Metode moderne de purificare a apei. Noi tehnologii pentru purificarea apei Starea actuală și dezvoltarea tehnologiilor de tratare a apei

Apa curată este cheia sănătății fiecărei persoane. Calitatea acestei valoroase resurse în rețelele centrale de alimentare cu apă și în sursele individuale nu corespunde întotdeauna parametrilor care asigură consumul ei în siguranță. Metodele moderne de purificare fac posibilă aducerea parametrilor fizici și chimici ai apei la nivelul necesar.

Apa curată este cheia sănătății și longevității

Apa furnizată de companiile de utilități de apă este supusă epurării într-o anumită secvență și calitatea acesteia este adusă la valori standard. Principiul general curățarea nu elimină complet toți factorii negativi care afectează negativ corpul uman. Rețelele extinse de conducte care sunt în stare proastă contribuie și ele la calitatea finală a apei, reumplend apa cu o masă de impurități mecanice - rugină, murdărie etc.

De asemenea, a avea propria alimentare cu apă nu garantează întotdeauna o calitate ideală a apei. Consumul de apă în scopuri alimentare în acest caz necesită întotdeauna o analiză cuprinzătoare.

Configurația unui complex de tratare a apei ar trebui să fie întotdeauna formată pe baza analizelor compoziției apei, cu implicarea specialiștilor calificați. Auto-asamblarea unui sistem de purificare poate să nu aibă întotdeauna un efect pozitiv în îmbunătățirea calității apei.

În funcție de calitatea apei, sistemele de purificare pot consta din cele mai simple elemente - filtre mecanice fine, dar cel mai adesea sunt combinate diferite metode de purificare fizică și chimică. În continuare, ne vom uita la cele mai populare metode și metode de purificare a apei potabile.

Filtre mecanice fine

Filtru de curățare mecanică la intrarea de alimentare cu apă

Filtrele mecanice de curățare sunt de obicei produse sub formă de balon, în interiorul căruia este amplasat un cartuș filtrant. Elementele filtrante sunt realizate din diverse materiale, de obicei din fibră polimerică (polipropilenă) sau ceramică.

Cartuș din polipropilenă și tabel cu caracteristici

Cartuș de filtru fin după ce durata de viață a expirat

Cartușul este o piesă consumabilă, are o anumită durată de viață și necesită înlocuire după expirarea acestuia. Fotografia arată clar că apa din sistemul centralizat de alimentare cu apă nu este limpede.

Analogii filtrelor de curățare mecanică sunt duze de pe mixer.

Filtru de apa pentru robinet

Filtrele mecanice de curățare au următoarele avantaje:

Simplitatea dispozitivului;
Ieftin relativ;
Curățare mecanică de înaltă calitate.

Principalul dezavantaj al filtrelor cu cel mai simplu design este incapacitatea de a elimina impuritățile organice, virușii, pesticidele și nitrații. Pentru a elimina insecticidele, pesticidele și componentele de origine organică din apă, filtrele cu cărbune activ sunt utilizate în combinație cu dispozitive de filtrare mecanică.

Filtre de uz casnic pe carbon

Purificarea apei potabile dintr-un număr de impurități se realizează prin filtre de sorbție, al căror element de bază este cărbunele activ. Filtrele (ulcioarele) sunt o metodă populară de purificare a apei menajere și de băut în condiții casnice.

Apa este trecută prin cartușul filtrant al ulciorului și colectată în vasul inferior al dispozitivului. Cele mai multe tipuri de cartușe de ulcior sunt folosite pentru a purifica apa potabilă din componentele organice și clorul dizolvat. Reziduurile de clor sunt de obicei îndepărtate complet după aerare - pur și simplu evacuate din vasul cu scurgeri.

Unele tipuri de filtre pot purifica apa din fier și săruri metale grele, produse petroliere și alte impurități, înmoaie apa. Acest efect este realizat prin adăugarea de componente schimbătoare de ioni la materialul cartuşului.

Cartușele cu filtru de carbon au o anumită resursă, astfel încât, pe măsură ce cantitatea de apă care trece prin filtru crește, își pierd eficiența inițială. Dezavantajul filtrelor cu cărbune activ este acumularea de impurități organice. Ele servesc drept bază fructuoasă pentru reproducerea și dezvoltarea microorganismelor și bacteriilor.

Pentru a uniformiza acest factor negativ în funcționarea filtrelor de carbon, acestea sunt adesea combinate cu sisteme de dezinfecție a apei.

Radiații ultraviolete și curățare cu ozon

Lampa de dezinfectare a apei cu ultraviolete

Radiația ultravioletă are proprietăți bactericide excelente - ucide majoritatea tipurilor de bacterii, viruși și microorganisme. În acest caz, proprietățile apei nu se schimbă. Metoda de utilizare a radiațiilor ultraviolete este destul de simplă și foarte populară.

Ozonarea apei nu este mai puțin eficientă, ci un proces mai complex și mai costisitor din punct de vedere tehnic. Ozonul este un agent oxidant puternic și atunci când intră în apă, majoritatea microorganismelor mor. Calitatea dezinfectării cu ajutorul ozonului este mult superioară celei a metodei tradiționale - clorinarea.

Sistemele de ozonare sunt complexe din punct de vedere tehnic și necesită abilități profesionale pentru a fi întreținute. Datorită costului lor ridicat și complexității tehnice, acestea sunt rareori utilizate în condiții casnice.

Sisteme de filtrare cu osmoză inversă

Sistemele cu membrane osmotice sunt considerate cele mai eficiente pentru purificarea apei potabile. Gradul de purificare din diferite impurități în condiții favorabile poate ajunge la 97–98%. Principiul funcționării lor se bazează pe utilizarea proprietăților unei membrane speciale cu pori microscopici. Dimensiunea porilor este comparabilă ca mărime cu cea a unei molecule de apă.

Filtrele osmotice sunt de tip flux și stocare. Ele purifică apa de impurități mecanice cu dimensiunea de 5 microni, săruri ale metalelor grele, viruși, microorganisme, compuși chimici organici și anorganici. Membrana filtrului cu osmoză inversă funcționează cel mai bine cu apă curată care a fost anterior purificată din particule mecanice.

Membrană de osmoză inversă multistrat

În plus, membrana este afectată negativ de conținutul crescut de săruri de calciu și magneziu, mai bine cunoscute sub numele de duritate.

În funcție de conținutul de apă sursă, sistemele de osmoză inversă sunt combinate cu unități de dedurizare și filtre mecanice fine.

Dezavantajele complexelor de osmoză sunt următorii indicatori:

Sistemul este un mediu favorabil pentru dezvoltarea microorganismelor;
În timpul procesului de curățare, împreună cu componentele nocive, elementele minerale benefice omului sunt parțial îndepărtate;
Pentru ca sistemele să funcționeze, este necesară o presiune inițială de cel puțin 2,5 kgf/cm2;
La purificarea unui litru de apă, se reciclează de la 3 până la 7 litri de apă cu componentele filtrate dizolvate.

Unele dintre deficiențe sunt compensate prin utilizarea unor componente de curățare suplimentare. Dezinfecția se face de obicei cu o lampă cu ultraviolete. Completarea apei purificate cu componente minerale se realizează prin blocuri de mineralizare.

Sisteme de dedurizare a apei cu schimb de ioni

Sărurile de calciu și magneziu dizolvate în apă au un efect negativ asupra sistemul digestiv oameni, poate duce la formarea de pietre. În plus, apa cu duritate crescută duce la formarea de calcar în aparatele de încălzire a apei de uz casnic și la defecțiunea elementelor lor de încălzire (elementele de încălzire).

Sistem de purificare a apei cu schimb de ioni în două trepte

Cea mai eficientă metodă de dedurizare a apei este considerată a fi complexele de filtrare bazate pe componente schimbătoare de ioni - rășină granulară. Apa sursă trece prin filtru, iar ionii de sodiu și clor sunt înlocuiți cu ioni de calciu și magneziu. După o anumită perioadă de timp, materialul schimbător de ioni este spălat cu o soluție de sare de masă (clorură de sodiu) și ionii acumulați de săruri de duritate sunt îndepărtați.

Unitățile schimbătoare de ioni sunt cel mai adesea folosite în scopuri industriale. Resursa de rășină are o durată de viață proprie; este înlocuită în medie o dată la 5-8 ani. Unitățile schimbătoare de ioni sunt cel mai des folosite atunci când sistemele de operare și.

Sisteme de curățare cupru-zinc

Principiul de funcționare al acestui tip de instalație se bazează pe utilizarea proprietăților unui aliaj de cupru-zinc, ale cărui componente au polarități diferite. Impuritățile cu o sarcină corespunzătoare sunt atrase de poli pe măsură ce apa trece. Ca urmare a reacțiilor de oxidare-reducere, apa este purificată din fier, mercur, plumb, microorganisme, bacterii și așa mai departe sunt distruse.

Dezavantajul filtrării pe bază de aliaj de cupru-zinc este reținerea impurităților organice în apă. Acest dezavantaj este eliminat prin combinarea unui filtru de cupru-zinc cu o unitate de filtrare (adsorbție) a carbonului.

Cele mai populare pentru purificarea apei potabile acasă sunt filtrele de carbon și sistemele de osmoză inversă. Un sistem de filtrare cu osmoză inversă este mai eficient, dar și instalațiile bazate pe acesta sunt mai scumpe. Purificarea apei de înaltă calitate folosind metode moderne este adesea o întreprindere costisitoare, dar necesară. Apa potabilă cu parametri normali de puritate și compoziție chimică de înaltă calitate este cheia sănătății pentru fiecare persoană.

Apa este absolut necesară vieții umane și tuturor viețuitoarelor din natură. Apa acoperă 70% din suprafața pământului, acestea sunt: mările, râurile, lacurile și apele subterane. În timpul ciclului său, determinat de fenomene naturale, apa colectează diverse impurități și contaminanți care sunt conținute în atmosferă și pe scoarța terestră. Drept urmare, apa nu este absolut pură și pură, dar adesea această apă este principala sursă atât pentru alimentarea cu apă menajeră și potabilă, cât și pentru utilizare în diverse industrii (de exemplu, ca lichid de răcire, fluid de lucru în sectorul energetic, solvent, materie primă pentru primirea produselor, alimentelor etc.)

Apa naturală este un sistem complex de dispersie, care conține cantități mari de diverse impurități minerale și organice. Datorită faptului că în majoritatea cazurilor sursele de alimentare cu apă sunt apele de suprafață și subterane.

Compoziția apei naturale obișnuite:

substanțe în suspensie (impurități mecanice coloidale și grosiere de origine anorganică și organică);
bacterii, microorganisme și alge;
gaze dizolvate;
substanțe anorganice și organice dizolvate (atât disociate în cationi și anioni, cât și nedisociate).

Atunci când se evaluează proprietățile apei, se obișnuiește să se împartă parametrii de calitate a apei în:

fizic,
chimic
sanitare si bacteriologice.

Calitatea înseamnă respectarea standardelor stabilite pentru un anumit tip de producție de apă. Apa și soluțiile apoase sunt utilizate pe scară largă în diverse industrii, utilități publice și agricultură. Cerințele pentru calitatea apei purificate depind de scopul și zona de aplicare a apei purificate.

