Подготовка воды

Водоподготовка — обработка воды, которая  поступает из природного водоисточника, для приведения ее качества в соответствие с требованиями технологических потребителей.

Цель водоподготовки заключается в освобождении воды от грубодисперсных и коллоидных примесей, а также солей, содержащихся в ней, тем самым предотвращая отложение накипи, выноса солей паром, коррозию металлов, а также загрязнение обрабатываемых материалов при использовании воды в технологических процессах.

Водоподготовка включает такие основные методы обработки:

• осветление– удаление взвешенных и коллоидных частиц из воды;
• смягчение– удаление жесткости (ионов Са2+ и Mg2+) из воды;
• сорбционная очистка воды— улучшение органолептических свойств воды;
• обезжелезивание воды;
• мембранные методы очистки воды;
• дезинфекция воды и т.д.   

Оборудование водоподготовки
Осветление воды

Под осветлением воды понимают удаление взвешенных веществ.

Основное оборудование для осветления воды в промышленности:

• картриджи и мешковые фильтры – в качестве фильтрующего материала используются сменные картриджи или мешки (Blue Filters, Cintropur);
• промывные фильтры – в качестве фильтрующего материала используется сетка из нержавеющей стали (Honeyewell, Amiad);
• фильтры механической очистки с загрузкой — в качестве фильтрующего материала используется Filter Ag, Filter Ag plus и т.д.

Картриджи и мешковые фильтры

Назначение: для удаления из воды механических примесей (песка, ила, ржавчины и т. п.). Защищает и продлевает срок эксплуатации основного оборудования для водоподготовки, а также сантехники, бытовой техники, труб, запорной арматуры.

Картриджные фильтры могут использоваться как для первичной фильтрации (степень фильтрации 20 ÷ 100 мкн), так и для доочистки воды (степень фильтрации 1 ÷ 5 мкн).

Преимущества картриджного фильтра:

• высокая эффективность очистки воды от механических примесей и взвешенных веществ;
• высокая надежность и качество фильтрующего элемента и комплектующих, компактный дизайн.

Недостатки картриджного фильтра:

• без регенерации, при загрязнении фильтрующий элемент подлежит замене.

Промывные фильтры

Назначение: промывные фильтры тонкой очистки обеспечивают подачу отфильтрованной воды и  препятствуют проникновению в магистраль инородных тел, таких как частицы ржавчины, волокон, песчинок и т.п. Отфильтрованные примеси скапливаются на сетке фильтра и дне чаши и могут быть легко удалены при включении режима проточной промывки.

Преимущества фильтров:

• промывка фильтра – не нужно постоянно покупать картриджи;
• высокая надежность и качество составных частей фильтра;
• подача воды происходит также, как и во время промывки фильтра;
• небольшие габариты фильтра.

Недостатки фильтров:

• небольшая фильтрующая поверхность фильтра – при большом количестве взвешенных частиц происходит быстрое забивание сетки, что приводит к необходимости частых промывок;
• большой расход воды при промывке фильтра.

Honeyewell

Amiad

Фильтры механической очистки с загрузкой

Назначение: для удаления из воды механических примесей (песка, ила, ржавчины и т. п.).

Преимущества фильтра:

• высокая эффективность очистки воды от механических примесей, размером до 20-40 микрон;
• высокая емкость материала по взвешенным частицам;
• высокая производительность фильтров;
• малые потери давления по сравнению с другими фильтрующими материалами;
• регенерация без дополнительных реагентов — обратным током воды.

Состав фильтра

1. Корпус фильтра (10х54,12х52 и т.д.)
2. Клапан управления фильтром
3. Подсоединения
4. Центральная труба
5. Нижний диффузор
6. Подложка в фильтре
7. Фильтрующий материал (Filter Ag)

Смягчение воды

Одной из актуальных проблем воды, является ее жесткость, обусловленная присутствием в воде значительного количества солей, кальция и магния — солей жесткости. Жесткая вода является причиной образования накипи и отложений на стенках нагревательных элементов бойлеров, котлов, а также доставляет много неудобств при использовании в быту. Для снижения показателей жесткости и предотвращения образования отложений и накипи применяются системы смягчения воды. Для смягчения воды можно использовать несколько методов, но наиболее широкое распространение получил метод ионного обмена.

