Problema
Inžinerinių tinklų gedimas, pasenusios vandens valymo ir vandens ruošimo sistemos ir dėl to geležies oksidai, nuosėdos, vandens kietumas ir vėlesnis jo chloravimas – visa tai yra kompleksas problemų, su kuriomis kasdien susiduria būsto ir komunalinės paslaugos. Geležies apnašos, smulki suspensija ir per metus vamzdžiuose susikaupusios parietalinės gleivės slėgio kritimo metu susimaišo su vandeniu ir jau tokia forma patenka į namus. Toks vanduo turi geležinį vandens vamzdžių skonį, įvairias organines priemaišas, kurių negalima pašalinti verdant, specifinę spalvą. Tuo tarpu pramoniniame paruošime beveik kasmet atsiranda naujų inovatyvių valymo būdų. Pramoninio paruošimo užduotis yra ne tik apsaugoti vandenį nuo nešvarumų, bet ir taupyti brangią įrangą.

Metodai
Šiandien vandens valymo metodai yra įvairūs – nuo ​​paprasčiausių filtrų, sulaikančių kietąsias daleles, iki sudėtingų sudėtingų sistemų. Pastarąsias dažnai galima rasti didelėse šiluminėse elektrinėse. Pagrindinis sunkumas, su kuriuo susiduriama projektuojant buitinio vandens valymo ir pramoninio vandens valymo sistemas, yra tai, kad norint visiškai išvalyti, reikia derinti įvairius metodus. Antroji problema, į kurią reikia atsižvelgti valant vandenį, yra skirtinga šaltinio vandens sudėtis.
Dažniausiai pramoniniame vandens valyme vanduo atidedamas, o buitinis vandens valymas orientuojasi į tokius elementus kaip: magnis, kalis, kalcis. Padidėjęs geležies kiekis vandenyje suteikia rusvą spalvą ir nemalonų metalo skonį. Padidėjęs geležies ir mangano kiekis sukelia vamzdynų peraugimą, o tai sumažina srautą ir slėgį vamzdynuose.
Tačiau vandens pavertimas distiliuotu vandeniu yra žalingas organizmui, todėl kai kurios vandens valymo sistemos veikia dviem etapais: pirmiausia vandens valymas numato visišką valymą, o vėliau atliekama griežtai dozuota mineralizacija.
Membraninis metodas pagrįstas užteršto tirpalo perleidimu per pusiau pralaidžią pertvarą su skylutėmis, mažesnėmis už teršalų dalelių dydį. Valymo procese vyksta: makro- ir mikrofiltravimas, ultra- ir nanofiltravimas, atvirkštinė osmozė. Vanduo valomas iš didelių ir koloidinių dalelių, mažų suspensijų, mikroorganizmų, ištirpusių jonų ir organinių molekulių.
Įvairių jonų pašalinimo atvirkštinio osmoso būdu efektyvumas priklauso nuo jų krūvio ir dydžio, kurie lemia hidratacijos laipsnį, ir didėja didėjant šioms charakteristikoms.
Tačiau šio metodo naudojimas turi keletą apribojimų. Į membranas tiekiamas vanduo neturi turėti geležies, stambių mechaninių priemaišų, turi būti suminkštintas ir pan. Tai būtina norint išvengti blogai tirpių druskų nusėdimo ant membranų paviršiaus ir jų sunaikinimo.
Taip pat dažnai naudojamas vandens apdorojimas ultravioletiniais spinduliais. Jo privalumai: saugumas žmonių sveikatai, greitis ir ekonominė nauda.
Kitas svarbus dalykas, į kurį reikia atsižvelgti, yra kietumo mažinimas (vandens minkštinimas). Priešingu atveju katilai ir vamzdžiai greitai sunaikinami dėl druskos nuosėdų. Vandens minkštikliai pašalina visas problemas, susijusias su kietumo druskų buvimu vandenyje.
Kitas klausimas, dėl kurio jau seniai diskutuojama, yra vandens dezinfekcija, kuri yra esminis vandens valymo elementas. Pavyzdžiui, Sankt Peterburgo vandentiekyje chloro dezinfekcija buvo vykdoma nuo 1911 iki 2008 m. Chloro junginiai turi ilgalaikį dezinfekcinį poveikį, o miestuose, kuriuose vandentiekio tinklas yra ilgas, dar nebuvo jokio kito būdo palaikyti geriamojo vandens epidemiologinę saugą jį transportuojant vartotojams. Tačiau būtent Sankt Peterburgas tapo pirmuoju didmiesčiu pasaulyje, visiškai atsisakiusiu skysto chloro naudojimo vandens dezinfekcijai. Valstybinė vieninga įmonė „Sankt Peterburgo Vodokanal“ dar 2003 m. pirmą kartą vandens dezinfekcijos procese panaudojo natrio hipochloritą kaip alternatyvą skystam chlorui. Per penkerius metus buvo pradėtos eksploatuoti gamyklos, gaminančios mažos koncentracijos natrio hipochlorito tirpalus iš valgomosios druskos.

Šildymas
Antroji problema, susijusi su vandens valymu, yra pastatų šildymo sistema, kuri yra tokia aktuali kiekvieno rudens-žiemos sezono pradžioje. Vienas iš pagrindinių sunkumų, su kuriais susiduria veikiančios organizacijos, yra kietų nuosėdų susidarymas ant katilų, šilumokaičių ir šiluminių elektrinių vamzdynų vidinių paviršių. Dėl šių nuosėdų susidaro dideli energijos nuostoliai iki 60%. Didelės nuosėdos gali visiškai blokuoti sistemos veikimą, sukelti užsikimšimą, pagreitinti koroziją ir galiausiai sugadinti brangią įrangą. Visos šios problemos kyla dėl to, kad karšto vandens katiluose, skirtuose šildymo tinklams maitinti, paprastai nėra vandens valymo įrenginių arba tie, kurie yra įrengti, yra morališkai ir fiziškai pasenę.
„Tinklo vandens taršos šaltiniai daugiausia yra pastatų ir statinių šildymo sistemos, tinklų vamzdynai, taip pat priemaišų patekimas remontuojant šilumos tinklų atkarpas“, – komentuoja S.P. Batuev, LLC SPKF "VALER" generalinis direktorius. - Geležies oksido nuosėdų susidarymo šildymo sistemose ir šilumos tinklų vamzdynuose priežastis yra vadinamoji parkavimo korozija ir įrangos nekonservavimas tarpšildymo laikotarpiu. Atsižvelgiant į tai, kad parkavimo korozijos intensyvumas yra vidutiniškai 15-20 kartų didesnis nei korozijos intensyvumas, vykstantis eksploatacijos laikotarpiu, o taip pat ir įkaitinimo periodo trukmė – vidutiniškai 5 mėnesiai, tai lemia didelis geležies oksido nuosėdų kiekis šildymo sistemose, tinkluose ir įrenginiuose iki prasidėjusio šildymo laikotarpio. Šios nuosėdos, įjungus aušinimo skysčio cirkuliaciją, dideliais kiekiais patenka į šilumos tinklus. Teršalų koncentracija grįžtamojo tinklo vandenyje per šį laikotarpį gali daug kartų viršyti standartines geležies, skendinčių dalelių, spalvos, skaidrumo, drumstumo vertes.
Šiuolaikinės vandens valymo technologijos žymiai sumažina katilinės įrangos gedimo riziką. Tinklo vandens valymo įrangos pasirinkimas labai priklauso nuo teršalų fizikinių ir cheminių savybių. Šiuo atžvilgiu didelę reikšmę turi duomenys, apibūdinantys teršalų sudėtį, struktūrą ir savybes. Be to, reikia turėti omenyje, kad mechaninių priemaišų koncentracija ir išsklaidyta sudėtis šildymo laikotarpiu gali labai skirtis.
Yra keletas būdų, kaip išspręsti šią problemą, kurių kiekvienas turi skirtingą kapitalo ir veiklos sąnaudas. Iš daugybės žinomų būdų, kaip išvengti apnašų susidarymo, dabar paplito tik keli: vandens elektromagnetinis valymas, Na-katijonizavimo technologija, naujausios kartos nuokalų naikinamųjų medžiagų dozavimas į vandenį, leidžiantis visiškai apsaugoti katilo įrangą. nuo nuosėdų susidarymo. Vandens valymas atliekamas naudojant kompleksus, kuriuose yra Tekna, ProMinent dozavimo siurbliai ir talpa su darbiniu tirpalu. Šis metodas leidžia visiškai atsisakyti vandens minkštinimo technologijos, tai yra sumažinti druskos pirkimo išlaidas, o cheminis šilumokaičių ir katilinės įrangos plovimas gali būti atliekamas ne dažniau kaip 1 kartą per 3 metus.
Atvirkštinio osmoso technologija leidžia apsieiti be didelių eksploatacinių sąnaudų reagentams ir leidžia į nuotekų sistemą ar valymo įrenginius išleisti vandenį su druskos kiekiu, dažniausiai neviršijantį leistinų verčių. Tačiau tokie įrenginiai yra brangūs.
Renkantis įrenginius tinklų vandeniui valyti nuo užterštumo, kartu su taršos pobūdžiu svarbūs tokie rodikliai kaip valymo efektyvumas, galimas vandens našumas ir eksploatavimo kaštų diapazonas, naudojimo paprastumas ir patogumas. Įrenginiams, naudojantiems hidrodinaminio valymo principus (pavyzdžiui, inercijos ir gravitacijos procesų derinį), tokių trūkumų nėra. Kombinuotas šių procesų panaudojimas realizuojamas inerciniuose-gravitaciniuose purvo rinktuvuose GIG.

Kokios yra santaupos?
Specialistai paskaičiavo, kad vandens valymo priemonės leidžia sutaupyti kuro nuo 20 iki 40%, katilų ir katilinės įrangos tarnavimo laikas pailgėja iki 25-30 metų, o katilų ir šildymo įrangos kapitalinio ir einamojo remonto kaštai gerokai sumažėja. Vandens gerinimo įrenginių atsipirkimas priklauso nuo jų našumo ir svyruoja nuo 6 mėnesių iki 1,5 – 2 metų.

Visas ar dalinis medžiagos perspausdinimas – tik gavus raštišką leidėjo leidimą!

Įvadas

Daug metų ir šimtmečių vandens valymas neišsiskyrė kaip technologijos, o juo labiau kaip cheminės technologijos šaka. Buvo naudojami empiriškai nustatyti vandens valymo būdai ir metodai, daugiausia antiinfekciniai. Ir todėl vandens valymo istorija yra žinomų cheminių procesų ir technologijų, kurios buvo rastos ar taikomos, vandens paruošimo ir valymo įrenginių istorija. Vandens valymas geriamojo ir pramoninio vandens tiekimui iš esmės skiriasi nuo kitų chemijos technologijų sričių: vandens valymo procesai vyksta dideliais kiekiais vandens ir su labai mažais ištirpusių medžiagų kiekiais. Tai reiškia, kad dėl didelio vandens suvartojimo reikia įrengti didelių gabaritų įrangą, o nedidelis iš vandens išgaunamų medžiagų kiekis neišvengiamai reiškia „dailų“ vandens valymo metodų naudojimą. Šiuo metu vandens valymo technologijų moksliniai pagrindai intensyviai plėtojami, atsižvelgiant į nurodytą šios technologijos šakos specifiką. Ir šis darbas toli gražu nebaigtas, jei apskritai galima kalbėti apie galutines žinias apie vandenį. Būtų milžiniškas perdėtas tvirtinimas, kad vandens valymo poreikiams tenkinti buvo skirtos pažangios mokslo ir projektavimo jėgos, geriausi mašinų gamybos pajėgumai. Atvirkščiai, dėmesys šiai pramonės šakai, taigi ir finansavimas, pasireiškė mažiausiomis apimtimis, pagal likutinį principą.

Bandymai, kurie per pastaruosius 12–15 metų pateko į Rusijos dalį, taip pat buvo visiškai išmokti vandens valymo metu. Tiek klientai, tiek vandens gerinimo įrangos tiekimas vis labiau, galima sakyti, yra individualizuojami. Ankstesniais metais pristatymai, kaip taisyklė, buvo didmeniniai, o dabar daugiausia smulkūs didmeniniai ir pavieniai. Jau nekalbant apie tai, kad visai neseniai Rusijoje nebuvo gaminami buitiniai filtrai ir autonominės vandens tiekimo sistemos, pagal apibrėžimą tiekiamos vienu ar keliais egzemplioriais. O tokios įrangos importas buvo labai menkas. Tai reiškia, kad daugelis žmonių, kurie anksčiau su juo nebuvo susipažinę, užsiima vandens valymu. Be to, turint nedaug vandens valymo specialistų, daug inžinierių, įgijusių išsilavinimą kitose specialybėse, užsiima vandeniu. Vargu ar lengva užduotis aprūpinti vartotojus kokybišku geriamuoju vandeniu.

Praktiškai neįmanoma net trumpai apsvarstyti visų vandens valymo ir vandens valymo būdų. Čia norime atkreipti skaitytojų dėmesį į dažniausiai praktikoje naudojamas šiuolaikines technologijas įvairių vandens tiekimo sistemų valymo įrenginiuose.

1. Vandens savybės ir sudėtis

Vanduo yra pati neįprastiausia medžiaga gamtoje. Ši bendra išraiška atsiranda dėl to, kad vandens savybės iš esmės neatitinka fizinių dėsnių, kurie valdo kitas medžiagas. Pirmiausia reikia priminti: kai kalbame apie natūralų vandenį, visi vertinimai turėtų būti priskirti ne vandeniui kaip tokiam, o skirtingų, iš tikrųjų visų Žemės elementų vandeniniams tirpalams. Iki šiol nebuvo įmanoma gauti chemiškai gryno vandens.

1.1 Vandens fizinės savybės

Poliarinė asimetrinė vandens struktūra ir jos partnerių įvairovė lemia nuostabias anomaalias fizines vandens savybes. Vanduo pasiekia didžiausią tankį esant teigiamai temperatūrai, jis turi neįprastai aukštą garavimo ir lydymosi šilumą, savitąją šilumą, virimo ir užšalimo taškus. Didelis specifinė šiluma -4,1855 J / (g ° C) esant 15 ° C - prisideda prie temperatūros reguliavimo Žemėje dėl lėto vandens masių šildymo ir aušinimo. Pavyzdžiui, gyvsidabrio savitoji šiluma 20 ° C temperatūroje yra tik 0,1394 J / (g ° C). Apskritai vandens šiluminė talpa yra daugiau nei dvigubai didesnė už bet kurio kito cheminio junginio šiluminę talpą. Tai gali paaiškinti vandens, kaip darbinio skysčio, pasirinkimą energetikos inžinerijoje. Nenormali vandens savybė - užšalus tūris padidėja 10%. užtikrina ledo plūdimą, tai yra, vėl išsaugo gyvybę po ledu. Dar viena itin svarbi vandens savybė – itin didelis paviršiaus įtempimas ... Vandens paviršiuje esančios molekulės patiria tarpmolekulinę trauką iš vienos pusės. Kadangi tarpmolekulinės sąveikos jėgos vandenyje yra neįprastai didelės, kiekviena vandens paviršiuje „plūduriuojanti“ molekulė tarsi įtraukiama į vandens sluoksnį. Vandens paviršiaus įtempis yra 72 mN / m esant 25 ° C temperatūrai. Visų pirma, ši savybė paaiškina vandens sferinę formą nulinės gravitacijos sąlygomis, vandens kilimą dirvožemyje ir medžių, augalų ir kt. kapiliariniuose induose.

Natūralus vanduo - sudėtinga dispersinė sistema, kurioje yra daug įvairių mineralinių ir organinių priemaišų.

Natūralaus vandens kokybė kaip visuma suprantama kaip jo sudėties ir savybių charakteristika, lemianti jo tinkamumą tam tikroms vandens naudojimo rūšims, o kokybės kriterijai yra ženklai, kuriais remiantis vertinama vandens kokybė.

1.2. Suspensijos priemaišos

Suspenduotos kietosios medžiagos esantys natūraliuose vandenyse, susideda iš molio, smėlio, dumblo dalelių, suspenduotų organinių ir neorganinių medžiagų, planktono ir įvairių mikroorganizmų. Suspenduotos dalelės turi įtakos vandens skaidrumui.

Suspenduotų priemaišų kiekis vandenyje, matuojamas mg / l, leidžia suprasti vandens užteršimą dalelėmis, kurių vardinis skersmuo yra didesnis nei 1 · 10–4 mm. Kai skendinčių kietųjų dalelių kiekis vandenyje yra mažesnis nei 2-3 mg/l arba didesnis už nurodytas vertes, bet vardinis dalelių skersmuo yra mažesnis nei 1 · 10-4 mm, vandens taršos nustatymas atliekamas netiesiogiai. vandens drumstumas.

1.3. Drumstumas ir skaidrumas

Drumstumas vandens susidaro dėl smulkiai išsisklaidžiusių priemaišų, kurias sukelia įvairios kilmės netirpios arba koloidinės neorganinės ir organinės medžiagos. Kartu su drumstumu, ypač tais atvejais, kai vanduo turi nereikšmingą spalvą ir drumstumą, o juos sunku nustatyti, naudokite indikatorių « skaidrumas» .

1.4. Kvapas

Kvapo pobūdis ir intensyvumas natūralus vanduo nustatomas organoleptiškai. Pagal savo pobūdį kvapai skirstomi į dvi grupes: natūralios kilmės (vandenyje gyvenantys ir negyvi organizmai, pūvančios augalų liekanos ir kt.); dirbtinės kilmės (pramoninių ir žemės ūkio nuotekų priemaišos). Antros grupės kvapais (dirbtinės kilmės) vadinami pagal kvapą lemiančias medžiagas: chloro, benzino ir kt.