Apa este cea mai utilizată în scopuri de băut. Standardele de cerințe în acest caz sunt determinate de SanPiN 2.1.4.559-02. Apă potabilă. Cerințe igienice pentru calitatea apei în sistemele centralizate de alimentare cu apă potabilă. Controlul calității”. De exemplu, unele dintre ele:

Tab. 1. Cerințe de bază pentru compoziția ionică a apei utilizate pentru alimentarea cu apă menajeră și potabilă

Pentru consumatorii comerciali, cerințele de calitate a apei sunt adesea mai stricte în unele privințe. De exemplu, pentru producția de apă îmbuteliată, a fost dezvoltat un standard special cu cerințe mai stricte pentru apă - SanPiN 2.1.4.1116-02 „Apă potabilă. Cerințe igienice pentru calitatea apei ambalate în recipiente. Controlul calității.” În special, au fost înăsprite cerințele privind conținutul de săruri de bază și componente nocive - nitrați, substanțe organice etc.

Apa pentru scopuri tehnice și speciale este apă pentru utilizare în scopuri industriale sau comerciale, pentru procese tehnologice speciale - cu proprietăți speciale reglementate de standardele relevante ale Federației Ruse sau de cerințele tehnologice ale Clientului. De exemplu, prepararea apei pentru energie (conform RD, PTE), pentru galvanizare, prepararea apei pentru vodcă, prepararea apei pentru bere, limonada, medicamente (monografia farmacopeei) etc.

Adesea, cerințele pentru compoziția ionică a acestor ape sunt mult mai mari decât pentru apa potabilă. De exemplu, pentru ingineria energiei termice, unde apa este folosită ca lichid de răcire și este încălzită, există standarde adecvate. Pentru centralele electrice, există așa-numitele PTE (Reguli tehnice de funcționare pentru ingineria generală a energiei termice), cerințele sunt specificate de așa-numitul RD (Document de ghid). De exemplu, conform cerințelor „Orientărilor metodologice pentru supravegherea regimului chimic al apei la cazanele cu abur și apă caldă RD 10-165-97”, valoarea durității totale a apei pentru cazanele cu abur cu o presiune a aburului de lucru de până la 5 MPa (50 kgf/cm2) nu ar trebui să fie mai mult de 5 mcg-eq/kg. În același timp, standardul de băut SanPiN 2.1.4.559-02 necesită ca Jo să nu fie mai mare de 7 mEq/kg.

Prin urmare, sarcina de tratare chimică a apei (CWT) pentru casele de cazane, centralele electrice și alte instalații care necesită tratarea apei înainte de încălzirea apei este de a preveni formarea depunerilor și dezvoltarea ulterioară a coroziunii pe suprafața interioară a cazanelor, conductelor și căldurii. schimbătoare. Astfel de depuneri pot provoca pierderi de energie, iar dezvoltarea coroziunii poate duce la oprirea completă a funcționării cazanelor și schimbătoarelor de căldură din cauza formării depunerilor în interiorul echipamentului.

Trebuie avut în vedere faptul că tehnologiile și echipamentele pentru tratarea apei și tratarea apei pentru centralele electrice diferă semnificativ de echipamentele corespunzătoare ale cazanelor convenționale de apă caldă.

La rândul lor, tehnologiile și echipamentele de tratare a apei și de tratare chimică pentru obținerea apei în alte scopuri sunt și ele diverse și sunt dictate atât de parametrii sursei de apă care trebuie purificată, cât și de cerințele privind calitatea apei epurate.

SVT-Engineering LLC, având experiență în acest domeniu, deținând personal calificat și parteneriate cu mulți specialiști și firme de top din străinătate și naționale, oferă clienților săi, de regulă, acele soluții adecvate și justificate pentru fiecare caz specific, în special, bazat pe următoarele procese tehnologice de bază:

Utilizarea inhibitorilor și reactivilor pentru tratarea apei în diverse sisteme de tratare chimică (atât pentru protejarea membranelor, cât și a echipamentelor de energie termică)

Majoritatea proceselor tehnologice de tratare a apei de diferite tipuri, inclusiv a apelor uzate, sunt cunoscute și utilizate de o perioadă relativ îndelungată, în continuă schimbare și îmbunătățire. Cu toate acestea, specialiști și organizații de top din întreaga lume lucrează la dezvoltarea de noi tehnologii.

SVT-Engineering LLC are, de asemenea, experiență în efectuarea cercetării și dezvoltării în numele clienților pentru a crește eficiența metodelor existente de purificare a apei, a dezvolta și a îmbunătăți noi procese tehnologice.

De remarcat mai ales că utilizarea intensivă a surselor naturale de apă în activități economice necesită îmbunătățirea mediului a sistemelor de utilizare a apei și a proceselor tehnologice de tratare a apei. Cerințele de protecție a mediului natural impun reducerea maximă a deșeurilor de la stațiile de tratare a apei în rezervoare naturale, sol și atmosferă, ceea ce necesită și necesitatea suplimentării schemelor tehnologice de tratare a apei cu etape de eliminare a deșeurilor, reciclare și transformare în materiale reciclabile. substante.

Până în prezent, au fost dezvoltate un număr destul de mare de metode care fac posibilă crearea unor sisteme de tratare a apei reziduale. În primul rând, acestea includ procese îmbunătățite de epurare preliminară a apei sursei cu reactivi în limpezitoare cu lamele și recirculare a nămolului, tehnologii cu membrane, demineralizare pe bază de evaporatoare și reactoare termochimice, tratarea corectivă a apei cu inhibitori ai depunerilor de sare și procese de coroziune, tehnologii cu regenerarea în contracurent a filtrelor schimbătoare de ioni și a materialelor schimbătoare de ioni mai avansate.

Fiecare dintre aceste metode are propriile avantaje, dezavantaje și limitări ale utilizării lor în ceea ce privește calitatea apei surse și purificate, volumul apei uzate și evacuări și parametrii de utilizare a apei purificate. Puteți obține informații suplimentare necesare pentru a vă rezolva problemele și condițiile de cooperare făcând o cerere sau contactând biroul companiei noastre.

Această secțiune descrie în detaliu metodele tradiționale existente de tratare a apei, avantajele și dezavantajele acestora și, de asemenea, prezintă noi metode moderne și noi tehnologii pentru îmbunătățirea calității apei în conformitate cu cerințele consumatorilor.

Principalele obiective ale tratării apei sunt obținerea de apă curată, sigură, potrivită pentru diverse nevoi: alimentare cu apă menajeră, potabilă, tehnică și industrialăţinând cont de fezabilitatea economică a utilizării metodelor necesare de epurare şi tratare a apei. Abordarea tratarii apei nu poate fi aceeași peste tot. Diferențele se datorează compoziției apei și cerințelor pentru calitatea acesteia, care variază semnificativ în funcție de destinația apei (potabilă, tehnică etc.). Cu toate acestea, există un set de proceduri tipice utilizate în sistemele de tratare a apei și secvența în care sunt utilizate aceste proceduri.

Metode de bază (tradiționale) de tratare a apei.

În practica de alimentare cu apă, în procesul de epurare și tratare, apa este supusă fulgerare(îndepărtarea particulelor în suspensie), decolorare (îndepărtarea substanțelor care dau culoare apei) , dezinfectare(distrugerea bacteriilor patogene din acesta). Mai mult, în funcție de calitatea sursei de apă, în unele cazuri sunt utilizate în plus metode speciale de îmbunătățire a calității apei: înmuiere apă (reducerea durității datorită prezenței sărurilor de calciu și magneziu); fosfatarea(pentru dedurizarea mai profundă a apei); desalinizare, desalinizarea apă (reducerea mineralizării generale a apei); desiliconizare, deferizare apă (eliberarea apei din compușii de fier solubili); degazare apă (eliminarea gazelor solubile din apă: hidrogen sulfurat H2S, CO2, O2); dezactivare apă (eliminarea substanțelor radioactive din apă); neutralizare apă (eliminarea substanțelor toxice din apă), fluorizare(adăugarea de fluor în apă) sau defluorizare(îndepărtarea compușilor cu fluor); acidificare sau alcalinizare ( pentru a stabiliza apa). Uneori este necesar să se elimine gusturile și mirosurile, să se prevină efectele corozive ale apei etc. Se folosesc anumite combinații ale acestor procese în funcție de categoria de consumatori și de calitatea apei din surse.

Calitatea apei dintr-un corp de apă este determinată de o serie de indicatori (fizici, chimici și sanitar-bacteriologic), în conformitate cu destinația apei și stabilite. standarde de calitate. Mai multe despre asta în secțiunea următoare. Prin compararea datelor privind calitatea apei (obținute din analiză) cu cerințele consumatorilor, se determină măsuri pentru tratarea acesteia.

Problema epurării apei acoperă probleme de modificări fizice, chimice și biologice în timpul tratamentului pentru a o face potrivită pentru băut, adică purificarea și îmbunătățirea proprietăților sale naturale.

Metoda de tratare a apei, compoziția și parametrii de proiectare a instalațiilor de tratare pentru alimentarea tehnică cu apă și dozele calculate de reactivi se stabilesc în funcție de gradul de poluare a corpului de apă, scopul sistemului de alimentare cu apă, productivitatea stației. și condițiile locale, precum și pe baza datelor din cercetarea tehnologică și exploatarea structurilor care funcționează în condiții similare.

Purificarea apei se realizează în mai multe etape. Resturile și nisipul sunt îndepărtate în etapa de pre-curățare. O combinație de epurare primară și secundară efectuată la stațiile de tratare a apei (WTP) elimină materialul coloidal (materia organică). Nutrienții dizolvați sunt eliminați prin post-tratament. Pentru ca tratarea sa fie completa, statiile de tratare a apei trebuie sa elimine toate categoriile de contaminanti. Există multe moduri de a face acest lucru.

Cu post-tratare adecvată și echipamente WTP de înaltă calitate, este posibil să obțineți rezultatul final al apei potrivite pentru băut. Mulți oameni devin paliți la gândul de a recicla apele uzate, dar merită să ne amintim că în natură, în orice caz, toate ciclurile apei. De fapt, un post-tratament adecvat poate oferi apă cea mai buna calitate decât cel obținut din râuri și lacuri, care primesc adesea ape uzate neepurate.

Metode de bază de tratare a apei

Limpezirea apei

Limpezirea este o etapă de purificare a apei, în timpul căreia turbiditatea apei este eliminată prin reducerea conținutului de impurități mecanice în suspensie naturale și apa reziduala. Turbiditatea apei naturale, in special a surselor de suprafata in perioada de inundatie, poate ajunge la 2000-2500 mg/l (la norma pentru apa potabila - nu mai mult de 1500 mg/l).

Limpezirea apei prin sedimentarea substanţelor în suspensie. Această funcție este îndeplinită clarificatoare, rezervoare de sedimentare și filtre, care sunt cele mai comune stații de tratare a apei. Una dintre cele mai utilizate metode practice pentru reducerea conținutului de impurități fin dispersate în apă este coagulare(precipitare sub formă de complexe speciale - coagulanți) urmată de sedimentare și filtrare. După limpezire, apa intră în rezervoarele de apă curată.

Decolorarea apei, aceste. eliminarea sau decolorarea diverșilor coloizi colorați sau a substanțelor complet dizolvate se poate realiza prin coagulare, utilizarea diverșilor agenți oxidanți (clorul și derivații săi, ozon, permanganat de potasiu) și adsorbanți (cărbune activ, rășini artificiale).

Limpezirea prin filtrare cu coagulare preliminară ajută la reducerea semnificativă a contaminării bacteriene a apei. Cu toate acestea, printre microorganismele rămase în apă după tratarea apei pot fi și cele patogene (bacili febrei tifoide, tuberculoză și dizenterie; vibrio holeric; virusuri poliomielite și encefalite), care sunt sursa. boli infectioase. Pentru distrugerea lor finală, apa destinată uzului menajer trebuie să fie supusă obligatoriu dezinfectare.

