Méthodes modernes de purification de l'eau. Nouvelles technologies pour la purification de l'eau État actuel et développement des technologies de traitement de l'eau

L'eau potable est la clé de la santé de chaque personne. La qualité de cette ressource précieuse dans les réseaux centraux d'approvisionnement en eau et dans les sources individuelles ne correspond pas toujours aux paramètres garantissant sa consommation sûre. Les méthodes modernes de purification permettent d'amener les paramètres physiques et chimiques de l'eau au niveau requis.

L'eau propre est la clé de la santé et de la longévité

L'eau fournie par les compagnies des eaux est purifiée selon un certain ordre et sa qualité est ramenée aux valeurs standard. Principe général le nettoyage n'élimine pas complètement tous les facteurs négatifs qui affectent négativement le corps humain. De vastes réseaux de canalisations en mauvais état contribuent également négativement à la qualité finale de l'eau, en reconstituant l'eau avec une masse d'impuretés mécaniques - rouille, saleté, etc.

Avoir son propre approvisionnement en eau ne garantit pas non plus toujours une qualité d’eau idéale. La consommation d'eau à des fins alimentaires nécessite dans ce cas toujours une analyse complète.

La configuration d'un complexe de traitement de l'eau doit toujours être établie sur la base d'analyses de la composition de l'eau, avec la participation de spécialistes qualifiés. L'auto-assemblage d'un système de purification n'a pas toujours un effet positif sur l'amélioration de la qualité de l'eau.

Selon la qualité de l'eau, les systèmes de purification peuvent être constitués des éléments les plus simples - des filtres mécaniques fins, mais le plus souvent diverses méthodes de purification physique et chimique sont combinées. Nous examinerons ensuite les méthodes et méthodes de purification de l'eau potable les plus populaires.

Filtres mécaniques fins

Filtre de nettoyage mécanique à l'entrée d'eau

Les filtres à nettoyage mécanique sont généralement fabriqués sous la forme d'un flacon dans lequel se trouve une cartouche filtrante. Les éléments filtrants sont fabriqués à partir de divers matériaux, généralement en fibre polymère (polypropylène) ou en céramique.

Cartouche polypropylène et tableau des caractéristiques
Cartouche filtrante fine après expiration de sa durée de vie

La cartouche est une pièce consommable, a une certaine durée de vie et doit être remplacée après son expiration. La photo montre clairement que l'eau du système d'approvisionnement en eau centralisé n'est pas limpide.

Les analogues des filtres de nettoyage mécanique sont les buses du mélangeur.

Filtre à eau pour robinet

Les filtres à nettoyage mécanique présentent les avantages suivants :

1. Simplicité de l'appareil ;
2. Bon marché relatif ;
3. Nettoyage mécanique de haute qualité.

Le principal inconvénient des filtres de conception la plus simple est leur incapacité à éliminer les impuretés organiques, les virus, les pesticides et les nitrates. Pour éliminer les insecticides, les pesticides et les composants d'origine organique de l'eau, des filtres à charbon actif sont utilisés en combinaison avec des dispositifs de filtration mécaniques.

Filtres ménagers au charbon

La purification de l'eau potable d'un certain nombre d'impuretés est réalisée par des filtres à sorption dont l'élément de base est le charbon actif. Les filtres (carafes) sont une méthode populaire de purification de l'eau domestique et potable dans des conditions domestiques.

L'eau passe à travers la cartouche filtrante de la carafe et est collectée dans la cuvette inférieure de l'appareil. La plupart des types de cartouches de carafe sont utilisés pour purifier l’eau potable des composants organiques et du chlore dissous. Les résidus de chlore sont généralement complètement éliminés après aération - simplement évacués du récipient qui fuit.

Certains types de filtres peuvent purifier l'eau du fer et des sels métaux lourds, les produits pétroliers et quelques autres impuretés adoucissent l’eau. Cet effet est obtenu en ajoutant des composants échangeurs d'ions au matériau de la cartouche.

Les cartouches filtrantes au charbon disposent d'une certaine ressource, donc à mesure que la quantité d'eau passant à travers le filtre augmente, elles perdent leur efficacité d'origine. L'inconvénient des filtres à charbon actif est l'accumulation d'impuretés organiques. Ils servent de base fertile à la reproduction et au développement des micro-organismes et des bactéries.

Pour atténuer ce facteur négatif dans le fonctionnement des filtres à charbon, ils sont souvent associés à des systèmes de désinfection de l'eau.

Rayonnement ultraviolet et nettoyage à l'ozone

Lampe de désinfection de l'eau aux ultraviolets

Le rayonnement ultraviolet possède d’excellentes propriétés bactéricides : il tue la plupart des types de bactéries, virus et micro-organismes. Dans ce cas, les propriétés de l’eau ne changent pas. La méthode d'utilisation du rayonnement ultraviolet est assez simple et très populaire.

L'ozonation de l'eau n'est pas moins efficace, mais c'est un processus techniquement plus complexe et plus coûteux. L'ozone est un puissant agent oxydant et lorsqu'il pénètre dans l'eau, la plupart des micro-organismes meurent. La qualité de la désinfection à l'ozone est bien supérieure à celle de la méthode traditionnelle - la chloration.

Les systèmes d’ozonation sont techniquement complexes et nécessitent des compétences professionnelles pour être entretenus. En raison de leur coût élevé et de leur complexité technique, ils sont rarement utilisés dans des conditions domestiques.

Systèmes de filtration par osmose inverse

Les systèmes à membrane osmotique sont considérés comme les plus efficaces pour la purification de l’eau potable. Le degré de purification de diverses impuretés dans des conditions favorables peut atteindre 97 à 98 %. Le principe de leur fonctionnement repose sur l'utilisation des propriétés d'une membrane spéciale à pores microscopiques. La taille des pores est comparable à celle d’une molécule d’eau.

Les filtres osmotiques sont de type flux et stockage. Ils purifient l'eau des impuretés mécaniques d'une taille de 5 microns, des sels de métaux lourds, des virus, des micro-organismes, des composés chimiques organiques et inorganiques. La membrane filtrante à osmose inverse fonctionne mieux avec de l’eau propre préalablement purifiée des particules mécaniques.

Membrane d'osmose inverse multicouche

De plus, la teneur accrue en sels de calcium et de magnésium, mieux connus sous le nom de dureté, affecte négativement la membrane.

En fonction du contenu de l'eau de source, les systèmes d'osmose inverse sont combinés avec des adoucisseurs et des filtres mécaniques fins.

Les inconvénients des complexes d'osmose sont les indicateurs suivants :

1. Le système constitue un environnement favorable au développement de micro-organismes ;
2. Pendant le processus de nettoyage, outre les composants nocifs, les éléments minéraux bénéfiques pour l'homme sont partiellement éliminés ;
3. Pour que les systèmes fonctionnent, une pression initiale d'au moins 2,5 kgf/cm 2 est requise ;
4. Lors de la purification d'un litre d'eau, de 3 à 7 litres d'eau contenant des composants filtrés dissous sont recyclés.

Certaines des lacunes sont compensées par l'utilisation de composants de nettoyage supplémentaires. La désinfection est généralement effectuée avec une lampe ultraviolette. Le réapprovisionnement en eau purifiée en composants minéraux est effectué par des blocs de minéralisation.

Systèmes d'adoucissement de l'eau par échange d'ions

Les sels de calcium et de magnésium dissous dans l'eau ont un effet négatif sur système digestif l'homme, peut conduire à la formation de calculs. De plus, une eau de dureté accrue entraîne la formation de tartre dans les appareils de chauffage de l'eau domestique et la défaillance de leurs éléments chauffants (éléments chauffants).

Système de purification d'eau en deux étapes par échange d'ions

La méthode d'adoucissement de l'eau la plus efficace est considérée comme des complexes de filtration à base de composants échangeurs d'ions - une résine granulaire. L'eau de source passe à travers le filtre et les ions sodium et chlore sont remplacés par des ions calcium et magnésium. Après un certain temps, le matériau échangeur d'ions est lavé avec une solution de sel de table (chlorure de sodium) et les ions accumulés des sels de dureté sont éliminés.

Les unités échangeuses d'ions sont le plus souvent utilisées à des fins industrielles. La ressource en résine a sa propre durée de vie ; elle est remplacée en moyenne tous les 5 à 8 ans. Les unités d'échange d'ions sont le plus souvent utilisées lors du fonctionnement des systèmes et.

Systèmes de nettoyage cuivre-zinc

Le principe de fonctionnement de ce type d'installation repose sur l'utilisation des propriétés d'un alliage cuivre-zinc dont les composants ont des polarités différentes. Les impuretés ayant une charge correspondante sont attirées vers les pôles lors du passage de l'eau. À la suite de réactions d'oxydo-réduction, l'eau est purifiée du fer, du mercure, du plomb, les micro-organismes, les bactéries, etc. sont détruits.

L'inconvénient de la filtration à base d'alliage cuivre-zinc est la rétention des impuretés organiques dans l'eau. Cet inconvénient est éliminé en combinant un filtre cuivre-zinc avec une unité de filtration (adsorption) sur charbon.

Les filtres à charbon et les systèmes d'osmose inverse sont les plus populaires pour purifier l'eau potable à la maison. Un système de filtration par osmose inverse est plus efficace, mais les installations qui en découlent sont plus coûteuses. Une purification de l’eau de haute qualité à l’aide de méthodes modernes est souvent une entreprise coûteuse mais nécessaire. Boire de l'eau avec des paramètres de pureté normaux et une composition chimique de haute qualité est la clé de la santé de chaque personne.

L’eau est absolument nécessaire à la vie humaine et à tous les êtres vivants de la nature. L'eau couvre 70 % de la surface terrestre, à savoir : les mers, les rivières, les lacs et les eaux souterraines. Au cours de son cycle, déterminé par des phénomènes naturels, l’eau collecte diverses impuretés et contaminants contenus dans l’atmosphère et sur la croûte terrestre. En conséquence, l'eau n'est pas absolument pure et pure, mais cette eau est souvent la principale source d'approvisionnement en eau domestique et potable et pour une utilisation dans diverses industries (par exemple, comme liquide de refroidissement, fluide de travail dans le secteur de l'énergie, solvant, matière première pour recevoir des produits, des aliments, etc.)

L’eau naturelle est un système dispersé complexe qui contient de grandes quantités de diverses impuretés minérales et organiques. En raison du fait que dans la plupart des cas, les sources d'approvisionnement en eau sont les eaux de surface et souterraines.

Composition de l'eau naturelle ordinaire :

• substances en suspension (impuretés mécaniques colloïdales et grossières d'origine inorganique et organique);
• bactéries, micro-organismes et algues ;
• gaz dissous;
• substances inorganiques et organiques dissoutes (à la fois dissociées en cations et anions, et non dissociées).

Lors de l'évaluation des propriétés de l'eau, il est d'usage de diviser les paramètres de qualité de l'eau en :

• physique,
• chimique
• sanitaire et bactériologique.

La qualité signifie le respect des normes établies pour un type de production d'eau donné. L'eau et les solutions aqueuses sont très largement utilisées dans diverses industries, services publics et agriculture. Les exigences relatives à la qualité de l'eau purifiée dépendent du but et du domaine d'application de l'eau purifiée.

L'eau est la plus largement utilisée à des fins de boisson. Les normes d'exigences dans ce cas sont déterminées par SanPiN 2.1.4.559-02. Eau potable. Exigences hygiéniques relatives à la qualité de l'eau dans les systèmes centralisés d'approvisionnement en eau potable. Contrôle de qualité". Par exemple, certains d'entre eux :

Languette. 1. Exigences de base relatives à la composition ionique de l'eau utilisée pour l'approvisionnement en eau domestique et potable

Pour les consommateurs commerciaux, les exigences en matière de qualité de l’eau sont souvent plus strictes à certains égards. Par exemple, pour la production d'eau en bouteille, une norme spéciale a été élaborée avec des exigences plus strictes pour l'eau - SanPiN 2.1.4.1116-02 « Eau potable. Exigences hygiéniques relatives à la qualité de l'eau conditionnée en récipients. Contrôle de qualité." En particulier, les exigences relatives à la teneur en sels basiques et en composants nocifs - nitrates, matières organiques, etc. ont été renforcées.

L'eau à usage technique et spécial est de l'eau pour une utilisation industrielle ou commerciale, pour des processus technologiques spéciaux - avec des propriétés spéciales réglementées par les normes pertinentes de la Fédération de Russie ou les exigences technologiques du client. Par exemple, préparer de l'eau pour l'énergie (selon RD, PTE), pour la galvanoplastie, préparer de l'eau pour la vodka, préparer de l'eau pour la bière, la limonade, les médicaments (monographie de la pharmacopée), etc.

Souvent, les exigences relatives à la composition ionique de ces eaux sont beaucoup plus élevées que celles de l'eau potable. Par exemple, pour le génie thermique, où l'eau est utilisée comme liquide de refroidissement et chauffée, il existe des normes appropriées. Pour les centrales électriques, il existe ce qu'on appelle des PTE (Technical Operation Rules), pour l'ingénierie thermique générale, les exigences sont fixées par ce qu'on appelle RD (Guide Document). Par exemple, selon les exigences des « Directives méthodologiques pour la surveillance du régime chimique de l'eau des chaudières à vapeur et à eau chaude RD 10-165-97 », la valeur de la dureté totale de l'eau pour les chaudières à vapeur avec une pression de vapeur de service de jusqu'à 5 MPa (50 kgf/cm2) ne devrait pas dépasser 5 mcg-eq/kg. Dans le même temps, la norme de consommation d'alcool SanPiN 2.1.4.559-02 nécessite que Jo ne soit pas supérieur à 7 mEq/kg.

Par conséquent, la tâche du traitement chimique de l'eau (CWT) pour les chaufferies, les centrales électriques et autres installations nécessitant un traitement de l'eau avant de chauffer l'eau est d'empêcher la formation de tartre et le développement ultérieur de corrosion sur la surface intérieure des chaudières, des canalisations et des installations de chauffage. échangeurs. De tels dépôts peuvent provoquer des pertes d'énergie, et le développement de la corrosion peut conduire à un arrêt complet du fonctionnement des chaudières et des échangeurs de chaleur en raison de la formation de dépôts à l'intérieur des équipements.

Il convient de garder à l'esprit que les technologies et les équipements de traitement de l'eau et de traitement de l'eau des centrales électriques diffèrent considérablement de l'équipement correspondant des chaufferies à eau chaude conventionnelles.

À leur tour, les technologies et les équipements de traitement de l'eau et de traitement chimique pour obtenir de l'eau à d'autres fins sont également divers et sont dictés à la fois par les paramètres de la source d'eau à purifier et par les exigences de qualité de l'eau purifiée.

