibrio holeric; virusuri poliomielitei și encefalitei), care sunt o sursă de boli infecțioase. Pentru distrugerea lor finală, apa destinată uzului menajer trebuie să facă obiectul obligatoriu dezinfectare.

Dezavantajele coagulării, decantare si filtrare: metode costisitoare și insuficient de eficiente de purificare a apei, în legătură cu care sunt necesare metode suplimentare de îmbunătățire a calității.)

Dezinfectarea apei

Dezinfecția sau dezinfecția este etapa finală a procesului de tratare a apei. Scopul este de a suprima activitatea vitală a microbilor patogeni conținute în apă. Deoarece nici sedimentarea, nici filtrarea nu oferă o eliberare completă, clorarea și alte metode descrise mai jos sunt utilizate în scopul dezinfectării apei.

În tehnologia de tratare a apei sunt cunoscute o serie de metode de dezinfecție a apei, care pot fi clasificate în cinci grupe principale: termic; sorbția pe cărbune activ; chimic(folosind oxidanți puternici); oligodinamie(expunerea la ioni de metale nobile); fizic(folosind ultrasunete, radiații radioactive, raze ultraviolete). Dintre metodele enumerate, cele mai utilizate metode din grupa a treia. Ca oxidanți se folosesc clorul, dioxidul de clor, ozonul, iodul, permanganatul de potasiu; peroxid de hidrogen, hipoclorit de sodiu și calciu. La rândul lor, dintre agenții de oxidare enumerați, în practică, se preferă clor, înălbitor, hipoclorit de sodiu. Alegerea metodei de dezinfecție a apei se realizează, ghidată de consumul și calitatea apei tratate, de eficiența epurării preliminare a acesteia, de condițiile de livrare, transport și depozitare a reactivilor, de posibilitatea de automatizare a proceselor și de mecanizare a muncii. munca intensiva.

Apă care a trecut de etapele anterioare de prelucrare, coagulare, limpezire și decolorare într-un strat de sediment în suspensie sau decantare, filtrarea este supusă dezinfectării, deoarece nu există particule în filtrat, la suprafața sau în interiorul cărora bacteriile și virușii să poată să fie adsorbite, rămânând în afara influenței agenților de dezinfecție.

Dezinfectarea apei cu oxidanți puternici.

În prezent, la obiectele de locuințe și servicii comunale de dezinfecție a apei, de regulă, se utilizează clorinare apă. Dacă bei apă de la robinet, trebuie să știi că conține compuși organoclorați, a căror cantitate, după procedura de dezinfectare a apei cu clor, ajunge la 300 μg/l. Mai mult, această cantitate nu depinde de nivelul inițial de poluare a apei, aceste 300 de substanțe formându-se în apă din cauza clorării. Consumul de astfel de apă potabilă poate avea un impact foarte grav asupra sănătății. Faptul este că atunci când substanțele organice se combină cu clorul, se formează trihalometani. Acești derivați de metan au un efect carcinogen pronunțat, care contribuie la formarea celulelor canceroase. Când apa clorurată este fiartă, în ea se formează cea mai puternică otravă, dioxina. Este posibil să se reducă conținutul de trihalometani din apă prin reducerea cantității de clor utilizată sau înlocuirea acestuia cu alți dezinfectanți, de exemplu, folosind cărbune activ granular pentru a elimina compușii organici formați în timpul epurării apei. Și, desigur, avem nevoie de un control mai detaliat asupra calității apei potabile.

În cazurile de turbiditate mare și culoare a apelor naturale, clorurarea preliminară a apei este utilizată pe scară largă, cu toate acestea, această metodă de dezinfecție, așa cum este descrisă mai sus, nu numai că nu este suficient de eficientă, ci și pur și simplu dăunătoare organismului nostru.

Dezavantajele clorării: insuficient de eficient și, în același timp, dăunează ireversibil sănătății, deoarece formarea trihalometanilor cancerigeni contribuie la formarea celulelor canceroase, iar dioxina duce la otrăvirea severă a organismului.

Nu este fezabilă din punct de vedere economic dezinfectarea apei fără clor, deoarece metodele alternative de dezinfectare a apei (de exemplu, dezinfectarea cu ajutorul radiații ultraviolete) sunt destul de costisitoare. A fost propusă o alternativă la metoda de clorinare de dezinfecție a apei folosind ozon.

Ozonarea

O procedură mai modernă de dezinfecție a apei este purificarea apei folosind ozon. Într-adevăr, ozonarea La prima vedere, apa este mai sigură decât clorarea, dar are și dezavantajele ei. Ozonul este foarte instabil și se degradează rapid, astfel încât efectul său bactericid este de scurtă durată. Dar apa trebuie să treacă prin sistemul sanitar înainte de a ajunge în apartamentul nostru. O mulțime de necazuri o așteaptă pe parcurs. Nu este un secret pentru nimeni că conductele de apă din orașele rusești sunt extrem de uzate.

În plus, ozonul reacționează și cu multe substanțe din apă, precum fenolul, iar produsele rezultate sunt chiar mai toxice decât clorofenolii. Ozonarea apei se dovedește a fi extrem de periculoasă în cazurile în care ionii de brom sunt prezenți în apă cel puțin în cantități cele mai neglijabile, care sunt greu de determinat chiar și în condiții de laborator. Ozonarea produce compuși toxici de brom - bromuri, care sunt periculoase pentru oameni chiar și în microdoze.

Metoda de ozonizare a apei s-a dovedit foarte bine pentru tratarea maselor mari de apă - în bazine, în sisteme colective, de ex. unde este nevoie de o dezinfecție mai aprofundată a apei. Dar trebuie amintit că ozonul, ca și produsele interacțiunii sale cu organoclorul, este otrăvitor, prin urmare prezența unor concentrații mari de organocloru în etapa de purificare a apei poate fi extrem de dăunătoare și periculoasă pentru organism.

Dezavantajele ozonării: efectul bactericid este scurt, în reacție cu fenolul este chiar mai toxic decât clorofenolic, ceea ce este mai periculos pentru organism decât clorurarea.

Dezinfectarea apei cu raze bactericide.

CONCLUZII

Toate metodele de mai sus nu sunt suficient de eficiente, nu întotdeauna sigure și, în plus, nu sunt fezabile din punct de vedere economic: în primul rând, sunt costisitoare și foarte costisitoare, necesitând costuri constante de întreținere și reparații, în al doilea rând, cu o durată de viață limitată și, în al treilea rând, cu un consum mare de resurse energetice....

Noi tehnologii și metode inovatoare pentru îmbunătățirea calității apei

Introducerea de noi tehnologii și metode inovatoare de tratare a apei permite rezolvarea unui set de sarcini care asigură:

• producerea de apă potabilă care îndeplinește standardele și GOST-urile stabilite, satisfacând cerințele consumatorilor;
• fiabilitatea epurării și dezinfectării apei;
• funcționarea eficientă, neîntreruptă și fiabilă a stațiilor de epurare a apelor uzate;
• reducerea costurilor de tratare și tratare a apei;
• economisirea de reactivi, energie electrica si apa pentru nevoi proprii;
• calitatea producerii apei.

Printre noile tehnologii pentru îmbunătățirea calității apei se numără:

Metode membranare bazată pe tehnologii moderne (inclusiv macrofiltrare; microfiltrare; ultrafiltrare; nanofiltrare; osmoză inversă). Folosit pentru desalinizare Ape uzate, rezolva un complex de sarcini de purificare a apei, dar apa purificata nu inseamna inca ca este utila pentru sanatate. Mai mult, aceste metode sunt costisitoare și consumatoare de energie, necesitând costuri continue de întreținere.

Metode de tratare a apei fără reactiv. Activare (structurare)lichide. Există multe modalități de a activa apa astăzi (de exemplu, unde magnetice și electromagnetice; unde de frecvențe ultrasonice; cavitație; expunere la diverse minerale, rezonanță etc.). Metoda de structurare a unui lichid oferă o soluție la un complex de probleme de tratare a apei ( decolorare, dedurizare, dezinfectare, degazare, deferizare a apei etc.), excluzând tratarea chimică a apei.

Indicatorii de calitate a apei depind de metodele aplicate de structurare a lichidului și depind de alegerea tehnologiilor aplicate, printre care se numără:
- aparate pentru tratarea magnetică a apei;
- metode electromagnetice;
- metoda cavitatii de tratare a apei;
- undă rezonantă activarea apei (prelucrare fără contact pe bază de cristale piezo).

Sisteme hidromagnetice (HMS) sunt destinate tratării apei într-un curent cu un câmp magnetic constant cu o configurație spațială specială (utilizate pentru neutralizarea calcarului în echipamentele de schimb de căldură; pentru a clarifica apa, de exemplu, după clorinare). Principiul de funcționare al sistemului este interacțiunea magnetică a ionilor metalici prezenți în apă (rezonanța magnetică) și procesul simultan de cristalizare chimică. HMS se bazează pe acțiunea ciclică asupra apei furnizate schimbătoarelor de căldură cu un câmp magnetic de o configurație dată, creat de magneți de înaltă energie. Metoda de tratare magnetică a apei nu necesită reactivi chimici și, prin urmare, este ecologică. Dar există și dezavantaje... HMS folosește magneți permanenți puternici bazați pe elemente de pământuri rare. Ele își păstrează proprietățile (intensitatea câmpului magnetic) pentru o perioadă foarte lungă de timp (zeci de ani). Cu toate acestea, dacă sunt supraîncălzite peste 110 - 120 C, proprietățile magnetice se pot slăbi. Prin urmare, HMS-ul trebuie instalat acolo unde temperatura apei nu depășește aceste valori. Adică înainte de a fi încălzit, pe linia de retur.

Dezavantajele sistemelor magnetice: utilizarea HMS este posibilă la temperaturi nu mai mari de 110 - 120 °CU; metodă insuficient de eficientă; pentru curățarea completă, este necesar să-l utilizați în combinație cu alte metode, ceea ce, ca urmare, nu este fezabil din punct de vedere economic.

Metoda de cavitație de tratare a apei. Cavitația este formarea de cavități într-un lichid (bule de cavitație sau cavități) umplute cu gaz, abur sau amestecul acestora. Esenta cavitație- altă stare de fază a apei. În condiții de cavitație, apa trece din starea sa naturală la abur. Cavitația apare ca urmare a unei scăderi locale a presiunii într-un lichid, care poate apărea fie cu creșterea vitezei acestuia (cavitație hidrodinamică), fie cu trecerea unei unde acustice în timpul unei semiperioade de rarefacție (cavitație acustică). În plus, dispariția bruscă (brută) a bulelor de cavitație duce la formarea de șocuri hidraulice și, în consecință, la crearea unei unde de compresie și extensie într-un lichid cu frecvență ultrasonică. Metoda este folosită pentru a îndepărta fierul, sărurile de duritate și alte elemente care depășesc concentrația maximă admisă, dar este slab eficientă în dezinfecția apei. Totodata, consuma semnificativ energie electrica, costisitoare de intretinut cu elemente de filtrare consumabile (resursa de la 500 la 6000 m 3 de apa).

Dezavantaje: consumă energie electrică, nu este suficient de eficient și este costisitor de întreținut.

CONCLUZII

Metodele de mai sus sunt cele mai eficiente și mai ecologice în comparație cu metodele tradiționale de purificare și tratare a apei. Dar au anumite dezavantaje: complexitatea instalațiilor, costul ridicat, necesarul de consumabile, complexitatea întreținerii, sunt necesare suprafețe semnificative pentru instalarea sistemelor de tratare a apei; eficiență insuficientă și, pe lângă aceasta, restricții de utilizare (restricții de temperatură, duritate, pH-ul apei etc.).

Metode de activare lichidă fără contact (BOZH). Tehnologii rezonante.

Prelucrarea lichidului se realizează fără contact. Unul dintre avantajele acestor metode este structurarea (sau activarea) mediilor lichide, care asigură toate sarcinile de mai sus prin activarea proprietăților naturale ale apei fără a consuma energie electrică.

Cea mai eficientă tehnologie în acest domeniu este tehnologia NORMAQUA ( procesarea undelor rezonante pe baza de cristale piezo), fără contact, ecologic, fără consum de energie electrică, fără magnetic, fără service, durată de viață - cel puțin 25 de ani. Tehnologia se bazează pe activatori piezoceramici pentru medii lichide și gazoase, care sunt rezonatoare cu invertor care emit unde de intensitate ultra joasă. Ca și în cazul expunerii la unde electromagnetice și ultrasonice, legăturile intermoleculare instabile sunt rupte sub influența vibrațiilor de rezonanță, iar moleculele de apă sunt aranjate într-o structură fizico-chimică naturală naturală în grupuri.

Utilizarea tehnologiei vă permite să abandonați complet tratarea chimică a apeiși sisteme costisitoare de tratare a apei și consumabile, și atinge echilibrul perfect între menținerea celei mai înalte calități a apei și economisirea costurilor de operare.

Reduce aciditatea apei (crește nivelul pH-ului);
- economisiți până la 30% din energie electrică la pompele de transfer și spălați depunerile de calcar formate anterior prin reducerea coeficientului de frecare a apei (creșterea timpului de aspirație capilară);
- modificarea potenţialului redox al apei Eh;
- pentru a reduce rigiditatea generală;
- pentru a imbunatati calitatea apei: activitatea sa biologica, siguranta (dezinfectia pana la 100%) si proprietatile organoleptice.