Dezavantajele coagulării, decantare și filtrare: metode costisitoare și ineficiente de tratare a apei, care necesită metode suplimentare de îmbunătățire a calității.)

Dezinfectarea apei

Dezinfecția sau dezinfecția este etapa finală a procesului de tratare a apei. Scopul este de a suprima activitatea vitală a microbilor patogeni conținute în apă. Deoarece nici decantarea, nici filtrarea nu asigură o eliberare completă, clorarea și alte metode descrise mai jos sunt folosite pentru a dezinfecta apa.

În tehnologia de tratare a apei, sunt cunoscute o serie de metode de dezinfecție a apei, care pot fi clasificate în cinci grupe principale: termic; sorbția pe cărbune activ; chimic(folosind agenți oxidanți puternici); oligodinamie(expunerea la ioni de metale nobile); fizic(folosind ultrasunete, radiații radioactive, raze ultraviolete). Dintre metodele enumerate, metodele celui de-al treilea grup sunt cele mai utilizate. Clorul, dioxidul de clor, ozonul, iodul și permanganatul de potasiu sunt utilizați ca agenți de oxidare; peroxid de hidrogen, hipoclorit de sodiu și calciu. La rândul lor, dintre agenții de oxidare enumerați, în practică se preferă clor, înălbitor, hipoclorură de sodiu. Alegerea metodei de dezinfecție a apei se face în funcție de debitul și calitatea apei care este tratată, de eficiența pretratării acesteia, de condițiile de furnizare, transport și depozitare a reactivilor, de posibilitatea de automatizare a proceselor și de mecanizare intensivă a forței de muncă. lucru.

Apă care a suferit etape anterioare de tratare, coagulare, limpezire și decolorare într-un strat de sediment în suspensie sau decantare, filtrarea este supusă dezinfectării, deoarece filtratul nu conține particule la suprafața sau în interiorul cărora bacteriile și virușii se pot afla într-un stare adsorbită, rămânând în afara influenței agenților de dezinfecție.

Dezinfectarea apei cu agenți oxidanți puternici.

În prezent, la unitățile de locuințe și servicii comunale se folosește de obicei dezinfectarea apei. clorinare apă. Dacă bei apă de la robinet, trebuie să știi că aceasta conține compuși organoclorați, a căror cantitate după procedura de dezinfecție a apei cu clor ajunge la 300 μg/l. Mai mult, această cantitate nu depinde de nivelul inițial de poluare a apei, aceste 300 de substanțe se formează în apă din cauza clorării. Consumul unei astfel de ape potabile vă poate afecta grav sănătatea. Faptul este că atunci când substanțele organice se combină cu clorul, se formează trihalometani. Acești derivați de metan au un efect carcinogen pronunțat, care favorizează formarea celulelor canceroase. Când apa clorurată este fiartă, ea produce o otravă puternică - dioxină. Conținutul de trihalometani din apă poate fi redus prin reducerea cantității de clor utilizată sau înlocuirea acestuia cu alți dezinfectanți, de exemplu, folosind cărbune activ granular pentru a elimina deșeurile generate în timpul tratării apei compuși organici. Și, desigur, avem nevoie de un control mai detaliat asupra calității apei potabile.

În cazurile de turbiditate ridicată și culoare a apelor naturale, se utilizează în mod obișnuit clorarea preliminară a apei, dar această metodă de dezinfecție, așa cum este descrisă mai sus, nu numai că nu este suficient de eficientă, ci și pur și simplu dăunătoare organismului nostru.

Dezavantajele clorării: nu este suficient de eficient și, în același timp, provoacă daune ireversibile sănătății, deoarece formarea trihalometanilor cancerigeni promovează formarea celulelor canceroase, iar dioxina duce la otrăvirea severă a organismului.

Nu este fezabil din punct de vedere economic să dezinfectați apa fără clor, deoarece metode alternative dezinfectarea apei (de exemplu, dezinfectarea folosind radiații ultraviolete) sunt destul de scumpe. O metodă alternativă la clorinare a fost propusă pentru dezinfecția apei folosind ozon.

Ozonarea

O procedură mai modernă de dezinfecție a apei este purificarea apei folosind ozon. într-adevăr, ozonarea La prima vedere, apa este mai sigură decât clorarea, dar are și dezavantajele ei. Ozonul este foarte instabil și este distrus rapid, astfel încât efectul său bactericid este de scurtă durată. Dar apa trebuie să treacă prin sistemul sanitar înainte de a ajunge în apartamentul nostru. O mulțime de necazuri o așteaptă pe această cale. Nu este un secret că apa intră orașe rusești extrem de uzat.

În plus, ozonul reacționează și cu multe substanțe din apă, precum fenolul, iar produsele rezultate sunt chiar mai toxice decât clorofenolii. Ozonarea apei se dovedește a fi extrem de periculoasă în cazurile în care ionii de brom sunt prezenți în apă, chiar și în cantități cele mai nesemnificative, greu de determinat chiar și în condiții de laborator. Ozonarea produce compuși toxici de brom - bromuri, care sunt periculoase pentru oameni chiar și în microdoze.

Metoda de ozonizare a apei s-a dovedit foarte bine pentru tratarea mase mari de apă - în piscine, în sisteme comunale, de exemplu. unde este nevoie de o dezinfecție mai aprofundată a apei. Dar trebuie amintit că ozonul, precum și produsele interacțiunii sale cu organoclorurii, sunt toxice, prin urmare prezența unor concentrații mari de organoclorurati în etapa de tratare a apei poate fi extrem de dăunătoare și periculoasă pentru organism.

Dezavantajele ozonării: Efectul bactericid este de scurtă durată, iar în reacție cu fenolul este chiar mai toxic decât clorofenolii, ceea ce este mai periculos pentru organism decât clorurarea.

Dezinfectarea apei cu raze bactericide.

CONCLUZII

Toate metodele de mai sus nu sunt suficient de eficiente, nu sunt întotdeauna sigure și, în plus, nu sunt fezabile din punct de vedere economic: în primul rând, sunt costisitoare și foarte costisitoare, necesitând costuri constante de întreținere și reparații, în al doilea rând, au o durată de viață limitată și în al treilea rând, consumă o mulțime de resurse energetice.

Noi tehnologii și metode inovatoare pentru îmbunătățirea calității apei

Introducerea de noi tehnologii și metode inovatoare tratarea apei vă permite să rezolvați un complex de probleme care asigură:

producția de apă potabilă care îndeplinește standardele și GOST-urile stabilite și care îndeplinește cerințele consumatorilor;
fiabilitatea epurării și dezinfectării apei;
funcționarea eficientă, neîntreruptă și fiabilă a instalațiilor de tratare a apei;
reducerea costurilor de epurare și tratare a apei;
economisirea de reactivi, energie electrică și apă pentru propriile nevoi;
calitatea producerii apei.

Noile tehnologii pentru îmbunătățirea calității apei includ:

Metode membranare bazată pe tehnologii moderne (inclusiv macrofiltrare; microfiltrare; ultrafiltrare; nanofiltrare; osmoză inversă). Folosit pentru desalinizare apa reziduala, rezolvă un complex de probleme de purificare a apei, dar apa purificată nu înseamnă că este sănătoasă. Mai mult, aceste metode sunt costisitoare și consumatoare de energie, necesitând costuri constante de întreținere.

Metode de tratare a apei fără reactiv. Activare (structurare)lichide. Astăzi există multe modalități cunoscute de activare a apei (de exemplu, unde magnetice și electromagnetice; unde de frecvență ultrasonică; cavitație; expunere la diverse minerale, rezonanță etc.). Metoda de structurare lichidă oferă o soluție la un complex de probleme de tratare a apei ( decolorare, dedurizare, dezinfectare, degazare, deferizare a apei etc.), eliminând în același timp tratarea chimică a apei.

Indicatorii de calitate a apei depind de metodele utilizate pentru structurarea lichidului și depind de alegerea tehnologiilor utilizate, printre care se numără:
- aparate magnetice de tratare a apei;
- metode electromagnetice;
- metoda cavitatii de tratare a apei;
- undă rezonantă activarea apei (prelucrare fără contact bazată pe piezocristale).

Sisteme hidromagnetice (HMS) conceput pentru tratarea apei într-un debit constant câmp magnetic configurație spațială specială (utilizată pentru neutralizarea calcarului în echipamentele de schimb de căldură; pentru a clarifica apa, de exemplu, după clorinare). Principiul de funcționare al sistemului este interacțiunea magnetică a ionilor metalici prezenți în apă (rezonanța magnetică) și procesul simultan de cristalizare chimică. HMS se bazează pe efectul ciclic asupra apei furnizate schimbătoarelor de căldură printr-un câmp magnetic de configurație dată creat de magneți de înaltă energie. Metoda magnetică de tratare a apei nu necesită reactivi chimici și, prin urmare, este ecologică. Dar există și dezavantaje. HMS folosește magneți permanenți puternici bazați pe elemente de pământuri rare. Ele își păstrează proprietățile (intensitatea câmpului magnetic) pentru o perioadă foarte lungă de timp (zeci de ani). Cu toate acestea, dacă sunt supraîncălzite peste 110 - 120 C, proprietățile magnetice se pot slăbi. Prin urmare, HMS trebuie instalat acolo unde temperatura apei nu depășește aceste valori. Adică înainte să se încălzească, pe linia de retur.

Dezavantajele sistemelor magnetice: utilizarea GMS este posibilă la temperaturi nu mai mari de 110 - 120°CU; metodă insuficient de eficientă; Pentru o curățare completă este necesar să se folosească în combinație cu alte metode, ceea ce în cele din urmă nu este fezabil din punct de vedere economic.

Metoda de cavitație de tratare a apei. Cavitația este formarea de cavități într-un lichid (bule de cavitație sau cavități) umplute cu gaz, abur sau un amestec al acestora. Esența cavitația- altă stare de fază a apei. În condiții de cavitație, apa se schimbă din starea sa naturală la abur. Cavitația apare ca urmare a unei scăderi locale a presiunii în lichid, care poate apărea fie cu creșterea vitezei acestuia (cavitație hidrodinamică), fie cu trecerea unei unde acustice în timpul semiciclului de rarefacție (cavitație acustică). În plus, dispariția bruscă (brută) a bulelor de cavitație duce la formarea de șocuri hidraulice și, în consecință, la crearea unei unde de compresie și tensiune în lichid la o frecvență ultrasonică. Metoda este folosită pentru a îndepărta fierul, sărurile de duritate și alte elemente care depășesc concentrația maximă admisă, dar este slab eficientă în dezinfecția apei. În același timp, consumă energie semnificativă și este costisitor de întreținut cu elemente de filtrare consumabile (resurse de la 500 la 6000 m 3 de apă).

Dezavantaje: consumă energie electrică, nu este suficient de eficient și este costisitor de întreținut.

CONCLUZII

Metodele de mai sus sunt cele mai eficiente și mai ecologice în comparație cu metodele tradiționale de purificare și tratare a apei. Dar au anumite dezavantaje: complexitatea instalațiilor, costul ridicat, necesitatea consumabilelor, dificultăți de întreținere, sunt necesare suprafețe semnificative pentru instalarea sistemelor de tratare a apei; eficiență insuficientă și, în plus, restricții de utilizare (restricții de temperatură, duritate, pH-ul apei etc.).

Metode de activare fără contact a lichidului (NL). Tehnologii de rezonanță.

Prelucrarea lichidului se realizează fără contact. Unul dintre avantajele acestor metode este structurarea (sau activarea) mediilor lichide, care asigură toate sarcinile de mai sus prin activarea proprietăților naturale ale apei fără a consuma energie electrică.