SVT-Engineering LLC, ayant de l'expérience dans ce domaine, possédant un personnel qualifié et des partenariats avec de nombreux spécialistes et entreprises étrangers et nationaux de premier plan, propose à ses clients, en règle générale, les solutions appropriées et justifiées pour chaque cas spécifique, en particulier, basé sur les processus technologiques de base suivants :

• L'utilisation d'inhibiteurs et de réactifs pour le traitement de l'eau dans divers systèmes de traitement chimique (à la fois pour protéger les membranes et les équipements thermiques)

La plupart des procédés technologiques de traitement des eaux de divers types, y compris les eaux usées, sont connus et utilisés depuis relativement longtemps, en constante évolution et amélioration. Cependant, des spécialistes et des organisations de premier plan du monde entier travaillent au développement de nouvelles technologies.

SVT-Engineering LLC possède également de l'expérience dans la conduite de R&D pour le compte de clients afin d'augmenter l'efficacité des méthodes de purification de l'eau existantes, de développer et d'améliorer de nouveaux processus technologiques.

Il convient de noter en particulier que l'utilisation intensive des sources d'eau naturelles dans les activités économiques nécessite l'amélioration environnementale des systèmes d'utilisation de l'eau et des processus technologiques de traitement de l'eau. Les exigences en matière de protection de l'environnement naturel exigent la réduction maximale des déchets des stations d'épuration dans les réservoirs naturels, le sol et l'atmosphère, ce qui nécessite également la nécessité de compléter les schémas technologiques de traitement de l'eau par des étapes d'élimination des déchets, de recyclage et de conversion en produits recyclables. substances.

À ce jour, un assez grand nombre de méthodes ont été développées permettant de créer des systèmes de traitement des eaux peu polluantes. Il s'agit tout d'abord de procédés améliorés de purification préliminaire de l'eau de source avec des réactifs dans des clarificateurs à lamelles et de recirculation des boues, des technologies membranaires, de déminéralisation à base d'évaporateurs et de réacteurs thermochimiques, de traitement correctif de l'eau avec des inhibiteurs de dépôts de sel et de processus de corrosion, de technologies avec régénération à contre-courant des filtres échangeurs d'ions et des matériaux échangeurs d'ions plus avancés.

Chacune de ces méthodes présente ses propres avantages, inconvénients et limites d'utilisation en termes de qualité de l'eau de source et d'eau purifiée, de volume d'eaux usées et de rejets et de paramètres d'utilisation de l'eau purifiée. Vous pouvez obtenir des informations supplémentaires nécessaires pour résoudre vos problèmes et les conditions de coopération en faisant une demande ou en contactant notre bureau.

Cette section décrit en détail les méthodes traditionnelles existantes de traitement de l'eau, leurs avantages et leurs inconvénients, et présente également de nouvelles méthodes modernes et de nouvelles technologies pour améliorer la qualité de l'eau conformément aux exigences des consommateurs.

Les principaux objectifs du traitement de l’eau sont d’obtenir une eau propre et salubre, adaptée à divers besoins: approvisionnement en eau domestique, potable, technique et industrielle en tenant compte de la faisabilité économique de l'utilisation des méthodes nécessaires de purification et de traitement de l'eau. L’approche du traitement de l’eau ne peut pas être la même partout. Les différences sont dues à la composition de l'eau et aux exigences de sa qualité, qui varient considérablement selon la destination de l'eau (potable, technique, etc.). Cependant, il existe un ensemble de procédures typiques utilisées dans les systèmes de traitement de l'eau et l'ordre dans lequel ces procédures sont utilisées.

Méthodes de base (traditionnelles) de traitement de l'eau.

Dans la pratique de l'approvisionnement en eau, au cours du processus de purification et de traitement, l'eau est soumise à éclairage(élimination des particules en suspension), décoloration (éliminer les substances qui donnent de la couleur à l'eau) , désinfection(destruction des bactéries pathogènes qu'il contient). De plus, en fonction de la qualité de l'eau de source, des méthodes spéciales d'amélioration de la qualité de l'eau sont également utilisées dans certains cas : ramollissement eau (diminution de la dureté due à la présence de sels de calcium et de magnésium) ; phosphatation(pour un adoucissement de l'eau plus profond) ; dessalement, dessalage l'eau (réduisant la minéralisation globale de l'eau) ; désiliconisation, déferrisation eau (libération d'eau des composés de fer solubles) ; dégazage eau (élimination des gaz solubles de l'eau : sulfure d'hydrogène H 2 S, CO 2, O 2); désactivation eau (élimination des substances radioactives de l'eau); neutralisation eau (élimination des substances toxiques de l'eau), fluoration(ajout de fluorure à l'eau) ou défluoration(élimination des composés fluorés) ; acidification ou alcalinisation ( pour stabiliser l'eau). Parfois, il est nécessaire d’éliminer les goûts et les odeurs, de prévenir l’effet corrosif de l’eau, etc. Certaines combinaisons de ces procédés sont utilisées en fonction de la catégorie de consommateurs et de la qualité de l'eau des sources.

La qualité de l'eau d'un plan d'eau est déterminée par un certain nombre d'indicateurs (physiques, chimiques et sanitaires-bactériologiques), conformément à la destination de l'eau et établis normes de qualité. Plus à ce sujet dans la section suivante. En comparant les données sur la qualité de l'eau (obtenues par analyse) avec les exigences des consommateurs, des mesures pour son traitement sont déterminées.

Le problème de l'épuration de l'eau recouvre les questions de modifications physiques, chimiques et biologiques au cours du traitement afin de la rendre potable, c'est-à-dire de purifier et d'améliorer ses propriétés naturelles.

La méthode de traitement de l'eau, la composition et les paramètres de conception des installations de traitement pour l'approvisionnement technique en eau et les doses calculées de réactifs sont établies en fonction du degré de pollution du plan d'eau, de la destination du système d'approvisionnement en eau, de la productivité de la station. et des conditions locales, ainsi que sur la base de données issues de la recherche technologique et de l'exploitation d'ouvrages fonctionnant dans des conditions similaires .

La purification de l'eau s'effectue en plusieurs étapes. Les débris et le sable sont éliminés lors de l'étape de pré-nettoyage. Une combinaison de traitements primaires et secondaires effectués dans les usines de traitement des eaux (STE) élimine les matières colloïdales (matière organique). Les nutriments dissous sont éliminés par post-traitement. Pour que le traitement soit complet, les usines de traitement d’eau doivent éliminer toutes les catégories de contaminants. Il existe de nombreuses façons de procéder.

Avec un équipement de post-purification approprié et de haute qualité, il est possible de garantir que l’eau obtenue est potable. Beaucoup de gens pâlissent à l’idée de recycler les eaux usées, mais il convient de rappeler que dans la nature, de toute façon, tous les cycles de l’eau se déroulent. En fait, un post-traitement approprié peut fournir de l'eau meilleure qualité que celle obtenue des rivières et des lacs, qui reçoivent souvent des eaux usées non traitées.

Méthodes de base de traitement de l'eau

Clarification de l'eau

La clarification est une étape de purification de l'eau, au cours de laquelle la turbidité de l'eau est éliminée en réduisant la teneur en impuretés mécaniques en suspension d'origine naturelle et eaux usées. La turbidité de l'eau naturelle, en particulier des sources de surface, pendant la période de crue, peut atteindre 2 000 à 2 500 mg/l (la norme pour l'eau potable ne dépasse pas 1 500 mg/l).

Clarification de l'eau par sédimentation des substances en suspension. Cette fonction est exécutée clarificateurs, bassins de décantation et filtres, qui sont les stations d'épuration des eaux les plus courantes. L'une des méthodes pratiques les plus largement utilisées pour réduire la teneur en impuretés finement dispersées dans l'eau est leur coagulation(précipitation sous forme de complexes spéciaux - coagulants) suivie d'une sédimentation et d'une filtration. Après clarification, l’eau entre dans des réservoirs d’eau propre.

Décoloration de l'eau, ceux. l'élimination ou la décoloration de divers colloïdes colorés ou de substances complètement dissoutes peut être obtenue par coagulation, l'utilisation de divers agents oxydants (chlore et ses dérivés, ozone, permanganate de potassium) et absorbants (charbon actif, résines artificielles).

La clarification par filtration avec coagulation préalable permet de réduire considérablement la contamination bactérienne de l'eau. Cependant, parmi les micro-organismes restant dans l'eau après le traitement de l'eau, il peut également y avoir des micro-organismes pathogènes (bacilles de la fièvre typhoïde, tuberculose et dysenterie ; vibrion cholérique ; virus de la polio et de l'encéphalite), qui sont à l'origine maladies infectieuses. Pour leur destruction définitive, les eaux destinées à des usages domestiques doivent être soumises à des contrôles obligatoires. désinfection.

Inconvénients de la coagulation, décantation et filtration : méthodes de traitement de l'eau coûteuses et inefficaces, qui nécessitent des méthodes supplémentaires d'amélioration de la qualité.)

Désinfection de l'eau

La désinfection ou désinfection est la dernière étape du processus de traitement de l'eau. L'objectif est de supprimer l'activité vitale des microbes pathogènes contenus dans l'eau. Puisque ni la décantation ni la filtration ne permettent une libération complète, la chloration et d'autres méthodes décrites ci-dessous sont utilisées pour désinfecter l'eau.

Dans la technologie du traitement de l'eau, un certain nombre de méthodes de désinfection de l'eau sont connues, qui peuvent être classées en cinq groupes principaux : thermique; sorption sur charbon actif; chimique(en utilisant des agents oxydants puissants); oligodynamie(exposition aux ions de métaux nobles) ; physique(en utilisant des ultrasons, des rayonnements radioactifs, des rayons ultraviolets). Parmi les méthodes répertoriées, les méthodes du troisième groupe sont les plus utilisées. Le chlore, le dioxyde de chlore, l'ozone, l'iode et le permanganate de potassium sont utilisés comme agents oxydants ; peroxyde d'hydrogène, hypochlorite de sodium et de calcium. À son tour, parmi les agents oxydants répertoriés, la préférence est donnée en pratique à chlore, eau de Javel, hypochlorure de sodium. Le choix de la méthode de désinfection de l'eau se fait en fonction du débit et de la qualité de l'eau à traiter, de l'efficacité de son prétraitement, des conditions d'approvisionnement, de transport et de stockage des réactifs, de la possibilité d'automatiser les processus et de mécaniser les processus à forte intensité de main d'œuvre. travail.

La désinfection est soumise aux eaux ayant subi des étapes préalables de traitement, de coagulation, de clarification et de décoloration dans une couche de sédiments en suspension ou de décantation, de filtration, car le filtrat ne contient pas de particules en surface ou à l'intérieur desquelles des bactéries et des virus peuvent se trouver dans un état adsorbé, restant hors de l’influence des agents désinfectants.

Désinfection de l'eau avec des agents oxydants forts.

Actuellement, dans les établissements d'habitation et de services communaux, la désinfection de l'eau est généralement chloration eau. Si vous buvez de l’eau du robinet, sachez qu’elle contient des composés organochlorés dont la quantité après la procédure de désinfection de l’eau au chlore atteint 300 μg/l. De plus, cette quantité ne dépend pas du niveau initial de pollution de l’eau ; ces 300 substances se forment dans l’eau à cause de la chloration. La consommation de cette eau potable peut sérieusement nuire à votre santé. Le fait est que lorsque des substances organiques se combinent avec du chlore, des trihalométhanes se forment. Ces dérivés du méthane ont un effet cancérigène prononcé, favorisant la formation de cellules cancéreuses. Lorsque l’eau chlorée est bouillie, elle produit un puissant poison : la dioxine. La teneur en trihalométhanes de l'eau peut être réduite en réduisant la quantité de chlore utilisée ou en le remplaçant par d'autres désinfectants, par exemple en utilisant charbon actif granulaire pour éliminer les déchets générés lors du traitement de l’eau composés organiques. Et bien sûr, nous avons besoin d’un contrôle plus détaillé de la qualité de l’eau potable.

En cas de turbidité et de couleur élevées des eaux naturelles, une chloration préalable de l'eau est couramment utilisée, mais cette méthode de désinfection, telle que décrite ci-dessus, n'est pas seulement pas assez efficace, mais aussi tout simplement nocive pour notre corps.

Inconvénients de la chloration : n'est pas assez efficace et provoque en même temps des dommages irréversibles à la santé, car la formation de trihalométhanes cancérigènes favorise la formation de cellules cancéreuses et la dioxine entraîne un grave empoisonnement de l'organisme.

Il n’est pas économiquement réalisable de désinfecter l’eau sans chlore, car méthodes alternatives désinfection de l'eau (par exemple, désinfection à l'aide rayonnement ultraviolet) sont assez chers. Une méthode alternative à la chloration a été proposée pour la désinfection de l'eau à l'ozone.

Ozonation

Une procédure plus moderne de désinfection de l’eau est la purification de l’eau à l’ozone. Vraiment, ozonationÀ première vue, l’eau est plus sûre que la chloration, mais elle présente aussi des inconvénients. L'ozone est très instable et se détruit rapidement, son effet bactéricide est donc de courte durée. Mais l’eau doit encore passer par le système de plomberie avant de se retrouver dans notre appartement. Beaucoup de problèmes l'attendent sur ce chemin. Ce n'est un secret pour personne que les conduites d'eau villes russes extrêmement usé.

De plus, l’ozone réagit également avec de nombreuses substances présentes dans l’eau, comme le phénol, et les produits qui en résultent sont encore plus toxiques que les chlorophénols. L'ozonation de l'eau s'avère extrêmement dangereuse dans les cas où des ions brome sont présents dans l'eau, même en quantités les plus insignifiantes, difficiles à déterminer même dans des conditions de laboratoire. L'ozonation produit des composés bromés toxiques - des bromures, qui sont dangereux pour l'homme même à microdoses.

La méthode d'ozonation de l'eau a fait ses preuves pour traiter de grandes masses d'eau - dans les piscines, dans les systèmes collectifs, par exemple où une désinfection plus approfondie de l’eau est nécessaire. Mais il ne faut pas oublier que l'ozone, ainsi que les produits de son interaction avec les organochlorés, sont toxiques. Par conséquent, la présence de fortes concentrations d'organochlorés au stade du traitement de l'eau peut être extrêmement nocive et dangereuse pour le corps.

Inconvénients de l'ozonation : L'effet bactéricide est de courte durée et, en réaction avec le phénol, il est encore plus toxique que les chlorophénols, plus dangereux pour l'organisme que la chloration.

Désinfection de l'eau avec des rayons bactéricides.

CONCLUSIONS

Toutes les méthodes ci-dessus ne sont pas assez efficaces, ne sont pas toujours sûres et, de plus, ne sont pas économiquement réalisables : d'une part, elles sont coûteuses et très coûteuses, nécessitant des coûts d'entretien et de réparation constants, d'autre part, elles ont une durée de vie limitée, et troisièmement, ils consomment beaucoup de ressources énergétiques.