Introducere

Timp de mulți ani și secole, tratarea apei nu s-a remarcat ca ramură a tehnologiei și cu atât mai puțin ca ramură a tehnologiei chimice. Au fost folosite tehnici și metode de purificare a apei găsite empiric, în principal antiinfecțioase. Și, prin urmare, istoria epurării apei este istoria dispozitivelor pentru prepararea și purificarea apei a unor procese și tehnologii chimice binecunoscute care au găsit sau sunt aplicate. Tratarea apei pentru alimentarea cu apă potabilă și industrială este fundamental diferită de alte domenii ale tehnologiei chimice: procesele de tratare a apei au loc în cantități mari de apă și cu cantități foarte mici de substanțe dizolvate. Aceasta înseamnă că un consum mare de apă necesită instalarea unor echipamente de dimensiuni mari, iar o cantitate mică de substanțe extrase din apă presupune inevitabil folosirea unor metode „fine” de tratare a apei. În prezent, bazele științifice ale tehnologiilor de tratare a apei sunt intens dezvoltate, ținând cont de specificul specificat al acestei ramuri de tehnologie. Și această lucrare este departe de a fi finalizată, dacă se poate vorbi deloc despre cunoașterea finală a apei. Ar fi o exagerare gigantică să afirmăm că forțele științifice și de proiectare avansate, cele mai bune capacități de construire a mașinilor au fost menite să satisfacă nevoile de tratare a apei. Dimpotrivă, atenția către această industrie și, prin urmare, finanțarea s-a manifestat în cel mai mic volum, după principiul rezidual.

Testele care au avut loc Rusiei în ultimii 12-15 ani au fost, de asemenea, învățate pe deplin prin tratarea apei. Atât clienții, cât și furnizarea de echipamente de tratare a apei sunt din ce în ce mai, ca să spunem așa, individualizate. În ultimii ani, livrările erau, de regulă, angro, iar acum, în principal, mici angro și unice. Ca să nu mai vorbim de faptul că destul de recent nu a existat producția rusă de filtre de uz casnic și sisteme autonome de alimentare cu apă, prin definiție furnizate în unul sau mai multe exemplare. Iar importul de astfel de echipamente a fost foarte rar. Aceasta înseamnă că mulți oameni care anterior nu erau familiarizați cu acesta sunt implicați în tratarea apei. În plus, cu un număr mic de specialiști în tratarea apei, mulți ingineri care au primit studii în alte specialități sunt angajați în apă. Nu este o sarcină ușoară să oferi consumatorilor apă potabilă de calitate.

Este practic imposibil să luăm în considerare, chiar și pe scurt, toate metodele de purificare și tratare a apei. Aici am dori să atragem atenția cititorilor asupra celor mai frecvent utilizate în practică în tehnologiile moderne la instalațiile de tratare a diferitelor sisteme de alimentare cu apă.

1. Proprietățile și compoziția apei

Apa este cea mai anormală substanță din natură. Această expresie comună se datorează faptului că proprietățile apei nu corespund în mare măsură legilor fizice care guvernează alte substanțe. În primul rând, este necesar să ne amintim: atunci când vorbim despre apă naturală, toate judecățile ar trebui atribuite nu apei ca atare, ci soluțiilor apoase ale diferitelor, de fapt toate elementele Pământului. Până acum, nu a fost posibil să se obțină apă pură din punct de vedere chimic.

1.1 Proprietățile fizice ale apei

Structura asimetrică polară a apei și varietatea asociaților ei sunt responsabile pentru proprietățile fizice anormale uimitoare ale apei. Apa atinge cea mai mare densitate la temperaturi pozitive, are căldură de vaporizare și căldură de fuziune anormal de mare, căldură specifică, puncte de fierbere și de îngheț. Mare căldura specifică -4,1855 J / (g ° C) la 15 ° C - contribuie la reglarea temperaturii pe Pământ datorită încălzirii și răcirii lente a maselor de apă. Pentru mercur, de exemplu, căldura specifică la 20 ° C este de numai 0,1394 J / (g ° C). În general, capacitatea de căldură a apei este mai mult decât dublu față de capacitatea oricărui alt compus chimic. Acest lucru poate explica alegerea apei ca fluid de lucru în ingineria energetică. Proprietate anormală a apei - extinderea volumului cu 10% la congelare asigură plutirea gheții, adică păstrează din nou viața sub gheață. O altă proprietate extrem de importantă a apei este extrem de mare tensiune de suprafata ... Moleculele de pe suprafața apei experimentează atracție intermoleculară dintr-o parte. Deoarece forțele interacțiunii intermoleculare din apă sunt anormal de mari, fiecare moleculă care „plutește” pe suprafața apei este, parcă, atrasă în stratul de apă. Apa are o tensiune superficială de 72 mN/m la 25 ° C. În special, această proprietate explică forma sferică a apei în condiții de gravitate zero, creșterea apei în sol și în vasele capilare ale copacilor, plantelor etc.

Apa naturala - un sistem complex dispersat care conține o mare varietate de impurități minerale și organice.

Calitatea apei naturale în ansamblu este înțeleasă ca fiind caracteristica compoziției și proprietăților acesteia, care determină adecvarea acesteia pentru anumite tipuri de utilizare a apei, în timp ce criteriile de calitate sunt semne prin care se evaluează calitatea apei.

1.2. Impurități în suspensie

Solide în suspensie prezente în apele naturale sunt compuse din particule de argilă, nisip, nămol, substanțe organice și anorganice în suspensie, plancton și diverse microorganisme. Particulele în suspensie afectează claritatea apei.

Conținutul de impurități în suspensie în apă, măsurat în mg/l, oferă o idee despre contaminarea apei cu particule în principal cu un diametru nominal mai mare de 1 · 10 - 4 mm. Când conținutul de solide în suspensie în apă este mai mic de 2-3 mg/l sau mai mare decât valorile indicate, dar diametrul nominal al particulei este mai mic de 1 · 10-4 mm, determinarea poluării apei se realizează indirect de către turbiditatea apei.

1.3. Turbiditate și transparență

Turbiditate apa este cauzată de prezența impurităților fin dispersate cauzate de substanțe anorganice și organice insolubile sau coloidale de diverse origini. Alături de turbiditate, mai ales în cazurile în care apa are culoare și turbiditate nesemnificativă, iar determinarea lor este dificilă, folosiți indicatorul « transparenţă» .

1.4. Miros

Natura și intensitatea mirosului apa naturală se determină organoleptic. Prin natura lor, mirosurile sunt împărțite în două grupe: de origine naturală (organisme vii și moarte în apă, reziduuri vegetale în descompunere etc.); de origine artificială (impurități ale apelor uzate industriale și agricole). Mirosurile din a doua grupă (de origine artificială) se numesc în funcție de substanțele care determină mirosul: clor, benzină etc.

1.5. Gust și gust

Distinge patru feluri de gust de apă : sărat, amar, dulce, acru. Caracteristica calitativă a nuanțelor senzațiilor gustative - postgust - este exprimată descriptiv: clor, pește, amar și așa mai departe. Cel mai frecvent gust sărat al apei se datorează cel mai adesea clorurii de sodiu dizolvate în apă, amarului - sulfat de magneziu, acru - un exces de dioxid de carbon liber etc.

1.6. Cromaticitatea

Indicatorul de calitate a apei, care caracterizează intensitatea culorii apei și se datorează conținutului de compuși colorați, se exprimă în grade ale scării de platină-cobalt și se determină prin compararea culorii apei testate cu standardele. Cromaticitatea apele naturale se datorează în principal prezenței substanțelor humice și compușilor ferici, variind de la câteva până la mii de grade.

1.7. Mineralizare

Mineralizare este conținutul total al tuturor mineralelor găsite în analiza chimică a apei. Mineralizarea apelor naturale, care determină conductivitatea electrică specifică a acestora, variază în limite largi. Majoritatea râurilor au mineralizări de la câteva zeci de miligrame pe litru până la câteva sute. Conductivitatea lor specifică variază de la 30 la 1500 μS/cm. Mineralizarea apelor subterane și a lacurilor sărate variază în intervalul de la 40-50 mg / l la sute de g / l (densitatea în acest caz este deja semnificativ diferită de unitate). Conductivitatea electrică specifică a precipitațiilor atmosferice cu mineralizare de la 3 la 60 mg/l este de 10-120 μS/cm. Apele naturale de mineralizare sunt împărțite în grupuri. Limita de apă dulce - 1 g/kg - se stabilește datorită faptului că la o mineralizare mai mare de această valoare, gustul apei este neplăcut - sărat sau amar-sărat.

1.8. Conductivitate electrică

Conductivitate electrică este o expresie numerică a capacității unei soluții apoase de a conduce un curent electric. Conductivitatea electrică a apei depinde în principal de concentrația de săruri minerale dizolvate și de temperatură.

După valorile conductivității electrice, se poate aprecia aproximativ salinitatea apei.

Tipul de apă Densitatea de mineralizare,

1.9. Rigiditate

Duritatea apei datorită prezenței ionilor de calciu, magneziu, stronțiu, bariu, fier, mangan în apă. Dar conținutul total de ioni de calciu și magneziu din apele naturale este incomparabil mai mare decât conținutul tuturor celorlalți ioni enumerați - și chiar suma lor. Prin urmare, duritatea este înțeleasă ca suma cantităților de ioni de calciu și magneziu - duritatea totală, care este suma valorilor durității carbonatice (temporare, îndepărtate prin fierbere) și necarbonatate (permanente). Primul este cauzat de prezența bicarbonaților de calciu și magneziu în apă, al doilea de prezența sulfaților, clorurilor, silicaților, nitraților și fosfaților acestor metale. Cu toate acestea, cu o valoare a durității apei mai mare de 9 mmol / l, este necesar să se ia în considerare conținutul de stronțiu și alte metale alcalino-pământoase din apă.

Conform ISO 6107-1-8: 1996, care include mai mult de 500 de termeni, duritatea este definită ca fiind capacitatea apei de a spuma cu săpun. În Rusia, duritatea apei este exprimată în mmol / l. În apa dură, săpunul de sodiu normal este transformat (în prezența ionilor de calciu) într-un „săpun de calciu” insolubil care formează fulgi inutile. Și până când toată duritatea de calciu a apei este eliminată în acest fel, formarea spumei nu va începe. Pentru 1 mmol / l de duritate a apei pentru o astfel de dedurizare a apei, teoretic se cheltuiesc 305 mg de săpun, practic - până la 530. Dar, desigur, principalele probleme sunt de la formarea calcarului.

Clasificarea durității apei (mmol/l): Grupa de apă Unitate de măsură, mmol/l

Foarte moale ……………… ..până la 1,5

Moale …………………… .1.5 - 4.0

Duritate medie ………… 4 - 8

Greu …………………………… ... 8 - 12

Foarte greu ………………. Mai mult de 12

1.10. Alcalinitate

Alcalinitate apă este concentrația totală de anioni ai acizilor slabi și ionilor hidroxil conținuti în apă (exprimată în mmol/l), care reacționează în studiile de laborator cu acizii clorhidric sau sulfuric pentru a forma săruri clorurate sau sulfat de metale alcaline și alcalino-pământoase. Există următoarele forme de alcalinitate a apei: bicarbonat (hidrocarbonat), carbonat, hidrat, fosfat, silicat, humat - în funcție de anionii acizilor slabi, care determină alcalinitatea.

Alcalinitatea apelor naturale, al căror pH este de obicei

Deoarece în apele naturale alcalinitatea este aproape întotdeauna determinată de bicarbonați, pentru astfel de ape alcalinitatea totală se consideră egală cu duritatea carbonatului.

1.11. Materie organică

Gamă impurități organice foarte lat:

Acizi humici și sărurile lor - humați de sodiu, potasiu, amoniu;

Unele impurități de origine industrială;

Parte din aminoacizi și proteine;

Acizi fulvici (săruri) și acizi humici și sărurile lor - humați de calciu, magneziu, fier;

Grăsimi de diferite origini;

Particule de diverse origini, inclusiv microorganisme.

Conținutul de materie organică din apă este estimat prin metode de determinare a oxidabilității apei, a conținutului de carbon organic, a cererii biochimice de oxigen și a absorbției în regiunea ultravioletă. Valoarea care caracterizează conținutul de substanțe organice și minerale din apă, oxidată de unul dintre oxidanții chimici puternici în anumite condiții, se numește oxidabilitate ... Există mai multe tipuri de oxidabilitate a apei: permanganat, bicromat, iodat, ceriu (metodele pentru determinarea celor din urmă două sunt rar utilizate). Oxidabilitatea este exprimată în miligrame de oxigen, ceea ce este echivalent cu cantitatea de reactiv folosită pentru a oxida materia organică conținută în 1 litru de apă. În apele subterane (arteziene) impuritățile organice sunt practic absente, iar în apele de suprafață sunt decisiv mai multe „organice”.

2. Alegerea metodelor de tratare a apei

Metodele de tratare a apei trebuie selectate atunci când se compară compoziția sursei de apă și calitatea acesteia, reglementată prin documente de reglementare sau determinată de consumatorul de apă. După o selecție preliminară a metodelor de purificare a apei, se analizează posibilitățile și condițiile de aplicare a acestora, pornind de la sarcina în cauză. Cel mai adesea, rezultatul este atins prin implementarea treptată a mai multor metode. Astfel, atât alegerea metodelor efective de tratare a apei, cât și succesiunea acestora sunt importante.

Există aproximativ 40 de metode de tratare a apei, aici sunt luate în considerare doar cele mai frecvent utilizate.

2.1 Procese fizico-chimice tratamentul apei

Aceste procese se caracterizează prin utilizarea de reactivi chimici pentru a destabiliza și a crește dimensiunea particulelor care formează contaminarea, după care are loc separarea fizică a particulelor solide de faza lichidă.

2.1.1. Coagularea și flocularea

Coagularea și flocularea sunt două componente complet diferite ale tratamentului fizic și chimic al apei.

Coagulare - aceasta este etapa in care are loc destabilizarea particulelor coloidale (asemanatoare bilelor cu diametrul mai mic de 1 micron).