Cea mai eficientă tehnologie în acest domeniu este tehnologia NORMAQUA ( procesarea undelor rezonante pe baza de piezocristale), fără contact, ecologic, fără consum de energie electrică, nemagnetic, fără întreținere, durată de viață - cel puțin 25 de ani. Tehnologia se bazează pe activatori piezoceramici ai mediilor lichide și gazoase, care sunt rezonatoare cu invertor care emit unde de intensitate ultra joasă. Ca și în cazul expunerii la unde electromagnetice și ultrasonice, sub influență vibratii rezonante Legăturile intermoleculare instabile sunt rupte, iar moleculele de apă sunt aranjate într-o structură fizică și chimică naturală în grupuri.

Utilizarea tehnologiei face posibilă abandonarea completă tratarea chimică a apeiși sisteme scumpe de tratare a apei și consumabile și atingeți echilibrul ideal între menținerea celei mai înalte calități a apei și economisirea costurilor de operare a echipamentelor.

Reduce aciditatea apei (crește nivelul pH-ului);
- economisiți până la 30% din energie electrică la pompele de transfer și spălați depunerile de calcar formate anterior prin reducerea coeficientului de frecare al apei (creșterea timpului de aspirație capilară);
- modificarea potenţialului redox al apei Eh;
- reduce rigiditatea generală;
- imbunatateste calitatea apei: activitatea sa biologica, siguranta (dezinfectia pana la 100%) si proprietatile organoleptice.

1. Ce se înțelege prin ciclul abur-apă al centralelor de cazane

Pentru funcționarea fiabilă și sigură a cazanului, este importantă circulația apei în acesta - mișcarea sa continuă în amestecul lichid de-a lungul unui anumit circuit închis. Ca urmare, se asigură îndepărtarea intensivă a căldurii de pe suprafața de încălzire și se elimină stagnarea locală a aburului și a gazului, ceea ce protejează suprafața de încălzire de supraîncălzirea inacceptabilă, coroziune și previne defectarea cazanului. Circulația în cazane poate fi naturală sau forțată (artificială), creată cu ajutorul pompelor.

În fig. Este prezentată o diagramă a așa-numitului circuit de circulație. Se toarnă apă în vas, iar roata din stânga a tubului în formă de U este încălzită, se formează abur; greutatea specifică a amestecului de abur și apă va fi mai mică în comparație cu greutatea specifică în genunchiul drept. Lichidul nu va fi în astfel de condiții, va fi într-o stare de echilibru. De exemplu, A - Și presiunea din stânga va fi mai mică decât cea din dreapta - începe o mișcare, care se numește circulație. Aburul va fi eliberat din oglinda de evaporare, îndepărtat în continuare din vas, iar apa de alimentare va curge în el în aceeași cantitate în greutate.

Pentru a calcula circulația, se rezolvă două ecuații. Primul exprimă echilibrul material, al doilea echilibrul forțelor.

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

Unde G sub este cantitatea de apă și abur care se deplasează în partea de ridicare a circuitului, în kg/sec;

G op - cantitatea de apă care se mișcă în partea inferioară, în kg/sec.

N = ∆ρ kg/m 2, (171)

unde N este presiunea totală de antrenare egală cu h(γ în - γ cm), în kg;

∆ρ – suma rezistenței hidraulice în kg/m2, inclusiv forța de inerție, care apare atunci când emulsia abur-apă și apa se deplasează prin birou și provoacă în final mișcare uniformă la o anumită viteză.

De obicei, raportul de circulație este selectat în intervalul 10 - 50 și, cu o sarcină termică scăzută a țevilor, mult mai mult de 200 - 300.

M/sec,

2. Motivele formării depunerilor în schimbătoarele de căldură

Diverse impurități conținute în apa încălzită și evaporată pot fi eliberate în faza solidă pe suprafețele interne ale generatoarelor de abur, evaporatoarelor, convertoarelor de abur și condensatoarelor turbinelor cu abur sub formă de calcar, iar în interiorul masei de apă - sub formă de nămol în suspensie. Cu toate acestea, este imposibil să se tragă o graniță clară între sol și nămol, deoarece substanțele depuse pe suprafața de încălzire sub formă de sol se pot transforma în nămol în timp și invers, în anumite condiții, nămolul se poate lipi de suprafața de încălzire, formându-se; scară.

Suprafețele de încălzire prin radiație ale generatoarelor moderne de abur sunt încălzite intens de o torță cu ardere. Densitatea fluxului de căldură în ele ajunge la 600–700 kW/m2, iar fluxurile locale de căldură pot fi și mai mari. Prin urmare, chiar și o deteriorare pe termen scurt a coeficientului de transfer de căldură de la perete la apa clocotită duce la o creștere atât de semnificativă a temperaturii peretelui conductei (500–600 °C și mai mult), încât rezistența metalului poate să nu fie suficient pentru a rezista la tensiunile care apar în el. Consecința acestui lucru este deteriorarea metalului, caracterizată prin apariția de găuri, plumb și adesea ruperea țevii.

3. Descrieți coroziunea cazanelor de abur de-a lungul căilor abur-apă și gaz

Este ușor să trimiți munca ta bună la baza de cunoștințe. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

1 . Ce se înțelege prin ciclul abur-apă al gurilor cazanului?anovok

Ciclul abur-apă este perioada de timp în care apa se transformă în abur și această perioadă se repetă de mai multe ori.

În modelele moderne de cazane, suprafața de încălzire este făcută din mănunchiuri separate de țevi conectate la tamburi și colectoare, care formează un sistem destul de complex de circuite de circulație închise.

Pentru a calcula circulația, se rezolvă două ecuații. Primul exprimă echilibrul material, al doilea echilibrul forțelor.

Prima ecuație este formulată după cum urmează:

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

Unde G sub este cantitatea de apă și abur care se deplasează în partea de ridicare a circuitului, în kg/sec;

G op - cantitatea de apă care se mișcă în partea inferioară, în kg/sec.

Ecuația echilibrului forțelor poate fi exprimată prin următoarea relație:

N = ?? kg/m2, (171)

unde N este presiunea totală de antrenare egală cu h(? în - ? cm), în kg;

Suma rezistențelor hidraulice în kg/m2, inclusiv forța de inerție, care apar atunci când emulsia abur-apă și apa se deplasează prin birou și în cele din urmă provoacă o mișcare uniformă la o anumită viteză.

În circuitul de circulație al cazanului există un număr mare de țevi de lucru paralele, iar condițiile lor de funcționare nu pot fi complet identice din mai multe motive. Pentru a asigura circulația neîntreruptă în toate conductele circuitelor de funcționare paralele și pentru a nu provoca răsturnarea circulației în niciuna dintre ele, este necesară creșterea vitezei de mișcare a apei de-a lungul circuitului, care este asigurată de un anumit raport de circulație K.

De obicei, raportul de circulație este selectat în intervalul 10 - 50 și, cu o sarcină termică scăzută a țevilor, mult mai mult de 200 - 300.

Debitul de apă din circuit, ținând cont de viteza de circulație, este egal cu

unde D = debitul de abur (apă de alimentare) al circuitului calculat în kg/oră.

Viteza apei la intrarea în partea de ridicare a circuitului poate fi determinată din egalitate

2 . Motivele formării sedimentelorevoluții în schimbătoarele de căldură

Dintre elementele generatorului de abur, conductele de ecran încălzite sunt cele mai susceptibile la contaminarea suprafețelor interne. Formarea depunerilor pe suprafețele interioare ale țevilor generatoare de abur implică o deteriorare a transferului de căldură și, ca urmare, supraîncălzirea periculoasă a țevii metalice.

Suprafețele de încălzire prin radiație ale generatoarelor moderne de abur sunt încălzite intens de o torță cu ardere. Densitatea fluxului de căldură în ele ajunge la 600-700 kW/m2, iar debitele locale de căldură pot fi și mai mari. Prin urmare, chiar și o deteriorare pe termen scurt a coeficientului de transfer de căldură de la perete la apa clocotită duce la o creștere atât de semnificativă a temperaturii peretelui conductei (500-600 ° C și mai sus), încât rezistența metalului poate să nu fie suficient pentru a rezista la tensiunile care apar în el. Consecința acestui lucru este deteriorarea metalului, caracterizată prin apariția de găuri, plumb și adesea ruperea țevii.

În timpul fluctuațiilor bruște de temperatură în pereții țevilor generatoare de abur, care pot apărea în timpul funcționării generatorului de abur, calamul se desprinde de pe pereți sub formă de solzi fragili și densi, care sunt transportați de fluxul de apă în circulație către locuri cu circulatie lenta. Acolo se stabilesc sub forma unei acumulări aleatorii de bucăți de diferite dimensiuni și forme, cimentate de nămol în formațiuni mai mult sau mai puțin dense. Dacă un generator de abur tip tambur are secțiuni orizontale sau ușor înclinate ale țevilor generatoare de abur cu circulație lentă, atunci depozitele de nămol liber se acumulează de obicei în ele. O îngustare a secțiunii transversale pentru trecerea apei sau blocarea completă a conductelor generatoare de abur duce la probleme de circulație. În așa-numita zonă de tranziție a unui generator de abur cu flux direct, până la presiunea critică, unde ultima umiditate rămasă se evaporă și aburul este ușor supraîncălzit, se formează depozite de calciu, compuși de magneziu și produse de coroziune.

Deoarece un generator de abur cu flux direct este o capcană eficientă pentru compușii puțin solubili de calciu, magneziu, fier și cupru. Dacă conținutul lor în apa de alimentare este mare, se acumulează rapid în partea de țeavă, ceea ce reduce semnificativ durata campaniei de funcționare a generatorului de abur.

Pentru a asigura depuneri minime atât în zonele de încărcare termică maximă a conductelor generatoare de abur, cât și în traseul de curgere a turbinelor, este necesar să se mențină cu strictețe standardele operaționale pentru conținutul admisibil al anumitor impurități din apa de alimentare. În acest scop, apa de alimentare suplimentară este supusă epurării chimice profunde sau distilarii în stațiile de tratare a apei.

Îmbunătățirea calității condensului și a apei de alimentare slăbește semnificativ procesul de formare a depunerilor operaționale pe suprafața echipamentelor de alimentare cu abur, dar nu îl elimină complet. În consecință, pentru a asigura o curățenie corespunzătoare a suprafeței de încălzire, este necesar, împreună cu curățarea pre-pornire unică, să se efectueze și curățarea operațională periodică a echipamentelor principale și auxiliare, și nu numai în prezența sistematicii brute. încălcări ale stabilite regimul apei si in cazul insuficientei eficiente a masurilor anticorozive efectuate la centralele termice, dar si in conditii normale de functionare a centralelor termice. Efectuarea curățării operaționale este necesară în special la unitățile de putere cu generatoare de abur cu flux direct.

3 . Descrieţi coroziunea cazanelor cu abur conformcăi de abur-apă și gaze

Metalele și aliajele folosite la fabricarea echipamentelor de termoenergie au capacitatea de a interacționa cu mediul în contact cu acestea (apă, abur, gaze) conținând anumite impurități corozive (oxigen, acizi carbonici și alți acizi, alcalii etc.).

Esențială pentru perturbarea funcționării normale a unui cazan cu abur este interacțiunea substanțelor dizolvate în apă cu spălarea acestuia cu metal, ceea ce duce la distrugerea metalului, care, la o anumită dimensiune, duce la accidente și defectarea elementelor individuale ale cazanului. O astfel de distrugere a metalului de către mediu se numește coroziune. Coroziunea începe întotdeauna de la suprafața metalului și se extinde treptat mai adânc.