1.5. Paragaukite ir skanaukite

Išskirti keturių rūšių vandens skoniai : sūrus, kartaus, saldus, rūgštus. Kokybinė skonio pojūčių atspalvių savybė – poskonis – išreiškiama aprašomuoju būdu: chloras, žuvingas, kartaus ir pan. Dažniausias sūrus vandens skonis dažniausiai atsiranda dėl vandenyje ištirpusio natrio chlorido, kartaus – magnio sulfato, rūgštaus – laisvo anglies dioksido pertekliaus ir kt.

1.6. Chromatiškumas

Vandens kokybės rodiklis, apibūdinantis vandens spalvos intensyvumą ir atsirandantis dėl spalvotų junginių kiekio, išreiškiamas platinos-kobalto skalės laipsniais ir nustatomas lyginant bandomojo vandens spalvą su etalonais. Chromatiškumas natūraliuose vandenyse daugiausia yra humusinių medžiagų ir geležies junginių, kurių temperatūra svyruoja nuo kelių iki tūkstančių laipsnių.

1.7. Mineralizacija

Mineralizacija yra bendras visų mineralų, rastų atliekant vandens cheminę analizę, kiekis. Natūralių vandenų mineralizacija, kuri lemia jų elektrinį laidumą, kinta plačiose ribose. Daugumos upių mineralizacija yra nuo kelių dešimčių miligramų litre iki kelių šimtų. Jų savitasis laidumas svyruoja nuo 30 iki 1500 μS / cm. Požeminio vandens ir druskos ežerų mineralizacija svyruoja nuo 40–50 mg / l iki šimtų g / l (tankis šiuo atveju jau gerokai skiriasi nuo vieneto). Atmosferos kritulių savitasis elektrinis laidumas, kai mineralizacija yra nuo 3 iki 60 mg / l, yra 10-120 μS / cm. Natūralūs mineralizacijos vandenys skirstomi į grupes. Gėlo vandens riba – 1 g/kg – nustatyta dėl to, kad esant didesnei nei ši vertė mineralizacijai, vandens skonis būna nemalonus – sūrus arba kartaus sūrumo.

1.8. Elektrinis laidumas

Elektrinis laidumas yra vandeninio tirpalo gebėjimo praleisti elektros srovę skaitinė išraiška. Vandens elektrinis laidumas daugiausia priklauso nuo ištirpusių mineralinių druskų koncentracijos ir temperatūros.

Pagal elektros laidumo vertes galima apytiksliai spręsti apie vandens druskingumą.

vandenyse

Vandens tipas Mineralizacijos tankis,

1.9. Standumas

Vandens kietumas dėl kalcio, magnio, stroncio, bario, geležies, mangano jonų buvimo vandenyje. Tačiau bendras kalcio ir magnio jonų kiekis natūraliuose vandenyse yra nepalyginamai didesnis nei visų kitų išvardytų jonų kiekis – ir net jų suma. Todėl kietumas suprantamas kaip kalcio ir magnio jonų kiekių suma – bendras kietumas, kuris yra karbonatinio (laikino, pašalinto verdant) ir nekarbonato (nuolatinio) kietumo dydžių suma. Pirmąjį sukelia kalcio ir magnio hidrokarbonatų buvimas vandenyje, antrąjį – šių metalų sulfatų, chloridų, silikatų, nitratų ir fosfatų buvimas. Tačiau, kai vandens kietumas yra didesnis nei 9 mmol / l, reikia atsižvelgti į stroncio ir kitų šarminių žemių metalų kiekį vandenyje.

Pagal ISO 6107-1-8: 1996, kuris apima daugiau nei 500 terminų, kietumas apibrėžiamas kaip vandens gebėjimas putoti su muilu. Rusijoje vandens kietumas išreiškiamas mmol / l. Kietame vandenyje įprastas natrio muilas (esant kalcio jonams) paverčiamas netirpiu „kalcio muilu“, kuris sudaro nenaudingus dribsnius. Ir, kol tokiu būdu nebus pašalintas visas vandens kalcio kietumas, putos neprasidės. 1 mmol/l vandens kietumo tokiam vandens minkštinimui teoriškai išleidžiama 305 mg muilo, praktiškai - iki 530. Bet, žinoma, pagrindinės bėdos yra dėl nuosėdų susidarymo.

Vandens kietumo klasifikacija (mmol / l): Vandens grupė Matavimo vienetas, mmol / l

Labai minkštas ………………… ..iki 1,5

Minkštas ………………………… .1.5 - 4.0

Vidutinis kietumas ………… 4–8

Sunkus ……………………… 8 - 12

Labai sunku ………………… Daugiau nei 12

1.10. Šarmingumas

Šarmingumas vandens yra bendra vandenyje esančių silpnų rūgščių ir hidroksilo jonų anijonų koncentracija (išreikšta mmol/l), kurie laboratorinių tyrimų metu reaguoja su druskos arba sieros rūgštimis, sudarydami šarminių ir šarminių žemių metalų chlorido arba sulfato druskas. Yra šios vandens šarmingumo formos: bikarbonatas (hidrokarbonatas), karbonatas, hidratas, fosfatas, silikatas, humatas – priklausomai nuo silpnų rūgščių anijonų, lemiančių šarmingumą.

Natūralių vandenų šarmingumas, kurio pH paprastai yra< 8,35, зависит от присутствия в воде бикарбонатов, карбонатов, иногда и гуматов. Щелочность других форм появляется в процессах обработки воды.

Kadangi natūraliuose vandenyse šarmingumą beveik visada lemia bikarbonatai, tokiuose vandenyse bendras šarmingumas laikomas lygus karbonatiniam kietumui.

1.11. Organinės medžiagos

Spektras organinių priemaišų labai platus:

Humino rūgštys ir jų druskos – natrio, kalio, amonio humatai;

Kai kurios pramoninės kilmės priemaišos;

Dalis aminorūgščių ir baltymų;

Fulvo rūgštys (druskos) ir humusinės rūgštys bei jų druskos – kalcio, magnio, geležies humatai;

Įvairios kilmės riebalai;

Įvairios kilmės dalelės, įskaitant mikroorganizmus.

Organinių medžiagų kiekis vandenyje įvertinamas vandens oksiduojamumo, organinės anglies kiekio, biocheminio deguonies poreikio ir absorbcijos ultravioletinėje srityje nustatymo metodais. Vertė, apibūdinanti organinių ir mineralinių medžiagų kiekį vandenyje, kurį tam tikromis sąlygomis oksiduoja vienas iš stiprių cheminių oksidantų, vadinamas oksiduojamumas ... Yra keli vandens oksidacijos tipai: permanganatas, bichromatas, jodatas, ceris (pastarųjų dviejų nustatymo metodai naudojami retai). Oksiduojamumas išreiškiamas deguonies miligramais, atitinkančiu reagento, naudojamo organinėms medžiagoms oksiduoti, kiekiui, esančiam 1 litre vandens. Požeminiuose vandenyse (arteziniuose) organinių priemaišų praktiškai nėra, o paviršiniuose vandenyse – „organinių“ ženkliai daugiau.

2. Vandens valymo metodų pasirinkimas

Vandens valymo metodai turi būti parinkti lyginant šaltinio vandens sudėtį ir jo kokybę, reglamentuoti norminiais dokumentais arba nustatyti vandens vartotojo. Preliminariai parinkus vandens valymo būdus, remiantis atliekama užduotimi, analizuojamos jų taikymo galimybės ir sąlygos. Dažniausiai rezultatas pasiekiamas laipsniškai įgyvendinant kelis metodus. Taigi svarbus ir pačių vandens valymo būdų pasirinkimas, ir jų seka.

Vandens valymo būdų yra apie 40. Čia pateikiami tik dažniausiai naudojami.

2.1 Fizikiniai ir cheminiai procesai vandens apdorojimas

Šie procesai pasižymi cheminių reagentų naudojimu, siekiant destabilizuoti ir padidinti dalelių, kurios sudaro užterštumą, dydį, o po to kietosios dalelės fiziškai atskiriamos nuo skystosios fazės.

2.1.1. Krešėjimas ir flokuliacija

Koaguliacija ir flokuliacija yra du visiškai skirtingi fizinio ir cheminio vandens valymo komponentai.

Krešėjimas - tai etapas, kurio metu vyksta koloidinių dalelių (panašių į rutuliukų, kurių skersmuo mažesnis nei 1 mikronas) destabilizacija.

Žodis koaguliacija kilęs iš lotyniško žodžio „coagulare“, kuris reiškia „aglomeruotis, sulipti, kauptis“. Vandens valymo metu koaguliacija pasiekiama pridedant cheminių medžiagų į vandens suspensiją, kur išsklaidytos koloidinės dalelės surenkamos dideliais agregatais, vadinamais dribsniais arba mikrodribsniais.

Koloidai yra netirpios dalelės, suspenduotos vandenyje. Dėl mažo dydžio (mažiau nei 1 mikronas) šios dalelės yra ypač stabilios. Dalelės gali būti skirtingos kilmės:

Mineralai: dumblas, molis, silicio dioksidas, metalų hidroksidai ir druskos ir kt.

Organinės: huminės ir fulvo rūgštys, dažikliai, aktyviosios paviršiaus medžiagos ir

ir tt

Pastaba: Mikroorganizmai, tokie kaip bakterijos, planktonas, dumbliai, virusai, taip pat laikomi koloidais.

Suspenduotų dalelių stabilumas, taigi ir nestabilumas, yra veiksnys, kurį lemia skirtingos traukos ir atstūmimo jėgos:

Tarpmolekulinės sąveikos jėgomis

Elektrostatinės jėgos

Žemės traukimu

Brauno judėjime dalyvaujančios jėgos

Koaguliacija yra fizinis ir cheminis procesas. Dalelių ir koagulianto reakcijos užtikrina agregatų susidarymą ir vėlesnį jų nusodinimą. Katijoniniai koaguliantai neutralizuoja neigiamą koloidų krūvį ir sudaro birią masę, vadinamą mikrodribsniais.

Krešėjimo mechanizmą galima sumažinti iki dviejų etapų:

1- Krūvio neutralizavimas: tai atitinka elektros krūvių, turinčių atstumiantį poveikį koloidams, sumažėjimą.

2- Dalelių agregatų susidarymas.

Šiuo metu daugiausia naudojami mineraliniai koaguliantai. Jie daugiausia pagaminti iš geležies arba aliuminio druskų. Tai dažniausiai naudojami koaguliantai. Katijonų krūvį čia sukuria metalo jonai, kurie susidaro iš geležies arba aliuminio hidroksidų, susilietus su vandeniu. Pagrindiniai tokių koaguliantų privalumai yra jų universalumas ir maža kaina.

Krešėjimas - tai tarpinis, bet labai svarbus vandens ir nuotekų fizikinio ir cheminio valymo proceso etapas. Tai pirmasis koloidinių dalelių šalinimo etapas, kurio pagrindinė funkcija – destabilizuoti daleles. Destabilizaciją daugiausia sudaro dalelės paviršiuje esančio elektros krūvio neutralizavimas, kuris prisideda prie koloidų sukibimo.

Flokuliacija - tai etapas, kurio metu destabilizuotos koloidinės dalelės (arba dalelės, susidariusios koaguliacijos stadijoje) surenkamos į agregatus.

Flokuliacijos stadija gali vykti tik vandenyje, kur dalelės jau yra destabilizuotos. Tai etapas, kuris logiškai seka krešėjimą. Flokuliantai, turintys savo krūvį ir labai didelę molekulinę masę (ilgos monomerų grandinės), fiksuoja destabilizuotas daleles ir sujungia jas išilgai polimero grandinės. Dėl to flokuliacijos stadijoje vandeninėje fazėje padidėja dalelių dydis, kuris išreiškiamas flokų susidarymu.

Ryšiai tarp destabilizuotų dalelių ir flokulianto paprastai yra joniniai ir vandenilio.

2.2. Vandens nuskaidrinimas filtruojant

Pradinis vandens valymo etapas, kaip taisyklė, yra jo išsiskyrimas iš suspenduotų priemaišų – vandens nuskaidrinimas, kartais priskiriamas pirminiam valymui.

Yra keletas filtravimo tipų:

- įtempimas - filtruojančios medžiagos porų dydis yra mažesnis nei sulaikytų dalelių dydis;

- plėvelės filtravimas - tam tikromis sąlygomis, praėjus tam tikram pradiniam periodui, filtro medžiaga apgaubia skendinčių kietųjų dalelių plėvelę, ant kurios gali likti dalelės, mažesnės nei filtro medžiagos porų dydis: koloidai, smulkios bakterijos, dideli virusai;

- tūrinis filtravimas - suspenduotos dalelės, eidamos per filtruojančios medžiagos sluoksnį, pakartotinai keičia judėjimo kryptį ir greitį plyšiuose tarp filtruojančios medžiagos granulių ir pluoštų; taigi, filtro nešvarumų sulaikymas gali būti gana didelis – daugiau nei naudojant plėvelinį filtravimą. Filtravimas medžiaginiais, keraminiais, beveik visi filtrai su neaustiniais pluoštiniais filtravimo elementais atliekamas pagal pirmus du – iš įvardintų – tipus; smulkiagrūdžiuose biriuose filtruose - pagal antrąjį tipą, stambiagrūdžiuose birių filtruose - pagal trečią tipą.

2.2.1. Grūdų filtrų klasifikacija

Granuliuoti filtrai daugiausia naudojami skysčiams, kuriuose kietosios fazės kiekis yra nereikšmingas, o nuosėdos yra bevertės, valyti, pagrindinė filtrų paskirtis – skaidrinti natūralų vandenį. Jie yra plačiausiai naudojami vandens valymo technologijoje. Filtrų klasifikacija pagal keletą pagrindiniųženklai:

♦ filtravimo greitis:

Lėtas (0,1-0,3 m / h);

Greitas (5-12 m / h);

Itin didelis greitis (36-100 m/val.);

♦ slėgis, kuriuo jie dirba:

Atviras arba laisvas srautas;

Slėgio galvutė;

♦ filtro sluoksnių skaičius:

Vieno sluoksnio;

Dviejų sluoksnių;

Daugiasluoksnis.

Veiksmingiausi ir ekonomiškiausi yra daugiasluoksniai filtrai, kuriuose, siekiant padidinti nešvarumų sulaikymą ir filtravimo efektyvumą, krovinys gaminamas iš skirtingo tankio ir dalelių dydžio medžiagų: sluoksnio viršuje - didelės lengvos dalelės, apačioje - mažos sunkios dalelės. . Filtruojant žemyn, didelės priemaišos išlieka viršutiniame pašaro sluoksnyje, o likusios mažos - apatiniame. Tokiu būdu veikia visa atsisiuntimo apimtis. Skaidrinimo filtrai efektyviai sulaiko > 10 µm daleles.

2.2.2. Filtravimo technologija

Vanduo, kuriame yra suspenduotų dalelių, judantis per granuliuotą krūvį, kuris sulaiko suspenduotas daleles, yra nuskaidrintas. Proceso efektyvumas priklauso nuo priemaišų fizikinių ir cheminių savybių, filtravimo terpės ir hidrodinaminių faktorių. Priemaišos kaupiasi apkrovos storiu, mažėja laisvųjų porų tūris ir didėja apkrovos hidraulinis pasipriešinimas, dėl to didėja slėgio nuostoliai apkrovoje.

Apskritai filtravimo procesą sąlygiškai galima suskirstyti į kelis etapus: dalelių perkėlimas iš vandens srauto į filtruojančios medžiagos paviršių; dalelių prisitvirtinimas prie grūdelių ir tarpuose tarp jų; fiksuotų dalelių atsiskyrimas su jų perėjimu atgal į vandens srautą. Priemaišų pašalinimas iš vandens ir jų pritvirtinimas prie krovinio grūdelių vyksta veikiant sukibimo jėgoms. Ant apkrovos dalelių susidariusios nuosėdos turi trapią struktūrą, kurią veikiant hidrodinamines jėgas gali sunaikinti. Dalis anksčiau prilipusių dalelių atitrūksta nuo pašarinių grūdelių smulkių dribsnių pavidalu ir perkeliama į tolesnius pašaro sluoksnius (sufuzija), kur vėl pasilieka porų kanaluose. Taigi vandens skaidrumo procesas turėtų būti laikomas sukibimo ir susiliejimo proceso visuma. Nuskaidrinimas kiekviename elementiniame apkrovos sluoksnyje vyksta tol, kol dalelių sukibimo intensyvumas viršija atsiskyrimo intensyvumą. Viršutiniams apkrovos sluoksniams prisotinus, filtravimo procesas pereina į apatinius, filtravimo zona tarsi nusileidžia tekėjimo kryptimi iš srities, kurioje filtravimo medžiaga jau yra prisotinta užteršimo ir susiliejimo proceso. vyrauja šviežio krovinio plotas.

Tada ateina momentas, kai visas filtro apkrovos sluoksnis yra prisotintas vandens teršalų, o reikiamas vandens skaidrumo laipsnis nėra užtikrinamas. Skendinčių medžiagų koncentracija pašarų išleidimo angoje pradeda didėti.

Laikas, per kurį vanduo nuskaidrinamas iki tam tikro laipsnio, vadinamas įkrovos laikas ... Jį pasiekus arba kai pasiekiami ribiniai slėgio nuostoliai, nuskaidrinimo filtras turi būti perjungtas į atgalinio plovimo režimą, kai apkrova plaunama atvirkštiniu vandens srautu, o teršalai išleidžiami į kanalizaciją.