Cuvântul coagulare provine din latinescul „coagulare”, care înseamnă „a aglomera, a lipi, a acumula”. În tratarea apei, coagularea se realizează prin adăugarea de substanțe chimice într-o suspensie de apă, unde particulele coloidale dispersate se adună în agregate mari numite fulgi sau microfulgi.

Coloizii sunt particule insolubile care sunt suspendate în apă. Dimensiunea mică (mai puțin de 1 micron) face ca aceste particule să fie extrem de stabile. Particulele pot fi de diferite origini:

Minerale: nămol, argilă, silice, hidroxizi și săruri metalice etc.

Organic: acizi humic și fulvic, coloranți, agenți tensioactivi și

Notă: Microorganismele precum bacteriile, planctonul, algele, virușii sunt, de asemenea, considerate coloizi.

Stabilitatea și, prin urmare, instabilitatea particulelor în suspensie este un factor determinat de diferite forțe de atracție și repulsie:

Prin forțele interacțiunii intermoleculare

Forțe electrostatice

Prin tragerea pământului

Forțe care participă la mișcarea browniană

Coagularea este atât un proces fizic, cât și unul chimic. Reacțiile dintre particule și coagulant asigură formarea agregatelor și precipitarea ulterioară a acestora. Coagulantele cationice neutralizează sarcina negativă a coloizilor și formează o masă liberă numită microfulgi.

Mecanismul de coagulare poate fi redus la două etape:

1- Neutralizarea sarcinii: care corespunde unei scăderi a sarcinilor electrice care au efect respingător asupra coloizilor.

2- Formarea agregatelor de particule.

În prezent, se folosesc în principal coagulanți minerali. Acestea se bazează în principal pe săruri de fier sau aluminiu. Aceștia sunt coagulanții cei mai des utilizați. Încărcarea cationică aici este creată de ionii metalici, care se formează din hidroxizi de fier sau aluminiu la contactul cu apa. Principalele avantaje ale unor astfel de coagulanți sunt versatilitatea și costul redus.

Coagulare - aceasta este o etapă intermediară, dar foarte importantă în procesul de tratare fizico-chimică a apei și a apelor uzate. Aceasta este prima etapă în îndepărtarea particulelor coloidale, a cărei funcție principală este de a destabiliza particulele. Destabilizarea constă în principal în neutralizarea sarcinii electrice prezente pe suprafața particulei, care contribuie la aderența coloizilor.

Floculare - aceasta este etapa în care particulele coloidale destabilizate (sau particulele formate în stadiul de coagulare) sunt colectate în agregate.

Etapa de floculare poate avea loc numai în apă, unde particulele au fost deja destabilizate. Aceasta este etapa care urmează în mod logic coagulării. Floculanții cu încărcătura lor și greutatea moleculară foarte mare (lanțuri lungi de monomeri) fixează particulele destabilizate și le combină de-a lungul lanțului polimeric. Ca urmare, în stadiul de floculare, are loc o creștere a dimensiunii particulelor în faza apoasă, care se exprimă în formarea de flocuri.

Legăturile dintre particulele destabilizate și floculant sunt în general ionice și hidrogen.

2.2. Limpezirea apei prin filtrare

Etapa inițială a tratării apei, de regulă, este eliberarea acesteia din impuritățile în suspensie - limpezirea apei, uneori clasificată ca tratament preliminar.

Există mai multe tipuri de filtrare:

- încordarea - dimensiunea porilor materialului de filtrare este mai mică decât dimensiunea particulelor reținute;

- filtrare pe film - in anumite conditii, dupa o anumita perioada initiala, materialul filtrant este invaluit intr-o pelicula de solide in suspensie, pe care se pot retine particule chiar mai mici decat dimensiunea porilor materialului filtrant: coloizi, bacterii mici, virusi mari;

- filtrare volumetrica - particulele în suspensie, care trec prin stratul de material filtrant, schimbă în mod repetat direcția și viteza de mișcare în fantele dintre granulele și fibrele materialului filtrant; astfel, capacitatea de reținere a murdăriei a filtrului poate fi destul de mare - mai mult decât cu filtrarea pe film. Filtrarea în țesătură, ceramică, în aproape toate filtrele cu elemente de filtrare fibroase nețesute se realizează conform primelor două - dintre cele numite - tipuri; în filtrele cu granulație fină în vrac - conform celui de-al doilea tip, în filtrele vrac cu granulație grosieră - conform celui de-al treilea.

2.2.1. Clasificarea filtrului de cereale

Filtrele granulare sunt utilizate în principal pentru purificarea lichidelor în care conținutul de fază solidă este neglijabil, iar sedimentul nu are valoare, scopul principal al filtrelor fiind limpezirea apei naturale. Sunt cele mai utilizate pe scară largă în tehnologia de tratare a apei. Clasificarea filtrelor în funcție de o serie de caracteristici principale:

♦ rata de filtrare:

Lentă (0,1-0,3 m/h);

Rapid (5-12 m/h);

Viteză super mare (36-100 m/h);

♦ presiunea sub care lucrează:

Deschis sau cu curgere liberă;

Cap de presiune;

♦ numărul de straturi de filtrare:

Un singur strat;

Două straturi;

Multistrat.

Cele mai eficiente și mai economice sunt filtrele multistrat, în care, pentru a crește capacitatea de reținere a murdăriei și eficiența de filtrare, încărcarea este realizată din materiale cu densități și dimensiuni diferite ale particulelor: deasupra stratului - particule ușoare mari, dedesubt - mici grele. . Cu direcția de filtrare în jos, impuritățile mari sunt reținute în stratul superior al încărcăturii, iar cele mici rămase - în cel inferior. În acest fel, întregul volum de descărcare funcționează. Filtrele de clarificare sunt eficiente la reținerea particulelor > 10 µm.

2.2.2. Tehnologia de filtrare

Apa care conține particule în suspensie, care se deplasează printr-o sarcină granulară care reține particulele în suspensie, este clarificată. Eficiența procesului depinde de proprietățile fizico-chimice ale impurităților, mediilor de filtrare și factorii hidrodinamici. Acumularea de impurități are loc în grosimea sarcinii, volumul porilor liberi scade și rezistența hidraulică a sarcinii crește, ceea ce duce la creșterea pierderii de sarcină.

În general, procesul de filtrare poate fi împărțit condiționat în mai multe etape: transferul particulelor din fluxul de apă la suprafața materialului de filtrare; atașarea particulelor de boabe și în golurile dintre ele; detașarea particulelor fixe cu trecerea lor înapoi în fluxul de apă. Îndepărtarea impurităților din apă și fixarea lor pe boabele încărcăturii are loc sub acțiunea forțelor de aderență. Sedimentul format pe particulele încărcăturii are o structură fragilă, care poate fi distrusă sub influența forțelor hidrodinamice. O parte din particulele aderate anterior se desprinde din boabele de alimentare sub formă de fulgi mici și este transferată în straturile ulterioare ale furajului (suffuzie), unde este reținută din nou în canalele porilor. Astfel, procesul de limpezire a apei trebuie considerat ca suma totală a procesului de aderență și sufuziune. Clarificarea în fiecare strat elementar al sarcinii are loc atâta timp cât intensitatea aderenței particulelor depășește intensitatea detașării. Pe măsură ce straturile superioare ale încărcăturii devin saturate, procesul de filtrare se deplasează către cele inferioare, zona de filtrare, așa cum ar fi, coboară în direcția curgerii din zona în care materialul de filtrare este deja saturat de contaminare și procesul de sufuzie. predomină în zona încărcăturii proaspete.

Apoi vine momentul în care întregul strat al încărcării filtrului este saturat cu contaminanți ai apei și nu este asigurat gradul necesar de clarificare a apei. Concentrația de materie în suspensie la ieșirea furajului începe să crească.

Se numește timpul în care apa este limpezită într-un anumit grad timpul pentru resetare ... Când este atinsă sau când este atinsă limitarea pierderii de presiune, filtrul de limpezire trebuie comutat în modul de spălare contra spală, când încărcătura este spălată prin curgerea inversă a apei, iar impuritățile sunt evacuate în scurgere.

Posibilitatea de reținere grosieră a suspensiei de către filtru depinde în principal de masa acestuia; suspensie fină și particule coloidale - din forțele de suprafață. Încărcarea particulelor în suspensie este de mare importanță, deoarece particulele coloidale cu aceeași sarcină nu se pot combina în conglomerate, se măresc și se stabilesc: sarcina le împiedică să se unească. Această „alienare” a particulelor este depășită prin coagulare artificială. Ca urmare a coagulării, se formează agregate - particule mai mari (secundare), constând dintr-o acumulare de particule mai mici (primare). De regulă, coagularea (uneori, în plus, flocularea) se efectuează în rezervoare de limpezire.

Adesea, acest proces este combinat cu dedurizarea apei prin var, sau cu var sodic sau cu dedurizare cu carbonat de sodiu. În filtrele de clarificare convenționale, cel mai des se observă filtrarea pe film. Filtrarea volumetrica este organizata in filtre cu doua straturi si in asa numitele clarificatoare de contact. În filtru se toarnă un strat inferior de nisip de cuarț cu o dimensiune a granulelor de 0,65-0,75 mm și un strat superior de antracit cu o dimensiune a granulelor de 1,0-1,25 mm. Pe suprafața superioară a stratului de boabe mari de antracit nu se formează o peliculă, impuritățile în suspensie pătrund adânc în strat - în pori și se depun pe suprafața boabelor. Substanțele în suspensie care au trecut prin stratul de antracit sunt reținute de stratul inferior de nisip. La spălarea în contravaloare a filtrului, straturile de nisip și antracit nu se amestecă, deoarece densitatea antracitului este jumătate față de cea a nisipului de cuarț.

3. Metode de curățare cu schimb de ioni

Schimb de ionieste procesul de extragere a unor ioni din apă și de înlocuire a acestora cu alții. Procesul se realizează folosind substanțe schimbătoare de ioni - substanțe granulare artificial insolubile în apă, materiale nețesute speciale sau zeoliți naturali care au în structură grupări acide sau bazice care pot fi înlocuite cu ioni pozitivi sau negativi.

Tehnologia schimbului de ioni este cea mai utilizată astăzi pentru dedurizarea și demineralizarea apei. Această tehnologie vă permite să obțineți o calitate a apei care îndeplinește standardele diferitelor instalații industriale și energetice.

Purificarea apei acide de spălare prin metoda schimbului de ioni se bazează pe capacitatea schimbătoarelor de ioni insolubile în apă de a intra în schimb de ioni cu săruri solubile în apă, extragându-le cationii sau anionii din soluții și dând în soluție o cantitate echivalentă de ioni cu în care schimbătorul de cationi și schimbătorul de anioni sunt saturate periodic în timpul regenerării.

Metoda de purificare a apei prin schimb de ioni este utilizată pentru desalinizarea și purificarea apei din ionii metalici și alte impurități. Esența schimbului de ioni este capacitatea materialelor schimbătoare de ioni de a prelua ioni din soluțiile de electroliți în schimbul unei cantități echivalente de ioni de schimbător de ioni.

Purificarea apei se realizează cu schimbătoare de ioni - rășini sintetice schimbătoare de ioni realizate sub formă de granule cu dimensiunea de 0,2 ... 2 mm. Schimbatoarele de ioni sunt realizate din substante polimerice insolubile in apa care au pe suprafata lor un ion mobil (cation sau anion), care, in anumite conditii, intra intr-o reactie de schimb cu ioni de acelasi semn continuti in apa.

Absorbția selectivă a moleculelor de către suprafața unui adsorbant solid are loc datorită efectului asupra acestora al forțelor de suprafață dezechilibrate ale adsorbantului.

Rășinile schimbătoare de ioni au capacitatea de a se regenera. După epuizarea capacității de schimb de lucru a schimbătorului de ioni, acesta își pierde capacitatea de a schimba ioni și trebuie regenerat. Regenerarea se realizează cu soluții saturate, a căror alegere depinde de tipul de rășină schimbătoare de ioni. Procesele de recuperare sunt de obicei automate. Regenerarea durează de obicei aproximativ 2 ore, din care 10-15 minute pentru afânare, 25-40 minute pentru filtrarea soluției regenerante și 30-60 minute pentru spălare. Purificarea prin schimb de ioni se realizează prin filtrarea secvenţială a apei prin schimbători de cationi şi anioni.

În funcție de tipul și concentrația de impurități din apă, eficiența de purificare necesară, se folosesc diferite scheme de unități schimbătoare de ioni.

3.1. Cationizare

Cationizare , după cum sugerează și numele, este folosit pentru extragerea cationilor dizolvați din apă, adică. cationizare - procesul de tratare a apei prin metoda schimbului de ioni, în urma căruia are loc schimbul de cationi. În funcție de tipul de ioni (H + sau Na +) din volumul schimbătorului de cationi, se disting două tipuri principale de cationizare: cationizarea sodiului și cationizarea hidrogenului.

3.1.1. cationizarea sodiului

Metoda schimbului de cationi de sodiu folosit pentru a înmuia apa cu un conținut de solide în suspensie de cel mult 8 mg / l și o culoare a apei de cel mult 30 de grade. Duritatea apei scade cu cationizarea sodiului într-o etapă până la valori de 0,05 - 0,1 mg-eq/l, cu două etape - până la 0,01 mg-eq/l. Procesul de cationizare a sodiului este descris prin următoarele reacții de schimb:

Regenerarea schimbătorului de cationi Na se realizează prin filtrarea unei soluții de clorură de sodiu 5-8% prin acesta la o viteză de 3-4 m3/h.

Avantajele sării de masă ca soluție de regenerare:

1. ieftinitate;

2. disponibilitate;

3.Produsele regenerate sunt ușor de eliminat.

3.1.2. cationizarea hidrogenului

Metoda schimbului de hidrogen-cation folosit pentru dedurizarea adâncă a apei. Această metodă se bazează pe filtrarea apei tratate printr-un strat de schimbător de cationi care conține cationi de hidrogen ca ioni schimbabili.