Nouvelles technologies et méthodes innovantes pour améliorer la qualité de l’eau

Introduction de nouvelles technologies et méthodes innovantes le traitement de l'eau permet de résoudre un ensemble de problèmes qui garantissent :

• production d'eau potable répondant aux normes établies et aux GOST et répondant aux exigences des consommateurs ;
• fiabilité de la purification et de la désinfection de l'eau ;
• fonctionnement efficace, ininterrompu et fiable des installations de traitement de l'eau ;
• réduire le coût de la purification et du traitement de l'eau ;
• économiser des réactifs, de l'électricité et de l'eau pour vos propres besoins ;
• qualité de la production d'eau.

Les nouvelles technologies pour améliorer la qualité de l’eau comprennent :

Méthodes membranaires basé sur des technologies modernes (dont macrofiltration ; microfiltration ; ultrafiltration ; nanofiltration ; osmose inverse). Utilisé pour le dessalement eaux usées, résolvent un complexe de problèmes de purification de l’eau, mais l’eau purifiée ne signifie pas qu’elle est saine. De plus, ces méthodes sont coûteuses et gourmandes en énergie, nécessitant des coûts de maintenance constants.

Méthodes de traitement de l’eau sans réactif. Activation (structuration)liquides. Il existe aujourd'hui de nombreuses façons connues d'activer l'eau (par exemple, ondes magnétiques et électromagnétiques ; ondes ultrasonores ; cavitation ; exposition à divers minéraux, résonance, etc.). La méthode de structuration liquide apporte une solution à un ensemble de problèmes de traitement de l'eau ( décoloration, adoucissement, désinfection, dégazage, déferrisation de l'eau etc.), tout en supprimant le traitement chimique de l’eau.

Les indicateurs de qualité de l'eau dépendent des méthodes utilisées pour structurer le liquide et du choix des technologies utilisées, parmi lesquelles :
- les appareils magnétiques de traitement de l'eau ;
- les méthodes électromagnétiques ;
- méthode de traitement de l'eau par cavitation ;
- onde résonante activation de l'eau (traitement sans contact à base de piézocristaux).

Systèmes hydromagnétiques (HMS) conçu pour traiter l'eau à débit constant champ magnétique configuration spatiale particulière (utilisée pour neutraliser le tartre dans les équipements d'échange thermique ; pour clarifier l'eau, par exemple après chloration). Le principe de fonctionnement du système est l'interaction magnétique des ions métalliques présents dans l'eau (résonance magnétique) et le processus simultané de cristallisation chimique. Le HMS est basé sur l'effet cyclique sur l'eau fournie aux échangeurs de chaleur par un champ magnétique d'une configuration donnée créé par des aimants à haute énergie. La méthode de traitement magnétique de l’eau ne nécessite aucun réactif chimique et est donc respectueuse de l’environnement. Mais il y a aussi des inconvénients. HMS utilise de puissants aimants permanents à base d’éléments de terres rares. Ils conservent leurs propriétés (intensité du champ magnétique) très longtemps (des dizaines d'années). Cependant, s'ils sont surchauffés au-dessus de 110 à 120 °C, les propriétés magnétiques peuvent s'affaiblir. Par conséquent, le HMS doit être installé là où la température de l’eau ne dépasse pas ces valeurs. C'est-à-dire avant qu'il ne chauffe, sur la ligne de retour.

Inconvénients des systèmes magnétiques : l'utilisation du HMS est possible à des températures ne dépassant pas 110 - 120°AVEC; méthode insuffisamment efficace; Pour un nettoyage complet, il est nécessaire de l’utiliser en combinaison avec d’autres méthodes, ce qui n’est finalement pas économiquement réalisable.

Méthode de cavitation pour le traitement de l'eau. La cavitation est la formation de cavités dans un liquide (bulles ou cavités de cavitation) remplies de gaz, de vapeur ou d'un mélange de ceux-ci. L'essentiel cavitation- un autre état de phase de l'eau. Dans des conditions de cavitation, l’eau passe de son état naturel à la vapeur. La cavitation se produit à la suite d'une diminution locale de la pression dans le liquide, qui peut se produire soit avec une augmentation de sa vitesse (cavitation hydrodynamique), soit avec le passage d'une onde acoustique pendant le demi-cycle de raréfaction (cavitation acoustique). De plus, la disparition brutale (soudaine) des bulles de cavitation conduit à la formation de chocs hydrauliques et, par conséquent, à la création d'une onde de compression et de tension dans le liquide à une fréquence ultrasonore. La méthode est utilisée pour éliminer le fer, les sels de dureté et d'autres éléments qui dépassent la concentration maximale autorisée, mais est peu efficace pour la désinfection de l'eau. En même temps, il consomme une énergie importante et coûte cher à entretenir avec des éléments filtrants consommables (ressource de 500 à 6000 m 3 d'eau).

Inconvénients : consomme de l’électricité, n’est pas assez efficace et coûte cher à entretenir.

CONCLUSIONS

Les méthodes ci-dessus sont les plus efficaces et les plus respectueuses de l'environnement par rapport aux méthodes traditionnelles de purification et de traitement de l'eau. Mais ils présentent certains inconvénients : complexité des installations, coût élevé, besoin de consommables, difficultés de maintenance, surfaces importantes nécessaires pour installer les systèmes de traitement de l'eau ; une efficacité insuffisante, et en outre des restrictions d'utilisation (restrictions sur la température, la dureté, le pH de l'eau, etc.).

Méthodes d'activation sans contact du liquide (NL). Technologies de résonance.

Le traitement des liquides s'effectue sans contact. L'un des avantages de ces méthodes est la structuration (ou activation) des milieux liquides, qui assure toutes les tâches ci-dessus en activant les propriétés naturelles de l'eau sans consommer d'électricité.

La technologie la plus efficace dans ce domaine est la technologie NORMAQUA ( traitement des ondes résonantes à base de piézocristaux), sans contact, respectueux de l'environnement, sans consommation électrique, amagnétique, sans entretien, durée de vie - au moins 25 ans. La technologie repose sur des activateurs piézocéramiques de milieux liquides et gazeux, qui sont des résonateurs inverseurs émettant des ondes de très faible intensité. Comme pour l'exposition aux ondes électromagnétiques et ultrasonores, sous l'influence vibrations résonantes Les liaisons intermoléculaires instables sont rompues et les molécules d’eau sont disposées en grappes selon une structure physique et chimique naturelle.

L'utilisation de la technologie permet d'abandonner complètement traitement chimique de l'eau et des systèmes de traitement de l'eau et des consommables coûteux, et atteindre l'équilibre idéal entre le maintien de la plus haute qualité de l'eau et la réduction des coûts d'exploitation des équipements.

Réduire l'acidité de l'eau (augmenter le niveau de pH);
- économiser jusqu'à 30% d'électricité sur les pompes de transfert et éroder les dépôts de tartre précédemment formés en réduisant le coefficient de frottement de l'eau (augmentation du temps d'aspiration capillaire) ;
- modifier le potentiel redox de l'eau Eh ;
- réduire la raideur globale ;
- améliorer la qualité de l'eau : son activité biologique, sa sécurité (désinfection jusqu'à 100%) et ses propriétés organoleptiques.

1. Qu'entend-on par cycle vapeur-eau des chaufferies

Pour un fonctionnement fiable et sûr de la chaudière, la circulation de l'eau dans celle-ci est importante - son mouvement continu dans le mélange liquide le long d'un certain circuit fermé. En conséquence, une évacuation intensive de la chaleur de la surface chauffante est assurée et la stagnation locale de la vapeur et du gaz est éliminée, ce qui protège la surface chauffante d'une surchauffe inacceptable, de la corrosion et évite les pannes de chaudière. La circulation dans les chaudières peut être naturelle ou forcée (artificielle), créée à l'aide de pompes.

Sur la fig. Un schéma du circuit dit de circulation est présenté. De l'eau est versée dans le récipient et la roue gauche du tube en forme de U est chauffée, de la vapeur se forme ; la densité du mélange de vapeur et d'eau sera inférieure à la densité du genou droit. Le liquide dans de telles conditions ne sera pas en état d’équilibre. Par exemple, A - Et la pression à gauche sera moindre qu'à droite - un mouvement commence, appelé circulation. La vapeur sera libérée du miroir d'évaporation, puis retirée du récipient, et l'eau alimentaire y coulera dans la même quantité en poids.

Pour calculer la circulation, deux équations sont résolues. Le premier exprime le bilan matière, le second le rapport des forces.

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

Où G under est la quantité d'eau et de vapeur circulant dans la partie de levage du circuit, en kg/sec ;

G op - la quantité d'eau se déplaçant dans la partie inférieure, en kg/sec.

N = ∆ρ kg/m 2, (171)

où N est la pression totale d'entraînement égale à h(γ po - γ cm), en kg ;

∆ρ – la somme de la résistance hydraulique en kg/m2, y compris la force d'inertie, apparaissant lorsque l'émulsion vapeur-eau et l'eau se déplacent dans le bureau et provoquant finalement un mouvement uniforme à une certaine vitesse.

Habituellement, le taux de circulation est choisi entre 10 et 50 et, avec une faible charge thermique des tuyaux, bien supérieur à 200 et 300.

M/sec,

2. Raisons de la formation de dépôts dans les échangeurs de chaleur

Diverses impuretés contenues dans l'eau chauffée et évaporée peuvent être libérées dans la phase solide sur les surfaces internes des générateurs de vapeur, des évaporateurs, des convertisseurs de vapeur et des condenseurs des turbines à vapeur sous forme de tartre, et à l'intérieur de la masse d'eau - sous forme de boues en suspension. Cependant, il est impossible de tracer une frontière claire entre le tartre et les boues, car les substances déposées sur la surface chauffante sous forme de tartre peuvent se transformer en boues avec le temps et vice versa, dans certaines conditions, les boues peuvent coller à la surface chauffante et se former ; échelle.

Les surfaces chauffantes par rayonnement des générateurs de vapeur modernes sont intensément chauffées par une torche à combustion. La densité du flux de chaleur atteint 600 à 700 kW/m2, et les flux de chaleur locaux peuvent être encore plus élevés. Par conséquent, même une détérioration à court terme du coefficient de transfert de chaleur de la paroi à l'eau bouillante entraîne une augmentation si significative de la température de la paroi du tuyau (500 à 600 °C et plus) que la résistance du métal peut ne pas être suffisant pour résister aux contraintes qui y surviennent. La conséquence en est une détérioration du métal, caractérisée par l'apparition de trous, de plomb et souvent de rupture de canalisations.

3. Décrire la corrosion des chaudières à vapeur le long des trajets vapeur-eau et gaz

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1 . Qu’entend-on par cycle vapeur-eau des bouches de chaudières ?anovok

Le cycle vapeur-eau est la période pendant laquelle l’eau se transforme en vapeur et cette période se répète plusieurs fois.

Pour un fonctionnement fiable et sûr de la chaudière, la circulation de l'eau dans celle-ci est importante - son mouvement continu dans le mélange liquide le long d'un certain circuit fermé. En conséquence, une évacuation intensive de la chaleur de la surface chauffante est assurée et la stagnation locale de la vapeur et du gaz est éliminée, ce qui protège la surface chauffante d'une surchauffe inacceptable, de la corrosion et évite les pannes de chaudière. La circulation dans les chaudières peut être naturelle ou forcée (artificielle), créée à l'aide de pompes.

Dans les conceptions de chaudières modernes, la surface de chauffe est constituée de faisceaux de tuyaux séparés reliés à des tambours et des collecteurs, qui forment un système assez complexe de circuits de circulation fermés.

Sur la fig. Un schéma du circuit dit de circulation est présenté. De l'eau est versée dans le récipient et la roue gauche du tube en forme de U est chauffée, de la vapeur se forme ; la densité du mélange de vapeur et d'eau sera inférieure à la densité du genou droit. Le liquide dans de telles conditions ne sera pas en état d’équilibre. Par exemple, A - Et la pression à gauche sera moindre qu'à droite - un mouvement commence, appelé circulation. La vapeur sera libérée du miroir d'évaporation, puis retirée du récipient, et l'eau alimentaire y coulera dans la même quantité en poids.

Pour calculer la circulation, deux équations sont résolues. Le premier exprime le bilan matière, le second le rapport des forces.

La première équation est formulée comme suit :

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

Où G under est la quantité d'eau et de vapeur circulant dans la partie de levage du circuit, en kg/sec ;

G op - la quantité d'eau se déplaçant dans la partie inférieure, en kg/sec.

L’équation du bilan des forces peut être exprimée par la relation suivante :

N = ?? kg/m2, (171)

où N est la pression totale d'entraînement égale à h(? en - ? cm), en kg ;

Somme des résistances hydrauliques en kg/m2, y compris la force d'inertie, qui surviennent lorsque l'émulsion vapeur-eau et l'eau se déplacent dans le bureau et provoquent finalement un mouvement uniforme à une certaine vitesse.

Dans le circuit de circulation de la chaudière, il existe un grand nombre de tuyaux fonctionnant en parallèle et leurs conditions de fonctionnement ne peuvent pas être complètement identiques pour plusieurs raisons. Afin d'assurer une circulation ininterrompue dans toutes les canalisations des circuits fonctionnant en parallèle et de ne provoquer un renversement de la circulation dans aucun d'entre eux, il est nécessaire d'augmenter la vitesse de déplacement de l'eau le long du circuit, ce qui est assuré par un certain rapport de circulation K.

Habituellement, le taux de circulation est choisi entre 10 et 50 et, avec une faible charge thermique des tuyaux, bien supérieur à 200 et 300.

Le débit d'eau dans le circuit, compte tenu du débit de circulation, est égal à

où D = consommation de vapeur (eau d'alimentation) du circuit calculé en kg/heure.

La vitesse de l'eau à l'entrée de la partie élévatrice du circuit peut être déterminée à partir de l'égalité

2 . Raisons de la formation de sédimentsdéveloppements dans les échangeurs de chaleur

Diverses impuretés contenues dans l'eau chauffée et évaporée peuvent être libérées dans la phase solide sur les surfaces internes des générateurs de vapeur, des évaporateurs, des convertisseurs de vapeur et des condenseurs des turbines à vapeur sous forme de tartre, et à l'intérieur de la masse d'eau - sous forme de boues en suspension. Cependant, il est impossible de tracer une frontière claire entre le tartre et les boues, car les substances déposées sur la surface chauffante sous forme de tartre peuvent se transformer en boues avec le temps, et vice versa, dans certaines conditions, les boues peuvent coller à la surface chauffante, formant du tartre.

Parmi les éléments du générateur de vapeur, les tuyaux à tamis chauffés sont les plus sensibles à la contamination des surfaces internes. La formation de dépôts sur les surfaces internes des tuyaux générateurs de vapeur entraîne une détérioration du transfert de chaleur et, par conséquent, une surchauffe dangereuse du métal du tuyau.

