Підготовка води
Водопідготовка – обробка води, яка надходить з природного вододжерела, для приведення її якості у відповідність до вимог технологічних споживачів.
Ціль водопідготовки полягає в звільненні води від грубодисперсних і колоїдних домішок, а також солей, що містяться в ній, тим самим запобігаючи відкладення накипу, винесення солей пором, корозію металів, а також забруднення оброблюваних матеріалів при використанні води в технологічних процесах.
Водопідготовка включає такі основні методи обробки:
- освітлення – видалення зважених і колоїдних частинок з води;
- пом’якшення – видалення жорсткості (іонів Са2 + і Mg2 +) з води;
- сорбційне очищення води-поліпшення органолептичних властивостей води;
- знезалізнення води;
- мембранні методи очищення води;
- дезінфекція води і т.д.
Устаткування водопідготовки
Освітлення води
Під висвітленням води розуміють видалення зважених речовин. Основне обладнання для освітлення води в промисловості:
- картриджі і мішкові фільтри – в якості фільтруючого матеріалу використовуються змінні картриджі або мішки (Blue Filters, Cintropur);
- промивні фільтри – в якості фільтруючого матеріалу використовується сітка з нержавіючої сталі (Honeyewell, Amiad);
- фільтри механічної очистки з завантаженням – в якості фільтруючого матеріалу використовується Filter Ag, Filter Ag plus і т.д.
Картриджі і мішкові фільтри
Призначення: для видалення з води механічних домішок (піску, мулу, іржі і т. п.). Захищає і продовжує термін експлуатації основного обладнання для водопідготовки, а також сантехніки, побутової техніки, труб, запірної арматури. Картриджні фільтри можуть використовуватися як для первинної фільтрації (ступінь фільтрації 20 ÷ 100 мкн), так і для доочищення води (ступінь фільтрації 1 ÷ 5 мкн).
Переваги картриджного фільтра:
- висока ефективність очищення води від механічних домішок і зважених речовин;
- висока надійність і якість фільтруючого елемента і комплектуючих, компактний дизайн.
Недоліки картриджного фільтра:
- без регенерації, при забрудненні фільтруючий елемент підлягає заміні.
Промивні фільтри
Призначення: промивні фільтри тонкого очищення забезпечують подачу відфільтрованої води і перешкоджають проникненню в магістраль сторонніх тіл, таких як частинки іржі, волокон, піщинок і т.п. Відфільтровані домішки скупчуються на сітці фільтру і дні чаші і можуть бути легко видалені при включенні режиму проточною промивання.
Переваги фільтрів:
- промивка фільтра – не потрібно постійно купувати картриджі;
- висока надійність і якість складових частин фільтра;
- подача води відбувається також, як і під час промивки фільтра;
- невеликі габарити фільтру.
Недоліки фільтрів:
- невелика фільтруюча поверхню фільтра – при великій кількості зважених часток відбувається швидке забивання сітки, що призводить до необхідності частих промивок;
- велика витрата води при промиванні фільтра.
Honeyewell
Amiad
Фільтри механічної очистки з завантаженням
Призначення: для видалення з води механічних домішок (піску, мулу, іржі і т. п.)
Переваги фільтра:
- висока ефективність очищення води від механічних домішок, розміром до 20-40 мікрон;
- висока ємність матеріалу по зваженим часткам;
- висока продуктивність фільтрів;
- малі втрати тиску в порівнянні з іншими фільтруючими матеріалами;
- регенерація без додаткових реагентів – зворотним струмом води.
Склад фільтра
- Корпус фільтра (10х54,12х52 і т.д.)
- Клапан управління фільтром
- Підключення
- Центральна труба
- Нижній дифузор
- Підкладка в фільтрі
- Фільтрующий матеріал (Filter Ag)
Пои’якшення води
Однією з актуальних проблем води, є її жорсткість, обумовлена присутністю у воді значної кількості солей, кальцію і магнію – солей жорсткості. Жорстка вода є причиною утворення накипу і відкладень на стінках нагрівальних елементів бойлерів, котлів, а також доставляє багато незручностей при використанні в побуті. Для зниження показників жорсткості і запобігання утворенню відкладень і накипу застосовуються системи пом’якшення води. Для пом’якшення води можна використовувати різні способи, але найбільш широке поширення отримав метод іонного обміну.
Схема роботи іонообмінної смоли
Суть методу полягає в здатності іонообмінної смоли (іоніти) поглинути з води іони кальцію і магнію в обмін на еквівалентну кількість іонів натрію, що входять до складу смоли. Цей процес відбувається до тих пір, поки не витратиться велика частина іонів натрію іонообмінної смоли. Реакція обміну оборотна, якщо ввести дуже багато іонів натрію (сольовий розчин = таблетована сіль). Внаслідок великої кількості (концентрації) вони витісняють іони кальцію і магнію з іонообмінної смоли. Цей процес називається регенерацією або відновленням первісного стану.