Stambios pakabos galimybė filtre daugiausia priklauso nuo jo masės; smulkios suspensijos ir koloidinės dalelės – nuo ​​paviršiaus jėgų. Didelę reikšmę turi suspenduotų dalelių krūvis, nes to paties krūvio koloidinės dalelės negali susijungti į konglomeratus, didėti ir nusėsti: krūvis neleidžia joms susijungti. Šis dalelių „svetimėjimas“ įveikiamas dirbtiniu krešėjimu. Dėl koaguliacijos susidaro agregatai - didesnės (antrinės) dalelės, susidedančios iš mažesnių (pirminių) dalelių sankaupos. Paprastai koaguliacija (kartais papildomai flokuliacija) atliekama nuskaidrinimo rezervuaruose.

Dažnai šis procesas derinamas su vandens minkštinimu kalkinant arba natrio karbonatu. Įprastuose skaidrinamuosiuose filtruose dažniausiai stebimas plėvelės filtravimas. Tūrinis filtravimas organizuojamas dviejų sluoksnių filtruose ir vadinamuosiuose kontaktiniuose skaidrintuvuose. Į filtrą pilamas apatinis kvarcinio smėlio sluoksnis, kurio grūdelių dydis 0,65-0,75 mm, ir viršutinis antracito sluoksnis, kurio grūdelių dydis 1,0-1,25 mm. Viršutiniame stambių antracito grūdelių sluoksnio paviršiuje plėvelė nesusidaro, suspenduotos priemaišos prasiskverbia giliai į sluoksnį – į poras ir nusėda ant grūdelių paviršiaus. Suspenduotas medžiagas, perėjusias per antracito sluoksnį, sulaiko apatinis smėlio sluoksnis. Atbulinės eigos filtro plovimo metu smėlio ir antracito sluoksniai nesimaišo, nes antracito tankis yra perpus mažesnis nei kvarcinio smėlio.

3. Jonų mainų valymo būdai

Jonų mainaiyra kai kurių jonų ištraukimo iš vandens ir pakeitimo kitais procesas. Procesas atliekamas naudojant jonų mainų medžiagas – dirbtinai granuliuotas vandenyje netirpias medžiagas, specialias neaustines medžiagas arba natūralius ceolitus, kurių struktūroje yra rūgščių arba bazinių grupių, kurias galima pakeisti teigiamais arba neigiamais jonais.

Jonų mainų technologija šiandien dažniausiai naudojama vandens minkštinimui ir demineralizavimui. Ši technologija leidžia pasiekti vandens kokybę, atitinkančią įvairių pramonės ir energetikos objektų standartus.

Rūgštingo plovimo vandens valymas jonų mainų metodu pagrįstas vandenyje netirpių jonų mainų gebėjimu pradėti jonų mainus su vandenyje tirpiomis druskomis, iš tirpalų išskiriant jų katijonus arba anijonus ir į tirpalą suteikiant lygiavertį jonų kiekį kurios regeneracijos metu periodiškai prisotinami katijonais ir anijonais.

Vandens valymo jonų mainų metodas naudojamas nusūdyti ir išvalyti vandenį nuo metalų jonų ir kitų priemaišų. Jonų mainų esmė – jonų mainų medžiagų gebėjimas paimti jonus iš elektrolitų tirpalų mainais į lygiavertį kiekį jonų mainų.

Vandens valymas atliekamas jonų mainais - sintetinėmis jonų mainų dervomis, pagamintomis granulių pavidalu, kurių dydis 0,2 ... 2 mm. Jonuokliai gaminami iš vandenyje netirpių polimerinių medžiagų, kurių paviršiuje yra judrus jonas (katijonas arba anijonas), kuris tam tikromis sąlygomis pradeda mainų reakciją su to paties ženklo jonais, esančiais vandenyje.

Selektyvi molekulių absorbcija kietojo adsorbento paviršiuje atsiranda dėl to, kad jas veikia nesubalansuotos adsorbento paviršiaus jėgos.

Jonų mainų dervos yra regeneruojamos. Išeikvojus jonų mainų darbinę galią, jis praranda galimybę keistis jonais ir turi būti regeneruojamas. Regeneracija atliekama sočiaisiais tirpalais, kurių pasirinkimas priklauso nuo jonų mainų dervos tipo. Atkūrimo procesai paprastai yra automatiniai. Regeneracija paprastai užtrunka apie 2 valandas, iš kurių 10-15 minučių atlaisvinimas, 25-40 minučių regeneruojančio tirpalo filtravimas ir 30-60 minučių plovimas. Jonų mainų gryninimas atliekamas nuosekliai filtruojant vandenį per katijonų ir anijonų keitiklius.

Priklausomai nuo priemaišų vandenyje tipo ir koncentracijos, reikiamo valymo efektyvumo, naudojamos įvairios jonų mainų agregatų schemos.

3.1. Katijonizacija

Katijonizacija , kaip rodo pavadinimas, naudojamas ištirpusiems katijonams iš vandens išgauti, t.y. katijonizacija - vandens valymo procesas jonų mainų metodu, dėl kurio vyksta katijonų mainai. Priklausomai nuo jonų tipo (H + arba Na +) katijono tūryje, išskiriami du pagrindiniai katijonizacijos tipai: natrio katijonizacija ir vandenilio katijonizacija.

3.1.1. Natrio katijonizacija

Natrio katijonų mainų metodas naudojamas minkštinti vandenį, kuriame suspenduotų kietųjų medžiagų kiekis ne didesnis kaip 8 mg / l, o vandens spalva ne didesnė kaip 30 laipsnių. Vandens kietumas mažėja vienos pakopos natrio katijonizacija iki 0,05 - 0,1 mg-ekv / l, dviejų pakopų - iki 0,01 mg-ekv / l. Natrio katijonizacijos procesas aprašomas tokiomis mainų reakcijomis:

Na-katijono keitiklio regeneracija pasiekiama per jį filtruojant 5-8% natrio chlorido tirpalą 3-4 m3 / h greičiu.

Valgomosios druskos kaip regeneracinio tirpalo privalumai:

1. pigumas;

2. prieinamumas;

3.Regeneruotus produktus lengva išmesti.

3.1.2. Vandenilio katijonizacija

Vandenilio katijonų mainų metodas naudojamas giluminiam vandens minkštinimui. Šis metodas pagrįstas apdoroto vandens filtravimu per katijonų keitiklio sluoksnį, kuriame vandenilio katijonai yra keičiami jonai.

Vandenilinant katijonizuojant vandenį, dėl proceso metu susidarančių rūgščių žymiai sumažėja filtrato pH. Anglies dioksidas iš minkštėjimo reakcijų gali būti pašalintas degazuojant. Šiuo atveju H-katijono keitiklis regeneruojamas 4-6% rūgšties tirpalu.

3.1.3. Kiti katijonizacijos būdai

Natrio chloro jonizacijos metodas naudojamas, kai reikia sumažinti bendrą šaltinio vandens kietumą, bendrą šarmingumą ir mineralizaciją, padidinti katilo vandens galimo šarminio agresyvumo kriterijų (sumažinti santykinį šarmingumą), sumažinti anglies dioksido kiekį garuose ir prapūtimo vertę. garo katilų - nuosekliai filtruojant per natrio katijonų dervos sluoksnį viename filtre ir per sluoksnius: pirma - chloro anijonų keitiklį, o paskui - natrio katijonų keitiklį kitame filtre.

Vandenilio-natrio katijonizacija (jungtinis, lygiagretus arba nuoseklus su normaliu arba „badaujančiu“ vandenilio-katijoninių filtrų regeneravimu) – sumažinti bendrą vandens kietumą, bendrą šarmingumą ir druskingumą, taip pat padidinti katilo vandens galimo šarminio agresyvumo kriterijų, sumažinti anglies kiekį. dioksido kiekį garuose ir sumažinti katilo prapūtimą.

Amonio-natrio katijonizacija naudojamas tiems patiems tikslams pasiekti kaip ir natrio chlorido jonizacija.

3.2. Anijonizacija

Anijonizacija , kaip rodo pavadinimas, naudojamas ištirpusiems anijonams išgauti iš vandens. Vanduo, kuris jau buvo preliminariai katijonizuotas, yra anjonizuojamas. Anijonų mainų filtro regeneravimas dažniausiai atliekamas naudojant šarmą (NaOH). Išnaudojus anijonų mainų darbinę galią, jis regeneruojamas.Ir stiprūs, ir silpnai baziniai anijonai gali sugerti iš vandens stiprius rūgščius anijonus. Silpnų rūgščių – anglies ir silicio – anijonus sugeria tik stipriai baziniai anijonai.Stipriai baziniams anijonams kaip regeneruojantis naudojamas NaOH tirpalas (todėl procesas dar vadinamas hidroksidiniu anijonu). Jonų mainų mechanizmas ir įvairių veiksnių įtaka anijonizacijos proceso technologijai daugeliu atžvilgių yra panašūs į jų įtaką katijonizacijos procesams, tačiau yra ir reikšmingų skirtumų. Silpnai baziniai anijonai gali skirtingu laipsniu sorbuoti skirtingus anijonus. Paprastai stebima tam tikra serija, kurioje kiekvienas ankstesnis jonas yra absorbuojamas aktyviau ir didesniais kiekiais nei kitas.

Technologinėje demineralizacijos jonizacijos būdu po vandenilio-katijoninių ir silpnai bazinių anijoninių filtrų grandinėje numatyti stipriai šarminiai anijoniniai filtrai, jei reikia iš vandens pašalinti silicio rūgšties, o kartais ir anglies rūgšties anijonus. Geriausi rezultatai gaunami esant žemoms pH vertėms ir beveik visiškai nusausinant vandenį. Anijonų keitiklių naudojimas esant organinių priemaišų kiekiui pradiniame vandenyje turi savų ypatumų.

3.3. Vandens demineralizacija joniniu metodu

Nuotekoms valyti nuo stiprių rūgščių anijonų naudojama vienpakopės H-katijonizacijos ir OH-anijonavimo technologinė schema, naudojant stipriai rūgštinį katijonų keitiklį ir silpnai bazinį anijonų keitiklį.

Gilesniam nuotekų, įskaitant druskų, valymui naudojama vienos arba dviejų pakopų H-katijonizacija ant stipriai rūgštinio katijono keitiklio, po to dviejų pakopų OH-anijonizavimas ant silpnai, o po to ant stipriai bazinio anijoniuko.

Kai nuotekose yra daug anglies dioksido ir jo druskų, stipriai bazinio anijonito talpa greitai išsenka. Siekiant sumažinti išeikvojimą, nuotekos po katijonų mainų filtro degazuojamos specialiuose degazatoriuose su įpakavimu iš Raschig žiedų arba kituose įrenginiuose. Jei reikia, numatyti pH vertę ~ 6,7 ir išvalyti nuotekas nuo silpnų rūgščių anijonų, vietoj antrojo etapo anijonų mainų filtrų naudojamas mišrus filtras, pakrautas stipriai rūgštinio katijono ir stipriai šarminio mišinio. anijonų keitiklis.

Vandens gėlinimo jonų mainų būdu metodas pagrįstas nuosekliu vandens filtravimu per H-katijonų keitiklį, o po to OH-, HCO 3 -arba CO 3 - anijonų mainų filtrą. H-katijonų mainų filtre katijonai, esantys vandenyje pakeičiami vandenilio katijonais. OH-anijonų mainų filtruose, kuriuos vanduo praleidžia po H-katijonų mainų filtrų, susidariusių rūgščių anijonai pakeičiami į OH-jonus. Reikalavimai vandeniui, tiekiamam į H-OH filtrus:

suspenduotos kietosios medžiagos - ne daugiau kaip 8 mg / l;

bendras druskos kiekis - iki 3 g / l;

sulfatai ir chloridai - iki 5 mg / l;

spalvingumas - ne daugiau kaip 30 laipsnių;

permanganato oksidacija - iki 7 mg О 2 / l;

bendras geležies kiekis - ne daugiau kaip 0,5 mg / l;

naftos produktai – nebuvimas;

laisvasis aktyvusis chloras - ne daugiau kaip 1 mg / l.

Jei šaltinio vanduo neatitinka šių reikalavimų, būtina atlikti išankstinį vandens valymą.

Atsižvelgiant į reikiamą vandens gėlinimo gylį, projektuojami vieno, dviejų ir trijų pakopų įrenginiai, tačiau visais atvejais metalo jonams pašalinti iš vandens naudojami stipriai rūgštūs H-katijonai, turintys didelę mainų galią.

Vienpakopiai jonų mainai naudojami vandeniui, kurio druskingumas yra iki 1 mg/l (bet ne didesnis kaip 20 mg/l), gauti.

Vienpakopiuose jonų keitikliuose vanduo nuosekliai leidžiamas per filtrų grupę su H-katijonų keitikliu, o po to per filtrų grupę su silpnai baziniu anijonitu; laisvasis anglies monoksidas (CO 2) pašalinamas degazatoriuje, sumontuotame po katijonų mainų arba anijonų mainų filtrų, jei jie regeneruojami sodos ar bikarbonato tirpalu. Kiekvienoje grupėje turi būti bent du filtrai.

3.4. Vandens demineralizacija jonizacijos būdu

Vandens demineralizacija - metodas, skirtas sumažinti vandens druskingumą, įskaitant bendrą kietumą, bendrą šarmingumą ir silicio junginių kiekį. Vandens demineralizacijos jonų mainų metodas pagrįstas nuosekliu vandens filtravimu per vandenilio katijonų keitiklį, o po to per HCO 3 -, OH - arba CO 3 - anijonų keitiklį. Iš anijonų, prie kurių buvo prijungti katijonai, filtrate susidaro lygiavertis rūgšties kiekis. Angliavandenių irimo procese susidaręs CO 2 pašalinamas kalcinatoriuose.

Anijonų mainų filtruose (hidroksido anijonas) susidariusių rūgščių anijonai pakeičiami OH jonais - (vėluoja filtras). Rezultatas – demineralizuotas (demineralizuotas) vanduo.

Šis metodas iš tikrųjų yra „priklausomas“, sintetinis. Tai schematiška įvairaus sudėtingumo derinių serija – priklausomai nuo vandens valymo tikslo – vandenilio katijonizavimo ir hidroksido anijonizavimo.

3.5. Jonų mainų įrenginių naudojimo sąlygos

Jonų mainų įrenginiai turėtų būti tiekiami vandeniu, kuriame yra druskų - iki 3 g / l, sulfatų ir chloridų - iki 5 mmol / l, suspenduotų kietųjų medžiagų - ne daugiau kaip 8 mg / l, spalvos - ne aukštesnės kaip 30 laipsnių, permanganato oksiduojamumas - iki 7 mgO / l. Atsižvelgiant į reikiamą vandens demineralizacijos gylį, projektuojami vieno, dviejų ir trijų pakopų įrenginiai, tačiau visais atvejais metalo jonams pašalinti iš vandens naudojami stipriai rūgštūs vandenilio katijonai. Pramonės ir energijos vartotojams vanduo gali būti ruošiamas pagal vieno etapo schemą - vienas katijonų ir vienas anijonų keitiklis; pagal dviejų pakopų schemą - atitinkamai du katijonai ir du anijonai; pagal trijų pakopų schemą, o trečioji pakopa gali būti projektuojama dviem variantais: atskirai katijonų ir anijonų keitikliai arba sujungiant katijonų ir anijonų keitiklius viename filtre.

Po vieno etapo schemos: vandens druskingumas - 2-10 mg / l; savitasis laidumas - 1-2 μS / cm; silicio junginių kiekis nekinta. Vandeniui, kurio druskingumas yra 0,1–0,3 mg / l, gauti naudojama dviejų pakopų schema; savitasis elektros laidumas 0,2-0,8 μS / cm; silicio junginių kiekis iki 0,1 mg/l. Trijų pakopų schema leidžia sumažinti druskos kiekį iki 0,05–0,1 mg / l; savitasis elektros laidumas - iki 0,1-0,2 μS / cm; silicio rūgšties koncentracija – iki 0,05 mg/l. Buitiniams filtrams naudojama vienpakopė demineralizacija – bendras filtro apkrovimas su katijonų ir anijonų mainais.

3.6. Mišraus veikimo filtrai

Katijono ir anijoninės dervos derinys viename aparate leidžia pasiekti aukštą gryninimo laipsnį: beveik visi tirpale esantys jonai yra išgaunami iš vandens vienu praėjimu. Išgrynintas vanduo turi neutralią reakciją ir mažai druskos. Po prisotinimo jonais jonų keitiklių mišinys - regeneracijai - pirmiausia turi būti padalintas į skirtingo tankio katijonus ir anijonus. Atskyrimas atliekamas hidrodinaminiu metodu (vandens srautas iš apačios į viršų) arba užpildant filtrą koncentruotu 18% reagento tirpalu. Šiuo metu pagrindiniai užsienio gamintojai gamina monodispersinių dervų granulių rinkinius, specialiai parinktus pagal tankį ir dydį, užtikrinančius aukštą rodiklių atskyrimo ir stabilumo laipsnį.

Dėl katijonų ir anijonų keitiklių mišinio atskyrimo ir jų regeneravimo operacijų sudėtingumo tokie įrenginiai daugiausia naudojami silpnai druskingo vandens valymui ir papildomam vandens, prieš tai nudruskinto atvirkštinio osmoso būdu, valymui, kai regeneracija atliekama retai arba jonų mainai naudojami vieną kartą.

3.7. Jonų mainų technologijos ypatumai

Istoriškai beveik visų konstrukcijų jonų mainų filtrai yra lygiagrečiai tikslūs (tiesioginio srauto), tai yra, išvalytas vanduo ir regeneruojantis tirpalas filtre juda ta pačia kryptimi – iš viršaus į apačią. Regeneraciniam tirpalui judant iš viršaus į apačią per jonų mainų sluoksnį, koncentracijos galvutė – koncentracijos skirtumas tarp anksčiau sulaikytų jonų (pavyzdžiui, kalcio ir magnio) ir juos išstumiančių regeneruojančio tirpalo jonų (pavyzdžiui, natrio). – tampa vis mažiau.