Les surfaces chauffantes par rayonnement des générateurs de vapeur modernes sont intensément chauffées par une torche à combustion. La densité du flux de chaleur y atteint 600-700 kW/m2, et les flux de chaleur locaux peuvent être encore plus élevés. Par conséquent, même une détérioration à court terme du coefficient de transfert de chaleur de la paroi à l'eau bouillante entraîne une augmentation si significative de la température de la paroi du tuyau (500-600°C et plus) que la résistance du métal peut ne pas être suffisant pour résister aux contraintes qui y surviennent. La conséquence en est une détérioration du métal, caractérisée par l'apparition de trous, de plomb et souvent de rupture de canalisations.

Lors de fortes variations de température dans les parois des canalisations de production de vapeur, qui peuvent survenir lors du fonctionnement du générateur de vapeur, le tartre se décolle des parois sous forme de tartres fragiles et denses, qui sont transportés par le flux d'eau en circulation vers endroits à circulation lente. Là, ils se déposent sous la forme d'une accumulation aléatoire de morceaux de tailles et de formes diverses, cimentés par des boues en formations plus ou moins denses. Si un générateur de vapeur à tambour comporte des sections horizontales ou légèrement inclinées de tuyaux de production de vapeur à circulation lente, des dépôts de boues libres s'y accumulent généralement. Un rétrécissement de la section transversale pour le passage de l'eau ou un blocage complet des tuyaux de production de vapeur entraîne des problèmes de circulation. Dans la zone dite de transition d'un générateur de vapeur à flux direct, jusqu'à la pression critique, où la dernière humidité restante s'évapore et la vapeur est légèrement surchauffée, des dépôts de composés de calcium, de magnésium et de produits de corrosion se forment.

Car un générateur de vapeur à flux direct est un piège efficace pour les composés peu solubles de calcium, de magnésium, de fer et de cuivre. Si leur teneur dans l’eau d’alimentation est élevée, ils s’accumulent rapidement dans la partie canalisation, ce qui réduit considérablement la durée de la campagne de fonctionnement du générateur de vapeur.

Afin d'assurer des dépôts minimaux à la fois dans les zones de charges thermiques maximales des conduites de production de vapeur, ainsi que dans le chemin d'écoulement des turbines, il est nécessaire de respecter strictement les normes de fonctionnement concernant la teneur admissible de certaines impuretés dans l'eau d'alimentation. À cette fin, l’eau alimentaire supplémentaire est soumise à une purification chimique en profondeur ou à une distillation dans des stations d’épuration.

L'amélioration de la qualité des condensats et de l'eau d'alimentation affaiblit considérablement le processus de formation de dépôts opérationnels à la surface des équipements de production de vapeur, mais ne l'élimine pas complètement. Par conséquent, afin d'assurer une bonne propreté de la surface chauffante, il est nécessaire, outre le nettoyage ponctuel de pré-démarrage, d'effectuer également un nettoyage opérationnel périodique des équipements principaux et auxiliaires, et pas seulement en présence de saletés grossières systématiques. violations des règles établies régime de l'eau et en cas d'efficacité insuffisante des mesures anticorrosion mises en œuvre dans les centrales thermiques, mais également dans les conditions normales de fonctionnement des centrales thermiques. Le nettoyage opérationnel est particulièrement nécessaire dans les groupes électrogènes équipés de générateurs de vapeur à flux direct.

3 . Décrire la corrosion des chaufferies à vapeur selonchemins vapeur-eau et gaz

Les métaux et alliages utilisés pour la fabrication des équipements thermiques ont la capacité d'interagir avec l'environnement en contact avec eux (eau, vapeur, gaz) contenant certaines impuretés corrosives (oxygène, acides carboniques et autres, alcalis, etc.).

L'interaction des substances dissoutes dans l'eau avec le lavage du métal est essentielle pour perturber le fonctionnement normal d'une chaudière à vapeur, ce qui entraîne la destruction du métal, ce qui, à une certaine taille, entraîne des accidents et des défaillances d'éléments individuels de la chaudière. Une telle destruction du métal par l'environnement est appelée corrosion. La corrosion commence toujours à la surface du métal et se propage progressivement plus profondément.

Actuellement, il existe deux grands groupes de phénomènes de corrosion : la corrosion chimique et la corrosion électrochimique.

La corrosion chimique fait référence à la destruction du métal résultant de son interaction chimique directe avec l'environnement. Dans l'industrie de la chaleur et de l'électricité, des exemples de corrosion chimique sont : l'oxydation de la surface chauffante extérieure par les gaz de combustion chauds, la corrosion de l'acier par la vapeur surchauffée (dite corrosion vapeur-eau), la corrosion du métal par les lubrifiants, etc.

La corrosion électrochimique, comme son nom l'indique, est associée non seulement aux processus chimiques, mais également au mouvement des électrons dans les milieux en interaction, c'est-à-dire avec l'avènement courant électrique. Ces processus se produisent lorsque le métal interagit avec des solutions électrolytiques, ce qui se produit dans une chaudière à vapeur dans laquelle circule de l'eau de chaudière, qui est une solution de sels et d'alcalis désintégrés en ions. La corrosion électrochimique se produit également lorsque le métal entre en contact avec l'air (à température normale), qui contient toujours de la vapeur d'eau, qui se condense à la surface du métal sous la forme d'un mince film d'humidité, créant les conditions propices à la corrosion électrochimique.

La destruction d'un métal commence essentiellement par la dissolution du fer, qui consiste dans le fait que les atomes de fer perdent une partie de leurs électrons, les laissant dans le métal, et se transforment ainsi en ions de fer chargés positivement qui passent dans la solution aqueuse. . Ce processus ne se produit pas uniformément sur toute la surface du métal lavé à l'eau. Le fait est que les métaux chimiquement purs ne sont généralement pas assez résistants et que leurs alliages avec d'autres substances sont donc utilisés en technologie. Comme on le sait, la fonte et l'acier sont des alliages de fer et de carbone. De plus, de l'acier est ajouté à la structure petites quantités pour améliorer sa qualité, le silicium, le manganèse, le chrome, le nickel, etc.

En fonction de la forme de manifestation de la corrosion, on les distingue : corrosion uniforme, lorsque la destruction du métal se produit à peu près à la même profondeur sur toute la surface du métal, et corrosion locale. Cette dernière présente trois variétés principales : 1) la corrosion par piqûres, dans laquelle la corrosion du métal se développe en profondeur sur une surface limitée, se rapprochant de lésions ponctuelles, ce qui est particulièrement dangereux pour les équipements de chaudière (formation de fistules traversantes à la suite d'une telle corrosion ); 2) corrosion sélective, lorsqu'un des éléments constitutifs de l'alliage est détruit ; par exemple, dans les tubes de condenseur de turbine en laiton (un alliage de cuivre et de zinc), lorsqu'ils sont refroidis avec de l'eau de mer, le zinc est éliminé du laiton, ce qui rend le laiton cassant ; 3) corrosion intergranulaire, qui se produit principalement dans les rivets et les joints roulants insuffisamment serrés des chaudières à vapeur sous les propriétés agressives de l'eau de chaudière avec une excès simultané contrainte mécanique dans ces zones du métal. Ce type de corrosion se caractérise par l’apparition de fissures le long des limites des cristaux métalliques, ce qui rend le métal cassant.

4 . Quels régimes chimiques de l'eau sont maintenus dans les chaudières et de quoi dépendent-ils ?

Le mode de fonctionnement normal des chaudières à vapeur est un mode qui assure :

a) obtenir de la vapeur propre ; b) absence de dépôts de sel (tartre) sur les surfaces chauffantes des chaudières et collage des boues qui en résultent (dite tartre secondaire) ; c) prévention de tout type de corrosion du métal de la chaudière et du conduit de vapeur-condenseur transportant des produits de corrosion dans la chaudière.

Les exigences énumérées sont satisfaites en prenant des mesures dans deux directions principales :

a) lors de la préparation de l'eau de source ; b) lors de la régulation de la qualité de l'eau de chaudière.

La préparation de l'eau de source, en fonction de sa qualité et des exigences liées à la conception de la chaudière, peut être réalisée par :

a) traitement de l'eau avant chaudière avec élimination des substances en suspension et organiques, du fer, des agents calcaires (Ca, Mg), du dioxyde de carbone libre et lié, de l'oxygène, réduction de l'alcalinité et de la teneur en sel (chaulage, hydrogène - cationisation ou dessalage, etc. );

b) traitement de l'eau intra-chaudière (avec dosage de réactifs ou traitement de l'eau par champ magnétique avec élimination obligatoire et fiable des boues).

La régulation de la qualité de l'eau de chaudière est réalisée par soufflage des chaudières ; une réduction significative de l'ampleur de la purge peut être obtenue en améliorant les dispositifs de séparation de la chaudière : évaporation étagée, cyclones à distance, rinçage de vapeur avec de l'eau d'alimentation. L'ensemble de la mise en œuvre des mesures énumérées qui assurent le fonctionnement normal des chaudières est appelé eau - le mode de fonctionnement chimique de la chaufferie.

L'utilisation de toute méthode de traitement de l'eau : à l'intérieur de la chaudière, avant la chaudière avec traitement correctif ultérieur de l'eau chimiquement purifiée ou de l'eau d'alimentation - nécessite la purge des chaudières à vapeur.

Dans les conditions de fonctionnement des chaudières, il existe deux méthodes de purge des chaudières : périodique et continue.

Une purge périodique des points inférieurs de la chaudière est effectuée pour éliminer les boues grossières qui se déposent dans les collecteurs inférieurs (fûts) de la chaudière ou dans les circuits à circulation d'eau lente. Elle est réalisée selon un planning déterminé en fonction du degré de contamination de l'eau de chaudière, mais au moins une fois par équipe.

Le soufflage continu des chaudières assure la pureté de la vapeur nécessaire, en maintenant une certaine composition saline de l'eau de la chaudière.

5 . Décrire la structure du granulaireéclairagex filtres et le principe de leur fonctionnement

La clarification de l'eau par filtration est largement utilisée dans la technologie de traitement de l'eau ; à cet effet, l'eau clarifiée est filtrée à travers une couche de matériau granulaire (sable de quartz, anthracite concassé, argile expansée, etc.) chargée dans le filtre.

Classification des filtres selon un certain nombre de caractéristiques de base:

vitesse de filtration :

Lent (0,1 - 0,3 m/h) ;

Ambulances (5 - 12 m/h) ;

Très grande vitesse (36 - 100 m/h) ;

la pression sous laquelle ils travaillent :

Ouvert ou fluide ;

Pression;

nombre de couches filtrantes :

Couche unique ;

Double couche ;

Multicouche.

Les plus efficaces et les plus économiques sont les filtres multicouches, dans lesquels, pour augmenter la capacité de rétention des impuretés et l'efficacité de filtration, la charge est composée de matériaux de densités et de granulométries différentes : au-dessus de la couche se trouvent de grosses particules légères, en bas là sont des petits lourds. Avec la filtration vers le bas, les gros contaminants sont retenus dans la couche de chargement supérieure et les petits contaminants restants sont retenus dans la couche inférieure. De cette façon, tout le volume de chargement fonctionne. Les filtres d’éclairage sont efficaces pour retenir les particules d’une taille > 10 µm.

L'eau contenant des particules en suspension, se déplaçant à travers une charge granulaire qui retient les particules en suspension, est clarifiée. L'efficacité du processus dépend de la physique : des propriétés chimiques des impuretés, de la charge du filtre et des facteurs hydrodynamiques. Les contaminants s'accumulent dans l'épaisseur de la charge, le volume poreux libre diminue et la résistance hydraulique de la charge augmente, ce qui entraîne une augmentation des pertes de charge dans la charge.

En général, le processus de filtration peut être divisé en plusieurs étapes : transfert des particules du flux d'eau à la surface du matériau filtrant ; fixation des particules sur les grains et dans les fissures entre eux ; séparation des particules fixes avec leur retour dans le flux d'eau.

L'élimination des impuretés de l'eau et leur fixation sur les grains de chargement se font sous l'influence des forces d'adhésion. Le sédiment formé sur les particules chargées a une structure fragile, qui peut s'effondrer sous l'influence des forces hydrodynamiques. Certaines des particules précédemment adhérées sont arrachées des grains de la charge sous forme de petits flocons et transférées vers les couches suivantes de la charge (suffusion), où elles sont à nouveau retenues dans les canaux poreux. Ainsi, le processus de clarification de l’eau doit être considéré comme le résultat total du processus d’adhésion et de suffusion. L'éclaircissement dans chaque couche élémentaire de chargement se produit tant que l'intensité d'adhésion des particules dépasse l'intensité de séparation.

À mesure que les couches supérieures de la charge deviennent saturées, le processus de filtration se déplace vers les couches inférieures, la zone de filtration semble se déplacer dans le sens de l'écoulement depuis la zone où le matériau filtrant est déjà saturé de contaminants et le processus de suffusion prédomine vers le zone de la nouvelle charge. Il arrive ensuite un moment où toute la couche de chargement du filtre est saturée de contaminants aquatiques et le degré de clarification de l'eau requis n'est pas atteint. La concentration de matières en suspension à la sortie de chargement commence à augmenter.

Le temps pendant lequel la clarification de l'eau à un degré donné est atteint est appelé temps action protectrice téléchargements. Lorsque la perte de pression maximale est atteinte, le filtre d'éclairage doit être commuté en mode de lavage desserrage, lorsque la charge est lavée avec un flux d'eau inversé et que les contaminants sont évacués dans le drain.

La possibilité de retenir les matières en suspension grossières par un filtre dépend principalement de leur masse ; suspension fine et particules colloïdales - des forces de surface. La charge des particules en suspension est importante, puisque les particules colloïdales de même charge ne peuvent pas se combiner en conglomérats, grossir et se déposer : la charge empêche leur approche. Cette « aliénation » des particules est surmontée par une coagulation artificielle. En règle générale, la coagulation (parfois en plus la floculation) est effectuée dans des décanteurs - des clarificateurs. Ce processus est souvent combiné à un adoucissement de l'eau par chaulage, ou à un adoucissement par chaulage à la soude, ou à un adoucissement à la soude caustique.

Dans les filtres d'éclairage conventionnels, la filtration par film est le plus souvent observée. La filtration volumétrique est organisée en filtres bicouches et en clarificateurs dits de contact. Le filtre est rempli d'une couche inférieure de sable de quartz d'une granulométrie de 0,65 à 0,75 mm et d'une couche supérieure d'anthracite d'une granulométrie de 1,0 à 1,25 mm. Aucun film ne se forme à la surface supérieure de la couche de gros grains d'anthracite. Les substances en suspension qui ont traversé la couche d'anthracite sont retenues par la couche inférieure de sable.

Lors du desserrage du filtre, les couches de sable et d'anthracite ne sont pas mélangées, puisque la densité de l'anthracite est la moitié de celle du sable de quartz.