În prezent, există două grupe principale de fenomene de coroziune: coroziunea chimică și coroziunea electrochimică.

Coroziunea chimică se referă la distrugerea metalului ca urmare a interacțiunii sale chimice directe cu mediul. În industria termică și electrică, exemple de coroziune chimică sunt: oxidarea suprafeței exterioare de încălzire de către gazele de ardere fierbinți, coroziunea oțelului prin abur supraîncălzit (așa-numita coroziune abur-apă), coroziunea metalului cu lubrifianți etc.

Coroziunea electrochimică, după cum indică numele său, este asociată nu numai cu procesele chimice, ci și cu mișcarea electronilor în mediile care interacționează, de exemplu. odată cu venirea curent electric. Aceste procese apar atunci când metalul interacționează cu soluțiile de electroliți, care are loc într-un cazan cu abur în care circulă apa din cazan, care este o soluție de săruri și alcalii care s-au dezintegrat în ioni. Coroziunea electrochimică apare și atunci când metalul intră în contact cu aerul (la temperatură normală), care conține întotdeauna vapori de apă, care se condensează la suprafața metalului sub forma unei pelicule subțiri de umiditate, creând condiții pentru apariția coroziunii electrochimice.

Distrugerea unui metal începe, în esență, cu dizolvarea fierului, care constă în faptul că atomii de fier își pierd o parte din electroni, lăsându-i în metal, și astfel se transformă în ioni de fier încărcați pozitiv care trec în soluția apoasă. . Acest proces nu are loc uniform pe întreaga suprafață a metalului spălat cu apă. Faptul este că metalele pure din punct de vedere chimic nu sunt de obicei suficient de puternice și, prin urmare, aliajele lor cu alte substanțe sunt utilizate în tehnologie. După cum se știe, fonta și oțelul sunt aliaje de fier și carbon. În plus, oțelul este adăugat la structură cantitati mici pentru a-i îmbunătăți calitatea, siliciu, mangan, crom, nichel etc.

Pe baza formei de manifestare a coroziunii, se disting: coroziune uniformă, atunci când distrugerea metalului are loc la aproximativ aceeași adâncime pe întreaga suprafață a metalului și coroziunea locală. Acesta din urmă are trei soiuri principale: 1) coroziunea prin pitting, în care coroziunea metalului se dezvoltă în profunzime pe o suprafață limitată, apropiindu-se de leziuni punctuale, ceea ce este deosebit de periculos pentru echipamentul cazanului (formarea de fistule prin intermediul unei astfel de coroziuni). ); 2) coroziunea selectivă, când una dintre părțile constitutive ale aliajului este distrusă; de exemplu, în tuburile de condensare ale turbinei din alamă (un aliaj de cupru și zinc), atunci când sunt răcite cu apă de mare, zincul este îndepărtat din alamă, în urma căreia alama devine casantă; 3) coroziunea intergranulară, care apare în principal în nituri insuficient strânse și îmbinări de rulare ale cazanelor de abur sub proprietățile agresive ale apei cazanului cu excesive simultane. stres mecanicîn aceste zone ale metalului. Acest tip de coroziune se caracterizează prin apariția fisurilor de-a lungul limitelor cristalelor metalice, ceea ce face ca metalul să fie fragil.

4 . Ce regimuri de chimie a apei se mențin în cazane și de ce depind acestea?

Modul normal de funcționare al cazanelor cu abur este un mod care asigură:

a) obţinerea de abur curat; b) absența depunerilor de sare (detartrare) pe suprafețele de încălzire ale cazanelor și lipirea nămolului rezultat (așa-numita scară secundară); c) prevenirea tuturor tipurilor de coroziune a metalului cazanului și a conductei condensatorului de abur care transportă produse de coroziune în cazan.

Cerințele enumerate sunt îndeplinite prin luarea de măsuri în două direcții principale:

a) la prepararea apei de sursă; b) la reglarea calitatii apei din cazan.

Pregătirea sursei de apă, în funcție de calitatea acesteia și de cerințele legate de proiectarea cazanului, poate fi efectuată prin:

a) tratarea apei pre-boiler cu îndepărtarea substanțelor în suspensie și organice, fier, formatoare de calcar (Ca, Mg), dioxid de carbon liber și legat, oxigen, reducerea alcalinității și a conținutului de sare (calar, hidrogen - cationizare sau desalinizare etc.). );

b) tratarea apei intra-boiler (cu dozare de reactivi sau tratarea apei cu câmp magnetic cu îndepărtarea obligatorie și sigură a nămolului).

Reglarea calității apei din cazan se realizează prin suflare a cazanelor, se poate obține o reducere semnificativă a volumului de purjare prin îmbunătățirea dispozitivelor de separare a cazanului: evaporare în etape, cicloni la distanță, spălare cu abur cu apă de alimentare. Totalitatea implementării măsurilor enumerate care asigură funcționarea normală a cazanelor se numește apă - modul chimic de funcționare al cazanelor.

Utilizarea oricărei metode de tratare a apei: în interiorul cazanului, înaintea cazanului cu tratarea corectivă ulterioară a apei purificate chimic sau de alimentare - necesită purjarea cazanelor cu abur.

În condițiile de funcționare ale cazanelor, există două metode de purjare a cazanului: periodică și continuă.

Purtarea periodică din punctele inferioare ale cazanului se efectuează pentru a îndepărta nămolul grosier care se depune în colectoarele inferioare (tamburi) ale cazanului sau în circuitele cu circulație lentă a apei. Se realizeaza dupa un program stabilit in functie de gradul de contaminare al apei din cazan, dar cel putin o data pe tura.

Suflarea continuă a cazanelor asigură puritatea necesară a aburului, menținând o anumită compoziție de sare a apei din cazan.

5 . Descrieți structura granularăiluminatx filtre și principiul funcționării acestora

Limpezirea apei prin filtrare este utilizată pe scară largă în tehnologia de tratare a apei, în acest scop, apa limpezită este filtrată printr-un strat de material granular (nisip de cuarț, antracit zdrobit, argilă expandată etc.) încărcat în filtru.

Clasificarea filtrelor după o serie de caracteristici de bază:

viteza de filtrare:

Lentă (0,1 - 0,3 m/h);

Ambulanțe (5 - 12 m/h);

Viteză super mare (36 - 100 m/h);

presiunea sub care lucrează:

Deschis sau cu curgere liberă;

Presiune;

numărul de straturi de filtrare:

Un singur strat;

Strat dublu;

Multistrat.

Cele mai eficiente și mai economice sunt filtrele multistrat, în care, pentru a crește capacitatea de reținere a murdăriei și eficiența de filtrare, încărcătura este alcătuită din materiale cu densități și dimensiuni diferite ale particulelor: deasupra stratului sunt particule ușoare mari, în partea de jos există sunt mici grele. Cu filtrarea în jos, contaminanții mari sunt reținuți în stratul de încărcare superior, iar cei mici rămași sunt reținuți în stratul inferior. În acest fel funcționează întregul volum de încărcare. Filtrele de iluminare sunt eficiente la reținerea particulelor cu dimensiunea > 10 µm.

Apa care conține particule în suspensie, care se deplasează printr-o sarcină granulară care reține particulele în suspensie, este clarificată. Eficiența procesului depinde de fizică - proprietățile chimice ale impurităților, încărcarea filtrului și factorii hidrodinamici. Contaminanții se acumulează în grosimea sarcinii, volumul porilor liberi scade și rezistența hidraulică a sarcinii crește, ceea ce duce la o creștere a pierderilor de presiune în sarcină.

În general, procesul de filtrare poate fi împărțit în mai multe etape: transferul particulelor din fluxul de apă la suprafața materialului filtrant; fixarea particulelor pe boabe și în fisurile dintre ele; separarea particulelor fixe cu trecerea lor înapoi în fluxul de apă.

Îndepărtarea impurităților din apă și fixarea lor pe boabele de încărcare are loc sub influența forțelor de aderență. Sedimentul format pe particulele de încărcare are o structură fragilă, care se poate prăbuși sub influența forțelor hidrodinamice. Unele dintre particulele aderate anterior se desprind din boabele încărcăturii sub formă de fulgi mici și sunt transferate în straturile ulterioare ale încărcăturii (suffuzie), unde sunt reținute din nou în canalele porilor. Astfel, procesul de limpezire a apei trebuie considerat ca rezultatul total al procesului de aderență și sufuzie. Luminarea în fiecare strat de încărcare elementar are loc atâta timp cât intensitatea aderenței particulelor depășește intensitatea separării.

Pe măsură ce straturile superioare ale încărcăturii devin saturate, procesul de filtrare se deplasează spre cele inferioare, zona de filtrare pare să se deplaseze în direcția curgerii din zona în care materialul filtrant este deja saturat cu contaminanți și predomină procesul de sufuzie către zona încărcăturii proaspete. Apoi vine un moment în care întregul strat de încărcare a filtrului este saturat cu impurități de apă și nu se atinge gradul necesar de clarificare a apei. Concentrația de materie în suspensie la ieșirea de încărcare începe să crească.

Timpul în care se realizează limpezirea apei într-un anumit grad se numește timp actiune protectoare descărcări. Când se atinge pierderea maximă de presiune, filtrul de iluminare trebuie să fie comutat în modul de spălare de slăbire, când încărcătura este spălată cu un flux invers de apă, iar contaminanții sunt evacuați în canalizare.

Posibilitatea de reținere a materiei grosiere în suspensie de către un filtru depinde în principal de masa acesteia; suspensie fină și particule coloidale - din forțele de suprafață. Sarcina particulelor în suspensie este importantă, deoarece particulele coloidale cu aceeași sarcină nu se pot combina în conglomerate, se măresc și se stabilesc: sarcina împiedică apropierea lor. Această „alienare” a particulelor este depășită de coagularea artificială. De regulă, coagularea (uneori, în plus, flocularea) se efectuează în rezervoare de decantare - clarificatoare. Adesea, acest proces este combinat cu dedurizarea apei prin calcare, sau cu sifon prin var sau cu soda caustică.

În filtrele de iluminat convenționale, cel mai des se observă filtrarea filmului. Filtrarea volumetrica este organizata in filtre cu doua straturi si in asa numitele clarificatoare de contact. Filtrul este umplut cu un strat inferior de nisip de cuarț cu dimensiunea de 0,65 - 0,75 mm și un strat superior de antracit cu dimensiunea granulelor de 1,0 - 1,25 mm. Pe suprafața superioară a stratului de granule mari de antracit nu se formează o peliculă. Substanțele în suspensie care au trecut prin stratul de antracit sunt reținute de stratul inferior de nisip.

La slăbirea filtrului, straturile de nisip și antracit nu sunt amestecate, deoarece densitatea antracitului este jumătate din densitatea nisipului de cuarț.

6 . opcaută procesul de înmuiere înode folosind metoda schimbului de cationi

Conform teoriei disocierii electrolitice, moleculele unor substanțe dintr-o soluție apoasă se dezintegrează în ioni încărcați pozitiv și negativ - cationi și anioni.

Când o astfel de soluție trece printr-un filtru care conține un material slab solubil (schimbător de cationi), capabil să absoarbă cationii soluției, inclusiv Ca și Mg, și în schimb să elibereze cationii Na sau H din compoziția sa, are loc dedurizarea apei. Apa este aproape complet eliberată de Ca și Mg, iar duritatea sa este redusă la 0,1°

N / A - kationation. Cu această metodă, sărurile de calciu și magneziu dizolvate în apă, când sunt filtrate printr-un material schimbător de cationi, Ca și Mg sunt schimbate cu Na; Ca rezultat, se obțin doar săruri de sodiu cu solubilitate ridicată. Formula materialului schimbător de cationi este desemnată în mod convențional prin litera R.