Savo kelio pabaigoje „silpnas“ regeneravimo tirpalas susiduria su jonų keitiklio sluoksniu, kuriame yra šiek tiek, nors ir nedidelis, kiekis jonų, kuriuos reikia išstumti iš jonų keitiklio. Poslinkis nevyksta. Dėl to kitas išvalyto vandens srautas nepasiekia reikiamos kokybės.

Ši jonų mainų technologijos ypatybė, taip pat jonų mainų, regenerantų ir liotropinių serijų savybės lemia esminius vandens valymo jonų mainų technologijos trūkumus: didelis reagentų suvartojimas, vanduo jonų keitiklio plovimui nuo jonų likučių. regeneravimo tirpalas ir didelis kiekis nuotekų, kurių kokybė neatitinka norminių dokumentų reikalavimų.

Išeitį rado technologai, pasiūlę dviejų pakopų filtravimą natrio katijonizavimui ir trijų pakopų filtravimą demineralizavimui jonizacijos būdu. Lygiagretaus srauto priešpriešinio srauto filtravimas gali būti laikomas dviejų pakopų minkštinimo tipu: nepaisant pavadinimo, lygiagrečio srauto filtravimas atliekamas kiekvienoje filtrų poroje.

Dekarbonizacija- anglies monoksido, išsiskiriančio vandenilinimo katijonizacijos ir anijonizacijos procesuose, pašalinimas.

Būtina jį pašalinti iš vandens prieš stipriai bazinius anijoninius filtrus, nes esant CO 2 vandenyje, dalis anijonų mainų darbinio pajėgumo bus skirta CO 2 absorbcijai.

Tradiciškai anglies dioksidui pašalinti iš vandens naudojami kalcinatoriai - įrenginiai, pripildyti įvairiais vandens skirstytuvais (dažniau - biriais, pvz., Raschig's, Pall's žiedais ir kt.), vadinami pakavimo, arba be užpildų ir pučiami oru link vandens. vandens srautas. Priklausomai nuo schemos, kalcinatorius gali būti montuojamas po pirmojo arba antrojo vandenilinimo katijonizavimo etapo, arba po pirmos (silpnai bazinės) anijonizacijos stadijos. Pastaroji schema dažniau naudojama užsienio projektuose. Plačiai naudojami ežektoriniai (vakuuminiai, reaktyviniai) aparatai. Jų darbas pagrįstas didelio greičio srauto sukūrimu ežektoriuje, kuriame srautas ištuštinamas, po to oras įsiurbiamas į vandenį ir išpučiamas. Dėl mažų matmenų ši konstrukcija užtikrina aukštą našumą ir aukštą dujų šalinimo efektyvumą. Šiuo atveju laisvas CO 2. Mažuose vandens valymo įrenginiuose, kurių šaltinio vandenyje yra mažai bikarbonatų, naudojama vandens valymo schema be kalcinatorių.

5. Baromembraniniai vandens valymo metodai

Vandens demineralizacija jonų mainų būdu ir terminė demineralizacija (distiliacija) leidžia gėlinti vandenį, beveik visiškai išsūdyti. Tačiau šių metodų taikymas atskleidė trūkumus: regeneracijos poreikį, stambią ir brangią įrangą, brangius jonų mainus ir kt. Šiuo atžvilgiu plačiai paplito baromembraniniai vandens valymo metodai.

Baromembraninių metodų grupė apima atvirkštinį osmosą, mikrofiltravimą, ultrafiltravimą ir nanofiltravimą. Atvirkštinis osmosas (porų dydis 1-15Å , darbinis slėgis 0,5-8,0 MPa) naudojamas vandens demineralizacijai, išlaiko beveik visus jonus 92-99%, o dviejų pakopų sistemoje - iki 99,9%. Nanofiltracija (porų dydis 10-70Å , darbinis slėgis 0,5-8,0 MPa) naudojamas dažams, pesticidams, herbicidams, sacharozei, kai kurioms ištirpusioms druskoms, organinėms medžiagoms, virusams ir kt. Ultrafiltracija (porų dydis 30-1000Å , darbinis slėgis 0,2-1,0 MPa) naudojamas atskirti kai kuriuos koloidus (pavyzdžiui, silicį), virusus (įskaitant poliomielitą), suodžius, pieno frakcijas ir kt. Mikrofiltravimas (porų dydis 500-20000Å , darbinis slėgis nuo 0,01 iki 0,2 MPa) naudojamas atskirti kai kuriuos virusus ir bakterijas, smulkius pigmentus, aktyviosios anglies dulkes, asbestą, dažus, vandens ir aliejaus emulsijų atskyrimą ir kt. Kuo didesnės poros susidaro membranoje, tuo suprantamesnis filtravimo per membraną procesas, tuo labiau jis fiziškai priartėja prie vadinamojo mechaninio filtravimo.

Tarpinę grupę sudaro vadinamosios bėgių membranos, gautos apšvitinus polietileno tereftalanto plėveles sunkiųjų jonų srautu ant ciklotrono. Paveikus plėvelę ultravioletiniais spinduliais ir ėsdinant šarmu, plėvelėje susidaro 0,2-0,4 mikrono (daugiausia 0,3 mikrono) skersmens poros.

5.1. Atvirkštinis osmosas

Atvirkštinis osmosas - vienas iš perspektyviausių vandens valymo būdų, kurio privalumai yra mažos energijos sąnaudos, prietaisų ir instaliacijų projektavimo paprastumas, nedideli jų matmenys ir naudojimo paprastumas; Jis naudojamas vandenims, kurių druskingumas yra iki 40 g / l, gėlinti, o jo naudojimo ribos nuolat plečiasi.

Metodo esmė. Jei tirpiklis ir tirpalas yra atskirti pusiau pralaidžia pertvara, kuri leidžia tik tirpiklio molekulę, tada prasidės tirpiklis eikite per skaidinį į sprendimą, kol tie iki tirpalų koncentracijos abiejose pusėse membranos nėra suderintos. Savaiminio medžiagų tekėjimo per pusiau pralaidžią membraną, skiriančią du tirpalus, procesas skirtingos koncentracijos (ypatingu atveju – grynas tirpiklis ir tirpalas), vadinami osmosas (iš graikų kalbos: osmosas - stumti, spausti). Jei virš tirpalo susidaro priešslėgis, tirpiklio prasiskverbimo per membraną greitis sumažės. Nustačius pusiausvyrą, ją atitinkantis slėgis gali būti kiekybinė atvirkštinio osmoso reiškinio charakteristika. Jis vadinamas osmosiniu slėgiu ir yra lygus slėgiui, kurį reikia taikyti tirpalas, kad būtų pusiausvyra su grynu tirpikliu, atskirtu nuo jo pusiau pralaidžia pertvara. Taikoma vandens valymo sistemoms, kur tirpiklis yra vanduo, atvirkštinis procesas Osmosas gali būti pavaizduotas taip: jei iš natūralaus vandens, tekančio per aparatą, pusės su tam tikru priemaišų kiekiu taikyti slėgį, viršijantį osmosinį slėgį, tada vanduo prasiskverbs pro membraną ir kaupiasi kitoje jo pusėje, o priemaišos lieka su pirminiu vandeniu, jų koncentracija bus padidinti.

Praktikoje membranos paprastai neturi idealaus pusiau pralaidumo ir pastebimas tam tikras prasiskverbimas per membraną.

Tirpalų osmosinis slėgis gali siekti dešimtis MPa. Darbinis slėgis atvirkštinio osmoso įrenginiuose turėtų būti daug didesnis, nes jų produktyvumą lemia proceso varomoji jėga – skirtumas tarp darbinio ir osmosinio slėgio. Taigi, esant 2,45 MPa osmosiniam slėgiui jūros vandeniui, kuriame yra 3,5% druskų, gėlinimo įrenginiuose rekomenduojama palaikyti 6,85–7,85 MPa darbinį slėgį.

5.2. Ultrafiltracija

Ultrafiltracija - membranos atskyrimo procesas, taip pat tirpalų frakcionavimas ir koncentravimas. Jis vyksta veikiant didelės molekulinės ir mažos molekulinės masės junginių tirpalų slėgio skirtumui (prieš ir po membranos).

Ultrafiltracija pasiskolino iš atvirkštinio osmoso membranų gavimo būdus, taip pat daugeliu atžvilgių yra panaši į jį techninės įrangos dizaino požiūriu. Skirtumas slypi daug didesniuose reikalavimuose pašalinti nuo membranos paviršiaus koncentruotą medžiagos tirpalą, galintį sudaryti gelio pavidalo sluoksnius ir blogai tirpias nuosėdas ultrafiltravimo atveju. Ultrafiltravimas pagal proceso eigos schemą ir parametrus yra tarpinė grandis tarp filtravimo ir atvirkštinio osmoso.

Daugeliu atvejų ultrafiltravimo technologinės galimybės yra daug platesnės nei atvirkštinio osmoso. Taigi, naudojant atvirkštinį osmosą, paprastai išlaikomos beveik visos dalelės. Tačiau praktikoje dažnai kyla problemų dėl tirpalo komponentų selektyvaus atskyrimo, tai yra, frakcionavimo. Šios problemos sprendimas yra labai svarbus, nes galima išskirti ir koncentruoti labai vertingas ar retas medžiagas (baltymus, fiziologiškai aktyvias medžiagas, polisacharidus, retųjų metalų kompleksus ir kt.). Ultrafiltravimas, priešingai nei atvirkštinis osmosas, naudojamas atskirti sistemas, kuriose ištirpusių komponentų molekulinė masė yra daug didesnė už tirpiklio molekulinę masę. Pavyzdžiui, vandeniniams tirpalams daroma prielaida, kad ultrafiltravimas taikomas, kai bent vieno iš sistemos komponentų molekulinė masė yra 500 ar daugiau.

Varomoji ultrafiltravimo jėga yra slėgio skirtumas abiejose membranos pusėse. Paprastai ultrafiltravimas atliekamas esant santykinai žemam slėgiui: 0,3-1 MPa. Ultrafiltracijos atveju išorinių veiksnių vaidmuo žymiai padidėja. Taigi, priklausomai nuo sąlygų (slėgio, temperatūros, turbulencijos intensyvumo, tirpiklio sudėties ir kt.), ant tos pačios membranos galima pasiekti visišką medžiagų atskyrimą, o tai neįmanoma naudojant skirtingą parametrų derinį. Ultrafiltravimo apribojimai apima: siaurą technologinį diapazoną – poreikį tiksliai palaikyti proceso sąlygas; santykinai maža koncentracijos riba, kuri hidrofilinėms medžiagoms paprastai neviršija 20-35%, o hidrofobinėms medžiagoms - 50-60%; trumpas (1-3 metų) membranos tarnavimo laikas dėl nusėdimo porose ir jų paviršiuje. Tai sukelia užteršimą, apsinuodijimą ir membranos struktūros sutrikimą arba jų mechaninių savybių pablogėjimą.

5.3. Membranos

Membranų metodų įgyvendinimą lemia pusiau pralaidžių membranų, atitinkančių šiuos pagrindinius reikalavimus, sukūrimas ir gamyba:

Didelis atskyrimo gebėjimas (selektyvumas);

Didelis specifinis produktyvumas (pralaidumas);

Cheminis atsparumas atskiriamos sistemos komponentų veikimui;

Charakteristikos nuoseklumas eksploatacijos metu;

Pakankamas mechaninis stiprumas, kad atitiktų montavimo, transportavimo ir sąlygas

membranų saugojimas;

Žema kaina.

Šiuo metu rinkoje yra dviejų pagrindinių tipų membranos, pagamintos iš celiuliozės acetato (mono-, di- ir triacetato mišinio) ir aromatinių poliamidų. Pagal formą membranos yra suskirstytos į vamzdines, lakštines (spirališkai susuktas) ir pagamintos iš tuščiavidurių pluoštų. Šiuolaikinės atvirkštinio osmoso membranos – kompozitinės – susideda iš kelių sluoksnių. Bendras storis yra 10-150 mikronų, o sluoksnio storis, lemiantis membranos selektyvumą, yra ne didesnis kaip 1 mikronas.

Praktiniu požiūriu didžiausią susidomėjimą kelia du proceso rodikliai: ištirpusios medžiagos sulaikymo koeficientas (selektyvumas) ir produktyvumas (tūrinis srautas) per membraną. Abu šie rodikliai nevienareikšmiškai apibūdina membranos pusiau pralaidžias savybes, nes jie labai priklauso nuo proceso sąlygų (slėgio, hidrodinaminių sąlygų, temperatūros ir kt.).

6. Vandens atidėjimo būdai

Vanduo, kuriame yra daug geležies, yra nemalonaus skonio, todėl tokio vandens naudojimas pramoniniuose procesuose (tekstilės, popieriaus gamyboje ir kt.) yra nepriimtinas, nes ant gatavo produkto susidaro rūdžių dėmės ir dryžiai. Geležies ir mangano jonai užteršia jonų mainų dervas, todėl daugumos jonų mainų procesų metu ankstesnis vandens valymo etapas yra jų pašalinimas. Šilumos ir elektros įrenginiuose (garo ir karšto vandens katiluose, šilumokaičiuose) geležis yra geležies nuosėdų susidarymo ant šildymo paviršių šaltinis. Vandenyje, tiekiamame gydymui baromembranoje, elektrodializėje, magnetiniuose prietaisuose – geležies kiekis visada ribojamas. Vandens valymas iš geležies junginių kai kuriais atvejais yra gana sudėtinga užduotis, kurią galima išspręsti tik kompleksiškai. Ši aplinkybė pirmiausia siejama su geležies egzistavimo natūraliuose vandenyse formų įvairove. Norint nustatyti efektyviausią ir ekonomiškiausią konkretaus vandens atidėjimo būdą, reikia atlikti bandomąjį geležies šalinimą. Vandens atidėjimo metodas, projektiniai parametrai ir reagentų dozės turėtų būti parenkami remiantis technologinių tyrimų, atliekamų tiesiogiai vandens tiekimo šaltinyje, rezultatais.

Paviršiniams vandenims atidėti naudojami tik reagentų metodai ir vėlesnis filtravimas. Požeminio vandens nugeležinimas atliekamas filtruojant kartu su vienu iš pirminio vandens apdorojimo būdų:

Supaprastinta aeracija;

Aeracija specialiuose įrenginiuose;

Koaguliacija ir nuskaidrinimas;

Oksiduojančių reagentų, tokių kaip chloras, natrio ar kalcio hipochloritas, ozonas, įvedimas,

kalio permanganatas.

Motyvuotai naudojami katijonizavimo, dializės, flotacijos, elektrokoaguliacijos ir kiti metodai.

Koaguliacija aliuminio sulfatu arba aliuminio oksichloridu arba geležies sulfatu, pridedant chloro arba natrio hipochlorito, naudojamas norint pašalinti iš vandens geležį, kuri yra, pavyzdžiui, geležies hidroksido koloidų arba koloidinių organinių junginių pavidalu. , geležies humatai.

Smėlis, antracitas, sulfoanglys, keramzitas, piroliusitas dažniausiai naudojami kaip filtrų užpildai, taip pat filtrų medžiagos, apdorotos katalizatoriumi, pagreitinančiu juodosios geležies oksidaciją į geležies oksidą. Pastaraisiais metais vis labiau plinta užpildai, turintys katalizinių savybių.

Jei vandenyje yra koloidinės geležies, būtina atlikti teismo proceso atidėjimas ... Jei to neįmanoma atlikti pirmajame projektavimo etape, pasirinkite vieną iš aukščiau pateiktų metodų, pagrįstų laboratorijoje atliktu bandomuoju atidėjimu arba panašių įrenginių patirtimi.

7. Vandens nusausinimas

Mangano žemės plutoje yra daug, jis dažniausiai randamas kartu su geležimi. Ištirpusio mangano kiekis požeminiuose ir paviršiniuose vandenyse, kuriuose trūksta deguonies, siekia kelis mg/l. Rusijos sanitariniai standartai riboja didžiausią leistiną mangano kiekį geriamajame vandenyje iki 0,1 mg / l.

Kai kuriose Europos šalyse reikalavimai griežtesni: ne daugiau 0,05 mg/l. Jei mangano kiekis yra didesnis už šias vertes, pablogėja vandens organoleptinės savybės. Ant santechnikos atsiranda daugiau nei 0,1 mg/l mangano dėmių ir nepageidautinas vandens skonis. Ant vidinių vamzdynų sienelių susidaro nuosėdos, kurios nusilupa juodos plėvelės pavidalu.

Požeminiame vandenyje manganas yra dvivalentės būsenos lengvai tirpių druskų pavidalu. Norint pašalinti manganą iš vandens, jis turi būti paverstas netirpiu oksidacijos būdu į trivalentę ir keturiavalenę formas. Oksiduotos mangano formos hidrolizuojamos ir susidaro praktiškai netirpūs hidroksidai.

Kad manganas būtų veiksmingai oksiduojamas deguonimi, išgryninto vandens pH vertė turi būti 9,5–10,0. Kalio permanganatas, chloras arba jo dariniai (natrio hipochloritas), ozonas leidžia atlikti demaganavimo procesą esant žemesnėms pH vertėms, lygioms 8,0-8,5. 1 mg ištirpusio mangano oksidacijai reikia 0,291 mg deguonies.

7.1. Demanganavimo metodai

Gilus aeravimas ir filtravimas. Pirmajame valymo iš vandens vakuume etape išgauti laisvą anglies dioksidą, kuris prisideda prie pH vertės didinimas iki 8,0-8,5. Šiam tikslui naudokite vakuuminį išmetimo aparatą, kai Taigi, jo išmetimo dalyje vanduo yra išsklaidytas ir prisotintas atmosferos deguonimi. Tada vanduo siunčiamas filtruoti per granuliuotą apkrovą, pavyzdžiui, kvarcinį smėlį.Šis valymo būdas taikomas, kai šaltinio vandens oksiduojamumas permanganatu yra ne didesnis kaip 9,5 mgO/l. Buvimas vandenyje yra privalomas juodoji geležis, kurios oksidacijos metu susidaro geležies hidroksidas, adsorbuojantis Mn 2+ ir kataliziškai jį oksiduojantis.