6 . Opérationrecherchez le processus de ramollissement dansodes utilisant la méthode d'échange de cations

Selon la théorie de la dissociation électrolytique, les molécules de certaines substances dans une solution aqueuse se désintègrent en ions chargés positivement et négativement - cations et anions.

Lorsqu'une telle solution passe à travers un filtre contenant un matériau peu soluble (échangeur de cations), capable d'absorber les cations de la solution, notamment Ca et Mg, et de libérer à la place les cations Na ou H de sa composition, un adoucissement de l'eau se produit. L'eau est presque totalement débarrassée du Ca et du Mg, et sa dureté est réduite à 0,1°

N / A - kation. Avec cette méthode, les sels de calcium et de magnésium dissous dans l'eau, lorsqu'ils sont filtrés à travers un matériau échangeur de cations, Ca et Mg sont échangés contre Na ; En conséquence, seuls des sels de sodium à haute solubilité sont obtenus. La formule du matériau échangeur de cations est classiquement désignée par la lettre R.

Les matériaux cationites sont : la glauconite, le charbon sulfoné et les résines synthétiques. Le charbon le plus largement utilisé à l'heure actuelle est le charbon sulfoné, obtenu après traitement de la houille brune ou bitumineuse avec de l'acide sulfurique fumant.

La capacité d'échange de cations d'un matériau est la limite de sa capacité d'échange, au-delà de laquelle, du fait de la consommation de cations Na, il faut les restituer par régénération.

La capacité est mesurée en tonnes - degrés (t-deg) d'agents calcaires, en comptant pour 1 m 3 de matériau cationique. Les tonnes - degrés sont obtenus en multipliant la consommation d'eau purifiée, exprimée en tonnes, par la dureté de cette eau en degrés de dureté.

La régénération est réalisée avec une solution à 5 - 10 % de sel de table passée à travers un matériau échangeur de cations.

Un trait caractéristique de la cationisation Na est l'absence de sels qui précipitent. Les anions des sels de dureté sont envoyés entièrement vers la chaudière. Cette circonstance nécessite d'augmenter la quantité d'eau de purge. L'adoucissement de l'eau lors de la cationisation du Na est assez profond, la dureté de l'eau d'alimentation peut être amenée à 0° (pratiquement 0,05-01°), tandis que l'alcalinité ne diffère pas de la dureté carbonatée de l'eau de source.

Les inconvénients de la cationisation Na comprennent la production d'une alcalinité accrue dans les cas où il y a une quantité importante de sels de dureté temporaire dans l'eau de source.

Il est possible de se limiter à la cationisation Na - uniquement si la dureté carbonatée de l'eau ne dépasse pas 3-6°. Sinon, il faudra augmenter considérablement la quantité d'eau de soufflage, ce qui créera d'importantes pertes de chaleur. En règle générale, la quantité d'eau de purge ne dépasse pas 5 à 10 % de la consommation totale utilisée pour alimenter la chaudière.

La méthode de cationisation nécessite un entretien très simple et est accessible au personnel ordinaire de la chaufferie sans l'intervention supplémentaire d'un chimiste.

Conception du filtre à cations

N - N / A-Àionisation. Si un filtre échangeur de cations rempli de charbon sulfonique est régénéré non pas avec une solution de sel de table, mais avec une solution d'acide sulfurique, alors un échange se produira entre les cations Ca et Mg présents dans l'eau à purifier et les cations H de l'eau. acide sulfonique.

L'eau ainsi préparée, ayant également une dureté négligeable, devient en même temps acide et donc impropre à l'alimentation des chaudières à vapeur, et l'acidité de l'eau est égale à la dureté non carbonatée de l'eau.

En combinant l'adoucissement de l'eau Na et H - cationite, vous pouvez obtenir bons résultats. La dureté de l'eau préparée par la méthode d'échange de cations H-Na ne dépasse pas 0,1° avec une alcalinité de 4-5°.

7 . Décrire le principeschémas de base de traitement de l'eau

Il est possible d'effectuer les modifications nécessaires dans la composition de l'eau traitée à l'aide de divers schémas technologiques, puis le choix de l'un d'entre eux est effectué sur la base de techniques comparatives - calculs économiques pour les variantes de schémas envisagées.

À la suite du traitement chimique des eaux naturelles effectué dans les stations d'épuration, les principaux changements suivants dans leur composition peuvent survenir : 1) clarification de l'eau ; 2) adoucissement de l'eau ; 3) réduire l'alcalinité de l'eau ; 4) réduire la teneur en sel de l'eau ; 5) dessalement complet de l'eau ; 6) dégazage de l'eau. Schémas de traitement de l’eau requis pour la mise en œuvre

les changements répertoriés dans sa composition peuvent inclure divers processus, qui sont réduits aux trois groupes principaux suivants : 1) méthodes de précipitation ; 2) filtration mécanique de l'eau ; 3) filtration de l'eau par échange d'ions.

L'utilisation de schémas technologiques pour les usines de traitement de l'eau implique généralement une combinaison de diverses méthodes de traitement de l'eau.

Les figures montrent des schémas possibles de stations d'épuration combinées utilisant ces trois catégories de procédés de traitement de l'eau. Ces schémas montrent uniquement les principaux appareils. Sans équipement auxiliaire, les filtres des deuxième et troisième étages ne sont pas indiqués.

Schéma des stations d'épuration

1-eau brute ; 2-illuminateur ; 3-filtre mécanique ; 4-réservoir intermédiaire ; 5 pompes ; Distributeur de 6 coagulants ; 7-Na - filtre échangeur de cations ; 8-N - filtre échangeur de cations ; 9 - décarbonateur ; 10 - OH - filtre à anions ; 11 - eau traitée.

La filtration par échange d'ions est une étape finale obligatoire du traitement de l'eau pour toutes les options de schéma possibles et est réalisée sous forme de cationisation Na, de cationisation H-Na et d'ionisation H-OH de l'eau. Le clarificateur 2 offre deux options principales pour son utilisation : 1) la clarification de l'eau, lorsque les processus de coagulation et de sédimentation de l'eau y sont effectués, et 2) l'adoucissement de l'eau, lorsqu'en plus de la coagulation, un chaulage y est effectué, comme ainsi que, simultanément au chaulage, la désiliconisation au magnésium de l'eau.

En fonction des caractéristiques des eaux naturelles en termes de teneur en substances en suspension, trois groupes de schémas technologiques pour leur traitement sont possibles :

1) Les eaux artésiennes souterraines (indiquées 1a sur la Fig.), qui sont pratiquement généralement exemptes de substances en suspension, ne nécessitent pas leur clarification et donc le traitement de ces eaux peut se limiter uniquement à une filtration par échange d'ions selon l'un des trois schémas, en fonction sur les exigences relatives à l'eau traitée : a ) Na - cationisation, si seul un adoucissement de l'eau est requis ; b) H-Na - cationisation, si nécessaire, en plus de l'adoucissement, une diminution de l'alcalinité ou une diminution de la teneur en sel de l'eau ; c) H-OH - ionisation, si un dessalement en profondeur de l'eau est requis.

2) les eaux de surface à faible teneur en matières en suspension (elles sont désignées 1b sur la figure) peuvent être traitées à l'aide de schémas de pression dits à flux direct, dans lesquels la coagulation et la clarification dans des filtres mécaniques sont combinées avec l'une des filtrations par échange d'ions schémas.

3) les eaux de surface contenant une quantité relativement importante de substances en suspension (indiquées 1c sur la figure) en sont débarrassées par clarification, après quoi elles sont soumises à une filtration mécanique puis combinées avec l'un des systèmes de filtration par échange d'ions. Et souvent. Afin de décharger la partie échangeuse d'ions de la station d'épuration, simultanément à la coagulation, l'eau est partiellement adoucie dans le clarificateur et sa teneur en sel est réduite par chaulage et désiliconisation du magnésium. De tels schémas combinés sont particulièrement conseillés lors du traitement d'eaux hautement minéralisées, car même avec leur dessalement partiel par échange d'ions, de grandes quantités d'eau sont nécessaires.

Solution:

Déterminer la période entre les rinçages du filtre, h

où : h 0 - hauteur de la couche filtrante, 1,2 m

Gr - capacité de rétention des impuretés du matériau filtrant, 3,5 kg/m 3.

La valeur de Gr peut varier considérablement en fonction de la nature des matières en suspension, de leur composition fractionnée, du matériau filtrant, etc. Lors du calcul, vous pouvez prendre Gr = 3 ? 4 kg/m3, moyenne 3,5 kg/m3,

Up - vitesse de filtration, 4,1 m/h,

C en - concentration, matières en suspension, 7 mg/l,

Le nombre de lavages de filtres par jour est déterminé par la formule :

où : T 0 - période inter-rinçage, 146,34 heures,

t 0 - temps d'arrêt du filtre pour le lavage, généralement 0,3 à 0,5 heure,

Déterminons la zone de filtrage requise :

où : vitesse de filtration en U, 4,1 m/h,

Q - Capacité, 15 m 3 / h,

Conformément aux règles et réglementations relatives à la conception des stations d'épuration des eaux, le nombre de filtres doit être d'au moins trois, alors la superficie d'un filtre sera :

où : m - nombre de filtres.

Sur la base de la surface trouvée d'un filtre, nous trouvons le diamètre de filtre requis dans le tableau : diamètre d = 1500 mm, surface de filtration f = 1,72 m2.

Précisons le nombre de filtres :

Si le nombre de filtres est inférieur à la période inter-rinçage m 0 ? T 0 +t 0 (dans notre exemple 2

Le calcul du filtre comprend la détermination de la consommation d'eau pour vos propres besoins, c'est-à-dire pour laver le filtre et pour laver le filtre après lavage.

La consommation d'eau pour le lavage et le desserrage des filtres est déterminée par la formule :

où : je- intensité du relâchement, l/(s * m 2) ; généralement i = 12 l/(s * m2) ;

t - temps de lavage, min. t = 15 minutes.

Nous déterminons la consommation moyenne d'eau pour le lavage des filtres de travail à l'aide de la formule :

Déterminons le débit de vidange du premier filtre à une vitesse de 4 m/h pendant 10 minutes avant sa mise en service :

Consommation moyenne d'eau pour le nettoyage des filtres en état de marche :

Quantité d'eau requise pour l'unité de filtration, en tenant compte de la consommation pour vos propres besoins :

Q p = g moy + g moy élévation + Q

Q p = 0,9 + 0,018 + 15 = 15,9 m3/h

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Les usines de distribution d’eau modernes utilisent une technologie complexe de purification de l’eau en plusieurs étapes, développée au 19e siècle. Depuis lors, cette technologie a subi diverses améliorations et nous est parvenue sous la forme de systèmes publics d'approvisionnement en eau existants avec un système classique de traitement de l'eau, utilisant les trois mêmes étapes principales.

Principales étapes du traitement de l'eau

1. Purification mécanique de l'eau. Il s'agit d'une étape préparatoire au traitement de l'eau, visant à éliminer les grosses particules polluantes (visibles) de l'eau - sable, rouille, plancton, limon et autres matières lourdes en suspension. Elle est réalisée avant l'alimentation en eau des principales stations d'épuration à l'aide de tamis à mailles de différents diamètres et de tamis rotatifs.
2. Purification chimique de l'eau. Il est produit pour amener la qualité de l'eau aux valeurs standard. Pour cela, diverses méthodes technologiques sont utilisées : clarification, coagulation, sédimentation, filtration, désinfection, déminéralisation, adoucissement.

Éclairage Requis principalement pour les eaux de surface. Elle est réalisée au stade initial de l'épuration de l'eau potable dans la chambre de réaction et consiste à ajouter une préparation contenant du chlore et un coagulant au volume d'eau à traiter. Le chlore contribue à la destruction des substances organiques, principalement représentées par les acides humiques et fulviques, inhérentes aux eaux de surface et leur donnant une couleur brun verdâtre caractéristique.

Coagulation vise à purifier l'eau des matières en suspension et des impuretés colloïdales invisibles à l'œil nu. Les coagulants, qui sont des sels d'aluminium, aident les plus petites particules organiques en suspension (plancton, micro-organismes, grosses molécules protéiques) à se coller entre elles et à les transformer en flocons lourds qui précipitent ensuite. Pour améliorer la floculation, des floculants peuvent être ajoutés - des produits chimiques de différentes marques.

Plaidoyer La perte d'eau se produit dans les réservoirs dotés d'un mécanisme de débit et de trop-plein lent, où la couche inférieure de liquide se déplace plus lentement que la couche supérieure. Dans le même temps, la vitesse globale du mouvement de l’eau ralentit et des conditions sont créées pour la précipitation de particules lourdes polluantes.

Filtration sur filtres à charbon ou carbonisation, permet d'éliminer 95% des impuretés de l'eau, tant chimiques que biologiques. Auparavant, l'eau était filtrée à l'aide de filtres à cartouches à charbon actif pressé. Mais cette méthode demande beaucoup de main d’œuvre et nécessite une régénération fréquente et coûteuse du matériau filtrant. Au stade actuel, l'utilisation de charbons actifs en granulés (GAC) ou en poudre (PAH), versés dans l'eau dans un bloc de charbon et mélangés à l'eau traitée, est prometteuse. Des études ont montré que cette méthode est beaucoup plus efficace que le filtrage via des filtres en bloc et est également moins coûteuse. Les HAP aident à éliminer la contamination par les composés chimiques, les métaux lourds, les matières organiques et, surtout, les tensioactifs. La filtration à l’aide de charbon actif est technologiquement disponible dans tout type d’usine d’approvisionnement en eau.

Désinfection utilisé sur tous les types de systèmes d'approvisionnement en eau sans exception pour éliminer le danger épidémique de l'eau potable. De nos jours, les méthodes de désinfection offrent un large choix de méthodes et de désinfectants différents, mais l'un des composants est invariablement le chlore, en raison de sa capacité à rester actif dans le réseau de distribution et à désinfecter les conduites d'eau.

Déminéralisationà l'échelle industrielle, il s'agit d'éliminer les excès de fer et de manganèse de l'eau (respectivement déferrisation et démanganisation).

Une teneur accrue en fer modifie les propriétés organoleptiques de l'eau, la fait virer au jaune-brun et lui donne un goût « métallique » désagréable. Le fer précipite dans les tuyaux, créant les conditions d'une contamination ultérieure par des agents biologiques, tache le linge pendant le lavage et affecte négativement les équipements de plomberie. De plus, des concentrations élevées de fer et de manganèse peuvent provoquer des maladies. tractus gastro-intestinal, les reins et le sang. Une quantité excessive de fer s'accompagne généralement d'une teneur élevée en manganèse et en sulfure d'hydrogène.

Dans les systèmes publics d'approvisionnement en eau, l'élimination du fer est réalisée par aération. Dans ce cas, le fer divalent est oxydé en trivalent et précipite sous forme de flocons de rouille. Ceci peut ensuite être éliminé en utilisant des filtres avec des charges différentes.