Materialele cationitice sunt: glauconit, cărbune sulfonat și rășini sintetice. Cel mai utilizat cărbune în prezent este cărbunele sulfonat, care se obține după tratarea cărbunelui brun sau bituminos cu acid sulfuric fumant.

Capacitatea unui material schimbător de cationi este limita capacității sale de schimb, după care, ca urmare a consumului de cationi Na, aceștia trebuie restabiliți prin regenerare.

Capacitatea se măsoară în tone - grade (t-deg) de formatoare de sol, numărând la 1 m 3 de material cationic. Ton - grade se obțin prin înmulțirea consumului de apă purificată, exprimat în tone, cu duritatea acestei ape în grade de duritate.

Regenerarea se realizează cu o soluție 5 - 10% de sare de masă trecută printr-un material schimbător de cationi.

O trăsătură caracteristică a cationizării Na este absența sărurilor care precipită. Anionii sărurilor de duritate sunt trimiși în întregime la cazan. Această circumstanță necesită creșterea cantității de apă de purjare. Dedurizarea apei în timpul cationizării cu Na este destul de profundă, duritatea apei de alimentare poate fi adusă la 0° (practic 0,05-01°), în timp ce alcalinitatea nu diferă de duritatea carbonatică a apei sursei.

Dezavantajele Na-cationizării includ producerea de alcalinitate crescută în cazurile în care există o cantitate semnificativă de săruri de duritate temporară în apa sursă.

Este posibil să vă limitați la Na - cationizare numai dacă duritatea carbonatică a apei nu depășește 3-6°. În caz contrar, trebuie să creșteți semnificativ cantitatea de apă suflată, ceea ce va crea pierderi mari de căldură. De obicei, cantitatea de apă de purjare nu depășește 5-10% din consumul total utilizat pentru alimentarea cazanului.

Metoda de cationizare necesită o întreținere foarte simplă și este accesibilă personalului obișnuit al cazanelor fără implicarea suplimentară a unui chimist.

Design filtru cationic

N - N / A-Laionizare. Dacă un filtru schimbător de cationi umplut cu carbon sulfonic este regenerat nu cu o soluție de sare de masă, ci cu o soluție de acid sulfuric, atunci va avea loc un schimb între cationii de Ca și Mg găsiți în apa purificată și cationii H ai acid sulfonic.

Apa preparată în acest fel, având și o duritate neglijabilă, devine în același timp acidă și astfel nepotrivită pentru alimentarea cazanelor cu abur, iar aciditatea apei este egală cu duritatea non-carbonată a apei.

Combinând Na și H - dedurizarea apei cationite împreună, puteți obține rezultate bune. Duritatea apei preparate prin metoda schimbului de cationi H-Na nu depășește 0,1° cu o alcalinitate de 4-5°.

7 . Descrie principiulscheme de bază de tratare a apei

Efectuarea modificărilor necesare în compoziția apei tratate este posibilă folosind diverse scheme tehnologice, apoi alegerea uneia dintre ele se face pe baza tehnicilor comparative - calcule economice pentru variantele planificate de scheme.

Ca urmare a epurării chimice a apelor naturale efectuate la stațiile de tratare a apei pot apărea următoarele modificări principale în compoziția acestora: 1) limpezirea apei; 2) dedurizarea apei; 3) reducerea alcalinității apei; 4) reducerea conținutului de sare al apei; 5) desalinizarea completă a apei; 6) degazarea apei. Scheme de tratare a apei necesare pentru implementare

modificările enumerate în compoziția sa pot include diferite procese, care se reduc la următoarele trei grupuri principale: 1) metode de precipitare; 2) filtrarea mecanică a apei; 3) filtrarea apei cu schimb ionic.

Utilizarea schemelor tehnologice pentru stațiile de tratare a apei implică de obicei o combinație de diferite metode de tratare a apei.

Cifrele prezintă scheme posibile ale stațiilor combinate de tratare a apei care utilizează aceste trei categorii de procese de tratare a apei. Aceste diagrame arată doar dispozitivele principale. Fără echipament auxiliar, iar filtrele de a doua și a treia etapă nu sunt indicate.

Schema statiilor de tratare a apei

1-apa bruta; 2-iluminator; 3-filtru mecanic; 4-rezervor intermediar; 5-pompa; 6-dozator de coagulant; 7-Na - filtru schimbător de cationi; 8-N - filtru schimbător de cationi; 9 - decarbonizator; 10 - OH - filtru anionic; 11 - apa tratata.

Filtrarea prin schimb de ioni este o etapă finală obligatorie a tratarii apei pentru toate opțiunile posibile de schemă și se realizează sub formă de Na - cationizare, H-Na-cationizare și H-OH - ionizare a apei. Clarificatorul 2 oferă două opțiuni principale pentru utilizarea sa: 1) limpezirea apei, atunci când procesele de coagulare și sedimentare a apei sunt efectuate în ea și 2) dedurizare a apei, atunci când, pe lângă coagulare, în ea se efectuează calcarea, ca precum si, concomitent cu vararea, desiliconizarea cu magneziu a apei.

În funcție de caracteristicile apelor naturale în ceea ce privește conținutul de substanțe în suspensie din acestea, sunt posibile trei grupuri de scheme tehnologice pentru tratarea lor:

1) Apele arteziene subterane (indicate 1a în Fig.), care sunt practic de obicei lipsite de substanțe în suspensie, nu necesită limpezirea lor și de aceea tratarea unor astfel de ape se poate limita doar la filtrarea prin schimb ionic după una din trei scheme, în funcție de privind cerinţele pentru apa tratată: a ) Na - cationizare, dacă se impune numai dedurizarea apei; b) H-Na - cationizare, dacă este necesar, pe lângă înmuiere, o scădere a alcalinității sau o scădere a conținutului de sare al apei; c) H-OH - ionizare, dacă este necesară desalinizarea profundă a apei.

2) apele de suprafață cu un conținut scăzut de solide în suspensie (sunt desemnate 1b în Fig.) pot fi prelucrate folosind așa-numitele scheme de presiune cu flux direct, în care coagularea și limpezirea în filtre mecanice sunt combinate cu una dintre filtrarea cu schimb ionic scheme.

3) apele de suprafață cu o cantitate relativ mare de substanțe în suspensie (indicate 1c în Fig.) sunt curățate de ele prin limpezire, după care sunt supuse filtrării mecanice și apoi combinate cu una dintre schemele de filtrare cu schimb ionic. Și adesea. Pentru descărcarea părții schimbătoare de ioni a stației de tratare a apei, concomitent cu coagularea, apa este parțial înmuiată în limpezitor și conținutul de sare este redus prin calcare și desiliconizare de magneziu. Astfel de scheme combinate sunt recomandate în special atunci când se tratează ape foarte mineralizate, deoarece chiar și cu desalinizarea lor parțială prin schimb ionic, sunt necesare cantități mari de apă.

Soluţie:

Determinați perioada de întreținere a filtrului, h

unde: h 0 - înălțimea stratului filtrant, 1,2 m

Gr - capacitatea de reținere a murdăriei a materialului filtrant, 3,5 kg/m 3.

Valoarea lui Gr poate varia mult în funcție de natura substanțelor în suspensie, compoziția lor fracțională, materialul de filtrare etc. La calcul, puteți lua Gr = 3? 4 kg/m3, medie 3,5 kg/m3,

U p - viteza de filtrare, 4,1 m/h,

C în - concentrație, solide în suspensie, 7 mg/l,

Numărul de spălări ale filtrului pe zi este determinat de formula:

unde: T 0 - perioada de interspalare, 146,34 ore,

t 0 - timpul de oprire a filtrului pentru spălare, de obicei 0,3 - 0,5 ore,

Să determinăm zona de filtrare necesară:

unde: viteza de filtrare în U, 4,1 m/h,

Q - Capacitate, 15 m 3 / h,

În conformitate cu regulile și reglementările pentru proiectarea stațiilor de tratare a apei, numărul de filtre trebuie să fie de cel puțin trei, apoi aria unui filtru va fi:

unde: m - numărul de filtre.

Pe baza suprafeței găsite a unui filtru, găsim diametrul necesar al filtrului din tabel: diametru d = 1500 mm, aria de filtrare f = 1,72 m2.

Să specificăm numărul de filtre:

Daca numarul de filtre este mai mic decat perioada de interspalare m 0? T 0 + t 0 (în exemplul nostru 2

Calculul filtrului include determinarea consumului de apă pentru propriile nevoi, de ex. pentru spalarea filtrului si pentru spalarea filtrului dupa spalare.

Consumul de apă pentru spălarea și desfacerea filtrului este determinat de formula:

unde: i- intensitatea afânării, l/(s * m 2); de obicei i = 12 l/(s * m2);

t - timpul de spălare, min. t = 15 min.

Determinăm consumul mediu de apă pentru spălarea filtrelor de lucru folosind formula:

Să determinăm debitul pentru golirea primului filtru la o viteză de 4 m/h timp de 10 minute înainte de a-l pune în funcțiune:

Consum mediu de apă pentru curățarea filtrelor de lucru:

Cantitatea necesară de apă pentru unitatea de filtrare, ținând cont de consumul pentru nevoile proprii:

Q p = g av + g av altitudine + Q

Q p = 0,9 + 0,018 + 15 = 15,9 m 3 / h

Literatură

1. „Tratamentul apei”. V.F. Vikhrev și M.S. Shkrob. Moscova 1973.

2. „Manual pentru tratarea apei instalațiilor de cazane.” O.V. Rahati. Moscova 1976

3. „Tratamentul apei”. B.N. Broasca, A.P. Levcenko. Moscova 1996.

4. „Tratamentul apei”. CM. Gurvici. Moscova 1961.

Documente similare

Proiectarea și principiul de funcționare a pompei de recirculare, schema tehnologică de funcționare a unității de dezaerare-alimentare și a separatorului cu suflare continuă. Calculul termic al cazanului, calculul hidraulic al conductei de apă de serviciu, sistemele de dedurizare a apei.

teză, adăugată 22.09.2011

Selectarea și justificarea schemei adoptate și componența structurilor stației de tratare a apei. Calculul modificărilor în calitatea epurării apei. Proiectarea unui sistem de alimentare cu apă de răcire cu circulație. Calculul facilitatilor de reactivi pentru vararea si coagularea apei.

lucrare curs, adaugat 12.03.2014

Descrierea schemei tehnologice pentru tratarea apei și prepararea electroliților. Costul de fabricație a unui recipient cu o grilă perforată și a unui aparat cu agitator. Scopul și principiul de funcționare al filtrului schimbător de ioni. Calcul racordurilor cu flansa pentru conducte.

teză, adăugată 13.06.2015

Metode de îmbunătățire a calității apei în funcție de poluare. Filtre moderne de uz casnic și industrial pentru tratarea apei cu schimb de ioni. Filtre în contracurent ionit pentru dedurizarea și desalinizarea apei. Regenerarea în contracurent a rășinilor schimbătoare de ioni.

rezumat, adăugat 30.04.2011

Evaluarea calitatii apei la sursa. Justificarea schemei tehnologice de bază a procesului de epurare a apei. Tehnologice şi calcule hidraulice structurile staţiei de tratare a apei proiectate. Modalități de dezinfectare a apei. Zone de protectie sanitara.

lucrare de curs, adăugată 10.02.2012

Comenzi automate pentru cazane și sisteme de tratare a apei. Modernizarea sistemului de pompare de alimentare a cazanelor. Principiul de funcționare al convertorului de frecvență TOVERT VF-S11 la stațiile de pompare. Programare cu LOGO! SoftComfort.

lucrare curs, adaugat 19.06.2012

Metode de dezinfecție a apei în tehnologia de tratare a apei. Instalatii de electroliza pentru dezinfectia apei. Avantajele și tehnologia metodei de ozonare a apei. Dezinfectarea apei cu raze bactericide și schema de proiectare a unei instalații bactericide.

rezumat, adăugat 03.09.2011

Cazană, echipament principal, principiu de funcționare. Calcul hidraulic al rețelelor de încălzire. Determinarea consumului de energie termică. Construirea unui program sporit pentru reglarea alimentării cu căldură. Procesul de înmuiere a apei de alimentare, afânare și regenerare.

teză, adăugată 15.02.2017

Sistem de alimentare cu apă și canalizare la o întreprindere municipală, caracteristicile instalațiilor sale de tratare. Tehnologia de tratare a apei și eficiența epurării apelor uzate, controlul calității apei tratate. Grupuri de microorganisme din nămol activ și biofilm.

raport de practică, adăugat la 13.01.2012

Clasificarea impurităților conținute în apă pentru umplerea circuitului unei instalații de turbină cu abur. Indicatori de calitate a apei. Metode de îndepărtare a impurităților mecanice, dispersate coloidal. Dedurizarea apei prin metoda schimbului de cationi. Dezaerarea termică a apei.