Koncentracijos santykis / turi būti ne mažesnis kaip 7/1. Jei šaltinio vandenyje šis santykis nepasiekiamas, į vandenį papildomai dozuojamas geležies sulfatas (geležies sulfatas).

Demanganavimas kalio permanganatu. Metodas taikomas tiek paviršiniam, tiek požeminiam vandeniui. Į vandenį patekus kalio permanganato, ištirpęs manganas oksiduojamas blogai tirpaus mangano oksido susidarymas. Nusodintas mangano oksidas dribsnių pavidalu turi aukštą išvystytą specifiškumą, kuris lemia dideles jo sorbcijos savybes. Nuosėdos geros katalizatorius, leidžiantis sugadinti, kada pH = 8,5.

Kaip jau minėta, kalio permanganatas užtikrina ne tik mangano, bet ir įvairių formų geležies pašalinimą iš vandens. Taip pat pašalinami kvapai, o dėl sorbcinių savybių pagerėja vandens skonis.

Po kalio permanganato įvedamas koaguliantas, pašalinantis oksidacijos produktus ir suspenduotas medžiagas, o po to filtruojamas ant smėlio sluoksnio. Išvalius manganą iš požeminių vandenų, lygiagrečiai su kalio permanganatu įvedama aktyvuota silicio rūgštis arba flokuliantai. Tai leidžia mangano oksido dribsniams stambiai susikaupti.

8. Vandens dezinfekcija

Vandens dezinfekcija yra sanitarinių ir techninių priemonių naikinti vandenyje esančias bakterijas ir virusus, sukeliančius infekcines ligas. Atskirkite cheminius arba reagentinius ir fizinius arba ne reagentinius vandens dezinfekcijos metodus. Labiausiai paplitę cheminiai vandens dezinfekavimo būdai yra vandens chloravimas ir ozonavimas, o fizinis – dezinfekavimas ultravioletiniais spinduliais. Prieš dezinfekavimą vanduo paprastai yra apdorojamas vandeniu, pašalinant helmintų kiaušinėlius ir didelę dalį mikroorganizmų.

Taikant cheminius vandens dezinfekavimo metodus, norint pasiekti stabilų dezinfekavimo efektą, būtina teisingai nustatyti įvedamo reagento dozę ir užtikrinti pakankamą jo sąlyčio su vandeniu trukmę. Reagento dozė nustatoma bandomosios dezinfekcijos arba skaičiavimo metodais. Norint išlaikyti pageidaujamą efektą cheminiais vandens dezinfekcijos metodais, reagento dozė apskaičiuojama pertekliniu būdu (likutinis chloras, liekamasis ozonas), kuris garantuoja mikroorganizmų, patekusių į vandenį, sunaikinimą kurį laiką po dezinfekcijos.

Pagal dabartinę geriamojo vandens dezinfekavimo praktiką chlorinimas dažniausias. Jungtinėse Valstijose 98,6% vandens (didžioji dauguma) yra chloruota. Panašus vaizdas vyksta Rusijoje ir kitose šalyse, t. y. pasaulyje 99 iš 100 atvejų dezinfekcijai naudojami arba grynas chloras, arba chloro turintys produktai.

Tokį chlorinimo populiarumą lemia ir tai, kad tai vienintelis būdas užtikrina vandens mikrobiologinę saugą bet kuriame skirstomojo tinklo taške bet kuriuo metu dėl poveikio. ... Šis poveikis pasireiškia tuo, kad po chloro molekulių įvedimo į vandenį ("poveikis"), pastarieji išlaiko savo aktyvumą prieš mikrobus ir slopina savo fermentų sistemas visame vandens kelyje palei vandens tiekimo tinklus iš vandens valymo įrenginio. (vandens suvartojimas) kiekvienam vartotojui. Mes tai pabrėžiame šalutinis poveikis būdingas tik chlorui.

Ozonavimas remiantis ozono savybe vandenyje skaidytis, susidarant atominiam deguoniui, kuris ardo mikrobų ląstelių fermentines sistemas ir oksiduoja kai kuriuos junginius, suteikiančius vandeniui nemalonų kvapą (pavyzdžiui, humusines bazes). Vandens dezinfekcijai reikalingas ozono kiekis priklauso nuo vandens užterštumo laipsnio ir yra 1-6 mg/l, kai kontaktuojate 8-15 minučių; likutinio ozono kiekis turi būti ne didesnis kaip 0,3-0,5 mg/l, nes didesnė dozė suteikia vandeniui specifinį kvapą ir sukelia vandens vamzdžių koroziją. Dėl didelio elektros suvartojimo, sudėtingos įrangos naudojimo ir aukštos kvalifikuotos techninės priežiūros ozonavimas rado pritaikymą vandens dezinfekcijai tik naudojant centralizuotą vandens tiekimą specialios paskirties objektams.

Iš fizinių vandens dezinfekavimo būdų labiausiai paplitęs yra dezinfekcija ultravioletiniais spinduliais , kurių baktericidinės savybės atsiranda dėl poveikio ląstelių metabolizmui ir ypač bakterinės ląstelės fermentų sistemoms. Ultravioletiniai spinduliai naikina ne tik vegetatyvines, bet ir sporines bakterijų formas bei nekeičia organoleptinių vandens savybių. Būtina sąlyga šio dezinfekavimo būdo efektyvumui – dezinfekuojamo vandens bespalvis ir skaidrumas, trūkumas – poveikio nebuvimas. Todėl vandens dezinfekcija ultravioletiniais spinduliais dažniausiai naudojama požeminiams ir požeminiams vandenims. Vandens dezinfekcijai atviruose vandens šaltiniuose naudojamas ultravioletinių spindulių derinys su nedidelėmis chloro dozėmis.

Iš fizinių individualios vandens dezinfekcijos metodų labiausiai paplitęs ir patikimiausias yra verdantis , kuriame, be naikinančių bakterijų, virusų, bakteriofagų, antibiotikų ir kitų biologinių veiksnių, dažnai esančių atviruose vandens šaltiniuose, pašalinamos vandenyje ištirpusios dujos ir sumažėja vandens kietumas. Vandens skonis verdant pasikeičia mažai.

Stebint vandens vamzdynų vandens dezinfekcijos efektyvumą, atsižvelgiama į saprofitinės mikrofloros kiekį dezinfekuotame vandenyje ir ypač Escherichia coli. visi žinomi vandeniu plintančių žmonių infekcinių ligų (choleros, vidurių šiltinės, dizenterijos) sukėlėjai yra jautresni cheminių ir fizinių vandens dezinfekcijos priemonių baktericidiniam poveikiui nei E. coli. Vanduo laikomas tinkamu vandeniu, jei jo 1 litre yra ne daugiau kaip 3 Escherichia coli. Vandentiekiuose, kuriuose naudojamas chloravimas arba ozonavimas, likutinio chloro arba ozono kiekis tikrinamas kas 1 valandą (arba 30 minučių), kaip netiesioginį vandens dezinfekcijos patikimumo rodiklį.

Rusijoje susidarė rimta situacija dėl centralizuotų vandens ėmimo vietų vandens valymo kompleksų, kurie daugeliu atvejų buvo suprojektuoti ir pastatyti prieš 70–80 metų, techninės būklės. Jų susidėvėjimas kasmet auga, o daugiau nei 40 % įrangos reikia visiškai pakeisti. Avarinių situacijų analizė rodo, kad 57% nelaimingų atsitikimų vandens ir atliekų šalinimo įrenginiuose įvyksta dėl įrangos gedimo, todėl tolesnis jos eksploatavimas lems staigų nelaimingų atsitikimų padaugėjimą, kurių žala gerokai viršys jų prevencijos išlaidas. . Situaciją apsunkina ir tai, kad dėl tinklų gedimo juose esantis vanduo antriniu būdu užterštas, jį reikia papildomai valyti ir dezinfekuoti. Situacija dėl centralizuoto vandens tiekimo gyventojams kaimo vietovėse yra dar blogesnė.

Tai suteikia pagrindo vandens tiekimo higienos, t. y. gyventojų aprūpinimo kokybišku, patikimai dezinfekuotu vandeniu, problemą vadinti svarbiausia problema, reikalaujančia kompleksinio ir efektyviausio sprendimo. Saugus geriamasis vanduo, kaip apibrėžta Pasaulio sveikatos organizacijos geriamojo vandens kokybės gairėse, neturėtų kelti jokio pavojaus sveikatai dėl jo vartojimo visą gyvenimą, įskaitant skirtingą žmogaus pažeidžiamumą ligoms įvairiais gyvenimo etapais. Didžiausios vandens plintančių ligų rizikos grupės yra kūdikiai ir maži vaikai, prastos sveikatos ar antisanitarinių sąlygų žmonės, vyresnio amžiaus žmonės.

Visos vandens valymo ir dezinfekcijos technologinės schemos turi būti pagrįstos pagrindiniais geriamojo vandens kokybės kriterijais: geriamasis vanduo turi būti epidemiologiškai saugus, chemiškai nekenksmingas ir turėti palankias organoleptines (skonio) savybes. Šiais kriterijais grindžiami visų šalių teisės aktai (Rusijoje SanPiN 2.14.1074-01). Pakalbėkime apie pagrindines dažniausiai naudojamas dezinfekavimo priemones: vandens chloravimą, ozonavimą ir ultravioletinę dezinfekciją.

8.1. Vandens chlorinimas

Pastarąjį dešimtmetį išaugo susidomėjimas vandens valymo įrenginiais Rusijoje, kalbant apie įmonių verslo interesų lobizavimą. Be to, šios diskusijos pagrįstos gerais ketinimais aprūpinti gyventojus kokybišku vandeniu. Tokiais argumentais dėl būtinybės vartoti švarų vandenį bandoma diegti beprasmiškas ir nepagrįstas naujoves, pažeidžiant patikrintas technologijas ir aukščiausius tarptautinius standartus atitinkantį SanPiN 2.14.1074-01. privalomas chloro buvimas centralizuotų vandens tiekimo sistemų geriamajame vandenyje (prisiminkite chlorui būdingą pasekmę). Todėl laikas išsklaidyti klaidingas nuomones, nuo kurių priklauso tautos sveikata.

Be chloro, vandens dezinfekcijai naudojami jo junginiai, iš kurių dažniau naudojamas natrio hipochloritas.

Natrio hipochloritas - NaCIO. Pramonėje natrio hipochloritas gaminamas įvairių koncentracijų tirpalų pavidalu. Jo dezinfekuojantis poveikis visų pirma pagrįstas tuo, kad ištirpus natrio hipochloritas, kaip ir chloras, ištirpęs vandenyje sudaro hipochlorą. Jis turi tiesioginį dezinfekuojantį ir oksiduojantį poveikį.

Įvairių prekių ženklų hipochloritas naudojamas šiose srityse:

. A klasės tirpalas pagal GOST 11086-76 naudojamas chemijos pramonėje geriamam vandeniui ir baseinų vandeniui nuriebalinti, taip pat balinimui ir dezinfekcijai;

. B klasės tirpalas pagal GOST 11086-76 naudojamas vitaminų pramonėje kaip oksidatorius audiniams balinti;

. A klasės tirpalas pagal TU naudojamas siekiant išvengti atliekų ir gamtinių vandenų užteršimo geriamojo vandens tiekime. Šiuo tirpalu taip pat dezinfekuojamas žuvininkystės telkinių vanduo, gaunamos balinimo priemonės ir dezinfekuojamas maisto pramonėje;

. B laipsnio tirpalas pagal TU naudojamas teritorijų, kurios buvo užterštos išmatomis, buitinėmis ir maisto atliekomis, dezinfekcijai; taip pat labai tinka nuotekų dezinfekcijai;

. G, V klasės tirpalas pagal TU naudojamas vandens dezinfekcijai žuvininkystės telkinyje;

. dezinfekcijai naudojamas E klasės tirpalas pagal TU, taip pat A klasės pagal TU. Taip pat labai paplitęs maitinimo įstaigose, medicinos ir sanitarijos įstaigose, nuotekų, geriamojo vandens dezinfekcijai, balinimui, civilinės saugos objektuose ir kt.

Dėmesio! Atsargumo priemonės: natrio hipochlorito tirpalas GOST 11086-76 A klasė yra labai stiprus oksidatorius, patekęs ant odos gali nudeginti, netyčia patekęs į akis – negrįžtamas aklumas.

Kaitinamas virš 35 ° C, natrio hipochloritas skyla, vėliau susidaro chloratai ir atsiskiria chloras bei deguonis. Chloro MPC darbo zonoje - 1 mg / m3; gyvenamųjų vietovių aplinkoje: 0,1 mg/m3 – ne daugiau kaip vienkartinis ir 0,03 mg/m3 – kasdien.

Natrio hipochloritas yra nedegus ir nesprogus. Tačiau natrio hipochloritas pagal GOST 11086-76 A klasės sąlytį su organinėmis degiomis medžiagomis (pjuvenomis, medžio skudurais) džiovinimo metu gali sukelti staigų savaiminį užsidegimą.

Asmeninė personalo apsauga turėtų būti atliekama naudojant kombinezonus ir asmenines apsaugos priemones: B arba BKF markės dujokaukę, gumines pirštines ir apsauginius akinius.

Natrio hipochlorito tirpalui patekus ant odos ir gleivinių, jas reikia skubiai 20 minučių nuplauti tekančia vandens srove, o jei tirpalo lašų pateko į akis, nedelsiant jas gausiai praplauti vandeniu ir nukentėjusįjį vežti į gydytojas.

Natrio hipochlorito laikymas. Natrio hipochloritas turi būti laikomas nešildomoje, vėdinamoje sandėliavimo patalpoje. Vengti saugoti su organiniais produktais, degiomis medžiagomis ir rūgštimi. Saugokite, kad sunkiųjų metalų druskos nepatektų į natrio hipochloritą ir nesusilietų su tokiais metalais. Šis gaminys supakuotas ir gabenamas polietileno konteineryje (konteineris, statinė, kanistras) arba titaninėje talpykloje ir talpykloje. Natrio hipochlorito produktas nėra stabilus ir jam negarantuojamas galiojimo laikas (pastaba pagal GOST 11086-76).

Išsamiau apie vandens dezinfekavimo chloru ar natrio hipochloritu privalumus ir trūkumus rasite svetainėje www. kravt. ru.

8.2. Vandens ozonavimas

Vandens ozonavimas randamas pritaikymas dezinfekuojant geriamąjį vandenį, baseino vandenį, nuotekas ir kt., leidžiantis tuo pačiu metu pakeisti spalvą, oksiduoti geležį ir manganą, pašalinti vandens skonį ir kvapą bei dezinfekuoti dėl labai didelio oksidacinio gebėjimo. ozono.

Ozonas - melsvos arba šviesiai violetinės dujos, kurios spontaniškai disocijuoja ore ir vandeniniame tirpale, virsdamos deguonimi. Ozono skilimo greitis smarkiai didėja šarminėje aplinkoje ir kylant temperatūrai. Pasižymi dideliu oksidaciniu pajėgumu, naikina daug natūralių ir nuotekų vandenyse esančių organinių medžiagų; blogai tirpsta vandenyje ir greitai savaime sunaikina; Kadangi jis yra galingas oksidatorius, jis gali sustiprinti vamzdyno koroziją, esant ilgalaikiam poveikiui.

Būtina atsižvelgti į kai kurias ozonavimo ypatybes. Visų pirma, reikia prisiminti apie greitą ozono sunaikinimą, tai yra, kad nėra tokio ilgalaikio poveikio kaip chloras.

Dėl ozonavimo (ypač spalvotuose vandenyse ir vandenyse, kuriuose yra daug organinių medžiagų) gali susidaryti papildomų kritulių, todėl po ozonavimo būtina numatyti vandens filtravimą per aktyvuotą anglį. Dėl ozonavimo susidaro šalutiniai produktai, įskaitant: aldehidus, ketonus, organines rūgštis, bromatus (esant bromidams), peroksidus ir kitus junginius. Veikiant humusinėms rūgštims, kur yra fenolio tipo aromatinių junginių, gali atsirasti ir fenolio. Kai kurios medžiagos yra atsparios ozonui. Šis trūkumas įveikiamas į vandenį įleidžiant vandenilio peroksidą pagal bendrovės „Degremon“ (Prancūzija) technologiją trijų kamerų reaktoriuje.

8.3. Ultravioletinė vandens dezinfekcija

Ultravioletinė vadinama elektromagnetine spinduliuote bangų ilgių diapazone nuo 10 iki 400 nm.

Dezinfekavimui naudojamas „artimasis regionas“: 200–400 nm (natūralios ultravioletinės spinduliuotės bangos ilgis žemės paviršiuje yra didesnis nei 290 nm). Didžiausią baktericidinį poveikį turi 200–315 nm bangos ilgio elektromagnetinė spinduliuotė. Šiuolaikiniai UV prietaisai naudoja spinduliuotę, kurios bangos ilgis yra 253,7 nm.

Baktericidinis ultravioletinių spindulių poveikis paaiškinamas jų įtakoje vykstančiomis fotocheminėmis reakcijomis DNR ir RNR molekulių struktūroje, kurios yra universalus informacinis gyvų organizmų atkuriamumo mechanizmo pagrindas.