L'aération s'effectue de deux manières :

• Aération sous pression - un mélange d'air est fourni à la chambre de contact au centre par un tuyau atteignant la moitié de la chambre. Ensuite, la colonne d'eau bouillonne de bulles d'un mélange d'air, qui oxyde les impuretés métalliques et les gaz. La colonne d'aération n'est pas complètement remplie d'eau ; il y a un coussin d'air au-dessus de la surface. Sa tâche est d'adoucir les coups de bélier et d'augmenter la surface d'aération.
• Aération sans pression - réalisée à l'aide de cabines de douche. Dans des chambres spéciales, l'eau est pulvérisée à l'aide d'éjecteurs d'eau, ce qui augmente considérablement la zone de contact de l'eau avec l'air.

De plus, le fer est intensément oxydé lorsque l’eau est traitée au chlore et à l’ozone.

Le manganèse est éliminé de l'eau par filtration à travers des charges modifiées ou par ajout d'agents oxydants, par exemple du permanganate de potassium.

Ramollissement l'eau est effectuée pour éliminer les sels de dureté - carbonates de calcium et de magnésium. A cet effet, on utilise des filtres chargés d'échangeurs de cations acides ou alcalins ou d'échangeurs d'anions, remplaçant les ions calcium et magnésium par du sodium neutre. Il s'agit d'une méthode assez coûteuse, elle est donc le plus souvent utilisée dans les stations d'épuration locales.

Alimentation en eau du réseau de distribution.

Après avoir traversé un complexe complet d'installations de traitement à la station d'approvisionnement en eau, l'eau devient potable. Ensuite, il est fourni au consommateur par un système de conduites d'eau dont l'état laisse dans la plupart des cas beaucoup à désirer. Par conséquent, la question se pose de plus en plus souvent de la nécessité d'une purification supplémentaire de l'eau potable du robinet et non seulement de la mettre aux exigences réglementaires, mais également de lui conférer des qualités bénéfiques pour la santé.

Vous n’êtes pas seulement obligé d’utiliser de l’eau tous les jours, vous pouvez l’appeler toutes les minutes. Une personne ne remarque même pas comment elle essuie constamment quelque chose, puis la lave, puis l'efface. Au lieu de faire la lessive, il cuisine ou boit du thé. Il s'avère qu'une personne ne peut exister sans ressources en eau. Cela signifie qu'il faut consacrer suffisamment de temps pour amener l'eau à l'état souhaité.

Composition des systèmes modernes de traitement de l'eau

Un système moderne de traitement de l’eau consiste à amener l’eau aux niveaux requis, en fonction des impuretés existantes que l’eau de source peut contenir. Les eaux de surface contiennent le plus grand nombre d’inclusions diverses. En général, l'eau peut différer par les impuretés suivantes :

• Déchets, toutes inclusions solides ;
• Odeur et turbidité ;
• Sels métalliques;
• Bactéries ;
• Rigidité;
• Gaz dissous

Tout est neuf et moderne technologies de traitement de l'eau sont strictement soumis aux types d’impuretés que l’eau peut contenir. Même différents éléments générateurs d'huile ont conduit à la création d'éléments de nettoyage tels que des bacs à mazout et à graisse. Vous pouvez identifier les impuretés nocives dans votre eau par divers signes indirects, et en voici quelques-uns :

En fait, il existe bien d’autres types d’impuretés et leurs caractéristiques. Vous pouvez deviner la présence de l'une ou l'autre impureté. Mais seule une analyse en laboratoire permettra de le déterminer correctement. Dans de telles questions, vous ne pouvez pas vous fier à votre propre opinion, car... de nombreuses impuretés peuvent initialement se manifester de la même manière. Cela peut dérouter une personne et elle achètera le mauvais appareil de filtrage, ce qui n'apportera aucun résultat.

Ce fait devrait amener le consommateur à penser qu'un élément obligatoire de tout traitement de l'eau nouveau et moderne sera l'étape d'évaluation de l'état de l'eau. De nombreux consommateurs, utilisant l'eau des systèmes centraux d'approvisionnement en eau, négligent cette étape. Mais dans un premier temps, l’eau très chlorée et l’eau dure se comporteront de la même manière. Il existe donc un risque de confusion quant au type d’impureté. Ou vous pouvez toujours attendre la formation de calcaire et ensuite choisir avec précision l'appareil. Certes, la présence de dureté dans l'eau n'exclut pas du tout un seuil de chlore élevé. L'analyse coûtera au consommateur pas plus de 2000 roubles. Alors, vaut-il la peine de risquer la propreté des équipements et des surfaces en attendant que des sédiments se forment ?

De plus, vous devez comprendre que vous devrez choisir en fonction de vos capacités financières. Cela vaut peut-être la peine d'attendre un peu plus longtemps pour installer des systèmes modernes de traitement de l'eau, mais économisez et installez un nouveau système de haute qualité pendant des années et des décennies.

Les systèmes de détartrage des surfaces constituent une alternative aux technologies modernes de traitement de l’eau. Dans les réalités industrielles, ils ont depuis longtemps perdu la bataille face aux technologies de traitement avancées. Et le consommateur compte toujours ses fonds et n'a pas toujours assez d'argent pour les stations d'épuration de tous types d'impuretés.

Le nettoyage des surfaces pour éliminer les nouveaux dépôts de tartre devrait donner des résultats positifs. Mais en réalité, il s'avère que les surfaces nettoyées ne font que stimuler et accélérer la formation d'une nouvelle plaque. Nettoyer la surface n’est pas très difficile lorsqu’il est effectué rarement. C’est pire lorsqu’il s’agit d’un processus à forte intensité de main d’œuvre qui doit être effectué plus souvent au fil des années, et le résultat s’aggrave à chaque fois.

La particularité du tartre est qu'il se dépose plus rapidement sur des surfaces inégales et qu'il est beaucoup plus difficile de l'enlever de ces surfaces. Elle se mange étroitement. Il ne peut être éliminé qu'en endommageant considérablement la surface. De ce fait, l'équipement tombe en panne plus rapidement. De plus, le tartre peut être éliminé avec des agents à base d'acide chlorhydrique ou avec des brosses métalliques. Le résultat sera probablement presque le même. Il n'y aura que des rayures sur les surfaces, ou des traces corrodées par l'acide. Il est également impossible de laisser la balance sans surveillance. Toute épaisseur calcaire est un bon isolant thermique. Un demi-millimètre seulement de tartre peut endommager complètement une chaudière puissante !

Quant aux autres impuretés, la lutte contre elles ne suscite aucun doute chez le consommateur, car ils peuvent au moins être vus ou ressentis, contrairement à la dureté de l’eau. Et si vous consommez de l'eau contenant d'autres impuretés, vous risquez de vous empoisonner. Vous pouvez consommer de l’eau dure pendant des années sans subir aucun dommage. Important, je veux dire. Dans tous les cas, les marques négatives sur la santé, le tartre et la dureté disparaissent lentement. C’est pourquoi les fabricants s’efforcent aujourd’hui de promouvoir les adoucisseurs dans la consommation de masse.

Concours technologiques

Il est impossible aujourd’hui de choisir une seule technologie moderne idéale de traitement de l’eau. Elle n'existe tout simplement pas. Néanmoins, pour obtenir le meilleur résultat, vous devrez utiliser une approche intégrée, influencée à la fois par les paramètres initiaux et finaux, ainsi que par les capacités financières du consommateur.

Néanmoins, tout type d’impureté peut aujourd’hui être éliminé par une action physique ou des réactions chimiques. Les technologies de nettoyage et d'adoucissement des membranes et le nettoyage mécanique standard se démarquent. Les mécaniciens fonctionnent de la manière la plus simple. Il existe des remblai ou des caillebotis de différentes capacités. L'eau sale, ayant traversé de telles barrières, y laisse presque tous les déchets, jusqu'aux petits grains de sable. Si le traitement de l’eau contient également un absorbant, alors toutes les impuretés solides seront éliminées, même celles qui provoquent des odeurs et de la turbidité dans l’eau.

Il est facile de rincer un tel appareil ; il suffit de faire couler de l’eau dans le système dans la direction opposée. Ensuite, l'eau éliminera simplement tous les sédiments présents sur le maillage. Ou tout ce qui est coincé entre des particules d'argile expansée ou des cailloux. Pour éviter que le remblai ne se recouvre de limon et ne soit envahi par la plaque bactérienne, il est traité avec une solution spéciale qui inhibe la croissance des bactéries. Ne nécessite aucun frais supplémentaire.

Technologie UV

La prochaine option pour purifier l’eau est la désinfection. Vous pouvez éliminer les virus nuisibles en utilisant produits chimiques(les éventuels éléments contenant du chlore seront classés comme réactif de désinfection) ou par irradiation, par exemple à l'aide d'une lampe ultraviolette. De petites doses de ses radiations sont absolument inoffensives pour le corps humain, mais destructrices pour la plupart des virus. Dans la plupart des cas, des lampes UV sont utilisées pour obtenir de l'eau potable ; pour tout le reste, il existe des distributeurs. Mais dans ce cas, les produits de leurs réactions doivent également être éliminés de l'eau. En effet, outre les bactéries, l’eau contient par exemple également des sels métalliques. Ils peuvent réagir avec des produits chimiques et former de nouvelles substances, qui se déposent à nouveau sur les surfaces sous forme d'une croûte dense. La technologie UV est plus économique à utiliser, durable, mais elle n'a pas d'effet résiduel, comme le chlore. Il existe également l'ozonation chimique, mais comme l'ozone est de l'oxygène liquide, il est heureusement sans danger pour l'homme. Mais pas tellement pour l'équipement. Et l’ozone doit être produit directement sur place, ce qui ajoute également des difficultés.

Les technologies modernes de traitement de l'eau pour travailler avec des sels de fer visent à convertir le fer dissous en une forme légèrement soluble qui peut être facilement filtrée. Soit l'oxygène agit comme un agent oxydant puissant, soit le sable de manganèse, qui retient bien les sels de fer. Le même principe de séparation en réactifs et non réactifs fonctionne. Aujourd'hui, les déferriseurs sans réactifs sont de plus en plus utilisés. Parce que Ils sont moins chers, même s'ils consomment de l'électricité. Le secret de la technologie UV réside dans le fait que, sous l’influence d’une pompe puissante, l’air est entraîné à l’intérieur de l’eau, provoquant l’oxydation des sels de fer et la formation de sédiments. Il ne sera pas difficile de l'éliminer.

Technologie sans réactif

Quant aux adoucisseurs non réactifs, le plus pratique est un électro-aimant. Cela aidera à rendre l’eau plus douce. Mais cela aidera également à éliminer les sels inutiles des anciens stocks. N'importe quelle femme au foyer vous dira à quel point il est difficile d'éliminer les vieux dépôts de tartre. Surtout quand ils s’installent dans des passages étroits et les obstruent. Il faut tout démonter, le tremper dans des agents acides puis essayer de le desserrer. Grâce à la technologie de traitement de l’eau sans réactif, vous n’aurez rien de tout cela à faire. Les lignes de force aideront les nouveaux sels de dureté à détacher progressivement les anciens résidus, même dans les endroits les plus gênants. Et vous n’avez pas besoin de démonter l’équipement. De plus, l’aimant fonctionnera presque comme une horloge pendant plusieurs décennies. D'autres appareils ne peuvent pas se vanter d'une telle durabilité. Oui, et quelque chose doit constamment y être changé. Et une telle nouvelle technologie sans reganette est extrêmement pratique pour la consommation domestique grâce à son entretien sans tracas. Plus précisément, il n'est pas nécessaire de surveiller ou de modifier quoi que ce soit. Je l'ai vissé sur le tuyau. Je l'ai branché et j'ai oublié l'appareil pendant vingt ans.

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Cet article est consacré à une revue des technologies modernes de purification des eaux naturelles des polluants anthropiques, basées sur les méthodes de sorption et d'oxydation biologique. L'article examine les principales voies par lesquelles les polluants pénètrent dans les sources d'eau de surface et présente des données sur la composition de l'eau des rivières des régions industrialisées de Russie. Les technologies existantes dans les stations d'épuration existantes ne réduisent pas la concentration de polluants anthropiques dans les eaux naturelles, ce qui conduit à la nécessité d'utiliser des méthodes de purification de l'eau par sorption. L'utilisation de méthodes de purification par sorption est limitée par la capacité de sorption des absorbants, une fois épuisée, il est nécessaire de régénérer ou de remplacer le matériau de sorption. La combinaison de la sorption et de l'oxydation biologique des contaminants retenus dans les biosorbeurs permet de maintenir la capacité de sorption des absorbants à un niveau constant. Le développement ultérieur de la technologie de biosorption est associé aux processus de séparation par membrane, qui éliminent l'élimination du bioréacteur des particules absorbantes auxquelles est attachée la biomasse, ce qui augmente l'effet de purification et réduit son coût.

technologie de membrane de biosorption

purification naturelle de l'eau

eau potable

charbon actif en poudre

composés organochlorés

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En Russie, les sources d'eau de surface sont principalement utilisées pour organiser l'approvisionnement en eau, qui représentent jusqu'à 70 % du prélèvement total d'eau.

Les principales sources de polluants pénétrant dans les eaux de surface sont : les eaux usées domestiques, industrielles et agricoles. Leur impact se traduit par une augmentation des concentrations de nutriments, composés organiques, tensioactifs, produits pétroliers, phénols, etc. dans les eaux de surface.

La pollution des plans d'eau naturels par divers types d'impuretés se produit également lorsqu'ils entrent en contact avec l'atmosphère environnante. Ainsi, de nombreuses émissions gazeuses provenant de la production industrielle, contenant de l'azote, du monoxyde de carbone, du dioxyde de soufre et de minuscules particules de déchets industriels, ainsi que les émissions de ventilation pénètrent dans l'air atmosphérique, après contact avec lequel les sources d'eau de surface sont polluées, dont l'eau est saturée de substances supplémentaires dispersées, colloïdales et moléculaires dissoutes d'origine anthropique.

Le tableau présente des données sur certaines sources d'eau qui présentent des concentrations élevées de polluants naturels et anthropiques. Les données présentées permettent de donner une évaluation préliminaire de l'impact des facteurs anthropiques sur les sources d'eau naturelles.

Indicateurs	Turbidité, mg/l		Couleur, degré		Produits pétroliers, mg/l	Phénols, mg/l	Tensioactif, mg/l
Volga (Balahna)
Oka (Toula)
Kliazma (Vladimir)
Kotorosl (Iaroslavl)
Don (Taganrog)
Tom (Kemerovo)
SanPin 2.1.4.1074-01

Note. * Norme MPC pour un réservoir de pêche.

En Russie, les technologies de préparation de l'eau potable reposent sur des méthodes classiques de coagulation, sédimentation, filtration et sorption. La désinfection de l'eau est effectuée à l'aide d'hypochlorite de sodium et de chlore gazeux. En raison du degré de pollution toujours croissant des sources d’eau, les technologies de traitement de l’eau traditionnellement utilisées sont devenues dans la plupart des cas insuffisamment efficaces.