Instalațiile moderne de apă utilizează o tehnologie complexă de purificare a apei în mai multe etape, dezvoltată încă din secolul al XIX-lea. Din acel moment, această tehnologie a suferit diverse îmbunătățiri și a ajuns la noi sub forma unor sisteme publice de alimentare cu apă existente cu o schemă clasică de tratare a apei, folosind aceleași trei etape principale.

Etapele principale ale tratarii apei

Epurarea mecanică a apei. Aceasta este o etapă pregătitoare a tratării apei, care vizează îndepărtarea particulelor mari (vizibile) poluante din apă - nisip, rugina, plancton, nămol și alte materii grele în suspensie. Se realizează înainte de alimentarea cu apă a principalelor stații de epurare folosind site-uri cu ochiuri de diferite diametre și site rotative.
Epurarea chimică a apei. Este produs pentru a aduce calitatea apei la niveluri standard. Pentru aceasta se folosesc diverse metode tehnologice: limpezire, coagulare, sedimentare, filtrare, dezinfectare, demineralizare, dedurizare.

Luminarea Necesar în principal pentru apele de suprafață. Se efectuează în etapa inițială a epurării apei potabile în camera de reacție și constă în adăugarea unui preparat care conține clor și a unui coagulant la volumul de apă tratat. Clorul contribuie la distrugerea substantelor organice, reprezentate in majoritate de acizi humici si fulvici, inerenti apelor de suprafata si conferindu-le o culoare maro-verzuie caracteristica.

Coagulare are ca scop purificarea apei de substanțele în suspensie și impuritățile coloidale care sunt invizibile pentru ochi. Coagulantele, care sunt săruri de aluminiu, ajută cele mai mici particule organice în suspensie (plancton, microorganisme, molecule mari de proteine) să se lipească și să le transforme în fulgi grei, care apoi precipită. Pentru a îmbunătăți floculația, se pot adăuga floculanti - substanțe chimice de diferite mărci.

Advocacy pierderea de apă are loc în rezervoare cu un mecanism de curgere lentă și preaplin, unde stratul inferior de lichid se mișcă mai lent decât stratul superior. În același timp, viteza generală a mișcării apei încetinește și sunt create condiții pentru precipitarea particulelor poluante grele.

Filtrare pe filtre de carbon sau carbonizare, ajuta la eliminarea a 95% din impuritatile din apa, atat chimice cat si biologice. Anterior, apa era filtrată folosind filtre cu cartuș cu cărbune activ presat. Dar această metodă necesită destul de multă muncă și necesită o regenerare frecventă și costisitoare a materialului filtrant. În stadiul actual, utilizarea cărbunelui activat granular (GAC) sau pudră (PAH), care sunt turnați în apă într-un bloc de cărbune și amestecat cu apa tratată, este promițătoare. Studiile au arătat că această metodă este mult mai eficientă decât filtrarea prin filtre bloc și este, de asemenea, mai puțin costisitoare. HAP ajută la eliminarea contaminării cu compuși chimici, metale grele, substanțe organice și, mai important, agenți tensioactivi. Filtrarea cu cărbune activ este disponibilă tehnologic la orice tip de instalație de alimentare cu apă.

Dezinfectare utilizat pe toate tipurile de sisteme de alimentare cu apă fără excepție pentru a elimina pericolul epidemic al apei potabile. În zilele noastre, metodele de dezinfecție oferă o selecție largă de diferite metode și dezinfectanți, dar una dintre componente este invariabil clorul, datorită capacității sale de a rămâne activ în rețeaua de distribuție și de a dezinfecta conductele de apă.

Demineralizare la scară industrială presupune îndepărtarea cantităților în exces de fier și mangan din apă (deferizare și respectiv demanganizare).

Un conținut crescut de fier modifică proprietățile organoleptice ale apei, o face să devină galben-maro și dă un gust „metalic” neplăcut. Fierul precipită în țevi, creând condiții pentru contaminarea lor ulterioară cu agenți biologici, pătează rufele în timpul spălării și afectează negativ echipamentele sanitare. În plus, concentrațiile mari de fier și mangan pot provoca boli tractului gastrointestinal, rinichii si sangele. O cantitate în exces de fier este de obicei însoțită de un conținut ridicat de mangan și hidrogen sulfurat.

În sistemele publice de alimentare cu apă, îndepărtarea fierului se realizează prin metoda aerării. În acest caz, fierul divalent este oxidat la trivalent și precipită sub formă de fulgi de rugină. Acest lucru poate fi apoi eliminat folosind filtre cu sarcini diferite.

Aerarea se realizează în două moduri:

Aerație sub presiune - un amestec de aer este furnizat în camera de contact din centru printr-o țeavă care ajunge la jumătatea camerei. Apoi coloana de apă barbote cu bule dintr-un amestec de aer, care oxidează impuritățile metalice și gazele. Coloana de aerare nu este complet umplută cu apă, există o pernă de aer deasupra suprafeței. Sarcina sa este de a înmuia ciocanul de ari și de a crește zona de aerare.
Aerarea fără presiune - realizată cu unități de duș. În camerele speciale, apa este pulverizată folosind ejectoare de apă, ceea ce mărește semnificativ aria de contact a apei cu aerul.

În plus, fierul este intens oxidat atunci când apa este tratată cu clor și ozon.

Manganul este îndepărtat din apă prin filtrare prin încărcături modificate sau prin adăugarea de agenți oxidanți, de exemplu, permanganat de potasiu.

Înmuiere apa se efectueaza pentru a elimina sarurile de duritate - carbonati de calciu si magneziu. In acest scop se folosesc filtre incarcate cu schimbatoare de cationi acide sau alcaline sau schimbatoare de anioni, inlocuind ionii de calciu si magneziu cu sodiu neutru. Aceasta este o metodă destul de costisitoare, prin urmare este folosită cel mai adesea la stațiile locale de tratare a apei.

Alimentarea cu apă a rețelei de distribuție.

După trecerea printr-un complex complet de instalații de tratare la stația de alimentare cu apă, apa devine potabilă. Apoi este furnizat consumatorului printr-un sistem de conducte de apă, a cărui stare în cele mai multe cazuri lasă de dorit. Prin urmare, din ce în ce mai des se pune întrebarea cu privire la necesitatea purificării suplimentare a apei potabile de la robinet și nu numai aducerea acesteia la cerințele de reglementare, ci și conferirea calităților benefice sănătății.

Nu trebuie doar să folosiți apă în fiecare zi, o puteți apela în fiecare minut. O persoană nici măcar nu observă cum șterge constant ceva, apoi îl spală, apoi îl spală. În loc să spele rufele, gătește sau bea ceai. Se pare că o persoană nu poate exista fără resurse de apă. Aceasta înseamnă că ar trebui să se acorde suficient timp pentru a aduce apa la starea dorită.

Compoziția sistemelor moderne de tratare a apei

Un sistem modern de tratare a apei presupune aducerea apei la nivelurile cerute, în funcție de impuritățile existente pe care le poate conține apa sursă. Apa de suprafață are cel mai mare număr de diferite tipuri de incluziuni. În general, apa poate diferi în următoarele impurități:

Gunoi, orice incluziuni solide;
Miros și turbiditate;
Săruri metalice;
bacterii;
Rigiditate;
Gaze dizolvate

Totul este nou și modern tehnologii de tratare a apei sunt strict supuse tipurilor de impurități pe care le poate include apa. Chiar și diferitele elemente de formare a uleiului au dus la crearea unor astfel de elemente de curățare precum uleiul combustibil și capcanele de grăsime. Puteți identifica impuritățile dăunătoare din apa dvs. prin diferite semne indirecte și iată câteva dintre ele:

De fapt, există mult mai multe tipuri de impurități și caracteristicile acestora. Puteți ghici prezența uneia sau altei impurități. Dar numai analizele de laborator vor ajuta la determinarea corectă. În astfel de chestiuni nu te poți baza pe propria părere, pentru că... multe impurități se pot manifesta inițial în același mod. Acest lucru poate deruta o persoană și va cumpăra un dispozitiv de filtrare greșit, care nu va aduce rezultate.

Acest fapt ar trebui să conducă consumatorul la ideea că un element obligatoriu al oricărui tratament nou și modern al apei va fi etapa de evaluare a stării apei. Mulți consumatori, care folosesc apă din sistemele centrale de alimentare cu apă, neglijează această etapă. Dar, în prima etapă, atât apa foarte clorurată, cât și cea dura se vor comporta la fel. Prin urmare, există riscul de a confunda tipul de impuritate. Sau puteți aștepta întotdeauna formarea de calcar și apoi decideți cu precizie asupra dispozitivului. Adevărat, prezența durității în apă nu exclude deloc un prag ridicat de clor. Analiza va costa consumatorul nu mai mult de 2000 de ruble. Deci, merită să riscați echipamentul și curățenia suprafeței așteptând formarea sedimentelor?

În plus, trebuie să înțelegi că va trebui să alegi în funcție de capacitățile tale financiare. Poate că merită să așteptați puțin mai mult pentru a instala sisteme moderne de tratare a apei, dar economisiți și instalați un sistem nou de înaltă calitate timp de ani și decenii.

O alternativă la tehnologiile moderne de tratare a apei sunt sistemele de detartrare a suprafețelor. În realitățile industriale, ei au pierdut de mult bătălia în fața tehnologiilor avansate de tratare. Iar consumatorul încă își numără fondurile și nu are întotdeauna suficient pentru stațiile de epurare pentru toate tipurile de impurități.

Curățarea suprafețelor de depuneri noi de calcar ar trebui să conducă la rezultate pozitive. Dar, în realitate, se dovedește că suprafețele curățate doar stimulează și accelerează formarea plăcii noi. Curățarea suprafeței nu este foarte dificilă atunci când se face rar. Este mai rău atunci când este un proces care necesită multă muncă, care trebuie făcut mai des de-a lungul anilor, iar rezultatul devine mai rău de fiecare dată.