Šių reakcijų rezultatas yra negrįžtamas DNR ir RNR pažeidimas. Be to, ultravioletinės spinduliuotės poveikis sukelia mikroorganizmų membranų ir ląstelių sienelių struktūros sutrikimus. Visa tai galiausiai veda prie jų mirties.

UV sterilizatorius yra metalinis korpusas, kurio viduje yra baktericidinė lempa. Ji, savo ruožtu, dedama į apsauginį kvarco vamzdelį. Vanduo nuplauna kvarcinį vamzdelį, apdorojamas ultravioletiniais spinduliais ir atitinkamai dezinfekuojamas. Vienoje instaliacijoje gali būti kelios lempos. Inaktyvacijos laipsnis arba nuo UV spinduliuotės žūstančių mikroorganizmų dalis yra proporcinga spinduliuotės intensyvumui ir poveikio laikui. Atitinkamai, didėjant spinduliuotės dozei, neutralizuotų (inaktyvuotų) mikroorganizmų skaičius auga eksponentiškai. Dėl skirtingo mikroorganizmų atsparumo ultravioletinių spindulių dozė, reikalinga inaktyvacijai, pavyzdžiui, 99,9%, labai skiriasi nuo mažų dozių bakterijoms iki labai didelių dozių sporoms ir pirmuoniams. Prasiskverbdamas per vandenį UV spinduliuotė susilpnėja dėl sugerties ir sklaidos poveikio. Siekiant atsižvelgti į šį susilpnėjimą, įvedamas vandens sugerties koeficientas, kurio reikšmė priklauso nuo vandens kokybės, ypač nuo geležies, mangano, fenolio kiekio jame, taip pat nuo vandens drumstumo.

drumstumas - ne daugiau kaip 2 mg / l (šrifto skaidrumas ≥30 laipsnių);

spalvingumas - ne daugiau kaip 20 laipsnių platinos-kobalto skalės;

UV įrenginiai); indeksų skaičius – ne daugiau 10 000 vnt/l.

Eksploatacinei sanitarinei ir technologinei vandens dezinfekcijos ultravioletiniais spinduliais efektyvumo ir patikimumo kontrolei, kaip chloruojant ir ozonuojant, naudojamas E. coli bakterijų (BCGB) nustatymas.

Ultravioletinės spinduliuotės naudojimo patirtis rodo: jei įrenginyje numatoma ne mažesnė nei tam tikra spinduliuotės dozė, tai stabilus dezinfekcinis efektas garantuojamas. Pasaulinėje praktikoje minimalios spinduliuotės dozės reikalavimai svyruoja nuo 16 iki 40 mJ/cm2. Minimali dozė pagal Rusijos reglamentus yra 16 mJ / cm2.

Metodo privalumai:

Mažiausiai „dirbtinių“ – ultravioletinių spindulių;

Įvairių mikroorganizmų – UV spindulių – pralaimėjimo universalumas ir efektyvumas

naikinti ne tik vegetacines, bet ir sporas formuojančias bakterijas, kurios, kai

chloravimas įprastomis standartinėmis chloro dozėmis išlaiko gyvybingumą;

Išsaugoma išvalyto vandens fizinė ir cheminė sudėtis;

Nėra viršutinės dozės ribos;

Nereikia organizuoti specialios saugos sistemos, kaip chloruojant ir

ozonavimas;

Nėra antrinių produktų;

Nereikia kurti reagentų ūkio;

Įranga veikia be specialaus aptarnaujančio personalo.

Metodo trūkumai:

Sumažėja efektyvumas apdorojant blogai išvalytą vandenį (netinkamas drumstas, spalvotas vanduo

šviečia kiaurai);

Periodiškas lempų plovimas nuo kritulių nuosėdų, reikalingas apdorojant drumstas ir

sunkus vanduo;

Nėra „poveikio“, ty antrinio (po spindulinio gydymo) galimybės.

vandens užterštumas.

8.4. Pagrindinių vandens dezinfekcijos būdų palyginimas

Aukščiau aprašyti pagrindiniai vandens dezinfekavimo būdai turi pačių įvairiausių privalumų ir trūkumų, išdėstytų daugelyje leidinių šia tema. Pažymėkime reikšmingiausius iš jų.

Kiekviena iš trijų technologijų, jei taikoma pagal normas, gali užtikrinti reikiamą bakterijų inaktyvacijos laipsnį, ypač atsižvelgiant į E. coli grupės bakterijų indikatorių ir bendrą mikrobų skaičių.

Kalbant apie patogeninių pirmuonių cistas, nė vienas iš metodų neužtikrina aukšto gryninimo laipsnio. Norint pašalinti šiuos mikroorganizmus, dezaktyvavimo procesus rekomenduojama derinti su drumstumo mažinimo procesais.

Chloravimo proceso technologinis paprastumas ir chloro trūkumo nebuvimas nulemia šio konkretaus dezinfekavimo metodo paplitimą.

Ozonavimo metodas yra techniškai sudėtingiausias ir brangiausias, palyginti su chloravimu ir ultravioletine dezinfekcija.

Ultravioletinė spinduliuotė nekeičia cheminės vandens sudėties net ir tada, kai dozės yra daug didesnės nei praktiškai būtina.

Chlorinimas gali sukelti nepageidaujamų organinių chloro junginių, turinčių didelį toksiškumą ir kancerogeniškumą, susidarymą.

Dėl ozonavimo taip pat gali susidaryti šalutiniai produktai, pagal standartus klasifikuojami kaip toksiški – aldehidai, ketonai ir kiti alifatiniai aromatiniai junginiai.

Ultravioletinė spinduliuotė naikina mikroorganizmus, bet≪ susidarę fragmentai (bakterijų, grybų ląstelių sienelės, virusų baltyminiai fragmentai) lieka vandenyje. Todėl vėliau rekomenduojamas smulkus filtravimas.

. Tik chloravimas suteikia poveikį, tai yra turi reikiamą ilgalaikį poveikį, todėl tiekiant švarų vandenį į vandentiekio tinklą šio metodo naudojimas yra privalomas.

9. Elektrocheminiai metodai

Elektrocheminiai metodai plačiai taikomi, kai tradiciniai mechaninio, biologinio ir fizikinio ir cheminio vandens valymo metodai yra nepakankamai veiksmingi arba negali būti naudojami, pavyzdžiui, dėl gamybos plotų trūkumo, reagentų tiekimo ir naudojimo sunkumų ar dėl kitų priežasčių. . Įrenginiai šiems metodams įgyvendinti yra kompaktiški, didelio našumo, valdymo ir stebėjimo procesus gana lengva automatizuoti. Paprastai elektrocheminis apdorojimas naudojamas kartu su kitais valymo būdais, leidžiančiais sėkmingai išvalyti natūralų vandenį nuo įvairios sudėties ir dispersijos priemaišų.

Elektrocheminiais metodais galima koreguoti valomo vandens fizikines ir chemines savybes, jie pasižymi dideliu baktericidiniu poveikiu, labai supaprastina technologines valymo schemas. Daugeliu atvejų elektrocheminiai metodai pašalina antrinę vandens taršą anijoninėmis ir katijoninėmis liekanomis, būdingomis reagentų metodams.

Elektrocheminis vandens valymas pagrįstas elektrolize, kurios esmė – elektros energijos panaudojimas oksidacijos ir redukcijos procesams. Elektrolizės procesas vyksta elektrodų paviršiuje elektrai laidžiame tirpale – elektrolite.

Elektrolizės procesui reikia: elektrolito tirpalo – užteršto vandens, kuriame visada yra vienokia ar kitokia koncentracija jonų, užtikrinančių vandens elektrinį laidumą; elektrodai panardinti į elektrolito tirpalą; išorinis srovės šaltinis; srovės laidai - metaliniai laidininkai, jungiantys elektrodus su srovės šaltiniu. Pats vanduo yra blogas laidininkas, tačiau įkrauti jonai tirpale, susidarę elektrolito disociacijos metu, veikiant elektrodams taikomai įtampai, juda dviem priešingomis kryptimis: teigiami jonai (katijonai) į katodą, neigiami ( anijonai) prie anodo. Anijonai atiduoda savo „papildomus“ elektronus anodui, virsdami neutraliais atomais. Tuo pačiu metu katijonai, pasiekę katodą, iš jo gauna trūkstamus elektronus ir taip pat tampa neutraliais atomais arba atomų grupe (molekulėmis). Šiuo atveju anodo priimtų elektronų skaičius yra lygus katodo perduotų elektronų skaičiui. Grandine teka pastovi elektros srovė. Taigi elektrolizės metu vyksta redokso procesai: prie anodo – elektronų praradimas (oksidacija), prie katodo – elektronų gavimas (redukcija). Tačiau elektrocheminių reakcijų mechanizmas gerokai skiriasi nuo įprastų cheminių medžiagų virsmų. Išskirtinis elektrocheminės reakcijos bruožas yra elektrocheminių reakcijų erdvinis atskyrimas į du susietus procesus: elektrodo ir tirpalo sąsajoje, naudojant elektros srovę, vyksta medžiagų skilimo ar naujų produktų gamybos procesai. Elektrolizės metu, kartu su elektrodų reakcijomis tirpalo tūryje, keičiasi sistemos pH ir redokso potencialas, taip pat vyksta fazinės dispersinės vandens priemaišų transformacijos.

www. vandens terminas. ru

Šiuolaikinio didmiesčio, užteršto oro ir gana blogos ekologijos sąlygomis, kiekvienas žmogus stengiasi išlaikyti sveikatą. Vanduo yra pagrindinis kiekvieno iš mūsų produktas. Pastaruoju metu vis daugiau žmonių susimąsto, kokį vandenį naudoja. Šiuo atžvilgiu kietumas ir vandens valymas nėra tušti terminai, o svarbūs parametrai. Šiandien specialistai sėkmingai taiko vandens valymo ir vandens valymo technologijas, kurios prisideda prie daug švaresnio, naudingo vandens gamybos. Profesionalai atkreipia dėmesį į vandens minkštinimą, atlikdami daugybę priemonių jo savybėms pagerinti.

Kokios vandens valymo technologijos suteikia

Pažvelkime atidžiau, kokios yra vandens valymo technologijos. Visų pirma, tai yra vandens valymas iš planktono. Šis mikroorganizmas, gyvenantis upėse, intensyviausiai pradėjo vystytis atsiradus dideliems rezervuarams. Atkreipkite dėmesį, kad kai planktonas vystosi dideliais kiekiais, vanduo pradeda nemalonus kvapas, keičiasi spalva ir įgauna būdingą skonį.

Šiandien daugelis pramonės įmonių savo neišvalytas nuotekas supila į upes su didžiuliu kiekiu organinių teršalų ir cheminių priemaišų. Iš šių atvirų rezervuarų vėliau išgaunamas geriamasis vanduo. Dėl to dauguma jų, daugiausia esantys megapolių teritorijoje ar šalia jų, yra labai užterštos. Vandenyje yra fenolių, organinių chloro pesticidų, amonio ir nitrito azoto, naftos produktų ir kitų kenksmingų medžiagų. Žinoma, vanduo iš tokių šaltinių yra netinkamas naudoti be išankstinio paruošimo vartoti.

Nereikėtų pamiršti ir naujų gamybos technologijų, įvairių avarinių situacijų ir nelaimingų atsitikimų. Visi šie veiksniai taip pat gali pabloginti vandens būklę šaltiniuose ir neigiamai paveikti jo kokybę. Šiuolaikinių tyrimų metodų dėka mokslininkams pavyko rasti vandenyje ir naftos produktuose, ir aminų, ir fenolių, ir mangano.

Vandens valymo technologijos, jei kalbame apie miestą, apima vandens gerinimo įrenginių statybą. Perėjus kelis valymo etapus, vanduo tampa geresnis. Tačiau nepaisant to, net ir naudojant vandens valymo įrenginius, jis nėra visiškai išvalytas nuo kenksmingų priemaišų, todėl į mūsų namus vis tiek patenka gana užterštas.

Šiandien yra įvairių vandens valymo ir geriamojo bei nuotekų valymo technologijų. Šių priemonių metu naudojamas mechaninis valymas nuo įvairių nešvarumų, naudojant įmontuotus filtrus, pašalinami chloro likučiai ir chloro turintys elementai, vanduo išvalomas nuo didelio kiekio jame esančių mineralinių druskų, taip pat suminkštinamos, pašalinamos druskos ir geležis. .

Pagrindinės vandens valymo ir vandens valymo technologijos

Technologijos 1. Šviesinimas

Skaidrinimas – tai vandens valymo etapas, kurio metu pašalinamas jo drumstumas, sumažinamas mechaninių priemaišų kiekis natūraliose ir nuotekose. Vandens, ypač paviršinių šaltinių, drumstumo lygis potvynių metu kartais siekia 2000-2500 mg/l, o ūkyje tinkamo gerti ir naudoti vandens norma yra ne didesnė kaip 1500 mg/l.

Vanduo skaidrinamas nusodinant skendinčias medžiagas specialių skaidrintuvų, nusodinimo rezervuarų ir filtrų pagalba, kurie yra žinomiausi vandens valymo įrenginiai. Vienas iš labiausiai žinomų metodų, plačiai naudojamų praktikoje, yra koaguliacija, tai yra smulkiai išsklaidytų priemaišų kiekio vandenyje mažinimas. Pagal šią vandens valymo technologiją naudojami koaguliantai - skendinčių kietųjų dalelių nusodinimo ir filtravimo kompleksai. Toliau nuskaidrintas skystis patenka į švaraus vandens rezervuarus.

Technologijos 2. Spalvos pakitimas

Koaguliacija, įvairių oksidantų (pavyzdžiui, chloro kartu su jo dariniais, ozonu, manganu) ir sorbentų (aktyviosios anglies, dirbtinių dervų) naudojimas leidžia pakeisti vandens spalvą, tai yra pašalinti arba pakeisti spalvotus koloidus ar jame visiškai ištirpusias medžiagas. .

Šios vandens valymo technologijos dėka galima žymiai sumažinti vandens taršą pašalinus daugumą bakterijų. Negana to, net ir pašalinus vandenyje kai kurias kenksmingas medžiagas, neretai lieka ir kitų, pavyzdžiui, tuberkuliozės, vidurių šiltinės, dizenterijos, choleros vibrio, encefalito ir poliomielito virusų, sukeliančių infekcines ligas. Norint juos visiškai sunaikinti, buities ir buities reikmėms naudojamas vanduo turi būti dezinfekuotas.

Koaguliacija, nusodinimas ir filtravimas turi savo trūkumų. Šios vandens valymo technologijos nėra pakankamai efektyvios ir brangios, todėl būtina naudoti kitus vandens valymo ir kokybės gerinimo būdus.

Technologijos 3. Gėlinimas

Naudojant šią vandens valymo technologiją, iš vandens pašalinami visi anijonai ir katijonai, turintys įtakos druskos kiekiui apskritai ir jos elektrinio laidumo lygiui. Druskinimui naudojamas atvirkštinis osmosas, jonų mainai ir elektrodejonizacija. Atsižvelgiant į tai, koks druskos kiekis ir kokie reikalavimai keliami demineralizuotam vandeniui, parenkamas tinkamas būdas.

Technologijos 4. Dezinfekcija

Paskutinis vandens valymo etapas yra dezinfekcija arba dezinfekcija. Pagrindinis šios vandens valymo technologijos uždavinys – slopinti kenksmingų bakterijų gyvybinę veiklą vandenyje. Norint visiškai išvalyti vandenį nuo mikrobų, filtravimas ir nusodinimas nenaudojamas. Jai dezinfekuoti jis chloruojamas, naudojamos kitos vandens valymo technologijos, kurias aptarsime toliau.

Šiandien ekspertai naudoja daugybę vandens dezinfekavimo būdų. Vandens valymo technologijas galima suskirstyti į penkias pagrindines grupes. Pirmasis metodas yra terminis. Antrasis yra sorbcija ant aktyvuotos anglies. Trečia – cheminė medžiaga, kurioje naudojami stiprūs oksidatoriai. Ketvirtasis – oligodinamika, kai jonai veikia tauriuosius metalus. Penktasis yra fizinis. Pagal šią vandens valymo technologiją naudojama radioaktyvioji spinduliuotė, ultravioletiniai spinduliai ir ultragarsas.

Paprastai dezinfekuojant vandenį naudojami cheminiai metodai, kaip oksidantai naudojant ozoną, chlorą, chloro dioksidą, kalio permanganatą, vandenilio peroksidą, natrio hipochloritą ir kalcį. Kalbant apie tam tikrą oksidatorių, šiuo atveju dažniausiai naudojamas chloras, natrio hipochloritas, baliklis. Dezinfekcijos būdas parenkamas atsižvelgiant į valomo vandens suvartojimą ir kokybę, jo pirminio valymo efektyvumą, reagentų transportavimo ir laikymo sąlygas, gebėjimą automatizuoti procesus ir mechanizuoti sudėtingus darbus.

Specialistai dezinfekuoja vandenį, kuris buvo iš anksto apdorotas, koaguliuotas, nuskaidrintas ir pakeitęs spalvą suspenduotų nuosėdų sluoksnyje arba nusistovėjęs, filtruojamas, nes filtre nėra dalelių, ant kurių ar viduje gali būti adsorbuotų, nedezinfekuotų mikrobų.

Technologija 5.Dezinfekcija stipriais oksidatoriais

Šiuo metu būsto ir komunalinių paslaugų srityje vanduo dažniausiai chloruojamas, siekiant jį išvalyti ir dezinfekuoti. Geriant vandenį iš čiaupo, reikia atsiminti apie jame esančių organinių chloro junginių kiekį, kurio lygis po dezinfekcijos chloru yra iki 300 μg/l. Tuo pačiu metu pradinė taršos riba neturi įtakos šiam rodikliui, nes būtent chloravimas sukelia šių 300 mikroelementų susidarymą. Labai nepageidautina vartoti vandenį su tokiais rodikliais. Chloras, jungdamasis su organinėmis medžiagomis, sudaro trihalometanus – metano darinius, turinčius ryškų kancerogeninį poveikį, dėl kurio atsiranda vėžinių ląstelių.