L'épuration de l'eau par coagulation et floculation des contaminants est un processus physico-chimique complexe dont l'efficacité est influencée par de nombreux facteurs (substances en suspension, composition ionique, alcalinité, quantité de composés organiques dissous, température, etc.). En période de crue, les eaux froides, de couleur et de turbidité élevées, ainsi que la faible alcalinité nécessitent de fortes doses de coagulant ou l'utilisation de floculants pour intensifier les processus de sédimentation des polluants. Une détérioration du processus de coagulation est également observée lors de la coagulation d'eaux colorées de faible turbidité pendant la saison froide.

Dans le même temps, les technologies classiques de traitement de l'eau n'éliminent pratiquement pas les contaminants chimiques de l'eau sous forme dissoute, tels que les phénols, les tensioactifs, les fractions pétrolières dissoutes, les ions de métaux lourds, etc. fonction barrière.

Les technologies traditionnelles de purification de l’eau ne sont pas assez efficaces contre un certain nombre de polluants anthropiques. Par exemple, avec une concentration initiale de produits pétroliers de 1 à 5 mg/l, l'effet purifiant est de 20 à 40 % ; les tensioactifs anioniques sont éliminés de 25 à 50 % lorsque leur teneur dans l'eau de source est de 1,5 à 2,5 mg/l ; les phénols dans les installations traditionnelles à une concentration initiale de 0,05-0,2 mg/l ne sont pratiquement pas éliminés, l'effet nettoyant dépasse rarement 5 %.

Dans de nombreux cas, dans les stations d’épuration traditionnelles, des composés organochlorés se forment lors de la chloration primaire de l’eau. Cela est dû à une augmentation des charges anthropiques sur les sources d'approvisionnement en eau, ainsi qu'à des changements dans les régimes technologiques de traitement de l'eau, notamment à l'utilisation de doses accrues de chlore et de coagulant et à une augmentation du temps de contact du chlore avec l'eau. Le plus souvent trouvés dans l'eau chlorée à des concentrations dépassant le MPC sont le tétrachlorure de carbone, le chloroforme et les bromoformes, qui sont cancérigènes et mutagènes. Il n'est pas toujours possible de garantir leurs concentrations standards après tout le cycle de traitement de l'eau dans les installations traditionnelles.

L'amélioration de la qualité de l'eau purifiée dans les stations d'épuration est actuellement réalisée en utilisant des méthodes supplémentaires de purification de l'eau : ozonation, sorption, échange d'ions, osmose inverse, etc. En règle générale, toutes ces méthodes nécessitent des investissements importants en équipements, électricité, transports. et des réactifs.

L'un des adsorbants les plus couramment utilisés dans la pratique visant à améliorer la qualité du traitement de l'eau est le charbon actif.

Les absorbants poreux à base de charbons actifs sont largement utilisés dans l'industrie et sont des absorbeurs efficaces de vapeurs, de gaz, de substances dissoutes, ainsi que de catalyseurs ou de supports de catalyseurs. De par leurs propriétés, ils assurent une sorption efficace des macromolécules (notamment les hydrocarbures, les colorants, les protéines, les graisses, etc.).

Les charbons actifs sont utilisés au stade final du traitement de l'eau pour éliminer divers types de composés organochlorés, à la fois contenus dans l'eau de source et ceux qui s'y sont formés en grande quantité lors des étapes précédentes du traitement de l'eau. De plus, les AC absorbent les phénols, les pesticides, les produits pétroliers, les composés de métaux lourds et les substances qui provoquent des goûts et des odeurs désagréables dans l'eau, augmentant ainsi la fonction barrière des usines de traitement de l'eau.

Dans la technologie de traitement de l'eau, le charbon actif est utilisé sous forme de poudre (PAH) lors de la carbonatation de l'eau, de granulés broyés ou non broyés (GAC) lors de la filtration à travers des filtres à charbon. Les principaux avantages des HAP sont une bonne cinétique de sorption, et la grande surface externe des HAP détermine la sorption efficace des macromolécules.

Le choix de la marque du matériau d'adsorption consiste à sélectionner les paramètres de sa structure poreuse en fonction de la taille des molécules des substances adsorbées. Ainsi, pour la sorption du phénol, une substance à faible poids moléculaire, ayant une taille moléculaire de τ ≈ 0,63 nm, des charbons actifs tels que AG-3 et MAU-100, qui ont la structure de pores requise, conviennent. Les produits pétroliers et les tensioactifs ont des tailles moléculaires plus grandes τ ≥ 1,8 nm ; avec de telles tailles moléculaires, le sorbant mésoporeux SGN-30 peut être utilisé.

Malgré le fait que l'utilisation de HAP augmente le degré de purification des eaux naturelles, certaines substances organiques difficiles à oxyder ne peuvent pas être adsorbées sur le charbon actif. Dans le processus de purification de l'eau par adsorption, la capacité du charbon actif à extraire les substances organiques est réduite et la régénération des déchets de charbon nécessite des coûts d'exploitation importants, qui sont associés à l'intensité matérielle et énergétique de la technologie.

L'un des moyens efficaces d'éliminer les polluants anthropiques des eaux naturelles consiste à utiliser des méthodes de traitement biologique, basées sur des processus similaires à la destruction et à la transformation de substances organiques dans les cours d'eau et les réservoirs naturels.

L'essence du traitement biologique est la minéralisation des contaminants organiques des eaux traitées, qui se présentent sous la forme de substances non dissoutes et colloïdales finement dispersées, ainsi qu'à l'état dissous, à l'aide de processus biochimiques aérobies. Selon les conditions dans lesquelles se produit la purification de l'eau, les méthodes biologiques sont divisées en purification biologique dans des conditions proches du naturel et dans des conditions créées artificiellement.

Pour la purification biologique de l'eau dans des conditions artificielles dans la pratique du traitement de l'eau, on a récemment principalement utilisé des technologies basées sur l'utilisation de biocénoses naturelles et de supports artificiels de microflore attachée avec une surface spécifique très développée. Des fibres synthétiques, divers matériaux granulaires et granulaires tels que le sable, l'argile expansée, le verre, les plastiques, les zéolites et les charbons actifs peuvent être utilisés comme matériaux de support.

L'utilisation de micro-organismes immobilisés (fixés) permet d'utiliser la biotechnologie pour purifier les eaux naturelles non seulement des polluants traditionnels, mais également d'un large éventail de substances toxiques et difficiles à oxyder.

Cette technologie est mise en œuvre principalement dans des structures telles que les biofiltres, les adsorbeurs de carbone à activité biologique, les réacteurs à lit fluidisé et les biosorbeurs.

Un autre développement des méthodes de sorption et biologiques pour éliminer les contaminants est la technologie de biosorption, qui a commencé à se développer dans les années 70 du siècle dernier. Le processus de biosorption implique la dégradation biologique des polluants organiques en plus de leur adsorption sur le charbon actif. Cela conduit à une durée d'exploitation du charbon plus longue (jusqu'à la restauration de la capacité de sorption) et, par conséquent, à une réduction du coût d'épuration.

L'augmentation de la capacité de sorption du charbon s'explique par sa régénération biologique, c'est-à-dire la restauration de la capacité d'adsorption due à la biooxydation des composés organiques adsorbés sur le charbon actif. L'élimination biologique de l'adsorbat à la surface du charbon permet la réouverture des sites d'adsorption qui peuvent être occupés par d'autres molécules organiques de la solution.

Au milieu des années 90. du siècle dernier, des informations apparaissent dans des publications étrangères sur l'utilisation combinée de charbon en poudre bioactif et de microfiltration, qui a montré une grande efficacité dans l'élimination des substances biologiquement persistantes. matière organique provenant des eaux usées.

Les travaux des salariés de l'Institut de Recherche VODGEO sur l'évaluation de l'efficacité technologique de la méthode de biosorption pour extraire l'eau de la rivière remontent à la même période. Moscou de pollution naturelle et de substances anthropiques lors de moments de forte augmentation de la concentration de pollution en période d'inondation ou lors de situations d'urgence.

Exploitation à long terme d'installations de biosorption avec un lit fluidisé de charbon biologiquement actif granulaire en parallèle avec schéma technologique, incluant la préchloration, la coagulation, la sédimentation et la filtration séquentielle sur un filtre à sable et un filtre à charbon actif, a montré que l'efficacité des biosorbeurs est comparable à l'efficacité de l'ensemble du circuit. En ce qui concerne les contaminants d'origine naturelle, les installations de biosorption ont assuré la production d'une eau de même qualité qu'en utilisant un système de traitement d'eau traditionnel avec une purification supplémentaire à l'aide de filtres à sorption. Dans le même temps, la couleur a diminué de 20-25 à 11-15 degrés, la turbidité en moyenne de 10 à 4 mg/l, l'oxydabilité de 6-8 à 3,5-4,0, l'azote ammoniacal de 0,3 à 0,03, l'indice de coli de 70- 75%. Les biosorbeurs se sont révélés très efficaces en tant que « structures barrières » pour réduire les concentrations de diverses substances anthropiques. Dans le même temps, ils ont fait leurs preuves à la fois dans des conditions d'exposition à long terme à la pollution et dans des conditions de charges de pointe simulant d'éventuelles situations d'urgence.

Avec l'introduction artificielle d'ingrédients caractéristiques d'origine anthropique dans l'eau de source (naphtalène, biphényle, produits pétroliers, lindane, simazine, karbofos, phénol, 2-4-dichlorophénol, benzopyrène) avec des concentrations allant jusqu'à 100 MAC pour chacun des contaminants, des biosorbeurs assuraient leur élimination presque complète. Les observations ont confirmé que trois processus se produisent simultanément dans les biosorbeurs : l'adsorption des contaminants, leur modification dans la structure microporeuse du sorbant en une forme biodégradable et l'oxydation biologique. La présence d'une capacité d'adsorption supplémentaire du charbon actif permet d'extraire et d'accumuler dans des périodes de temps relativement courtes une quantité de contaminants nettement supérieure à celle qui peut être oxydée biologiquement. Ces contaminants sont extraits par le sorbant puis progressivement oxydés par les bactéries et leurs enzymes dans la structure microporeuse du sorbant.

Ces dernières années, une attention croissante a été portée à l’utilisation de la filtration membranaire pour la purification des eaux naturelles. La technologie des membranes est largement utilisée dans la pratique étrangère. Au cours des vingt dernières années, une grande attention de la recherche a été accordée au développement de bioréacteurs à membrane pour le traitement des eaux usées basés sur l'ultra- et la microfiltration comme technologie alternative pour améliorer et améliorer les systèmes traditionnels de traitement des eaux usées naturelles et des boues activées.

M. Clever, N. Rabiger, M. Rudebusch ont mené des études à long terme pour étudier le processus de purification des eaux naturelles basé sur la filtration membranaire. L'expérimentation a été réalisée à l'échelle industrielle en utilisant l'eau naturelle de la rivière. Maine, en utilisant des membranes d'ultrafiltration et des procédures opératoires spécialement développées. L'étude des auteurs note que l'ultrafiltration est une alternative aux procédés naturels conventionnels de traitement de l'eau, tels que l'ozonation, la coagulation, la floculation, la chloration, etc. .

Dans l'étude de A. Andrianov, A. Pervov, le processus de purification des eaux naturelles par ultrafiltration a été théoriquement justifié et développé. Une méthode de détermination des paramètres de fonctionnement des systèmes d'ultrafiltration est proposée. Une méthode expérimentale express a été développée qui permet de déterminer rapidement les modes optimaux (fréquence et durée de lavage) et de prédire le fonctionnement d'une station d'épuration par ultrafiltration. Les recommandations proposées ont servi de base au développement de systèmes d'ultrafiltration utilisés par l'Institut de recherche VODGEO pour la déferrisation des eaux souterraines, l'épuration des eaux de surface et l'amélioration de la qualité de l'eau du robinet dans les installations d'approvisionnement en eau.

L'utilisation de membranes dans un bioréacteur à membrane permet de retenir la quasi-totalité de la biomasse ; il se produit donc une accumulation d'espèces bactériennes à longue période de génération, capables de détruire les polluants persistants.

Pendant le fonctionnement, des sels se déposent dans les pores de la membrane et des bio-encrassements se forment à la surface, empêchant la filtration de l'eau. La régénération peut être réalisée en dosant des produits chimiques dissolvant les dépôts dans un bioréacteur ou en retirant les modules membranaires puis en les immergeant dans des récipients remplis de solutions de régénération. L'élimination des contaminants accumulés de la surface de la membrane peut être réalisée par aération à grosses bulles du module membranaire.

Il convient de noter que la filtration membranaire ne peut pas éliminer les molécules plus petites que la taille des pores de la membrane, et qu'une diminution de la taille des pores entraîne inévitablement une augmentation de la pression transmembranaire et, par conséquent, une augmentation des coûts énergétiques pour le fonctionnement de la membrane. installations.

La combinaison de la filtration membranaire et de l'adsorption sur charbon actif en poudre est développement ultérieur technologies de membrane et de biosorption pour la purification de l’eau et peuvent assurer l’élimination plus polluants provenant des eaux naturelles. Dans ce cas, la technologie de biosorption sur les HAP peut être mise en œuvre à l’aide d’éléments membranaires d’ultrafiltration et de microfiltration caractérisés par une faible pression transmembranaire.

Les avantages et les perspectives des méthodes de traitement combinées pour le conditionnement des eaux naturelles ont été soulignés à plusieurs reprises dans la littérature, et des études ont été réalisées sur les eaux de sources d'eau telles que le fleuve. Moscou et r. Enfiler. Selon l'efficacité de l'épuration de l'eau de la rivière. Moscou dans un réacteur à membrane de biosorption pour la turbidité est de 99 à 100 %, la couleur - 50 à 60 %, l'oxydation du permanganate - 30 à 35 %, les produits pétroliers - 95 à 98 %.

Cependant, il convient de noter que des connaissances théoriques insuffisantes sur un certain nombre de questions et le manque de solutions techniques fiables dans la pratique nationale nécessitent des études expérimentales spéciales avec différents types de sorbants et de membranes.

Les données présentées nous permettent de tirer les conclusions suivantes selon lesquelles la présence de composés difficiles à oxyder dans les eaux naturelles, ainsi que la formation de composés organochlorés lors du traitement de l'eau, limitent la possibilité d'utiliser les technologies traditionnelles de conditionnement des eaux naturelles. pour l'élimination des nutriments et des contaminants organiques spécifiques des eaux naturelles, la technologie la plus prometteuse est la méthode de biosorption, suivie de la séparation par membrane.

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URL : http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=36249 (date d'accès : 18/10/2019). Nous portons à votre connaissance les magazines édités par la maison d'édition "Académie des Sciences Naturelles"

Toute personne travaillant avec l'eau sait qu'aujourd'hui, le principal problème auquel tout le monde est confronté est l'augmentation de la dureté de l'eau. À cause de cela, vous devez faire face à un grand nombre de problèmes qui doivent être résolus, ici et maintenant, sans tarder.