Схема работы ионообменной смолы

Суть метода заключается в способности ионообменной смолы (ионита) поглотить из воды ионы кальция и магния в обмен на эквивалентное количество ионов натрия, входящих в состав смолы. Этот процесс происходит до тех пор, пока не израсходуется большая часть ионов натрия ионообменной смолы. Реакция обмена обратима, если ввести очень много ионов натрия (солевой раствор = таблетированная соль). Вследствие большого количества (концентрации) они вытесняют ионы кальция и магния из ионообменной смолы. Этот процесс называется регенерацией или восстановлением первоначального состояния

Сорбционная очистка воды

Фильтры сорбционные предназначены для удаления различных органических примесей, хлора, хлорорганических примесей и т.д. путем адсорбции (поглощения) внутренней поверхностью зерен загрузки.
Принцип работы.

Сорбционный фильтр состоит из корпуса с дренажно-распределительным устройством и блока управления, расположенного сверху на корпусе фильтра. Внутри корпуса фильтра находятся фильтрующий материал. Работа оборудования сорбционной очистки воды основана на явлении адсорбции.
Адсорбция — задержание молекул загрязнителей внешней поверхностью твердого вещества. Восстановление фильтрующей способности происходит автоматически путем промывки обратным и прямым током воды и угля без применения каких-либо реагентов. Промывные воды сбрасываются в канализацию. Корпус сорбционного фильтра изготовлен из полиэстера и стеклопластика и не подвержен коррозии. Дренажные системы выполнены из композитных материалов на основе высокопрочного пластика.

Сорбционная очистка воды является одним из самых эффективных способов удаления вредных химических и биологических веществ, улучшения запаха, вкуса, цвета воды. В некоторых случаях сорбционная очистка показывает лучшие результаты в сравнении с другими способами очистки воды. Это касается удаления различных органических примесей, которые по ряду причин могут оставаться в воде даже после фильтрации с помощью других фильтров.
Уникальность технологии сорбционной очистки воды заключается в способности молекул сорбентов вступать в реакцию даже с теми примесями, которые содержатся в воде в крайне малых количествах. Адсорбентами выступают пористые твердые материалы, эффективность которых определяется величиной поверхности взаимодействия.

Обезжелезивание воды

Основными причинами, способствующими снижению качества питьевой воды, как по химическим, так и по органолептическим свойствам, является повышенное содержание в ней соединений железа, поэтому обезжелезивание воды — одна из основных стадий водоочистки.

Различают несколько основных типов технологий обезжелезивания воды: реагентные и безреагентные методы. Под реагентными методами понимают обработку воды различными химическими реагентами (гипохлорит натрия, озон и т.д.), при взаимодействии с которыми растворенное железо переводится в нерастворимый осадок с последующим его механическим удалением. Выбор реагента непосредственно зависит от формы и количества железа, содержащегося в воде. Безреагентные методы отличаются большим разнообразием способов взаимодействия между активными элементами фильтра очистки воды от железа и растворенным загрязнителем. К безреагентным методам относят такие способы обезжелезивания как: ионирование воды, удаление железа с помощью диализа, электрокоагулирование, а также аэрацию воды, которую принято считать безреагентным методом, хотя в ходе очистки и применяется условный реагент — кислород.

Мембранные методы очистки воды

Мембранные системы водоподготовки, промышленное освоение которых началось примерно с 1985 года, в настоящее время применяются практически во всех отраслях, которые потребляют очищенную воду. Первые искусственные мембраны были изготовлены в XIX веке из обработанной в азотной кислоте клетчатки (целлюлозы) — сырья, которое является ничем иным, как оболочками растительных клеток, то есть природными мембранами.
Широкое внедрение мембранных процессов в практику стало возможно благодаря развитию науки о полимерах и использованию синтетических полимерных мембран. С точки зрения технологических возможностей различают мембраны для ультрафильтрации, нанофильтрації и обратного осмоса. В этом ряду размер пор уменьшается, а давление возрастает.
Микрофильтрационные мембраны с размером пор 0,1-1,0 мкм задерживают мелкие взвеси и коллоидные частицы, определяемые как мутность. Как правило, они используются, когда есть необходимость в грубой очистке воды или для предварительной подготовки воды перед более глубокой очисткой.