Odată cu cationizarea cu hidrogen a apei, pH-ul filtratului este redus semnificativ datorită acizilor formați în timpul procesului. Dioxidul de carbon eliberat în timpul reacțiilor de înmuiere poate fi îndepărtat prin degazare. În acest caz, regenerarea schimbătorului de cationi H se realizează cu o soluție acidă 4 - 6%.

3.1.3. Alte metode de cationizare

Metoda de ionizare cu clor de sodiu se utilizează atunci când este necesară reducerea durității totale, alcalinității totale și mineralizării sursei de apă, creșterea criteriului potențialului agresivitate alcalină (reducerea alcalinității relative) a apei din cazan, reducerea dioxidului de carbon din abur și a valorii purgerii. a cazanelor de abur - prin filtrare secvențială printr-un strat de cationit de sodiu într-un filtru și prin straturi: mai întâi - schimbător de anioni de clor și apoi - schimbător de cationi de sodiu într-un alt filtru.

Hidrogen-sodiu-cationizare (comună, paralelă sau secvențială cu regenerarea normală sau „înfometată” a filtrelor schimbătoare de hidrogen-cationi) - pentru a reduce duritatea totală, alcalinitatea totală și salinitatea apei, precum și pentru a crește criteriul potențialului agresivitate alcalină a apei din cazan, pentru a reduce conținutul de dioxid de carbon în abur și reduce scurgerea cazanului.

cationizare amoniu-sodiu este folosit pentru a atinge aceleași scopuri ca ionizarea cu clorură de sodiu.

3.2. Anionizarea

Anionizarea , după cum sugerează și numele, este folosit pentru a extrage anionii dizolvați din apă. Apa care a suferit deja o cationizare preliminară este supusă anionizării. Regenerarea filtrului schimbător de anioni se realizează de obicei cu alcalii (NaOH). După ce capacitatea de schimb de lucru a schimbătorului de anioni este epuizată, acesta este regenerat.Atât schimbătorii de anioni puternici, cât și cei slab bazici sunt capabili să absoarbă anionii acizi puternici din apă. Anionii acizilor slabi - carbonici si silicici - sunt absorbiti doar de schimbatoarele de anioni puternic bazici.Pentru schimbatoarele de anioni puternic bazici se foloseste ca regenerant o solutie de NaOH (de aceea, procesul se mai numeste si anionizare cu hidroxid). Mecanismul schimbului de ioni și influența diverșilor factori asupra tehnologiei procesului de anionizare sunt în multe privințe similare cu influența lor asupra proceselor de cationizare, dar există și diferențe semnificative. Schimbătorii de anioni slab bazici sunt capabili de sorbție a diferiților anioni în grade diferite. De regulă, se observă o anumită serie, în care fiecare ion anterior este absorbit mai activ și în cantități mai mari decât următorul.

În lanțul tehnologic al demineralizării prin ionizare după filtre hidrogen-cationice și anionice slab bazice se prevăd filtre anionice puternic bazice dacă este necesară îndepărtarea anionilor de acid silicic și - uneori - anioni de acid carbonic din apă. Cele mai bune rezultate se obțin la valori scăzute ale pH-ului și decantarea aproape completă a apei. Utilizarea schimbătorilor de anioni în condiții de conținut de impurități organice în apa inițială are propriile sale particularități.

3.3. Demineralizarea apei prin metoda ionică

Pentru a purifica apa uzată din anionii acizilor puternici, se folosește o schemă tehnologică de cationizare H într-o etapă și anionare OH folosind un schimbător de cationi puternic acid și un schimbător de anioni slab bazic.

Pentru o purificare mai profundă a apelor uzate, inclusiv din săruri, se folosește cationizarea H în una sau două etape pe un schimbător de cationi puternic acid, urmată de anionizarea OH în două etape pe un schimbător de anioni slab și apoi puternic bazic.

Când apa uzată conține o cantitate mare de dioxid de carbon și sărurile sale, capacitatea schimbătorului de anioni puternic bazic se epuizează rapid. Pentru a reduce epuizarea, apa uzată după filtrul schimbător de cationi este degazată în degazoare speciale cu garnitură din inele Raschig sau în alte dispozitive. Dacă este necesar să se asigure o valoare a pH-ului de ~ 6,7 și să se purifice apa reziduală din anionii acizilor slabi, în locul filtrelor schimbătoare de anioni din a doua etapă se folosește un filtru mixt, încărcat cu un amestec de rășină schimbătoare de cationi puternic acidă și o rășină schimbătoare de anioni puternic bazică.

Metoda de desalinizare a apei prin schimb ionic se bazează pe filtrarea secvenţială a apei printr-un schimbător de cationi H, iar apoi filtru schimbător de anioni OH-, HCO 3 -sau CO 3 - Într-un filtru schimbător de cationi H, cationii conţinuţi în apa sunt schimbate cu cationi de hidrogen. În filtrele schimbătoare de anioni OH, care trec apa după filtrele schimbătoare de cationi H, anionii acizilor formați sunt schimbați cu ioni de OH-. Cerințe pentru apa furnizată filtrelor H-OH:

solide în suspensie - nu mai mult de 8 mg / l;

sulfați și cloruri - până la 5 mg / l;

cromaticitate - nu mai mult de 30 de grade;

Oxidabilitatea permanganatului - până la 7 mg О 2 / l;

fier total - nu mai mult de 0,5 mg / l;

produse petroliere - absenta;

clor activ liber - nu mai mult de 1 mg / l.

Dacă sursa de apă nu îndeplinește aceste cerințe, atunci este necesar să se efectueze tratarea preliminară a apei.

În conformitate cu adâncimea necesară de desalinizare a apei, sunt proiectate instalații cu una, două și trei trepte, dar în toate cazurile se folosesc schimbătoare de cationi H puternic acide cu o capacitate mare de schimb pentru a îndepărta ionii metalici din apă.

Unitățile schimbătoare de ioni cu o etapă sunt utilizate pentru a obține apă cu o salinitate de până la 1 mg / l (dar nu mai mult de 20 mg / l).

În schimbătoarele de ioni cu o etapă, apa este trecută secvenţial printr-un grup de filtre cu un schimbător de cationi H, iar apoi printr-un grup de filtre cu un schimbător de anioni slab bazic; Monoxidul de carbon liber (CO 2) este îndepărtat într-un degazator instalat după filtrele schimbătoare de cationi sau schimbătoare de anioni, dacă acestea sunt regenerate cu o soluție de sodă sau bicarbonat. Fiecare grup trebuie să aibă cel puțin două filtre.

3.4. Demineralizarea apei prin ionizare

Demineralizarea apei - o metodă concepută pentru a reduce salinitatea apei, inclusiv duritatea totală, alcalinitatea totală și conținutul de compuși de siliciu. Metoda de schimb ionic de demineralizare a apei se bazează pe filtrarea secvenţială a apei printr-un schimbător de cationi de hidrogen şi apoi pe un schimbător de anioni HCO 3 -, OH - sau CO 3 -. O cantitate echivalentă de acid se formează în filtrat din anionii la care au fost legați cationii. Formați în procesul de descompunere a bicarbonaților, CO 2 este îndepărtat în calcinatoare.

În filtrele schimbătoare de anioni (anionare cu hidroxid), anionii acizilor formați sunt schimbați cu ioni OH - (întârziat de filtru). Rezultatul este apa demineralizata (demineralizata).

Această metodă este de fapt „dependentă”, sintetică. Este o serie schematică de combinații de diferite grade de complexitate – în funcție de scopul epurării apei – cationizarea hidrogenului și anionizarea hidroxidului.

3.5. Condiții de utilizare a instalațiilor schimbătoare de ioni

Instalațiile schimbătoare de ioni trebuie să fie alimentate cu apă care conține săruri - până la 3 g / l, sulfați și cloruri - până la 5 mmol / l, solide în suspensie - nu mai mult de 8 mg / l, culoare - nu mai mare de 30 de grade, permanganat oxidabilitate - până la 7 mgO / l. În conformitate cu adâncimea necesară de desalinizare a apei, sunt proiectate instalații cu una, două și trei trepte, dar în toate cazurile se folosesc schimbătoare de cationi de hidrogen puternic acide pentru a îndepărta ionii metalici din apă. Pentru consumatorii industriali și de energie, apa poate fi preparată după o schemă într-o etapă - un schimbător de cationi și un schimbător de anioni; conform unei scheme în două etape - respectiv, două schimbătoare de cationi și două schimbătoare de anioni; conform unei scheme în trei etape, iar a treia etapă poate fi proiectată în două opțiuni: filtre separat de cationi și anioni sau combinație de schimbătoare de cationi și anioni într-un singur filtru.

După o schemă într-o etapă: salinitatea apei - 2-10 mg / l; conductivitate electrică specifică - 1-2 μS / cm; conținutul de compuși de siliciu nu se modifică. Se utilizează o schemă în două etape pentru a obține apă cu o salinitate de 0,1-0,3 mg / l; conductivitate electrică specifică 0,2-0,8 μS / cm; conținut de compuși de siliciu până la 0,1 mg/l. Schema în trei etape vă permite să reduceți conținutul de sare la 0,05-0,1 mg / l; conductivitate electrică specifică - până la 0,1-0,2 μS / cm; concentrația de acid silicic - până la 0,05 mg / l. Pentru filtrele de uz casnic se utilizează demineralizarea într-o singură etapă - încărcarea comună a filtrului cu schimbătoare de cationi și anioni.

3.6. Filtre cu acțiune mixtă

Combinația de rășină cationică și anioană într-un singur aparat face posibilă obținerea unui grad ridicat de purificare: aproape toți ionii din soluție sunt extrași din apă într-o singură trecere. Apa purificată are o reacție neutră și un conținut scăzut de sare. După saturarea cu ioni, amestecul de schimbătoare de ioni - pentru regenerare - trebuie mai întâi împărțit în schimbătoare de cationi și anioni având densități diferite. Separarea se realizează prin metoda hidrodinamică (curgerea apei de jos în sus) sau prin umplerea filtrului cu o soluție concentrată de reactiv 18%. În prezent, principalii producători străini produc seturi de granule de rășini monodisperse, special selectate din punct de vedere al densității și dimensiunii, oferind un grad ridicat de separare și stabilitate a indicatorilor.

Datorită complexității operațiunilor de separare a unui amestec de schimbătoare de cationi și anioni și regenerarea acestora, astfel de dispozitive sunt utilizate în principal pentru purificarea apelor ușor sărate și purificarea suplimentară a apei desalinizate anterior prin osmoză inversă, când regenerarea este rar efectuată sau schimbătoarele de ioni sunt folosite o singură dată.

3.7. Caracteristicile tehnologiei schimbătoare de ioni

Din punct de vedere istoric, aproape toate modelele de filtre cu schimb de ioni sunt precise în paralel (curgere directă), adică apa tratată și soluția de regenerare se deplasează în filtru în aceeași direcție - de sus în jos. Pe măsură ce soluția de regenerare se mișcă de sus în jos prin stratul schimbător de ioni, capul de concentrație - diferența de concentrație dintre ionii reținuți anterior (de exemplu, calciu și magneziu) și ionii soluției de regenerare (de exemplu, sodiu) îi înlocuiesc. - devine din ce în ce mai puțin.

La sfârșitul traseului său, soluția de regenerare „slabă” întâlnește un strat de schimbător de ioni care conține o anumită cantitate, deși mică, de ioni care trebuie să fie deplasate din schimbătorul de ioni. Nu are loc excluderea. Ca urmare, următorul flux de apă tratată nu atinge calitatea necesară.

Această caracteristică a tehnologiei schimbătoare de ioni, precum și proprietățile schimbătorilor de ioni, regeneranților și seriile liotrope, determină dezavantajele fundamentale ale tehnologiei schimbătoare de ioni pentru purificarea apei: consum mare de reactivi, apă pentru spălarea schimbătorului de ioni din resturile de soluția de regenerare și o cantitate mare de apă uzată, a cărei calitate nu îndeplinește cerințele documentelor de reglementare.

O ieșire din situație a fost găsită de tehnologii care au propus o filtrare în două etape pentru cationizarea sodiului și o filtrare în trei trepte pentru demineralizare prin ionizare. Filtrarea cu curgere paralelă poate fi considerată un tip de înmuiere în două etape: în ciuda numelui, filtrarea cu flux paralel se realizează în fiecare dintre perechile de filtre.

Decarbonizarea- îndepărtarea monoxidului de carbon eliberat în procesele de hidrogen-cationizare şi anionizare.

Scoaterea acestuia din apă în fața schimbătorilor de anioni puternic bazici este necesară, deoarece în prezența CO2 în apă, o parte din capacitatea de schimb de lucru a schimbătorului de anioni va fi cheltuită pentru absorbția CO2.

În mod tradițional, pentru a elimina dioxidul de carbon din apă, se folosesc calcinerii - dispozitive umplute cu diverse distribuitoare de apă (mai des - vrac, de exemplu, inelele lui Rashig, Pall, etc.), numite împachetare, sau fără umplutură, și suflate cu aer către flux de apă. În funcție de schemă, calcinerul poate fi instalat după prima sau a doua etapă de cationizare a hidrogenului, sau după prima etapă (slab bazică) de anionizare. Această ultimă schemă este folosită mai des în dezvoltările străine. Aparatele ejector (vid, jet) sunt utilizate pe scară largă. Munca lor se bazează pe crearea unui flux de mare viteză într-un dispozitiv ejector, în care fluxul este evacuat, urmat de aspirarea aerului în apă și suflarea acestuia. Cu dimensiunile sale mici, acest design oferă o productivitate ridicată și o eficiență ridicată a îndepărtarii gazelor. În acest caz, CO2 liber. La statiile de tratare a apei mici si cu un continut scazut de bicarbonati in apa sursa se foloseste o schema de tratare a apei fara calcinatori.

