Классификация очистки воды. Активированный уголь

 

Одним из наиболее перспективных абсорбентов, используемых для удаления из воды примесей и загрязнений, обусловливающих ухудшение органолептических показателей, является активированный уголь. Применение его обеспечивает возможность устранения почти всех привкусов и запахов воды, значительное улучшение технологических показателей обработки воды другими реагентами и, наконец, интенсификацию обеззараживания в результате сорбции простейших, бактерий и других микроорганизмов. При помощи активированных углей помимо веществ, ухудшающих вкус и запах воды, удаляются некоторые гербициды и инсектициды и т.д.

Обработка воды активным углем из-за универсальности действия является одним из наиболее перспективных методов дезодорации и обесцвечивания воды.

 

Антрацит

 

Фильтрующий материал антрацит изготавливается из высококачественных, высокопрочных, низкозольных, низкосеросодержащих сортов угля марки "антрацит". Размер зерен антрацита (фракция) зависит от технологии фильтрования воды на предприятии. Возможно изготовление как стандартных (0,5-2,0 мм, 0,8-1,8 мм, 0,8-2,0 мм, 1,5-3,0 мм и т.д.) так и любых других фракций на заказ.

Антрацит применяют для загрузки:

скорых осветлительных фильтров для механической очистки воды от взвешенных частиц в системах подготовки, питающей воды для котлов, многоступенчатом цикле подготовки питьевой воды из поверхностных и подземных источников;

натрий-катионитовых (анионитовых) фильтров в качестве подстилающего слоя для предупреждения выноса более дорогостоящего материала (катионита или анионита) в дренажную систему фильтра;

фильтров для очистки сточных вод предприятий пищевой промышленности от взвешенных частиц на 97%, органических загрязнений на 54%, масел на 99%.

Обладает высокой механической прочностью, химической стойкостью:

зольность до 7,0%;

сера до 1,0%;

измельчаемость до 2,5%;

истираемость до 0,5%.

 

Соль поваренная таблетированная

 

Соль поваренная таблетированная используется в системах смягчения воды для восстановления рабочих характеристик ионообменных смол. Необходимый солевой раствор автоматически приготовляется в отдельной емкости, где концентрированная соль в виде таблеток постепенно растворяется.

Основные требования к таблетированной соли:

чистота;

таблетки в процессе растворения не должны распадаться на части или рассыпаться в порошок. Во время растворения таблетка должна постепенно уменьшаться в размерах до полного растворения или до того момента, когда раствор достигает 100% -й насыщенности!

Соответствие этому требованию проверяется простым экспериментом. Достаточно положить две-три соляных таблетки, в чашку с водой и подождать несколько дней. Соль растворится очень медленно и постепенно, не рассыпаясь.

Обычную поваренную соль в сыпучем виде использовать нельзя, т.к в этом случае:

твердые частицы нерастворенной соли, попадая в катионитный фильтр, засоряют и разрушают его;

нерастворенная сыпучая соль спекается в сплошную твердую массу на дне бака-растворителя.

 

Обратный осмос

 

Обратный осмос является одним из перспективных методов водоподготовки. Применяется для обессоливания вод с солесодержанием до 40 г/л, причем границы его использования постоянно расширяются. Анализ развития технологий обессоливания воды показывает, что наблюдается интенсивное внедрение метода обратного осмоса и даже вытеснение им таких отработанных методов, как дистилляция воды и электродиализ.

Обессоливание (очистка воды от растворенных солей) достигается путем фильтрования под давлением исходной воды через специальную полупроницаемую мембрану, при этом происходит процесс перехода воды из более концентрированного раствора в менее концентрированный раствор.

Степень задержания солей может достигать 99,6%.

Мембранная очистка позволяет наряду с удалением из воды токсичных органических и неорганических загрязнений гарантировать и ее полное обеззараживание.

Обратноосмотическое фильтрование происходит на молекулярном уровне и требует повышенного качества исходной воды.

Это требование обеспечивается установкой надежных систем предварительной очистки, поскольку разовые выбросы загрязнений могут быть опасными для тонкопористых обратноосмотических мембран.

Для повышения устойчивости работы установки и увеличения срока службы фильтрующих элементов предусматривается возможность комплектации установки блоком химической промывки.