Смягчение
Регенерация
Сорбційне очищення води
Фільтри сорбційні призначені для видалення різних органічних домішок, хлору, хлорорганічних домішок і т.д. шляхом адсорбції (поглинання) внутрішньою поверхнею зерен завантаження.
Принцип роботи
Сорбційний фільтр складається з корпусу з дренажно-розподільним пристроєм і блоку управління, розташованого зверху на корпусі фільтра. Усередині корпусу фільтра знаходяться фільтруючий матеріал. Робота обладнання сорбційної очистки води заснована на явищі адсорбції.
Адсорбція – затримання молекул забруднювачів зовнішньою поверхнею твердої речовини. Відновлення здатності, що фільтрує відбувається автоматично шляхом промивання зворотним і прямим струмом води і вугілля без застосування будь-яких реагентів. Промивні води скидаються в каналізацію. Корпус сорбційної фільтра виготовлений з поліестеру і склопластику і не схильний до корозії. Дренажні системи виконані з композитних матеріалів на основі високоміцного пластика.
Сорбційна очищення води є одним з найбільш ефективних способів видалення шкідливих хімічних і біологічних речовин, поліпшення запаху, смаку, кольору води. У деяких випадках сорбционная очищення показує кращі результати в порівнянні з іншими способами очищення води. Це стосується видалення різних органічних домішок, які по ряду причин можуть залишатися у воді навіть після фільтрації за допомогою інших фільтрів.
Унікальність технології сорбційної очистки води полягає в здатності молекул сорбентів вступати в реакцію навіть з тими домішками, які містяться у воді в дуже малих кількостях. Адсорбентами виступають пористі тверді матеріали, ефективність яких визначається величиною поверхні взаємодії.
Знезалізнення води
Основними причинами, що сприяють зниженню якості питної води, як за хімічними, так і за органолептичними властивостями, є підвищений вміст в ній сполук заліза, тому знезалізнення води – одна з основних стадій водоочищення.
Розрізняють декілька основних типів технологій знезалізнення води: реагентні і безреагентні методи. Під реагентними методами розуміють обробку води різними хімічними реагентами (гіпохлорит натрію, озон і т.д.), при взаємодії з якими розчинене залізо переводиться в нерозчинний осад з подальшим його механічним видаленням. Вибір реагенту безпосередньо залежить від форми і кількості заліза, що міститься у воді. Безреагентні методи відрізняються великою різноманітністю способів взаємодії між активними елементами фільтра очищення води від заліза і розчиненим забруднювачем. До безреагентних методів відносять такі способи знезалізнення як: іонізування води, видалення заліза за допомогою діалізу, електрокоагулювання, а також аерацію води, яку прийнято вважати безреагентним методом, хоча в ході очищення і застосовується умовний реагент – кисень.
Станція дозування коагулянта
Різноманітність методів очищення води дозволяє підібрати оптимальні заходи щодо усунення надмірного заліза. При виборі тієї чи іншої водоочисної технології прийнято враховувати не тільки кількість самого заліза, але і всі фактори, які в сумі утворюють загальні умови. Під загальними умовами, в яких проводиться очищення води, прийнято розуміти тиск, температуру води, її початковий склад, кислотно-лужний баланс, лужність і окислюваність води.
Всі ці фактори безпосередньо впливають на ефективність будь-якої технології. Наприклад, від температури безпосередньо залежить швидкість реакції в разі використання реагентних методів, загальна окислюваність заліза визначає необхідну дозу реагенту для окислення всього, що міститься у воді, а наявність у воді тих чи інших забруднювачів може надати каталітична дія на реакцію.
Приклад окислення заліза киснем повітря:
- – ємність, де відбувається окислення заліза;
- – насос для подачі води на очищення;
- – фільтр для видалення окисленого заліза з води.
Мембранні методи очищення води
Мембранні системи водопідготовки, промислове освоєння яких почалося приблизно з 1985 року, в даний час застосовуються практично у всіх галузях, які споживають очищену воду. Перші штучні мембрани були виготовлені в XIX столітті з обробленої в азотній кислоті клітковини (целюлози) – сировини, яке є нічим іншим, як оболонками рослинних клітин, тобто природними мембранами.
Широке впровадження мембранних процесів в практику стало можливо завдяки розвитку науки про полімери та використання синтетичних полімерних мембран. З точки зору технологічних можливостей розрізняють мембрани для ультрафільтрації, нанофільтрації та зворотного осмосу. У цьому ряду розмір пір зменшується, а тиск зростає. Мікрофільтраційні мембрани з розміром пір 0,1-1,0 мкм затримують дрібні суспензії і колоїдні частинки, які визначаються як каламутність. Як правило, вони використовуються, коли є необхідність в грубому очищенні води або для попередньої підготовки води перед більш глибоким очищенням.