5. Metode de tratare a apei cu baromembrană

Demineralizarea apei prin schimb ionic și demineralizarea termică (distilarea) permit desalinizarea apei, desalinând-o aproape complet. Cu toate acestea, utilizarea acestor metode a relevat prezența dezavantajelor: necesitatea de regenerare, echipamente voluminoase și costisitoare, schimbătoare de ioni scumpe etc. În acest sens, metodele baromembrane de tratare a apei au devenit larg răspândite.

Grupul de metode baromembranare include osmoza inversă, microfiltrarea, ultrafiltrarea și nanofiltrarea. Osmoza inversa (dimensiunile porilor 1-15 Å , presiunea de lucru 0,5-8,0 MPa) este utilizat pentru demineralizarea apei, reține aproape toți ionii cu 92-99%, iar într-un sistem în două trepte, până la 99,9%. Nanofiltrarea (dimensiunile porilor 10-70Å , presiune de lucru 0,5-8,0 MPa) se folosește la separarea coloranților, pesticidelor, erbicidelor, zaharozei, unor săruri dizolvate, substanțelor organice, virușilor etc. Ultrafiltrare (dimensiunile porilor 30-1000Å , presiunea de operare 0,2-1,0 MPa) este folosit pentru separarea unor coloizi (siliciu, de exemplu), virusuri (inclusiv poliomielita), negru de fum, fracțiuni de lapte etc. Microfiltrare (dimensiunile porilor 500-20000Å , presiune de lucru de la 0,01 la 0,2 MPa) se folosește pentru separarea unor viruși și bacterii, pigmenți fini, praf de cărbune activ, azbest, coloranți, separarea emulsiilor apă-ulei etc. Cu cât porii sunt formați mai mari în membrană, cu atât procesul de filtrare prin membrană este mai ușor de înțeles, cu atât se apropie fizic de așa-numita filtrare mecanică.

Grupul intermediar este format din așa-numitele membrane de cale obținute prin iradierea foliilor de polietilen tereftalant cu un flux de ioni grei pe un ciclotron. După expunerea la film cu raze ultraviolete și gravarea cu alcalii, în peliculă se formează pori cu un diametru de 0,2-0,4 microni (în principal 0,3 microni).

5.1. Osmoza inversa

Osmoza inversa - una dintre cele mai promițătoare metode de tratare a apei, ale cărei avantaje constă în consumul redus de energie, simplitatea proiectării dispozitivelor și instalațiilor, dimensiunile reduse ale acestora și ușurința în exploatare; Este folosit pentru desalinizarea apelor cu o salinitate de până la 40 g/l, iar limitele utilizării sale se extind constant.

Esența metodei. Dacă solventul și soluția sunt separate printr-o partiție semi-permeabilă care permite numai moleculă de solvent, atunci solventul va începe treceți prin partiția în soluție până când acestea până la concentrarea soluţiilor pe ambele părţi membranele nu sunt aliniate. Procesul de curgere spontană a substanțelor printr-o membrană semipermeabilă care separă două soluții diferite concentrații (un caz special - un solvent și soluție pură), numite osmoză (din greaca: osmos - împingere, presiune). Dacă se creează contrapresiune peste soluție, viteza de trecere a solventului prin membrană va scadea. Când echilibrul este stabilit, presiunea corespunzătoare acestuia poate servi ca o caracteristică cantitativă a fenomenului de osmoză inversă. Se numește presiune osmotică și este egală cu presiunea care trebuie aplicată soluție pentru a-l aduce în echilibru cu solventul pur separat de acesta printr-o partiție semipermeabilă. Aplicat sistemelor de tratare a apei, unde solventul este apa, procesul invers osmoza poate fi reprezentată astfel: dacă din partea apei naturale care curge prin aparat cu un anumit conţinut de impurităţi aplica o presiune care depaseste presiunea osmotica, apoi apa se va infiltra prin membrana si se acumulează pe cealaltă parte a acestuia, iar impuritățile rămân cu apa inițială, concentrația lor va fi crește.

În practică, membranele nu au de obicei semi-permeabilitate ideală și se observă o oarecare permeație prin membrană.

Presiunile osmotice ale soluțiilor pot ajunge la zeci de MPa. Presiunea de lucru în instalațiile de osmoză inversă ar trebui să fie semnificativ mai mare, deoarece productivitatea lor este determinată de forța motrice a procesului - diferența dintre presiunea de lucru și presiunea osmotică. Deci, la o presiune osmotică de 2,45 MPa pentru apa de mare care conține 3,5% săruri, se recomandă menținerea presiunii de funcționare în instalațiile de desalinizare la nivelul de 6,85-7,85 MPa.

5.2. Ultrafiltrare

Ultrafiltrare - procesul de separare a membranei, precum si fractionarea si concentrarea solutiilor. Se desfășoară sub influența unei diferențe de presiune (înainte și după membrană) a soluțiilor de compuși cu moleculară înaltă și cu molecul scăzut.

Ultrafiltrarea a împrumutat de la osmoza inversă metodele de producere a membranelor și este, de asemenea, similară cu aceasta în multe privințe în ceea ce privește designul hardware. Diferența constă în cerințe mult mai mari pentru îndepărtarea de pe suprafața membranei a unei soluții concentrate a unei substanțe capabile să formeze straturi asemănătoare gelului și precipitate slab solubile în cazul ultrafiltrării. Ultrafiltrarea conform diagramei procesului și parametrilor este o legătură intermediară între filtrare și osmoza inversă.

În multe cazuri, capacitățile tehnologice ale ultrafiltrației sunt mult mai largi decât cele ale osmozei inverse. Deci, cu osmoza inversă, de regulă, există o retenție generală a aproape tuturor particulelor. Cu toate acestea, în practică, se pune adesea problema separării selective a componentelor soluției, adică fracționarea. Rezolvarea acestei probleme este foarte importantă, deoarece este posibilă separarea și concentrarea substanțelor foarte valoroase sau rare (proteine, substanțe active fiziologic, polizaharide, complexe de metale rare etc.). Ultrafiltrarea, spre deosebire de osmoza inversă, este utilizată pentru a separa sistemele în care greutatea moleculară a componentelor dizolvate este mult mai mare decât greutatea moleculară a solventului. De exemplu, pentru soluțiile apoase, se presupune că ultrafiltrarea este aplicabilă atunci când cel puțin una dintre componentele sistemului are o greutate moleculară de 500 sau mai mult.

Forța motrice din spatele ultrafiltrației este diferența de presiune pe ambele părți ale membranei. De obicei, ultrafiltrarea se realizează la presiuni relativ scăzute: 0,3-1 MPa. In cazul ultrafiltrarii, rolul factorilor externi creste semnificativ. Deci, în funcție de condiții (presiune, temperatură, intensitatea turbulenței, compoziția solventului etc.), pe aceeași membrană, este posibil să se realizeze separarea completă a substanțelor, ceea ce este imposibil cu o combinație diferită de parametri. Limitările ultrafiltrației includ: o gamă tehnologică îngustă - necesitatea menținerii cu acuratețe a condițiilor de proces; o limită de concentrație relativ scăzută, care pentru substanțele hidrofile de obicei nu depășește 20-35%, iar pentru substanțele hidrofobe - 50-60%; durata de viata scurta (1-3 ani) a membranei datorita sedimentarii in pori si pe suprafata acestora. Acest lucru duce la poluare, otrăvire și perturbare a structurii membranei sau deteriorarea proprietăților lor mecanice.

5.3. Membrane

Determinarea implementării metodelor cu membrane sunt dezvoltarea și fabricarea membranelor semipermeabile care îndeplinesc următoarele cerințe de bază:

Capacitate mare de separare (selectivitate);

Productivitate specifică ridicată (permeabilitate);

Rezistenta chimica la actiunea componentelor sistemului care se separa;

Consecvența caracteristicilor în timpul funcționării;

Rezistență mecanică suficientă pentru a îndeplini condițiile de instalare, transport și

depozitarea membranelor;

Cost scăzut.

În prezent, pe piață există două tipuri principale de membrane, fabricate din acetat de celuloză (un amestec de mono-, di- și triacetat) și poliamide aromatice. După forma lor, membranele sunt subdivizate în tubulare, foi (rulate spiralat) și realizate sub formă de fibre goale. Membranele moderne de osmoză inversă - compozite - constau din mai multe straturi. Grosimea totală este de 10-150 microni, iar grosimea stratului care determină selectivitatea membranei nu este mai mare de 1 micron.

Din punct de vedere practic, doi indicatori ai procesului prezintă cel mai mare interes: coeficientul de retenție a substanței dizolvate (selectivitatea) și productivitatea (debitul volumetric) prin membrană. Ambii acești indicatori caracterizează în mod ambiguu proprietățile semipermeabile ale membranei, deoarece depind în mare măsură de condițiile procesului (presiune, condiții hidrodinamice, temperatură etc.).

6. Metode de deferizare a apei

Apa cu un conținut ridicat de fier are un gust neplăcut, iar utilizarea unei astfel de ape în procesele industriale (textile, fabricarea hârtiei etc.) este inacceptabilă, deoarece duce la apariția de pete și dungi de rugină pe produsul finit. Ionii de fier și mangan contaminează rășinile schimbătoare de ioni, prin urmare, în timpul majorității proceselor de schimb de ioni, etapa anterioară de tratare a apei este îndepărtarea acestora. În echipamentele de căldură și energie electrică (cazane de abur și apă caldă, schimbătoare de căldură), fierul este o sursă de formare a depunerilor de calcar de fier pe suprafețele de încălzire. Conținutul de fier este întotdeauna limitat în apa care intră în baromembrană, electrodializă, aparat magnetic pentru prelucrare. Purificarea apei din compușii de fier este în unele cazuri o sarcină destul de dificilă, care poate fi rezolvată doar într-un mod complex. Această împrejurare este asociată în primul rând cu varietatea de forme de existență a fierului în apele naturale. Pentru a determina cea mai eficientă și economică metodă de deferizare pentru o anumită apă, trebuie efectuată o îndepărtare de probă a fierului. Metoda deferrizării apei, parametrii de proiectare și dozele de reactivi ar trebui luate pe baza rezultatelor cercetărilor tehnologice efectuate direct la sursa de alimentare cu apă.

Pentru deferizarea apelor de suprafață se folosesc numai metode cu reactivi cu filtrare ulterioară. Decalcarea apelor subterane se realizează prin filtrare în combinație cu una dintre metodele de pretratare a apei:

aerare simplificată;

Aerisire pe dispozitive speciale;

Coagulare și clarificare;

Introducerea de reactivi oxidanți precum clor, hipoclorit de sodiu sau calciu, ozon,

permanganat de potasiu.

Cu o justificare motivată, se folosesc metode de cationizare, dializă, flotație, electrocoagulare și alte metode.

Pentru a elimina fierul din apă, care este conținut sub formă de hidroxid de fier coloid sau sub formă de compuși organici coloidali, de exemplu, humați de fier, coagulare cu sulfat de aluminiu sau oxiclorură de aluminiu sau sulfat feros cu adaos de clor sau hipoclorit de sodiu este folosit.

Nisipul, antracitul, cărbunele sulfonat, argila expandată, piroluzitul sunt utilizate în principal ca umpluturi pentru filtre, precum și materialele filtrante tratate cu un catalizator care accelerează oxidarea fierului feros în feric. În ultimii ani, materialele de umplutură cu proprietăți catalitice sunt din ce în ce mai răspândite.

Dacă în apă există fier coloidal feros, amânarea procesului ... Dacă nu este posibilă efectuarea acesteia în prima etapă de proiectare, alegeți una dintre metodele de mai sus, pe baza decălcării de probă efectuate în laborator sau a experienței unor instalații similare.

7. Demanganarea apei

Manganul este abundent în scoarța terestră și se găsește de obicei împreună cu fierul. Conținutul de mangan dizolvat în apele subterane și de suprafață, sărac în oxigen, ajunge la câțiva mg/l. Standardele sanitare rusești limitează nivelul de conținut maxim admis de mangan în apa potabilă la o valoare de 0,1 mg/l.

În unele țări europene, cerințele sunt mai stricte: nu mai mult de 0,05 mg / l. Dacă conținutul de mangan este mai mare decât aceste valori, proprietățile organoleptice ale apei se deteriorează. Pe obiectele sanitare apar pete de mangan peste 0,1 mg/l și un gust nedorit de apă. Pe pereții interiori ai conductelor se formează un sediment, care se desprinde sub forma unei pelicule negre.

În apele subterane, manganul este sub formă de săruri ușor solubile în stare bivalentă. Pentru a elimina manganul din apă, acesta trebuie transformat într-o stare insolubilă prin oxidare în formele trivalente și tetravalente. Formele oxidate de mangan sunt hidrolizate pentru a forma hidroxizi practic insolubili.

Pentru oxidarea eficientă a manganului cu oxigen, este necesar ca valoarea pH-ului apei purificate să fie la nivelul de 9,5-10,0. Permanganatul de potasiu, clorul sau derivații săi (hipoclorit de sodiu), ozonul fac posibilă efectuarea procesului de demaganare la valori mai mici ale pH-ului, egale cu 8,0-8,5. Pentru oxidarea a 1 mg de mangan dizolvat este nevoie de 0,291 mg de oxigen.

7.1. Metode de demanganare

Aerare profundă urmată de filtrare. La prima etapă de purificare din apă sub vid extrage dioxid de carbon liber, care contribuie la creşterea valorii pH-ului la 8,0-8,5. În acest scop utilizați un aparat de ejectare cu vid, când Astfel, în partea sa de ejecție, apa este dispersată și saturată cu oxigen atmosferic. Apoi apa este trimisă pentru filtrare printr-o încărcătură granulară, de exemplu, nisip de cuarț.Această metodă de purificare este aplicabilă atunci când oxidabilitatea cu permanganat a apei sursei nu este mai mare de 9,5 mgO / l. Prezența în apă este obligatorie fier feros, în timpul oxidării căruia se formează hidroxid de fier, adsorbând Mn 2+ și oxidându-l catalitic.