Qu'est-ce qui ne va pas avec l'eau dure et que vous devez constamment en prendre soin ? Je pense que tout le monde connaît l'échelle. Mais il est peu probable que tout le monde comprenne pleinement quel est son danger. Mais outre le tartre et sa mauvaise conductivité thermique, il existe également une dureté de l'eau accrue, qui a ses conséquences avant même la formation du tartre.

Vous saurez que vous travaillez avec de l'eau dure en un grand nombre signes. Cependant, si vous êtes à l'aise et facile à éliminer le tartre avec vos mains ou à l'aide de détartrants, vous pouvez continuer, il vous suffit de comprendre ce que vous risquez en choisissant cette façon de gérer la dureté de l'eau.

La première chose qui est affectée négativement par l’eau dure est notre santé. Les sels de dureté se déposent partout. Qu’il s’agisse des parois d’un appareil électroménager ou que ce soit de l’estomac ou des reins, ils s’en fichent. Par conséquent, avant de le détartrer, il s’est déjà formé dans votre corps. Les maladies chroniques ne sont pas seulement dues à de mauvais choix de vie, mais la qualité de l’eau joue également un rôle. lequel technologies prometteuses de traitement de l’eau est-ce qu'on le sait aujourd'hui ?

En plus d'être nocive pour la santé, l'augmentation de la dureté de l'eau laisse des traces sur nos vêtements, et là aussi, le détartrage n'aidera pas du tout. Lorsque nous lavons à l’eau dure, nous devons utiliser plus d’eau et ajouter moitié moins de poudre. Que se passe-t-il ensuite ? En raison d'une mauvaise solubilité détergents dans une telle eau, la poudre se dépose avec les sels de dureté à l'intérieur des pores des tissus. Pour bien laver un tel tissu, il faudra le rincer beaucoup plus longtemps. Il s’agit d’une consommation d’eau supplémentaire. Nous ne remarquons pas tout cela, parce que... Nous travaillons constamment avec de telles dépenses, et seule l'application vous aidera à voir la différence.

Cependant, il existe aujourd'hui une opinion selon laquelle tout filtre à eau est assez cher et son utilisation dans un appartement n'est pas justifiée. Et ce qui est plus facile à éliminer le tartre. Deux sphères indifférentes à une telle suppression sont indiquées ci-dessus. Les objets avec des taches blanches semblent peu attrayants et deviennent rapidement inutilisables. Beaucoup plus tôt que si vous utilisiez une technologie de traitement de l’eau et lavez à l’eau douce.

De plus, le tartre présente un inconvénient aussi important qu'une mauvaise conductivité thermique. Après tout, pourquoi avez-vous toujours besoin de surveiller la taille du tartre sur les surfaces ? pour ne pas se retrouver sans équipement industriel ou sans appareils électroménagers.

Lorsque le tartre recouvre les éléments chauffants ou les surfaces d’eau chaude, le transfert de chaleur vers l’eau s’arrête presque complètement. Au début, le calcaire laisse passer au moins d'une manière ou d'une autre la chaleur, mais il existe également une nuance telle qu'une forte augmentation des coûts de carburant ou d'électricité. Il devient beaucoup plus difficile de chauffer la surface. C’est pourquoi tant de carburant est gaspillé, et plus la couche de tartre est épaisse, plus les coûts sont élevés.

Le problème d’échelle ne réside pas seulement dans l’augmentation de la consommation de carburant. Un appareil avec du tartre commencera à s'éteindre avec le temps, essayant de se protéger de la surchauffe. Ce sont tous des signaux auxquels il faut répondre immédiatement. Dans ce cas, le détartrage doit s’effectuer instantanément. Si cela n’est pas fait, le tartre se transformera rapidement en calcaire. Retirer une telle couverture est beaucoup plus difficile. Il est temps. C'est de l'argent. Et enfin, il existe un risque de perdre l’appareil. Si vous manquez le moment, la chaleur n'aura nulle part où aller et elle se déchirera simplement élément chauffant ou une surface. C’est pour cette raison qu’il faut connaître parfaitement toutes les technologies de traitement de l’eau !

Dans la vie de tous les jours, cela se traduit par un épuisement des appareils électroménagers. Parfois avec une rupture de câblage. Dans l'industrie, cela se manifeste sous la forme de fistules sur les canalisations et d'explosions de chaudières dans le domaine de l'énergie thermique.

Voici un ensemble de raisons qui vous incitent à réfléchir. Avec l'aide d'un simple ensemble de filtres à eau, vous pouvez vous protéger, vous et votre famille, des influence néfaste augmentation de la dureté de l'eau. Lorsque vous choisissez l'une ou l'autre technologie de traitement de l'eau, n'oubliez pas que vous ne pourrez certainement pas vous débrouiller dans une entreprise ou dans votre propre maison ou appartement avec un seul adoucisseur d'eau.

N'oubliez pas que lors de la purification de l'eau, vous serez toujours confronté à deux tâches. Vous avez besoin d’eau potable et d’eau pour vos besoins domestiques. Par conséquent, le traitement minimum de l'eau qui ne peut être effectué que dans un appartement consistera en une purification de l'eau à l'aide, par exemple, d'un adoucisseur d'eau électromagnétique Aquashield. Il s'agira d'eau pour les besoins techniques et domestiques. Et purification de l'eau à l'aide d'une carafe filtrante, minimum ou osmose inverse, maximum. C'est déjà pour les besoins de boisson. La protection contre le tartre et l'eau dure sera alors plus ou moins fiable.

Passons maintenant directement aux technologies de traitement de l'eau. Lorsque vous choisissez une technologie particulière, vous devez savoir quels problèmes elle doit résoudre. Comment savoir quoi choisir ? Où obtenir les premières données pour déterminer le type de technologie de traitement de l'eau et la séquence de filtres à eau ?

La toute première chose à faire avant de choisir une technologie prometteuse de traitement de l’eau est d’effectuer une analyse chimique de l’eau. Sur cette base, vous pouvez toujours calculer le volume d'eau entrant dans l'appartement et voir clairement sa composition, toutes les impuretés qui devront être éliminées. Ayant ces résultats en main, il vous sera plus facile de comprendre quelle technologie de traitement de l'eau est la meilleure à utiliser, quelle séquence de filtres choisir et quelle puissance doit avoir tel ou tel appareil.

Même si vous prenez l’eau d’un système central de purification d’eau, ce sera toujours difficile. Et ici, il vaut mieux ne pas économiser d'argent, mais effectuer une analyse chimique de l'eau. Vous ne paierez alors pas trop cher pour un adoucisseur d’eau trop puissant et trop cher.

Toutes les options pour les technologies de traitement de l’eau se trouvent dans la liste suivante :

• purification mécanique de l'eau;
• purification chimique de l'eau;
• désinfection;
• micronettoyage.

La purification chimique de l’eau fait référence à l’élimination des impuretés organiques, des nitrates, du fer et du chlore résiduel. La micropurification est la production de distillat ou d’eau potable propre et saine.

Examinons de plus près les options de filtres à eau qui fonctionnent en utilisant l'une ou l'autre technologie de traitement de l'eau.

Donc mécanique technologie de traitement de l'eau. Sa tâche est d'éliminer toutes les impuretés solides mécaniques, ainsi que les calloïdes, de l'eau. Ici, la purification de l'eau peut s'effectuer en plusieurs étapes. Cela commence par un nettoyage approfondi. L'eau peut même se décanter, de sorte que les plus grosses impuretés mécaniques puissent se déposer. Des treillis sédimentaires et de gravier peuvent être utilisés ici.

Les filtres maillés comprennent plusieurs maillages avec des débits différents. Ils sont utilisés pour filtrer les solides plus gros et plus petits. Le matériau principal pour la production de treillis est acier inoxydable. De tels filtres sont installés en premier lors de la prise d’eau initiale.

Les filtres à sédiments sont conçus pour éliminer les très petites particules invisibles à l’œil nu. Ici, la base du filtre est du sable de quartz et du gravier. Parfois, l'hydroanthracite peut être utilisée. De tels filtres sont davantage utilisés pour la purification répétée de l’eau. C'est ainsi que les eaux usées sont nettoyées ou préparées eau de traitement en production.

Les filtres à cartouche se situent entre la filtration mécanique et l’adoucissement de l’eau. Le seul point est que ces filtres éliminent de très petites impuretés mesurant 150-1 microns. De tels filtres sont installés pour le pré-nettoyage dans la même osmose inverse.

La purification chimique de l'eau est plutôt intéressante et technologie prometteuse traitement de l'eau, conçu pour ajuster la composition chimique de l'eau et ne pas modifier son état. Cela se fait par échange d'ions, ainsi que par déferrisation. A cette étape du traitement de l’eau, le chlore résiduel est éliminé de l’eau.

La zéolite au manganèse peut être utilisée pour éliminer le fer. Il s'agit de sable vert, qui entretient un excellent contact avec les composés ferreux, les filtrant efficacement de l'eau. Pour que la réaction de rétention du fer dans le filtre se déroule encore mieux, ce serait bien s'il y avait de petites inclusions de silicium dans l'eau.

Une autre option pour la technologie de traitement de l’eau consiste à utiliser l’oxydation du fer pour purifier l’eau de ses impuretés. Il s'agit d'un processus sans réactif et à cet effet, des filtres spéciaux sont utilisés, où l'eau est soufflée avec de l'oxygène et sous cette influence le fer se dépose sur la cartouche interne.

Les filtres à eau échangeurs d’ions sont utilisés pour adoucir l’eau. Il s’agit de l’une des technologies de traitement de l’eau les plus courantes, tant dans la vie quotidienne que dans la production. La base d'un tel filtre est une cartouche de résine. Il est sursaturé en sodium faible, facile à remplacer dans la structure de la substance. En cas de contact avec de l'eau dure, les sels de dureté remplacent facilement le sodium faible. C'est exactement ce qui se passe. Petit à petit, la cartouche abandonne complètement son sodium et se bouche avec des sels de dureté.

Dans l'industrie, de telles installations sont parmi les plus répandues, mais aussi les plus encombrantes. Ce sont d'énormes réservoirs en hauteur. Mais ils ont la vitesse de purification de l'eau la plus élevée. Parallèlement, les cartouches bouchées sont restaurées dans l'industrie et remplacées au quotidien. Le filtre échangeur d'ions est un adoucisseur de réactif, il ne pouvait donc pas être utilisé pour la production d'eau potable jusqu'à ce qu'ils aient eu l'idée de rendre la cartouche remplaçable.

Une telle cartouche est restaurée à l'aide d'une solution saline forte. La cartouche est changée à la maison. De ce fait, le coût d’utilisation d’une telle technologie de traitement de l’eau augmente. Bien que l’installation elle-même soit peu coûteuse, le changement constant des cartouches représente une dépense constante. De plus, il faudra aussi le changer assez souvent. Dans l’industrie, les dépenses iront également vers le sel. Bien que ce soit bon marché, les gros volumes coûtent cher. De plus, vous devrez l'acheter constamment. Et il existe un autre problème avec un tel appareil échangeur d'ions dans l'industrie : après récupération, des déchets très nocifs sont générés. Il est absolument interdit de rejeter de telles choses dans l’atmosphère. Uniquement avec autorisation et après un nettoyage supplémentaire. C'est encore une fois une dépense. Mais en comparaison avec le coût de la même osmose inverse, ces coûts sont considérés comme insignifiants dans l'industrie.

Technologies nouvelles et modernes de traitement de l’eau

Pour un usage quotidien, ceux qui souhaitent économiser de l'argent sur les technologies nouvelles et modernes de traitement de l'eau peuvent acheter une telle carafe filtrante. Certes, l'installation d'une osmose inverse sera rentabilisée plus rapidement qu'un tel filtre avec des coûts constants.

Afin d'éliminer la turbidité et le chlore résiduel de l'eau, du charbon actif est utilisé comme média filtrant, qui constitue la base d'un filtre à sorption.

Pour la désinfection, des ozoniseurs ou des filtres à eau ultraviolets peuvent être utilisés. Ici, la tâche principale des technologies nouvelles et modernes de traitement de l’eau est d’éliminer les bactéries et les virus. Les ozoniseurs sont les plus utilisés dans les piscines, car... Ils sont assez chers, mais en même temps respectueux de l'environnement. Les filtres ultraviolets sont des unités sans réactifs et irradient l'eau à l'aide d'une lampe ultraviolette, qui tue toutes les bactéries.

Une autre technologie extrêmement populaire aujourd’hui est l’adoucissement électromagnétique de l’eau. Un exemple classique de cela. Le plus souvent, cette technologie nouvelle et moderne de traitement de l’eau est largement utilisée dans l’ingénierie thermique. L'installation à domicile est également populaire. La base ici est constituée d'aimants permanents et d'un processeur électrique. Utilisant la puissance des aimants, il génère des ondes électromagnétiques qui affectent l’eau. Sous cette influence, les sels de dureté sont modifiés.

Ayant acquis une nouvelle forme, ils sont incapables de coller aux surfaces. La fine surface en forme d'aiguille permet uniquement de frotter contre le vieux tartre. C’est là que se produit le deuxième effet positif. Les nouveaux sels de dureté éliminent les anciens. Et ils le font efficacement. Lorsque vous installez un adoucisseur d'eau électromagnétique Aquashield, en un mois, vous pouvez faire tourner votre chaudière en toute sécurité et voir comment elle fonctionne. Je vous assure que vous serez satisfait des résultats. Dans ce cas, l'appareil n'a pas besoin d'être réparé. Facile à installer, facile à retirer, fonctionne tout seul, pas besoin de remplacer les filtres ou de les laver. Il vous suffit de le placer sur un morceau de tuyau propre. C'est la seule exigence.

Et enfin, technologie nouvelle et moderne de traitement de l’eau, conçu pour produire du distillat et de l’eau potable de haute qualité. Il s'agit de la nanofiltration et de l'osmose inverse. Ce sont toutes des technologies de purification fine de l’eau. Ici, l'eau est purifiée au niveau moléculaire à travers une membrane de dispersion comportant un grand nombre de trous pas plus gros qu'une molécule d'eau. De l'eau non traitée ne peut pas être fournie à une telle installation. Ce n'est qu'après une purification préalable que l'eau peut être purifiée par osmose inverse. De ce fait, toute installation de nanofiltration ou d’osmose sera coûteuse. Et les matériaux pour une fine membrane sont assez chers. Mais la qualité de la purification de l'eau ici est la plus élevée.

Ainsi, nous avons analysé toutes les technologies nouvelles et modernes de traitement de l’eau les plus populaires et les plus utilisées. Vous comprendrez maintenant quoi et comment cela fonctionne. Avec une telle connaissance, composez le bon système Purifier l'eau n'est pas difficile.