Kai virinamas chloruotas vanduo, susidaro labai toksiška medžiaga, vadinama dioksinu. Trihalomenatų kiekį vandenyje galima sumažinti sumažinant dezinfekcijai naudojamo chloro tūrį ir pakeičiant jį kitomis dezinfekcijai skirtomis medžiagomis. Kai kuriais atvejais dezinfekcijos metu susidariusiems organiniams junginiams pašalinti naudojama granuliuota aktyvuota anglis. Žinoma, nereikėtų pamiršti apie visapusišką ir reguliarų geriamojo vandens kokybės rodiklių stebėjimą.

Jei natūralūs vandenys yra labai drumzlini ir labai spalvoti, jie dažnai imasi išankstinio chloravimo. Tačiau, kaip minėta anksčiau, ši vandens valymo technologija nėra pakankamai efektyvi, be to, ji labai kenkia mūsų sveikatai.

Todėl chloravimo kaip vandens valymo technologijos trūkumai yra mažas efektyvumas ir didžiulė žala organizmui. Susidarius kancerogenui trihalometanui, atsiranda vėžinių ląstelių. Kalbant apie dioksino susidarymą, šis elementas, kaip minėta aukščiau, yra stipriausias nuodas.

Dezinfekuoti vandenį nenaudojant chloro ekonomiškai nepraktiška. Įvairios alternatyvios vandens valymo technologijos (pavyzdžiui, dezinfekcija naudojant UV spinduliuotę) yra gana brangios. Geriausias pasirinkimas šiandien yra vandens dezinfekcija ozonu.

6 technologija.Ozonavimas

Atrodo, kad dezinfekavimas ozonu yra saugesnis nei chloravimas. Tačiau ši vandens valymo technologija turi ir trūkumų. Ozonas neturi padidinto stabilumo ir yra linkęs greitai suirti, todėl turi baktericidinį poveikį labai trumpą laiką. Tokiu atveju vanduo turi apeiti vandentiekio sistemą prieš patekdamas į mūsų namus. Čia kyla sunkumų, nes mes visi atstovaujame apytikslį vandens vamzdžių nusidėvėjimo laipsnį.

Kitas šios vandens valymo technologijos niuansas – ozono reakcija su įvairiomis medžiagomis, įskaitant, pavyzdžiui, fenolį. Jų sąveikos metu susidarę elementai yra dar toksiškesni. Vandens dezinfekcija ozonu yra pavojinga veikla, jei vandenyje yra net labai mažas bromo jonų procentas (sunku jį aptikti net laboratorijoje). Atliekant ozonavimą, atsiranda nuodingų bromo junginių – bromidų, kurie žmogui pavojingi net ir mikro dozėmis.

Tuo pačiu metu ozonavimas yra geriausias būdas dezinfekuoti didelius vandens kiekius, todėl reikia kruopščiai dezinfekuoti. Tačiau nepamirškite, kad ozonas, kaip ir medžiagos, atsirandančios reaguojant su organiniu chloru, yra nuodingas elementas. Šiuo atžvilgiu didelė organinio chloro koncentracija vandens valymo etape gali būti labai žalinga ir pavojinga sveikatai.

Taigi, dezinfekcijos naudojant ozoną trūkumai yra dar didesnis toksiškumas sąveikaujant su fenoliu, kuris yra dar pavojingesnis nei chlorinimas, taip pat trumpas baktericidinis poveikis.

Technologija 7.Dezinfekavimas naudojant baktericidinius spindulius

Požeminiams vandenims dezinfekuoti dažnai naudojami baktericidiniai spinduliai. Jie gali būti naudojami tik tuo atveju, jei pradinės vandens būsenos colių indeksas yra ne didesnis kaip 1000 U / L, geležies kiekis yra iki 0,3 mg / l, o drumstumas - iki 2 mg / L. Palyginti su chloro dezinfekcija, baktericidinis poveikis vandeniui yra optimalus. Naudojant šią vandens valymo technologiją, vandens skonis ir jo cheminės savybės nepasikeičia. Spinduliai į vandenį prasiskverbia beveik akimirksniu, o po poveikio jis tampa tinkamas naudoti. Šio metodo pagalba sunaikinamos ne tik vegetatyvinės, bet ir sporas formuojančios bakterijos. Be to, tokiu būdu daug patogiau naudoti įrenginius vandens dezinfekcijai nei chloruojant.

Neapdoroto, drumzlino, spalvoto ar vandens su padidintu geležies kiekiu atveju absorbcijos koeficientas yra toks stiprus, kad baktericidinių spindulių naudojimas tampa nepateisinamas ekonominiu požiūriu ir nepakankamai patikimas sanitariniu požiūriu. Šiuo atžvilgiu baktericidiniu metodu geriausia dezinfekuoti jau išvalytą vandenį arba dezinfekuoti požeminį vandenį, kurio nereikia valyti, bet profilaktikai reikia dezinfekuoti.

Dezinfekcijos naudojant baktericidinius spindulius trūkumai yra šios vandens valymo technologijos ekonominis nepagrįstumas ir nepatikimumas sanitarijos požiūriu.

Technika 8.Geležies šalinimas

Pagrindiniai geležies junginių šaltiniai natūraliame vandenyje yra atmosferos procesai, dirvožemio erozija ir uolienų tirpimas. Kalbant apie geriamąjį vandenį, geležies jame gali būti dėl vandentiekio vamzdžių korozijos, taip pat dėl ​​to, kad komunaliniai valymo įrenginiai vandeniui skaidrino naudojo geležies turinčius koaguliantus.

Šiuolaikinė tendencija yra ne cheminiai požeminio vandens valymo metodai. Tai yra biologinis metodas. Ši vandens valymo technologija pagrįsta mikroorganizmų, dažniausiai geležies bakterijų, panaudojimu, paverčiant Fe 2 + (geležies geležį) į Fe 3 + (rūdis). Šie elementai nėra pavojingi žmonių sveikatai, tačiau jų atliekos yra labai toksiškos.

Šiuolaikinės biotechnologijos pagrindas – katalizinės plėvelės, kuri susidaro ant smėlio ir žvyro ar kitos panašios medžiagos su mažomis poromis apkrovos savybių panaudojimas, taip pat geležies bakterijų gebėjimas užtikrinti sudėtingų cheminių reakcijų atsiradimą. be energijos sąnaudų ir reagentų. Šie procesai yra natūralūs ir pagrįsti biologiniais gamtos dėsniais. Geležies bakterijos aktyviai ir dideliais kiekiais vystosi ir vandenyje, kurio geležies kiekis yra nuo 10 iki 30 mg/l, tačiau praktika rodo, kad jos gali gyventi ir esant mažesnei koncentracijai (100 kartų). Vienintelė sąlyga čia yra palaikyti pakankamai žemą aplinkos rūgštingumą ir tuo pačiu metu bent nedideliu kiekiu deguonies patekimo iš oro.

Paskutinis šios vandens valymo technologijos taikymo etapas – apdorojimas sorbcija. Jis naudojamas bakterijų atliekoms sugauti ir galutinei vandens dezinfekcijai naudojant baktericidinius spindulius.

Šis metodas turi pakankamai privalumų, iš kurių svarbiausias yra, pavyzdžiui, ekologiškumas. Jis turi visas galimybes toliau tobulėti. Tačiau ši vandens valymo technologija turi ir minusą – procesas užima daug laiko. Tai reiškia, kad norint užtikrinti dideles gamybos apimtis, rezervuarų konstrukcijos turi būti didelių gabaritų.

Technologijos 9.Ddujofikavimas

Tam tikri fizikiniai ir cheminiai veiksniai turi įtakos vandens korozijai. Visų pirma vanduo tampa ėsdinantis, jei jame yra ištirpusių dujų. Kalbant apie dažniausiai pasitaikančius ir korozinius elementus, čia galima pastebėti anglies dioksidą ir deguonį. Ne paslaptis, kad jei vandenyje yra laisvo anglies dioksido, metalo deguonies korozija tampa tris kartus intensyvesnė. Šiuo atžvilgiu vandens valymo technologijos visada reiškia ištirpusių dujų pašalinimą iš vandens.

Yra pagrindiniai būdai pašalinti ištirpusias dujas. Jie naudoja fizinę desorbciją, taip pat naudoja cheminius jų sujungimo metodus, kad pašalintų dujų likučius. Norint naudoti tokias vandens valymo technologijas, paprastai reikia didelių energijos sąnaudų, didelių gamybos plotų ir reagentų sunaudojimo. Be to, visa tai gali sukelti antrinę mikrobiologinę vandens taršą.

Visos minėtos aplinkybės prisidėjo prie iš esmės naujos vandens valymo technologijos atsiradimo. Tai yra membranos degazavimas arba degazavimas. Taikydami šį metodą specialistai, naudodami specialią porėtą membraną, į kurią gali prasiskverbti dujos, bet negali prasiskverbti vanduo, pašalina vandenyje ištirpusias dujas.

Membraninio degazavimo veikimo pagrindas yra specialių didelio ploto membranų (dažniausiai tuščiavidurių pluoštų) naudojimas, dedamas į slėginius indus. Jų mikroporose vyksta dujų mainų procesai. Membraninio vandens valymo technologija leidžia naudoti kompaktiškesnius įrenginius, o rizika, kad vanduo vėl patirs biologinę ir mechaninę taršą, yra minimali.

Dėl membraninių degazatorių (arba MD) iš vandens galima pašalinti ištirpusias dujas jo neišsklaidant. Pats procesas atliekamas vandenyje, tada membranoje, tada dujų sraute. Nepaisant to, kad MD yra ultraporinė membrana, membranos degazatoriaus veikimo principas skiriasi nuo kito tipo membranų (atvirkštinio osmoso, ultrafiltravimo). Degazatoriaus membranų erdvėje skysčio srautas per membranos poras neeina. Membrana yra inertiška dujoms nepralaidi sienelė, kuri tarnauja kaip skystųjų ir dujinių fazių separatorius.

Eksperto nuomonė

Požeminio vandens ozonavimo technologijos taikymo ypatumai

V.V. Jubo,

L.I. Alferova,

Tomsko valstybinio architektūros ir civilinės inžinerijos universiteto Vandens tiekimo ir nuotekų šalinimo katedros vyresnysis mokslo darbuotojas

Ozonavimo kaip vandens valymo ir gruntinio vandens valymo technologijos efektyvumą įtakoja ne tik ozono sintezės parametrai: elektros sąnaudos, kaina ir kt. Svarbu ir tai, kaip efektyviai vyksta ozono maišymasis ir tirpinimas valomame vandenyje vieta. Neturėtume pamiršti apie kokybišką kompoziciją.

Geresniam ozono tirpimui labiau tinka šaltas vanduo, o kylant vandens aplinkos temperatūrai medžiaga greičiau suyra. Didėjant prisotinimo slėgiui, ozonas taip pat geriau tirpsta. Į visa tai reikia atsižvelgti. Pavyzdžiui, ozonas tam tikros temperatūros aplinkoje tirpsta iki 10 kartų greičiau nei deguonis.

Rusijoje ir užsienyje ne kartą buvo atlikti tyrimai, susiję su vandens ozonavimu. Šios vandens valymo technologijos tyrimų rezultatai parodė, kad vandens prisotinimo ozonu lygiui (maksimaliai galimai koncentracijai) turi įtakos šie veiksniai:

• tiekiamo ozono ir oro mišinio tūrio (m 3) ir išvalyto vandens kiekio Qw (m 3) santykis - (Qoz / Qw);
• ozono koncentracija ozono ir oro mišinyje, kuris tiekiamas į vandenį;
• valomo vandens tūris;
• valomo vandens temperatūra;
• prisotinimo slėgis;
• prisotinimo trukmė.

Jei vandens tiekimo šaltinis yra požeminis vanduo, reikia atsiminti, kad priklausomai nuo sezono jie gali keistis, ypač skiriasi jų kokybė. Į tai būtina atsižvelgti pagrindžiant vandens valymo technologijas organizuojant viešąjį vandens tiekimą, ypač jei jame naudojamas ozonas.

Jei ozonas naudojamas požeminio vandens valymo technologijose, nereikėtų pamiršti ir didelių jų kokybės skirtumų skirtinguose Rusijos regionuose. Be to, požeminio vandens kokybė taip pat skiriasi nuo anksčiau tirto gryno vandens sudėties. Atsižvelgiant į tai, bet kokios žinomos vandens valymo technologijos ar technologinių vandens valymo parametrų naudojimas bus neteisingas, nes visada reikia atsižvelgti į planuojamo valyti vandens kokybinę sudėtį ir specifiką. Pavyzdžiui, visada bus skirtumų tarp faktinės arba faktiškai pasiekiamos ozono koncentracijos natūraliame požeminiame vandenyje, kurį reikia apdoroti, ir teoriškai galimų arba pasiekiamų veiksmingumo naudojant gryną vandenį. Pateisinant vieną ar kitą vandens ruošimo technologiją, pirmiausia reikalingas išsamus vandens šaltinio kokybinės sudėties tyrimas.

Šiuolaikinės vandens valymo technologijos ir inovatyvūs metodai

Diegiant naujus vandens valymo metodus ir technologijas, galima išspręsti tam tikras problemas, kurių pasiekimas užtikrina:

• geriamojo vandens gamyba pagal GOST ir galiojančius standartus, atitinkančius pirkėjų reikalavimus;
• patikimas vandens valymas ir dezinfekcija;
• nepertraukiamą ir patikimą vandens gerinimo įrenginių darbą;
• vandens ruošimo ir jo valymo procesų sąnaudų mažinimas;
• reagentų, elektros ir vandens taupymas asmeniniams poreikiams;
• aukštos kokybės vandens gamyba.

Ji taip pat turėtų paliesti naujausias vandens valymo technologijas, kurios naudojamos vandens gerinimui.

1. Membraniniai metodai

Membraniniai metodai yra pagrįsti šiuolaikinėmis vandens valymo technologijomis, kurios apima makro ir mikro, ultra ir nanofiltravimą bei atvirkštinį osmosą. Membraninio vandens valymo technologija naudojama nuotekoms gėlinti ir vandens valymo problemoms spręsti. Tuo pačiu metu išgrynintas vanduo dar negali būti vadinamas naudingu ir saugiu organizmui. Atkreipkite dėmesį, kad membraniniai metodai yra brangūs ir daug energijos reikalaujantys, o jų taikymas yra susijęs su nuolatinėmis priežiūros išlaidomis.

2. Metodai be reagentų

Čia pirmiausia reikėtų pabrėžti skysčio struktūrizavimą, arba aktyvavimą, kaip dažniausiai naudojamą būdą. Šiandien yra įvairių vandens aktyvinimo būdų (pavyzdžiui, magnetinių ir elektromagnetinių bangų panaudojimas, kavitacija, ultragarso dažnio bangos, įvairių mineralų poveikis, rezonanso metodai). Struktūrizavimo pagalba galima išspręsti daugybę vandens ruošimo užduočių (pakeisti spalvą, suminkštinti, dezinfekuoti, degazuoti, atidėti vandenį ir atlikti daugybę kitų manipuliacijų). Šiuo atveju cheminės vandens valymo technologijos nenaudojamos.

Aktyvuotas vanduo ir skystis, kuriam pritaikytos tradicinės vandens valymo technologijos, skiriasi vienas nuo kito. Tradicinių metodų trūkumai jau buvo paminėti anksčiau. Aktyvuoto vandens sandara panaši į vandens iš šaltinio, „gyvo“ vandens struktūrą. Jis turi daug gydomųjų savybių ir naudingos žmogaus organizmui.

Norint pašalinti skysčio drumstumą (sunku nusodinti plonas suspensijas), naudojamas kitoks aktyvinto vandens metodas - jo gebėjimas pagreitinti dalelių koaguliaciją (sukibimą ir nusėdimą) ir vėlesnį didelių flokų susidarymą. Cheminiai procesai ir tirpių medžiagų kristalizacija vyksta daug greičiau, įsisavinimas intensyvėja, gerėja priemaišų krešėjimas ir jų nusodinimas. Be to, tokie metodai dažnai naudojami siekiant išvengti nuosėdų susidarymo šilumos mainų įrangoje.

Naudojami aktyvinimo būdai ir vandens valymo technologijos tiesiogiai veikia vandens kokybę. Tarp jų:

• Magnetiniai vandens valymo įrenginiai;
• elektromagnetiniai metodai;
• kavitacija;
• skysčio rezonansinės bangos struktūrizavimas (ši vandens valymo technologija yra bekontaktė, o jos pagrindas yra pjezoelektriniai kristalai).

3. Hidromagnetinės sistemos

HMS (hidromagnetinių sistemų) paskirtis – vandens srautų valymas naudojant pastovų specialios erdvinės konfigūracijos magnetinį lauką. HMS naudojamas šilumokaičių įrangos apnašoms neutralizuoti, taip pat vandeniui skaidrinti (pavyzdžiui, po dezinfekcijos chloru). Ši sistema veikia taip: metalo jonai vandenyje sąveikauja tarpusavyje magnetiniu lygiu. Tuo pačiu metu vyksta cheminė kristalizacija.

Apdorojant naudojant hidromagnetines sistemas, nereikia cheminių reagentų, todėl šis valymo būdas yra nekenksmingas aplinkai. Tačiau HMS yra ir trūkumų. Šios vandens valymo technologijos rėmuose naudojami nuolatiniai galingi magnetai, kurių pagrindą sudaro retųjų žemių elementai, kurie ilgą laiką (dešimtmečius) išlaiko savo parametrus (magnetinio lauko stiprumą). Tačiau perkaitus šiems elementams virš 110–120 °C, magnetinės savybės gali susilpnėti. Atsižvelgiant į tai, hidromagnetinių sistemų įrengimas turėtų būti atliekamas tose vietose, kur vandens temperatūra neviršija šių dydžių, t.y. prieš jį įkaitinant (grįžtamoji linija).