Raportul de concentrație / nu trebuie să fie mai mic de 7/1. Dacă acest raport nu este îndeplinit în apa originală, atunci sulfatul feros (sulfatul feros) este dozat suplimentar în apă.

Demanganarea cu permanganat de potasiu. Metoda este aplicabilă atât apelor de suprafață, cât și subterane. Când permanganatul de potasiu este introdus în apă, manganul dizolvat este oxidat cu formarea de oxid de mangan slab solubil. Oxidul de mangan precipitat sub formă de fulgi are un specific foarte dezvoltat, ceea ce determină proprietățile sale mari de sorbție. Sedimentul este bun un catalizator care permite demanging când pH = 8,5.

După cum sa menționat deja, permanganatul de potasiu asigură îndepărtarea nu numai a manganului din apă, ci și a fierului în diferite forme. De asemenea, mirosurile sunt îndepărtate și, datorită proprietăților de sorbție, gustul apei este îmbunătățit.

După permanganatul de potasiu, se introduce un coagulant pentru a îndepărta produsele de oxidare și solidele în suspensie și apoi se filtrează pe un pat de nisip. La curatarea apelor subterane de mangan se introduc acid silicic activat sau floculanti in paralel cu permanganatul de potasiu. Acest lucru permite fulgilor de oxid de mangan să se dezvolte.

8. Dezinfectarea apei

Dezinfectarea apei există măsuri sanitare și tehnice pentru distrugerea bacteriilor și virușilor din apă care provoacă boli infecțioase. Distingeți între metodele chimice, sau reactive, și fizice, sau non-reactive, de dezinfecție a apei. Cele mai comune metode chimice de dezinfecție a apei includ clorarea și ozonarea apei, fizic - dezinfectarea cu raze ultraviolete. Înainte de dezinfecție, apa este de obicei supusă unui tratament cu apă, care îndepărtează ouăle de helminți și o parte semnificativă a microorganismelor.

Prin metode chimice de dezinfecție a apei, pentru a obține un efect stabil de dezinfectare, este necesar să se determine corect doza de reactiv introdus și să se asigure o durată suficientă a contactului acestuia cu apa. Doza de reactiv se determină prin dezinfecție de probă sau prin metode de calcul. Pentru a menține efectul dorit cu metodele chimice de dezinfecție a apei, se calculează doza de reactiv în exces (clor rezidual, ozon rezidual), ceea ce garantează distrugerea microorganismelor care intră în apă pentru o perioadă de timp după dezinfecție.

În practica existentă de dezinfecție a apei potabile clorinare cel mai comun. În Statele Unite, 98,6% din apă (majoritatea covârșitoare) este clorurată. O imagine similară are loc în Rusia și în alte țări, adică în lume în 99 din 100 de cazuri, fie clor pur, fie produse care conțin clor sunt folosite pentru dezinfecție.

O astfel de popularitate a clorării se datorează și faptului că aceasta este singura modalitate care asigură siguranța microbiologică a apei în orice punct al rețelei de distribuție în orice moment, din cauza efectelor secundare. ... Acest efect constă în faptul că după acțiunea de introducere a moleculelor de clor în apă („efect ulterioară”), aceștia din urmă își păstrează activitatea față de microbi și își inhibă sistemele enzimatice de-a lungul întregului traseu al apei de-a lungul rețelelor de alimentare cu apă din stația de tratare a apei. (aportul de apă) către fiecare consumator. Subliniem asta efectul secundar este inerent numai clorului.

Ozonarea bazată pe proprietatea ozonului de a se descompune în apă cu formarea oxigenului atomic, care distruge sistemele enzimatice ale celulelor microbiene și oxidează unii compuși care conferă apei un miros neplăcut (de exemplu, bazele humice). Cantitatea de ozon necesară pentru dezinfecția apei depinde de gradul de poluare a apei și se ridică la 1-6 mg/l la contact în 8-15 minute; cantitatea de ozon rezidual nu trebuie să fie mai mare de 0,3-0,5 mg / l, deoarece o doză mai mare conferă apei un miros specific și provoacă coroziune în conductele de apă. Datorită consumului mare de energie electrică, utilizării de echipamente sofisticate și supravegherii tehnice de înaltă calificare, ozonarea și-a găsit aplicație pentru dezinfecția apei doar cu alimentarea centralizată cu apă pentru instalațiile cu destinație specială.

Dintre metodele fizice de dezinfecție a apei, cea mai răspândită este dezinfectare cu raze ultraviolete , ale căror proprietăți bactericide se datorează efectului asupra metabolismului celular și mai ales asupra sistemelor enzimatice ale celulei bacteriene. Razele ultraviolete distrug nu numai formele vegetative, ci și sporice ale bacteriilor și nu modifică proprietățile organoleptice ale apei. O condiție necesară pentru eficacitatea acestei metode de dezinfecție este incolora și transparența apei dezinfectate, dezavantajul este absența efectelor secundare. Prin urmare, dezinfectarea apei cu raze ultraviolete este utilizată în principal pentru apele subterane și sub deversare. Pentru dezinfecția apei din sursele de apă deschise, se utilizează o combinație de raze ultraviolete cu doze mici de clor.

Dintre metodele fizice de dezinfecție individuală a apei, cea mai comună și de încredere este fierbere , în care, pe lângă distrugerea bacteriilor, virușilor, bacteriofagelor, antibioticelor și a altor factori biologici adesea conținute în sursele deschise de apă, gazele dizolvate în apă sunt îndepărtate și duritatea apei scade. Gustul apei când este fiartă se schimbă puțin.

La monitorizarea eficienței dezinfectării apei pe conductele de apă, se pornește de la conținutul de microfloră saprofită din apa dezinfectată și, în special, de Escherichia coli. Toți agenții cauzali cunoscuți ai bolilor infecțioase umane răspândite prin apă (holera, febră tifoidă, dizenterie) sunt mai sensibili la acțiunea bactericidă a mijloacelor chimice și fizice de dezinfecție a apei decât E. coli. Apa este considerată potrivită pentru utilizarea apei dacă nu conține mai mult de 3 Escherichia coli la 1 litru. La instalațiile de apă care utilizează clorarea sau ozonarea, conținutul de clor sau ozon rezidual este verificat la fiecare 1 oră (sau 30 de minute) ca indicator indirect al fiabilității dezinfectării apei.

În Rusia, există o situație gravă cu starea tehnică a complexelor de tratare a apei ale captărilor centralizate de apă, care în multe cazuri au fost proiectate și construite în urmă cu 70-80 de ani. Uzura lor crește în fiecare an, iar mai mult de 40% din echipamente necesită o înlocuire completă. Analiza situațiilor de urgență arată că 57% dintre accidentele la instalațiile de eliminare a apei și a deșeurilor se produc din cauza deteriorării echipamentelor, prin urmare, funcționarea ulterioară a acestora va duce la o creștere bruscă a accidentelor, pagubele din cauza cărora vor depăși semnificativ costurile de prevenire a acestora. . Situația este agravată de faptul că, din cauza deteriorării rețelelor, apa din acestea este supusă unei contaminări secundare și necesită curățare și dezinfecție suplimentară. Situația cu alimentarea centralizată cu apă a populației din mediul rural este și mai gravă.

Acest lucru dă motive să se numească problema igienei alimentării cu apă, adică furnizarea populației cu apă de bună calitate, dezinfectată fiabil, cea mai importantă problemă care necesită o soluție cuprinzătoare și cea mai eficientă. Apa potabilă sigură, așa cum este definită de Ghidurile Organizației Mondiale a Sănătății pentru calitatea apei potabile, nu ar trebui să prezinte niciun risc pentru sănătate ca urmare a consumului ei de-a lungul vieții, inclusiv diferitele vulnerabilități ale unei persoane la boli în diferite etape ale vieții. Grupurile cu cel mai mare risc pentru boli transmise prin apă sunt sugarii și copiii mici, persoanele cu sănătate precară sau cu condiții insalubre și persoanele în vârstă.

Toate schemele tehnologice de purificare și dezinfecție a apei ar trebui să se bazeze pe criteriile principale pentru calitatea apei potabile: apa potabilă trebuie să fie sigură din punct de vedere epidemiologic, inofensivă din punct de vedere chimic și să aibă proprietăți organoleptice (gust) favorabile. Aceste criterii stau la baza reglementărilor tuturor țărilor (în Rusia, SanPiN 2.14.1074-01). Să ne oprim asupra principalelor dezinfectanți cei mai des utilizați: clorurarea, ozonarea și dezinfecția cu ultraviolete a apei.

8.1. Clorarea apei

În ultimul deceniu, a existat un interes crescut pentru instalațiile de tratare a apei din Rusia în ceea ce privește lobby-ul intereselor de afaceri corporative. Mai mult, aceste discuții se bazează pe bune intenții de a asigura populației cu apă de calitate. Conform unui astfel de raționament cu privire la necesitatea de a consuma apă curată, se încearcă introducerea de inovații fără sens și nerezonabile, încălcând tehnologiile dovedite și SanPiN 2.14.1074-01, care îndeplinește cele mai înalte standarde internaționale și necesită prezenţa obligatorie a clorului în apa potabilă a sistemelor centralizate de alimentare cu apă (amintiți-vă de efectul secundar care este unic pentru clor). Prin urmare, este timpul să risipim concepțiile greșite de care depinde sănătatea națiunii.

Pe lângă clor, compușii săi sunt utilizați pentru dezinfecția apei, dintre care hipocloritul de sodiu este mai des utilizat.

Hipoclorit de sodiu - NaCIO. În industrie, hipocloritul de sodiu este produs sub formă de soluții diferite cu concentrații diferite. Efectul său dezinfectant se bazează în primul rând pe faptul că atunci când este dizolvat hipocloritul de sodiu, la fel ca și clorul, se formează hipocloros când este dizolvat în apă. Are efect direct dezinfectant și oxidant.

Diferite mărci de hipoclorit sunt utilizate în următoarele domenii:

. Soluția de grad A conform GOST 11086-76 este utilizată în industria chimică pentru degresarea apei potabile și a apei pentru piscine, precum și pentru albire și dezinfecție;

. soluția de grad B conform GOST 11086-76 este utilizată în industria vitaminelor, ca agent de oxidare pentru albirea țesăturilor;

. soluția de grad A conform TU este utilizată pentru a evita contaminarea apelor reziduale și naturale din alimentarea cu apă potabilă. Această soluție dezinfectează și apa rezervoarelor piscicole, obține agenți de albire și o dezinfectează în industria alimentară;

. soluția de grad B conform TU este utilizată pentru dezinfecția teritoriilor care au fost contaminate cu deversări fecale, deșeuri menajere și alimentare; este foarte bun si pentru dezinfectarea apelor uzate;

. o soluție de gradul G, V conform TU este utilizată pentru dezinfecția apei într-un rezervor de pescuit;

. soluția de grad E conform TU se folosește pentru dezinfecție precum și în gradul A conform TU. Este foarte frecventă și în unitățile de alimentație publică, în instituțiile medicale și sanitare, pentru dezinfectarea efluenților, apei potabile, albirii, la unitățile de apărare civilă etc.

Atenţie! Precauții: soluția de hipoclorit de sodiu GOST 11086-76 grad A este un agent oxidant foarte puternic, dacă ajunge pe piele, poate provoca arsuri, dacă intră accidental în ochi - orbire ireversibilă.

Când este încălzit peste 35 ° C, hipocloritul de sodiu se descompune cu formarea ulterioară a cloraților și separarea clorului și a oxigenului. Clor MPC în zona de lucru - 1 mg / m3; în mediul zonelor populate: 0,1 mg/m3 - maxim o singură dată și 0,03 mg/m3 - zilnic.

Hipocloritul de sodiu este neinflamabil și neexploziv. Dar, hipocloritul de sodiu în conformitate cu GOST 11086-76 grad A în contact cu o substanță combustibilă organică (rumeguș, cârpe de lemn) în timpul uscării poate provoca arderea spontană bruscă.

Protecția individuală a personalului trebuie efectuată folosind salopete și echipament individual de protecție: o mască de gaz de marca B sau BKF, mănuși de cauciuc și ochelari de protecție.

Când soluția de hipoclorit de sodiu este expusă pielii și mucoaselor, trebuie să le spălați urgent sub un jet de apă timp de 20 de minute, dacă picăturile de soluție ajung în ochi, clătiți-le imediat cu multă apă și transportați victima la doctorul.

Depozitarea hipocloritului de sodiu. Hipocloritul de sodiu trebuie depozitat într-un depozit neîncălzit, ventilat. Evitați depozitarea cu produse organice, materiale combustibile și acid. Preveniți sărurile de metale grele să pătrundă în hipoclorit de sodiu și contactul cu astfel de metale. Acest produs este ambalat și transportat într-un container din polietilenă (recipient, butoi, canistre) sau container și rezervor de titan. Produsul cu hipoclorit de sodiu nu este stabil și nu are o perioadă de valabilitate garantată (notă la GOST 11086-76).

8.2. Ozonarea apei

Ozonarea apei găsește aplicație în dezinfecția apei potabile, a apei piscinei, a apei uzate etc., permițându-vă să obțineți simultan decolorarea, oxidarea fierului și manganul, eliminarea gustului și mirosul apei și dezinfectarea datorită capacității foarte mari de oxidare a ozonului. .