 

Нанофильтрация

 

Нанофильтрационный метод очистки воды основан на том же  принципе, что и обратноосмотический. Т.е. это процесс перехода воды из более концентрированного раствора в менее концентрированный раствор под действием внешнего давления. Но нанофильтрационные мембраны удаляют частицы с большей молекулярной массой, чем обратноосмотические, поэтому работают на более низком давлении. Рабочее давление нанофильтрационных систем составляет 4-10 атм, в то время как рабочее давление обратноосмотических систем - 10-80 атм.

Современные нанофильтрационные мембраны снижают содержание одновалентных ионов (Cl, F, Na) на 40-70%, а двухвалентных (Ca, Mg) - на 70-90%. Таким образом, солесодержание очищенной воды по сравнению с исходной уменьшается после обработки на мембранных установках всего в 2-3 раза. Это позволяет получить физиологически полноценную питьевую воду, т.е. воду с солесодержанием, соответствующим биологическим потребностям человека.

Нанофильтрацию используют для концентрирования сахаров, двухвалентных солей, бактерий, белков и других компонентов, молекулярный вес которых свыше 1000 Дальтон. Селективность нанофильтрационных мембран увеличивается при повышении давления.

В процессе фильтрации происходит концентрирование веществ, которые не проходят через мембрану. В результате возможно образование пересыщенных растворов малорастворимых соединений и, как следствие, осадкообразование на поверхности мембраны. Это существенно снижает производительность очистки. Для того чтобы избежать подобных проблем, мембранная система должна быть укомплектована соответствующими блоками предварительной очистки.

Ультрафильтрация

 

Как все мембранные технологии, процесс ультрафильтрации состоит в пропускании исходной воды через мембрану под давлением. Однако рабочее давление в ультрафильтрации значительно ниже рабочего давления в нанофильтрации и обратном осмосе. Связано это с тем, что:

ультрафильтрационные мембраны не задерживают неорганические ионы, создающие самое большое осмотическое давление. Осмотическое же давление, создаваемое крупными частицами, которые задерживаются ультрафильтрационной мембраной, часто ниже 1 атм.

гидродинамическое сопротивление ультрафильтрационной мембраны значительно меньше, чем сопротивление обратноосмотических и нанофильтрационных мембран из-за большего размера пор. Это позволяет достигать высокой производительности при достаточно низком давлении.

Ультрафильтрационная мембрана задерживает коллоидные частицы, бактерии, вирусы и высокомолекулярные органические соединения. При этом нижний предел отделяемых растворенных веществ соответствует молекулярным массам в несколько тысяч.

В процессе фильтрации поры мембраны загрязняются отложениями сконцентрированных примесей. Ультрафильтрационные мембраны можно промыть обратным током - потоком воды со стороны фильтрата.

Таким образом, использование мембранной ультрафильтрации для очистки воды позволяет сохранить ее солевой состав и осуществить осветление и обеззараживание воды без применения химических веществ, что делает эту технологию перспективной с экологической и экономической точек зрения.

5. Гигиенические требования к качеству питьевой воды

 

Требования к качеству питьевой воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения регулируются ГОСТом 2874-82 "Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством". ГСанПиН №383 (186/1940) применяется в отношении воды, предназначенной для потребления населением в питьевых и бытовых целях, для использования в процессах переработки продовольственного сырья, производства, транспортировки и хранения пищевых продуктов.

Питьевая вода должна быть безопасной в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредной по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

Наиболее обычный и распространенный вид опасности, связанный с питьевой водой, обусловлен ее загрязнением сточными водами, другими отходами или фекалиями человека и животных.

Несмотря на то, что сегодня имеются разработанные методы обнаружения многих патогенных агентов, они остаются достаточно трудоёмкими, длительными и дорогостоящими. В связи с этим проведение мониторинга за каждым патогенным микроорганизмом в воде признанно не целесообразным. Более логичным подходом является выявление организмов, обычно присутствующих в фекалиях человека и других теплокровных животных, в качестве индикаторов фекального загрязнения, а также показатели эффективности процессов очистки и обеззараживание воды. Выявление таких организмов указывает на присутствие фекалий, а следовательно, на возможное присутствие кишечных патогенных агентов.