Taigi HMS trūkumai yra galimybė naudoti ne aukštesnėje kaip 110-120 o C temperatūroje, nepakankamas efektyvumas, būtinybė kartu su juo naudoti kitus metodus, o tai ekonominiu požiūriu yra nenaudinga.

4. Kavitacijos metodas

Kavitacijos metu vandenyje susidaro ertmės (ertmės arba kavitacijos burbuliukai), kurių viduje yra dujos, garai ar jų mišinys. Kavitacijos metu vanduo pereina į kitą fazę, tai yra, iš skysčio virsta garais. Sumažėjus slėgiui vandenyje, atsiranda kavitacija. Slėgio pokytį sukelia jo greičio padidėjimas (hidrodinaminės kavitacijos metu), akustinio vandens pratekėjimas per pusę retėjimo periodo (akustinės kavitacijos metu).

Kai kavitacijos burbuliukai staiga išnyksta, atsiranda vandens plaktukas. Dėl to vandenyje ultragarso dažniu sukuriama suspaudimo ir išplėtimo banga. Kavitacijos metodas naudojamas vandens valymui nuo geležies, kietųjų druskų ir kitų medžiagų, viršijančių didžiausią leistiną koncentraciją. Tuo pačiu metu vandens dezinfekcija kavitacijos būdu nėra labai efektyvi. Kiti metodo naudojimo trūkumai yra didelis energijos suvartojimas ir brangi priežiūra naudojant sunaudojamus filtro elementus (išteklius nuo 500 iki 6000 m 3 vandens).

Geriamojo vandens ruošimo technologijos būstui ir komunalinėms paslaugoms pagal schemą

1 schema.Aeracija-degazavimas - filtravimas - dezinfekcija

Šią vandens valymo technologiją galima pavadinti paprasčiausia technologiniu požiūriu ir konstruktyvia įgyvendinant. Schema įgyvendinama skirtingais aeracijos-degazavimo būdais - viskas priklauso nuo požeminio vandens sudėties kokybės. Yra du pagrindiniai šios vandens valymo technologijos naudojimo būdai:

• pradinės būklės skysčio aeravimas-degazavimas rezervuare; Nenaudojamas priverstinis oro tiekimas ir vėlesnis filtravimas ant granuliuotų filtrų bei dezinfekcija UV spinduliuote. Aeracijos-degazavimo metu purškimas atliekamas ant kieto kontaktinio sluoksnio naudojant ežektorinius antgalius ir sūkurinius purkštukus. Kaip pradinio vandens rezervuaras gali veikti kontaktinis baseinas, vandens bokštas ir tt Filtrai čia yra albitofirai, sudegusios uolienos. Šia technologija dažniausiai valomi požeminiai vandenys, kuriuose yra mineralinių formų ištirpusio Fe 2 + ir Mn 2 +, kuriuose nėra H 2 S, CH 4 ir antropogeninės taršos;
• aeracija-degazavimas, atliekamas pagal analogiją su ankstesniu metodu, tačiau papildomai naudojamas priverstinis oro tiekimas. Šis metodas naudojamas, jei požeminio vandens sudėtyje yra ištirpusių dujų.

Išgrynintas vanduo gali būti tiekiamas į specialius RCHV (švaraus vandens rezervuarus) arba bokštus, kurie yra specialios akumuliacinės talpos, jei jos dar nebuvo naudojamos kaip priėmimo rezervuarai. Tada vanduo skirstomaisiais tinklais transportuojamas vartotojams.

2 schema.Aeracija-degazavimas - filtravimas - ozonavimas - filtravimas GAU - dezinfekcija

Kalbant apie šią vandens valymo technologiją, ją patartina naudoti kompleksiniam požeminio vandens valymui, jei yra didelės koncentracijos stiprių teršalų: Fe, Mn, organinių medžiagų, amoniako. Taikant šį metodą, atliekamas vienkartinis arba dvigubas ozonavimas:

• jei vandenyje yra ištirpusių dujų CH 4, CO 2, H 2 S, organinių medžiagų ir antropogeninės taršos, ozonavimas atliekamas po aeracijos-degazavimo su filtravimu ant inertinių medžiagų;
• jei CH 4 nėra, esant (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 +.

Galite naudoti tas filtravimo medžiagas, kurios nurodytos A schemoje. Jei naudojamas sorbcinis gryninimas, dažnai naudojama aktyvuota anglis ir klinoptilolitas.

3 schema. Aeracija-degazavimas - filtravimas - gilus aeravimas sūkuriniuose aeratoriuose su ozonavimu - filtravimas - dezinfekcija

Šia technologija plėtojama požeminio vandens valymo technologija pagal schemą B. Galima valyti vandenis, kuriuose yra padidėjęs Fe (iki 20 mg/l) ir Mn (iki 3 mg/l), naftos produktų iki 5 mg/l, fenolių iki 3 μg/l ir organinių medžiagų iki 5 mg/l, kai šaltinio vandens pH yra artimas neutraliai.

Taikant šią vandens valymo technologiją, išvalytam vandeniui dezinfekuoti geriausia naudoti UV spinduliuotę. Baktericidinių įrenginių teritorijos gali būti:

• vietos, esančios prieš pat išvalyto vandens tiekimą vartotojams (jei tinklų ilgis mažas);
• tiesiai prieš ištraukimo taškus.

Atsižvelgiant į požeminio vandens kokybę sanitariniu požiūriu ir vandens tiekimo sistemos (tinklų, konstrukcijų ant jų, RFW ir kt.) būklę, stočių įrangą ar vandens gerinimo įrangą, skirtą vandeniui dezinfekuoti prieš jį Pristatymas vartotojams gali reikšti, kad yra bet kokios konkrečios teritorijos sąlygoms priimtinos įrangos.

4 schema.Intensyvus degazavimas-aeravimas - filtravimas (AB; GP) - dezinfekcija (UFO)

Šioje vandens valymo technologijoje yra intensyvaus degazavimo-aeravimo ir filtravimo etapai (kartais dviejų pakopų). Šį metodą patartina naudoti, kai reikia pašalinti ištirpusius CH 4, H 2 S ir CO 2, kurių koncentracija yra didesnė, kai ištirpusių Fe, Mn formų kiekis yra pakankamai mažas - iki 5 ir 0,3 mg / L, atitinkamai.

Taikant vandens valymo technologiją, sustiprinta aeracija ir filtravimas atliekami 1-2 etapais.

Aeracijai atlikti naudojami sūkuriniai purkštukai (kaip taikomi atskiroms sistemoms), sūkuriniai degazatoriai – aeratoriai, kombinuoti degazavimo ir aeravimo įrenginiai (kolonėlės) su vienu metu išpučiant dujas.

Kalbant apie filtravimo medžiagas, jos yra panašios į nurodytas A schemoje. Kai fenolių ir naftos produktų kiekis gruntiniame vandenyje, filtravimas atliekamas naudojant sorbentus – aktyvintąsias anglis.

Pagal šią schemą vanduo filtruojamas dviejų pakopų filtrais:

• 1 etapas - valyti vandenį iš Fe ir Mn junginių;
• 2 etapas - atlikti sorbcinį jau išvalyto vandens valymą iš naftos produktų ir fenolių.

Jei įmanoma, atliekamas tik pirmasis filtravimo etapas, dėl kurio schema tampa lankstesnė. Tuo pačiu metu tokios vandens valymo technologijos įdiegimas reikalauja daugiau išlaidų.

Jei atsižvelgsime į mažas ir vidutines gyvenvietes, šią vandens valymo technologiją geriau naudoti slėgio versijoje.

Taikant vandens valymo technologiją, galite naudoti bet kokį jau išvalyto vandens dezinfekavimo būdą. Viskas priklauso nuo to, kiek efektyviai veikia vandentiekis ir kokios yra teritorijos, kurioje naudojama vandens gerinimo technologija, sąlygos.

5 schema.Ozonavimas – filtravimas – filtravimas – dezinfekcija (NaClO)

Jei reikia pašalinti antropogeninę ir gamtinę taršą, jie imasi ozonavimo, toliau filtruodami per granuliuotą apkrovą ir adsorbciją ant GAU ir dezinfekuodami natrio hipochloritu, kurio bendras geležies kiekis vandenyje yra iki 12 mg / l, kalio permanganatu iki 1,4 mg/l ir oksiduojamumas iki 14 mg O 2/l.

6 schema.Aeracija – degazavimas – koaguliacija – filtravimas – ozonavimas – filtravimas – dezinfekcija (NaClO)

Ši parinktis yra panaši į ankstesnę schemą, tačiau čia naudojamas aeravimas-degazavimas ir koaguliantas įvedamas prieš atidėjimo ir demanganavimo filtrus. Vandens valymo technologijos dėka galima pašalinti antropogeninius teršalus sunkesnėje situacijoje, kai geležies kiekis siekia iki 20 mg/l, mangano iki 4 mg/l, o permanganato oksidacija yra aukšta – 21 mg. О 2 / l.

7 schema.Aeracija – degazavimas – filtravimas – filtravimas – jonų mainai – dezinfekcija (NaClO)

Ši schema rekomenduojama Vakarų Sibiro regionams, kuriuose yra daug naftos ir dujų telkinių. Taikant vandens valymo technologiją, vanduo išlaisvinamas iš geležies, vyksta susitikimas GAU, jonų mainai ant Na formos klinoptilolito su tolimesne dezinfekcija ir natrio hipochloritu. Pažymėtina, kad schema jau sėkmingai taikoma Vakarų Sibire. Šios vandens valymo technologijos dėka vanduo atitinka visus SanPiN 2.1.4.1074-01 standartus.

Vandens valymo technologija turi trūkumų: periodiškai jonų mainų filtrai turi būti regeneruojami naudojant natrio chlorido tirpalą. Atitinkamai čia iškyla regeneravimo tirpalo sunaikinimo arba pakartotinio panaudojimo klausimas.

8 schema. Aeracija-degazavimas - filtravimas (C + KMnO 4) - ozonavimas - nusodinimas - adsorbcija (C) - filtravimas (C + KMnO 4) (demanganavimas) - adsorbcija (C) - dezinfekcija (Cl)

Vandens valymo technologijos dėka pagal šią schemą sunkieji metalai, amonis, radionuklidai, antropogeninė organinė tarša ir kita, taip pat manganas ir geležis pašalinami iš vandens dviem etapais – naudojant koaguliaciją ir filtravimą per natūralaus ceolito įkrovą. (klinoptilolitas), ozonavimas ir sorbcija ant ceolito ... Regeneruokite apkrovą naudodami reagento metodą.

9 schema. Aeracija-degazavimas - ozonavimas - filtravimas (skaidrinimas, atidėjimas, demanganavimas) - adsorbcija ant GAU - dezinfekcija (NSO)

Pagal šią vandens valymo technologiją atliekama ši veikla:

• Metanas visiškai pašalinamas, kartu padidėjus pH dėl dalinio anglies dioksido, vandenilio sulfido, taip pat lakiųjų organinių chloro junginių (LOJ), išankstinio ozonavimo, oksidacijos prieš ozonavimą ir geležies hidrolizės (giliosios aeracijos stadija) rezultatas. degazavimas) atliekami;
• Pašalinami 2-3-valenčiai geležies ir geležies-fosfato kompleksai, iš dalies manganas ir sunkieji metalai (vandens valymo technologijos filtravimo etapas);
• sunaikinti likusius stabilius geležies, kalio permanganato, sieros vandenilio, antropogeninių ir natūralių organinių medžiagų kompleksus, ozonavimo produktų sorbciją, nitrifikuoti amonio azotą (ozonavimo ir sorbcijos stadija).

Išvalytas vanduo turi būti dezinfekuojamas. Tam atliekamas UV švitinimas, suleidžiama nedidelė chloro dozė ir tik tada skystis tiekiamas į vandens paskirstymo tinklą.

Eksperto nuomonė

Kaip pasirinkti tinkamą vandens valymo technologiją

V.V. Jubo,

Dr. Tech. moksl., Tomsko valstybinio architektūros ir civilinės inžinerijos universiteto Vandens tiekimo ir nuotekų šalinimo katedros profesorius

Inžineriniu požiūriu gana sunku suprojektuoti vandens valymo technologijas ir sudaryti technologines schemas, pagal kurias būtina užtikrinti, kad vanduo atitiktų geriamojo standartus. Požeminio vandens valymo metodo, kaip atskiro bendros vandens valymo technologijos rengimo etapo, apibrėžimą įtakoja kokybinė natūralių vandenų sudėtis ir reikalingas valymo gylis.

Požeminis vanduo Rusijos regionuose skiriasi. Būtent jų sudėtis lemia vandens valymo technologiją ir vandens atitiktį SanPiN 2.1.4.1074-01 „Geriamasis vanduo“. Centralizuoto geriamojo vandens tiekimo sistemų vandens kokybės higienos reikalavimai. Kokybės kontrolė. Sanitarinės ir epidemiologinės taisyklės ir normos“. Nuo pradinės geriamojo vandens kokybės ir kiekio priklauso ir naudojamos vandens valymo technologijos, jų sudėtingumas ir, žinoma, valymo įrangos kaina.

Kaip jau minėta, vandenų sudėtis skiriasi. Jo formavimuisi įtakos turi vietovės geografinės, klimatinės, geologinės sąlygos. Pavyzdžiui, įvairių Sibiro teritorijų vandenų sudėties natūralių tyrimų rezultatai rodo, kad skirtingais metų laikais jie turi skirtingas savybes, nes jų mityba kinta priklausomai nuo sezono.

Pažeidus požeminio vandens ištraukimo iš vandeningųjų sluoksnių sąlygas, vanduo teka iš gretimų horizontų, o tai taip pat turi įtakos charakteristikų pokyčiams, kokybinei skysčių sudėčiai.

Kadangi vienos ar kitos vandens valymo technologijos pasirinkimas priklauso nuo vandenų savybių, būtina nuodugniai ir visapusiškai išanalizuoti jų sudėtį, kad būtų galima pasirinkti pigesnį ir efektyviausią variantą.

Paviršiniuose ir gruntiniuose vandenyse, priklausomai nuo geologinių ir hidrogeologinių sąlygų, yra įvairių cheminių medžiagų, kurių koncentracija gali viršyti vandens kokybei keliamus reikalavimus naudojant komunalinėse paslaugose, gamyboje įvairiose pramonės šakose ir žemės ūkyje. Norint įvykdyti šiuos reikalavimus, yra tokios veiklos sritys kaip vandens valymas ir vandens valymas.

Šiuolaikiniai vandens valymo metodai leidžia paruošti reikiamos kokybės vandenį bet kokiai gamybai, taip pat naudoti jį buityje.

Vandens valymo sistemas, priklausomai nuo naudojamo vandens valymo būdo (vandens valymo metodo), sąlyginai galima suskirstyti į dvi funkcines grupes: bereagentų, kurių vandens valymo procese nenaudojami cheminiai reagentai ir reagentas, kurie realizuojami naudojant chemines medžiagas. reagentai.

Vandens valymo be reagentų metodas naudojamas įvairių mikroorganizmų atidėjimui, demanganizacijai, silikonizavimui ir ekstrahavimui, jei išvalyto vandens kokybė atitinka tam tikrus reikalavimus. DEFERRIT gamyklose požeminio vandens biologinio valymo procesuose ir atvirkštinio osmoso membraninėse gamyklose UMO galima atlikti šiuolaikinius vandens valymo metodus be reagentų. Šis metodas apsaugo nuo kenksmingų cheminių medžiagų patekimo į vandenį ir tuo pačiu puikiai dezinfekuoja vandenį.

Šiuolaikinis vandens valymo būdas – apima dezinfekavimo įrenginius be reagentų, švitinant vandenį ultravioletiniais spinduliais arba ozonu, kurie gali būti naudojami įvairiuose vandens valymo etapuose.

Šiuolaikinės vandens valymo ir vandens dezinfekcijos sistemos numato įvairių rūšių koaguliantų ir flokuliatorių, šarmų ar rūgščių tirpalų, natrio hipochlorito ar kitų specifinių dezinfekavimo priemonių naudojimą.

Šiuolaikiniai vandens valymo metodai, pagrįsti reagentų naudojimu, sėkmingai įdiegti STRUYA, VLAGA, DEFERRIT įrenginiuose.

Šiuolaikinės vandens valymo sistemos pasirinkimas priklauso nuo vandens šaltinio tipo (paviršinio ar požeminio), šaltinio vandens fizikinės, cheminės ir mikrobiologinės sudėties, taip pat nuotekų šalinimo sąlygų ir aplinkos situacijos objekte.

Įmonių grupė EKOHOLDING yra pasirengusi pasiūlyti daugybę modernių vandens valymo metodų, kurie leidžia pasiekti aukštos kokybės geriamojo vandens beveik iš bet kurio vandens šaltinio. EKOHOLDING yra viena iš lyderiaujančių įmonių rinkoje, kurianti modernius vandens valymo metodus, taip pat modernius vandens valymo metodus, leidžiančius pasiekti aukštą išvalyto vandens kokybę, atitinkančią reikalavimus. Ilgametė patirtis, šiuolaikinių vandens valymo metodų naudojimas leidžia aprūpinti reikiamos kokybės vandeniu ne tik kaimo ir miesto objektams, bet ir didelėms pramonės įmonėms. Mūsų specialistų sukurtuose įrenginiuose naudojami modernūs vandens valymo metodai, leidžiantys pasiekti geriausią rezultatą už priimtiną kainą.