Ozon - un gaz albăstrui sau violet pal care se disociază spontan în aer și într-o soluție apoasă, transformându-se în oxigen. Rata de descompunere a ozonului crește brusc într-un mediu alcalin și odată cu creșterea temperaturii. Posedă o mare capacitate de oxidare, distruge multe substanțe organice prezente în apele naturale și uzate; slab solubil în apă și se autodistruge rapid; fiind un agent oxidant puternic, poate intensifica coroziunea conductei cu expunere prelungită.

Este necesar să se țină cont de unele dintre caracteristicile ozonării. În primul rând, trebuie să vă amintiți despre distrugerea rapidă a ozonului, adică absența unui efect pe termen lung precum cel al clorului.

Ozonarea poate provoca (mai ales în apele colorate și cu o cantitate mare de materie organică) formarea de precipitații suplimentare; prin urmare, este necesar să se asigure filtrarea apei prin cărbune activ după ozonare. În urma ozonării, se formează produse secundare, printre care: aldehide, cetone, acizi organici, bromați (în prezența bromurilor), peroxizi și alți compuși. Când sunt expuse la acizi humici, unde există compuși aromatici de tip fenolic, poate apărea și fenolul. Unele substanțe sunt rezistente la ozon. Acest deficit este depășit prin introducerea peroxidului de hidrogen în apă conform tehnologiei companiei „Degremon” (Franța) într-un reactor cu trei camere.

8.3. Dezinfectarea apei cu ultraviolete

Ultraviolet numită radiație electromagnetică în intervalul de lungimi de undă de la 10 la 400 nm.

Pentru dezinfecție, se folosește „regiunea apropiată”: 200-400 nm (lungimea de undă a radiației ultraviolete naturale de la suprafața pământului este mai mare de 290 nm). Cel mai mare efect bactericid este posedat de radiația electromagnetică la o lungime de undă de 200-315 nm. Dispozitivele UV moderne folosesc radiații cu o lungime de undă de 253,7 nm.

Efectul bactericid al razelor ultraviolete se explică prin reacțiile fotochimice care au loc sub influența lor în structura moleculelor de ADN și ARN, care constituie baza informațională universală a mecanismului de reproductibilitate al organismelor vii.

Rezultatul acestor reacții este deteriorarea ireversibilă a ADN-ului și ARN-ului. În plus, acțiunea radiațiilor ultraviolete provoacă tulburări în structura membranelor și a pereților celulari ai microorganismelor. Toate acestea duc în cele din urmă la moartea lor.

Sterilizatorul UV este o carcasă metalică cu o lampă germicidă în interior. Ea, la rândul ei, este plasată într-un tub protector de cuarț. Apa spală tubul de cuarț, este tratată cu lumină ultravioletă și, în consecință, este dezinfectată. Pot exista mai multe lămpi într-o singură instalație. Gradul de inactivare sau proporția de microorganisme care mor sub influența radiațiilor UV este proporțională cu intensitatea radiației și cu timpul de expunere. În consecință, numărul de microorganisme neutralizate (inactivate) crește exponențial odată cu creșterea dozei de radiație. Datorită rezistenței diferite a microorganismelor, doza de ultraviolete necesară pentru inactivare, de exemplu 99,9%, variază foarte mult de la doze mici pentru bacterii la doze foarte mari pentru spori și protozoare. La trecerea prin apă, radiațiile UV sunt atenuate din cauza efectelor de absorbție și împrăștiere. Pentru a ține cont de această atenuare se introduce coeficientul de absorbție a apei, a cărui valoare depinde de calitatea apei, în special de conținutul de fier, mangan, fenol din aceasta, precum și de turbiditatea apei.

turbiditate - nu mai mult de 2 mg / l (transparență în font ≥30 de grade);

cromaticitate - nu mai mult de 20 de grade de scară de platină-cobalt;

instalatii UV); număr de indici - nu mai mult de 10.000 buc / l.

Pentru controlul operațional sanitar și tehnologic al eficacității și fiabilității dezinfectării apei cu lumină ultravioletă, ca în clorurare și ozonare, se utilizează determinarea bacteriilor colibacillus.

Experiența utilizării radiațiilor ultraviolete arată: dacă doza de radiație în instalație nu este mai mică de o anumită valoare, atunci este garantat un efect stabil de dezinfecție. În practica mondială, cerințele pentru doza minimă de radiație variază de la 16 la 40 mJ / cm2. Doza minimă în conformitate cu reglementările ruse este de 16 mJ / cm2.

Avantajele metodei:

Cel puțin „artificial” - raze ultraviolete;

Versatilitatea și eficacitatea înfrângerii diferitelor microorganisme - razele UV

distruge nu numai bacteriile vegetative, ci și care formează spori, care, când

clorarea cu dozele standard obișnuite de clor păstrează viabilitatea;

Se păstrează compoziția fizică și chimică a apei tratate;

Fără limită superioară de doză;

Nu este necesar să se organizeze un sistem special de siguranță, ca în cazul clorării și

ozonare;

Nu există produse secundare;

Nu este nevoie să creați o fermă de reactivi;

Echipamentul funcționează fără personal de service special.

Dezavantajele metodei:

O scădere a eficienței la tratarea apei prost tratate (apa tulbure, colorată este slabă

strălucește prin);

Spălarea periodică a lămpilor de la depozitele de precipitații, necesară la prelucrarea tulbure și

apă dură;

Nu există „efect secundar”, adică posibilitatea unui secundar (după tratamentul cu radiații)

contaminarea apei.

8.4. Comparația principalelor metode de dezinfecție a apei

Principalele metode de dezinfecție a apei descrise mai sus au cele mai variate avantaje și dezavantaje, expuse în numeroase publicații pe această temă. Să le notăm pe cele mai semnificative dintre ele.

Fiecare dintre cele trei tehnologii, dacă este aplicată în conformitate cu normele, poate asigura gradul necesar de inactivare a bacteriilor, în special, pentru bacteriile indicatoare din grupa E. coli și numărul total de microbi.

În ceea ce privește chisturile protozoarelor patogene, niciuna dintre metode nu oferă un grad ridicat de purificare. Pentru eliminarea acestor microorganisme, se recomandă combinarea proceselor de decontaminare cu procesele de reducere a turbidității.

Simplitatea tehnologică a procesului de clorinare și lipsa deficienței de clor determină utilizarea pe scară largă a acestei metode particulare de dezinfecție.

Metoda de ozonare este cea mai complexă și mai costisitoare din punct de vedere tehnic în comparație cu clorarea și dezinfecția cu ultraviolete.

Radiațiile ultraviolete nu modifică compoziția chimică a apei chiar și la doze care sunt mult mai mari decât este practic necesar.

Clorarea poate duce la formarea de compuși organoclorați nedoriți cu toxicitate și carcinogenitate ridicate.

Ozonarea poate duce, de asemenea, la formarea de produse secundare clasificate de standarde drept toxice - aldehide, cetone și alți compuși aromatici alifatici.

Radiațiile ultraviolete ucid microorganismele, dar ≪ fragmentele rezultate (pereții celulari ai bacteriilor, ciupercilor, fragmente proteice ale virusurilor) rămân în apă. Prin urmare, se recomandă filtrarea fină ulterioară.

. Numai clorinare oferă un efect secundar, adică are efectul necesar pe termen lung, ceea ce face ca utilizarea acestei metode să fie obligatorie la alimentarea cu apă curată a rețelei de alimentare cu apă.

9. Metode electrochimice

Metodele electrochimice sunt utilizate pe scară largă atunci când metodele tradiționale de tratare mecanică, biologică și fizico-chimică a apei sunt insuficient de eficiente sau nu pot fi utilizate, de exemplu, din cauza lipsei zonelor de producție, a dificultăților în livrarea și utilizarea reactivilor sau din alte motive. . Instalațiile pentru implementarea acestor metode sunt compacte, performante, procesele de control și monitorizare sunt relativ ușor de automatizat. De obicei, tratamentul electrochimic este utilizat în combinație cu alte metode de purificare, făcând posibilă purificarea cu succes a apelor naturale de impurități de diferite compoziții și dispersie.

Metodele electrochimice pot fi utilizate pentru a corecta proprietățile fizico-chimice ale apei tratate, au un efect bactericid ridicat și simplifică foarte mult schemele tehnologice de purificare. În multe cazuri, metodele electrochimice exclud poluarea secundară a apei cu reziduuri anionice și cationice tipice pentru metodele cu reactivi.

Tratarea electrochimică a apei se bazează pe electroliză, a cărei esență este utilizarea energiei electrice pentru procesele de oxidare și reducere. Procesul de electroliză are loc pe suprafața electrozilor într-o soluție conductoare de electricitate - electrolit.

Procesul de electroliză necesită: o soluție electrolitică – apă poluată, în care sunt prezenți mereu ionii într-o concentrație sau alta, care asigură conductivitatea electrică a apei; electrozi scufundați într-o soluție de electrolit; sursă de curent externă; conductoare de curent - conductoare metalice care conectează electrozii la sursa de curent. Apa în sine este un conductor prost, dar ionii încărcați în soluție, formați în timpul disocierii electrolitului, sub acțiunea unei tensiuni aplicate electrozilor, se deplasează în două direcții opuse: ionii pozitivi (cationii) la catod, ionii negativi. (anioni) la anod. Anionii își donează electronii „în plus” anodului, transformându-se în atomi neutri. În același timp, cationii, ajungând la catod, primesc electronii lipsă de la acesta și devin, de asemenea, atomi neutri sau un grup de atomi (molecule). În acest caz, numărul de electroni primiți de anod este egal cu numărul de electroni transferați de catod. Un curent electric constant circulă în circuit. Astfel, în timpul electrolizei au loc procese redox: la anod - pierderea de electroni (oxidare), la catod - achiziţia de electroni (reducere). Cu toate acestea, mecanismul reacțiilor electrochimice diferă semnificativ de transformările chimice obișnuite ale substanțelor. O trăsătură distinctivă a reacției electrochimice este separarea spațială a reacțiilor electrochimice în două procese cuplate: procesele de descompunere a substanțelor sau producerea de noi produse au loc la interfața electrod-soluție folosind un curent electric. În timpul electrolizei, concomitent cu reacțiile electrozilor în volumul soluției, are loc o modificare a pH-ului și potențialului redox al sistemului, precum și transformări dispersate de fază ale impurităților apei.

www. aqua - termen. ru

Pregătirea stațiilor termice și a cazanelor pentru iarnă, în cadrul programului rusesc de pregătire pentru sezonul de încălzire, atrage o atenție sporită. Necesitatea de a efectua lucrări pentru a asigura funcționarea fără probleme a echipamentelor de încălzire vine în prim-plan. Una dintre principalele probleme cu care se confruntă organizațiile de exploatare este formarea depunerilor solide pe suprafețele interioare ale cazanelor, schimbătoarelor de căldură și conductelor centralelor termice. Formarea acestor depozite duce la pierderi serioase de energie. Aceste pierderi pot fi de până la 60%. Creșterea depozitelor reduce semnificativ transferul de căldură. Depozitele mari pot bloca complet funcționarea sistemului, pot duce la blocaje, pot accelera coroziunea și, în cele din urmă, pot deteriora echipamentele scumpe.

Toate aceste probleme apar din cauza faptului că, de regulă, nu există instalații de cazane pentru alimentarea rețelelor de încălzire, sau cele care sunt instalate sunt depășite din punct de vedere moral și fizic. Apa brută este adesea furnizată sistemului de încălzire fără tratamentul și pregătirea necesare.

În același timp, fiabilitatea și eficiența cazanului, căldurii și energiei electrice și a altor echipamente similare depind în mare măsură de eficiența tratării apei efectuate. Deteriorarea extremă a echipamentelor multor case de cazane se datorează adesea faptului că aceasta din urmă a fost realizată cu foarte, foarte mult timp în urmă.

Cât de justificat din punct de vedere economic este cheltuirea pentru tratarea apei?

Experții au calculat că măsurile de tratare a apei oferă economii de combustibil de la 20 la 40%, durata de viață a cazanelor și echipamentelor cazanelor crește la 25-30 de ani, costurile de capital și curente în general, precum și elementele individuale, cazanele și echipamentele de încălzire, sunt semnificative. redus. Rambursarea stațiilor de tratare a apei depinde de productivitatea acestora și variază de la 6 luni la 1,5 - 2 ani.

Un număr semnificativ de obiecte pe care sunt instalate sisteme moderne de tratare a apei de diferite capacități și scopuri, precum și interesul sporit al serviciilor de operare pentru această problemă ne permite să afirmăm că oamenii de care depinde căldura din casele noastre au realizat că utilizarea Stațiile de tratare a apei create pe baza tehnologiilor moderne și a soluțiilor de proiectare sunt cheia pentru funcționarea fiabilă, neîntreruptă și fără probleme atât a centralelor mici, cât și a unităților mari de putere.

Krasnov M.S., candidat la științe tehnice, inginer de proces al companiei „Ekodar”

Toți cei care lucrează cu apă știu că astăzi principala problemă cu care se confruntă toată lumea este duritatea crescută a apei. Din această cauză, trebuie să facem față unui număr imens de probleme care trebuie rezolvate, aici și acum, fără amânare. este destinat să conducă la o stare permisă de lege pentru utilizare în alimente și băuturi sau pentru utilizare în producție cu cerințe speciale.

Ce este în neregulă cu apa dură de care trebuie să ai grijă de ea tot timpul? Cred că toată lumea știe despre scară. Numai că acum, este puțin probabil ca toată lumea să înțeleagă pe deplin care este răul. Însă, pe lângă calcar și conductibilitatea termică slabă, există și o duritate crescută a apei, care își dă consecințele chiar înainte de a se forma calcar.

Există multe semne că lucrezi cu apă dură. Totuși, dacă îți este convenabil și simplu să detartrazi cu mâinile tale sau cu ajutorul agenților de detartrare, poți continua, trebuie doar să înțelegi ce riști alegând acest mod de a trata duritatea apei.

Primul lucru care este susceptibil la efectele negative ale apei dure este sănătatea noastră. Sărurile de duritate se depun peste tot. Vor fi pereții unui aparat electrocasnic sau vor fi stomacul sau rinichii, nu le pasă. Prin urmare, până în momentul în care efectuați detartrajul, acesta este deja format în corpul dumneavoastră. Bolile cronice nu sunt doar înrădăcinate în stilul de viață prost, dar calitatea apei de aici are și greutatea ei. ce fel tehnologii avansate de tratare a apeiștim astăzi?

Pe lângă dăunarea sănătății, duritatea crescută a apei își lasă amprenta pe hainele noastre și, nici aici, detartrajul nu va ajuta în niciun fel. Când ne spălăm în apă tare, trebuie să folosim mai multă apă și să adăugăm jumătate de pulbere. Ce se întâmplă mai departe? Datorită solubilității slabe a detergenților în astfel de apă, pulberea se depune împreună cu sărurile de duritate în interiorul porilor țesuturilor. Pentru a clăti corect o astfel de țesătură, va trebui să o clătiți mult mai mult. Acesta este un consum suplimentar de apă. Nu observăm toate acestea, pentru că lucrăm constant cu astfel de costuri și numai aplicarea va ajuta să vedem diferența.

Cu toate acestea, astăzi există o părere că orice filtru de apă este destul de scump, iar utilizarea lui într-un apartament nu este justificată. Și că se detartrajează mai ușor. Două zone care sunt indiferente la o astfel de distanță sunt indicate de sus. Lucrurile cu pete albe arată puțin atractive și se deteriorează rapid. Mult mai devreme decât dacă ați folosi tehnologia de tratare a apei și ați spăla în apă moale.

În plus, scara are un dezavantaj atât de mare ca conductivitate termică slabă. La urma urmei, de ce ar trebui să monitorizați întotdeauna dimensiunea scalei pe suprafețe? pentru a nu rămâne fără echipamente industriale sau fără aparate electrocasnice.

Când scara acoperă elemente de încălzire sau suprafețe de apă caldă, transferul de căldură către apă este aproape complet oprit. La început, calcarul lasă măcar cumva căldura să treacă, dar în același timp există și o nuanță precum o creștere bruscă a consumului de combustibil sau de energie electrică. Devine mult mai dificil să încălziți suprafața. Prin urmare, este nevoie de atât de mult combustibil și cu cât stratul de sol este mai gros, cu atât costurile sunt mai mari.

Problema calcarului nu este doar creșterea consumului de combustibil. Dispozitivul cu cântare se va opri în cele din urmă, încercând să se protejeze de supraîncălzire. Toate acestea sunt semnale la care trebuie răspuns imediat. În acest caz, detartrarea ar trebui să aibă loc instantaneu. Dacă nu se face, atunci cântarul va trece rapid în stadiul de calcar. Scoaterea unui astfel de capac este mult mai dificilă. De data asta. Acestia sunt bani. În cele din urmă, există riscul de a pierde dispozitivul. Dacă ratați momentul, atunci căldura nu va mai avea unde să meargă și pur și simplu va sparge elementul de încălzire sau suprafața. Din acest motiv trebuie să cunoașteți perfect toate tehnologiile de tratare a apei!

În viața de zi cu zi, acest lucru se traduce prin epuizarea aparatelor electrocasnice. Uneori cu o întrerupere a cablajului. În industrie, acest lucru se manifestă sub formă de fistule în țevi și explozie a cazanelor în ingineria energiei termice.

Iată un set de motive care te încurajează să te gândești. Cu ajutorul unui set simplu de filtre de apa, te poti proteja pe tine si familia ta de efectele nocive ale duritatii crescute a apei. Atunci când alegeți una sau alta tehnologie de tratare a apei, trebuie amintit că cu siguranță nu va fi posibil să vă descurcați la întreprindere sau în propria casă sau apartament cu un dedurizator de apă.

Amintiți-vă că întotdeauna sunt două sarcini în fața dvs. în purificarea apei. Ai nevoie de apă potabilă și apă pentru nevoile casnice. Prin urmare, tratarea minimă a apei care poate fi doar în apartament va consta în purificarea apei folosind, de exemplu, dedurizatorul electromagnetic de apă Aquashit. Aceasta va fi pentru apă pentru nevoi tehnice, casnice. Și purificarea apei folosind filtru de ulcior, osmoză inversă minimă sau maximă. Aceasta este deja pentru nevoile de băut. Atunci protecția împotriva calcarului și a apei dure va fi mai mult sau mai puțin fiabilă.

Acum să trecem direct la tehnologiile de tratare a apei. Atunci când alegeți o anumită tehnologie, trebuie să știți ce sarcini ar trebui să rezolve. De unde știi pe care să alegi? De unde să obțineți datele inițiale pentru a determina tipul de tehnologie de tratare a apei și secvența filtrelor de apă?

Primul lucru pe care ar trebui să-l faceți înainte de a alege o tehnologie promițătoare de tratare a apei este să efectuați o analiză chimică a apei. Pe baza lui, puteți calcula oricând volumul de apă care intră în apartament și puteți vedea clar compoziția acestuia, toate impuritățile care vor trebui îndepărtate. Având aceste rezultate la îndemână, îți va fi mai ușor să înțelegi ce tehnologie de tratare a apei este mai bine să folosești, ce secvență de filtre să alegi și ce putere ar trebui să aibă acest sau acel dispozitiv.

Chiar dacă luați apă dintr-un sistem central de tratare a apei, tot va fi greu. Și aici este mai bine să nu economisiți bani și să efectuați aceeași analiză chimică a apei. Atunci nu veți plăti în exces pentru un dedurizator de apă care este prea puternic și scump.

Toate opțiunile pentru tehnologiile de tratare a apei pot fi afișate în următoarea listă:

• purificarea mecanică a apei;
• tratarea chimică a apei;
• dezinfectare;
• micro-curățare.

Purificarea chimică a apei înseamnă eliminarea oricăror impurități organice, nitrați, fier și clor rezidual. Micro-purificarea este producerea de distilat sau de apă potabilă pură și sănătoasă.

Să luăm în considerare mai detaliat opțiunile pentru filtrele de apă care funcționează cu utilizarea uneia sau a altei tehnologii de tratare a apei.

Atât de mecanic tehnologie de tratare a apei... Sarcina sa este de a elimina toate impuritățile mecanice solide din apă, precum și caloizii. Aici, purificarea apei poate avea loc în mai multe etape. Începe cu o curățare brută. Apa se poate depune chiar și astfel încât cele mai mari impurități mecanice să se depună. Aici se poate folosi plasă sedimentară de pietriș.

Filtrele cu plasă includ mai multe ochiuri cu debite diferite. Sunt folosite pentru a filtra atât solidele mai mari, cât și cele mai mici. Materialul principal pentru producerea ochiurilor este oțelul inoxidabil. Astfel de filtre sunt instalate la prima admisie a apei.

Filtrele de sedimente sunt concepute pentru a elimina particulele foarte mici care sunt invizibile cu ochiul liber. Aici, baza de filtrare este nisip de cuarț și pietriș. Hidroantracitul poate fi folosit uneori. Astfel de filtre sunt folosite mai mult pentru purificarea repetată a apei. Așa purifică apele uzate sau pregătesc apa industrială în producție.

Filtrele cu cartuș sunt undeva între filtrarea mecanică și dedurizarea apei. Concluzia este că astfel de filtre elimină impuritățile foarte mici de 150-1 microni în dimensiune. Astfel de filtre sunt instalate pentru curățarea prealabilă în aceeași osmoză inversă.

Tratarea chimică a apei este mai degrabă o tehnologie de tratare a apei interesantă și promițătoare, concepută să ajusteze compoziția chimică a apei, mai degrabă decât să schimbe starea acesteia. Este prin schimb de ioni, precum și prin deferizare. În această etapă a tratării apei, clorul rezidual este îndepărtat din apă.

Zeolitul de mangan poate fi folosit pentru deferizare. Acesta este nisip verde, care este în contact excelent cu compușii feroși, filtrăndu-i din apă cu o calitate înaltă. Pentru ca reacția de reținere a fierului în filtru să decurgă și mai bine, ar fi bine dacă în apă ar exista mici incluziuni de siliciu.

O altă opțiune pentru tehnologia de tratare a apei este utilizarea oxidării fierului pentru a purifica apa de impuritățile acesteia. Acesta este un proces fara reactivi si pentru aceasta se folosesc filtre speciale, in care apa este suflata cu oxigen si sub aceasta influenta fierul se depune pe cartusul interior.

Filtrele de apă schimbătoare de ioni sunt folosite ca dedurizare a apei. Aceasta este una dintre cele mai comune tehnologii de tratare a apei, atât în ​​viața de zi cu zi, cât și în producție. Acest filtru se bazează pe un cartuş de răşină. Este suprasaturat cu sodiu slab, care este ușor de înlocuit în structura substanței. Când are loc contactul cu apa dură, sărurile de duritate înlocuiesc cu ușurință sodiul slab. Asta se întâmplă direct. Treptat, cartușul renunță complet la sodiu și se înfundă cu săruri de duritate.

În industrie, astfel de instalații sunt una dintre cele mai populare, dar și cele mai greoaie. Acestea sunt tancuri uriașe în înălțime. Dar, pe de altă parte, au cea mai mare rată de purificare a apei. În același timp, cartușele înfundate sunt restaurate în industrie, schimbate în viața de zi cu zi. Filtrul schimbător de ioni este un dedurizator de reactiv, deci nu a putut fi folosit pentru producerea de apă potabilă până când nu le-a venit ideea de a face cartuşul înlocuibil.

Reconstituiți un astfel de cartuș cu o soluție salină puternică. În viața de zi cu zi, cartușul este schimbat. Din această cauză, costul utilizării unei astfel de tehnologii de tratare a apei este în creștere. Deși instalarea în sine este ieftină, schimbarea constantă a cartuşelor este o cheltuială continuă. Mai mult, va trebui să fie schimbată destul de des. În industrie, costurile vor fi cheltuite și pe sare. Deși este ieftin, volumele mari sunt scumpe. În plus, va trebui să-l cumperi constant. Și încă o problemă a unui astfel de aparat de schimb de ioni în industrie este că, după restaurare, se formează deșeuri foarte dăunătoare. Este categoric imposibil să arunci așa ceva în atmosferă. Doar cu permisiunea si dupa post-tratament. Aceasta este din nou o cheltuială. Dar, în comparație cu costul aceleiași osmoze inverse, aceste costuri în industrie sunt considerate nesemnificative.

Tehnologii noi și moderne pentru tratarea apei

Pentru viața de zi cu zi, cei care doresc să economisească bani pe tehnologii noi și moderne de tratare a apei, pot cumpăra un astfel de ulcior cu filtru. Adevărat, o instalație de osmoză inversă va plăti mai repede decât un astfel de filtru cu costuri constante.

Pentru a îndepărta turbiditatea și clorul rezidual din apă, se folosește cărbune activ ca mediu de filtrare, care stă la baza filtrului de sorbție.

Pentru dezinfecție se pot folosi ozonizatoare sau filtre de apă cu ultraviolete. Aici, sarcina principală a tehnologiilor noi și moderne de tratare a apei este eliminarea oricăror bacterii și viruși. Ozonizatoarele sunt folosite mai ales în piscine, deoarece sunt destul de scumpe, dar în același timp ecologice. Filtrele UV sunt unități fără reactiv și iradiază apa cu o lampă UV care ucide orice bacterie.

O altă tehnologie extrem de populară astăzi este dedurizarea electromagnetică a apei. Exemplul ei clasic. Cel mai adesea, o astfel de tehnologie nouă și modernă de tratare a apei este utilizată masiv în ingineria energiei termice. Instalarea este, de asemenea, populară în viața de zi cu zi. Baza aici este magneții permanenți și un procesor electric. Utilizează puterea magneților pentru a genera unde electromagnetice care afectează apa. Sub această influență, sărurile de duritate sunt modificate.

După ce au luat o formă nouă, nu au capacitatea de a se lipi de suprafețe. Suprafața subțire, asemănătoare unui ac, face posibilă doar frecarea cu solzii vechi. Aici apare cel de-al doilea efect pozitiv. Noile săruri de duritate le elimină pe cele vechi. Și o fac eficient. Când instalați pentru dvs. un dedurizator electromagnetic de apă Aquashit, într-o lună puteți să vă porniți în siguranță cazanul și să vedeți cum a funcționat. Vă pot asigura că veți fi mulțumit de rezultate. În acest caz, dispozitivul nu trebuie să fie întreținut. Ușor de instalat, ușor de îndepărtat, funcționează de la sine, fără modificări sau spălări ale filtrului. Trebuie doar să puneți o bucată de țeavă curată. Aceasta este singura cerință.

In cele din urma, tehnologie nouă și modernă de tratare a apei, destinata obtinerii apei distilate si potabile de inalta calitate. Acestea sunt nanofiltrarea și osmoza inversă. Toate acestea sunt tehnologii pentru purificarea fină a apei. Aici, apa este purificată la nivel molecular printr-o membrană de dispersie cu un număr imens de găuri nu mai mari decât o moleculă de apă. La o astfel de instalație nu trebuie să fie furnizată apă netratată. Doar după purificarea prealabilă, apa poate fi purificată prin osmoză inversă. Din acest motiv, orice instalație de nanofiltrare sau osmoză va fi costisitoare. Și materialele pentru o membrană subțire sunt destul de scumpe. Dar calitatea epurării apei este cea mai înaltă aici.

Astfel, am analizat toate cele mai populare și utilizate tehnologii noi și moderne de tratare a apei. Acum veți înțelege ce funcționează și cum. Cu aceste cunoștințe, nu va fi dificil să creați sistemul potrivit de purificare a apei.