Particularitatea scalei este că se așează mai repede pe suprafețe neuniforme și este mult mai dificil să o îndepărtezi de pe astfel de suprafețe. Ea se mănâncă strâns. Poate fi eliminat doar prin deteriorarea semnificativă a suprafeței. Din această cauză, echipamentul eșuează mai repede. Mai mult, detartrajul poate fi îndepărtat cu agenți de acid clorhidric sau cu perii metalice. Cel mai probabil rezultatul va fi aproape același. Vor fi doar zgârieturi pe suprafețe sau urme corodate de acid. De asemenea, este imposibil să lăsați cântarul nesupravegheat. Orice grosime calcar este un bun izolator termic. Doar o jumătate de milimetru de scară poate deteriora complet un cazan puternic!

În ceea ce privește celelalte impurități, lupta împotriva acestora nu ridică niciun dubiu în rândul consumatorului, deoarece pot fi cel puțin văzute sau simțite, spre deosebire de duritatea apei. Și dacă consumi orice apă cu alte impurități, te poți otrăvi. Puteți consuma apă dură ani de zile fără a suferi vreun rău. Semnificativ, vreau să spun. În orice caz, un semn negativ asupra sănătății, scară și duritate pleacă încet. De aceea, producătorii de astăzi se străduiesc să promoveze dedurizatorii în consumul de masă.

Competiții de tehnologie

Este imposibil să alegeți o singură tehnologie modernă ideală de tratare a apei astăzi. Ea pur și simplu nu există. Cu toate acestea, pentru a obține cel mai bun rezultat, va trebui să utilizați o abordare integrată, care este influențată atât de parametrii inițiali, cât și de cei finali, împreună cu capacitățile financiare ale consumatorului.

Dar, cu toate acestea, orice tip de impuritate astăzi poate fi îndepărtat prin acțiune fizică sau reacții chimice. Tehnologiile de curățare și înmuiere a membranei și curățarea mecanică standard ies în evidență. Mecanica funcționează cel mai ușor. Există umplutură sau grătare cu capacități diferite. Apa murdară, care a trecut prin astfel de bariere, lasă aproape tot gunoiul în ele, până la mici granule de nisip. Dacă tratarea apei conține și un sorbent, atunci toate impuritățile solide vor fi eliminate, chiar și cele care provoacă miros și turbiditate în apă.

Este ușor să clătiți un astfel de dispozitiv, trebuie doar să introduceți apă în sistem în direcția opusă. Apoi apa va elimina pur și simplu tot sedimentul de pe plasă. Sau tot ceea ce este blocat între particule de argilă expandată sau pietricele. Pentru a preveni acoperirea umpluturii cu nămol și acoperirea cu plăci bacteriene, acesta este tratat cu o soluție specială, care inhibă creșterea bacteriilor. Nu necesită costuri suplimentare.

Tehnologia UV

Următoarea opțiune pentru purificarea apei este dezinfecția. Puteți elimina virușii dăunători folosind chimicale(orice elemente care conțin clor vor fi clasificate ca reactiv de dezinfecție) sau iradiere, de exemplu folosind o lampă cu ultraviolete. Doze mici din radiația sa sunt absolut inofensive pentru corpul uman, dar distructive pentru majoritatea virusurilor. În cele mai multe cazuri, lămpile UV sunt folosite pentru a obține apă potabilă pentru orice altceva, există dozatoare; Dar în acest caz, produsele reacțiilor lor trebuie, de asemenea, îndepărtate din apă. La urma urmei, pe lângă bacterii, apa conține și săruri metalice, de exemplu. Ele pot reacționa cu substanțele chimice și pot forma noi substanțe, care se așează din nou pe suprafețe într-o crustă densă. Tehnologia UV este mai economică în funcționare, durabilă, dar nu are efect rezidual, precum clorul. Există și ozonare chimică, dar datorită faptului că ozonul este oxigen lichid, din fericire este sigur pentru oameni. Dar nu atât pentru echipament. Și ozonul trebuie produs direct la fața locului, ceea ce adaugă și dificultăți.

Tehnologiile moderne de tratare a apei pentru lucrul cu sărurile de fier au ca scop transformarea fierului dizolvat într-o formă ușor solubilă care poate fi filtrată cu ușurință. Fie oxigenul funcționează ca un agent oxidant puternic, fie nisip mangan, care reține bine sărurile de fier. Același principiu de separare în reactivi și non-reactivi funcționează. Astăzi, deferizatorii fără reactiv sunt utilizați într-o măsură mai mare. Deoarece Sunt mai ieftine, deși consumă energie electrică. Secretul tehnologiei UV este că, sub influența unei pompe puternice, aerul este condus în interiorul apei, determinând sărurile de fier să se oxideze și să formeze sedimente. Nu va fi greu de eliminat.

Tehnologie fără reactiv

În ceea ce privește balsamurile nereactive, cel mai convenabil este un electromagnet. Va ajuta la ca apa să fie mai moale. Dar va ajuta și la eliminarea sărurilor inutile din stocurile vechi. Orice gospodină îți va spune cât de dificil este să îndepărtezi depunerile vechi de calcar. Mai ales când se instalează în pasaje înguste și le înfundă. Trebuie să demontați totul, să-l înmuiați în agenți acizi și apoi să încercați să-l slăbiți. Cu tehnologia de tratare a apei fără reactivi, nu va trebui să faceți nimic din toate acestea. Liniile de forță vor ajuta noile săruri de duritate să slăbească treptat reziduurile vechi, chiar și în cele mai incomode locuri. Și nu trebuie să dezasamblați echipamentul. Mai mult, magnetul va funcționa aproape ca un ceas, timp de câteva decenii. Alte dispozitive nu se pot lăuda cu o astfel de durabilitate. Da, și ceva trebuie schimbat constant în ele. Și o astfel de nouă tehnologie fără reganetă este extrem de convenabilă pentru consumul casnic datorită întreținerii sale fără probleme. Mai exact, nu este nevoie să monitorizezi sau să schimbi nimic în el. L-am înșurubat pe țeavă. L-am conectat la priză și am uitat de dispozitiv timp de douăzeci de ani.

Acest articol este dedicat unei revizuiri a tehnologiilor moderne de purificare a apelor naturale de poluanții antropici, bazate pe metodele de sorbție și oxidare biologică. Articolul examinează principalele moduri prin care poluanții intră în sursele de apă de suprafață și prezintă date despre compoziția apei în râurile din regiunile industrializate ale Rusiei. Tehnologiile existente la stațiile de epurare existente nu reduc concentrația de poluanți antropici în apele naturale, ceea ce duce la necesitatea utilizării metodelor de sorbție de purificare a apei. Utilizarea metodelor de purificare prin sorbție este limitată de capacitatea de sorbție a sorbanților, la epuizarea cărora este necesară regenerarea sau înlocuirea materialului de sorbție. Combinarea proceselor de sorbție și oxidare biologică a contaminanților reținuți în biosorbere face posibilă menținerea capacității de sorbție a sorbanților la un nivel constant. Dezvoltarea ulterioară a tehnologiei de biosorbție este asociată cu procesele de separare prin membrană, care elimină îndepărtarea particulelor de sorbent cu biomasă atașată de ele din bioreactor, ceea ce crește efectul de purificare și reduce costul acestuia.

tehnologia membranelor de biosorbție

purificarea apei naturale

apă potabilă

pulbere de cărbune activ

compuși organoclorați

1. Alekseeva L.P. Reducerea concentrației de compuși organoclorați formați în timpul preparării apei potabile // Tehnologia de alimentare cu apă și sanitară. – 2009. – Nr. 9. – p. 27–34.

2. Andrianov A., Pervov A. Metodologia de determinare a parametrilor de funcționare ai sistemelor de ultrafiltrare pentru epurarea apelor naturale // Vodoochistka. – 2005. – Nr. 7. – p. 22–35.

3. Gerasimov G.N. Reactorul biologic cu membrana BRM (experienta in prelucrarea apelor uzate industriale si municipale) // Tehnologia de alimentare cu apa si sanitare. – 2004. – Nr. 4, partea 1.

4. Draginsky V.L., Alekseeva L.P., Getmantsev S.V. Coagularea în tehnologia de purificare naturală a apei. – M., 2005. – 576 p.

5. Zhurba M.G., Myakishev V.A. Epurarea apelor de suprafață supuse impactului antropic // Alimentare cu apă și inginerie sanitară. – 1992. – Nr. 8. – P. 2–6.

6. Zhurba M.G., Sokolov L.I., Govorova Zh.M. Aprovizionare cu apă. Proiectarea sistemelor și structurilor: ediția a doua, revizuită și extinsă: manual. – M.: Editura ASV, 2004. p. 496.

7. Linevich S.N., Getmantsev S.V. Metoda de coagulare a epurării apei: fundamente teoretice și utilizare practică. – M.: Nauka, 2007. – P. 230.

8. Smolin S.K., Klimenko N.A., Nevinnaya L.V. Bioregenerarea cărbunelui activ după adsorbția surfactantului în condiții dinamice // Chimie și tehnologie a apei. – 2001. – T. 23, nr. 4.

9. Smirnova I.I. Studiul procesului de epurare a apelor naturale prin metoda biosorbției-membrană: dis. ...cad. aceste. Științe: 23.05.04. – M., 2009. – 113 p.

10. Shvetsov V.N. Epurarea apelor naturale prin metoda biosorbției-membrană / V.N. Shvetsov et al. // Alimentare cu apă și canalizare. tehnică. – 2007. – Nr. 11. – P. 24–28.

11. Shvetsov V.N. Dezvoltarea tehnologiilor biomembranare pentru purificarea apei naturale / V.N. Şvetsov, K.M. Morozova, I.I. Smirnova // Alimentare cu apă și canalizare. tehnică. – 2009. – Nr. 9. – P. 64–70.

12. Introducere în membrane – MBR-uri: Comparația producătorilor: partea 2. – revizuire furnizor // Filtration+Separation Elsevier Ltd., martie 2008. – R. 28–31.

13. Introducere în membrane – MBR-uri: Comparația producătorilor: partea 1 // Filtrare+Separare Elsevier Ltd., aprilie 2008. – R. 30–32.

14. Kang I.-J., Lee Ch.-H., Kim K.-J. Caracteristici ale membranelor de microfiltrare într-un sistem de reactor batch de secvențiere cu membrană // Water Research 37. – 2003. – R. 1192–1197.

15. Lebeau T., Lelievre C. et al. Filtrare cu membrană imersată pentru producția de apă potabilă-combinație cu PAC pentru îndepărtarea NOM și SOC // Desalimare. – 1998. – Nr. 17 – R. 219–231.

16. Clever M., Jordt F., Knauf R., Rabiger N., Rudebusch M., Hilker-Scheibel R. Producția de apă de proces din apă de râu prin ultrafiltrare și osmoză inversă // Desalinizare. – 2000. – Nr. 131. – R. 325–336.

17. Sawada Shigeki Dispozitiv pentru producerea apei ultrapure, brevet. JP 3387311 B2, IPC C02F 1/44, cu prioritate din 22.04.1996, publ. 17.03.2005.

18. Soe G.T., Ohgaki S., Suzuki Y. Microfiltrare (MF) de carbon activ pulbere biologic (BPAC) pentru recuperarea și reutilizarea apelor uzate. Murdoch Univ.Perth, Australia: The Proc. a Conferinței Internaționale de Specialiști privind „Desalinizarea și reutilizarea apei”. – 1994. – R. 70–79.

19. Soe G.T., Ohgaki S., Suzuki Y. Caracteristicile de sorbție ale cărbunelui activ pulbere biologic în sistemul BPAC-MF (Carbon activat în pulbere biologică – Microfiltrare) pentru eliminarea organică refractară // Wat. Sci. Teh. – 1997. – Nr. 35(7) – R. 163–170.

20. Stephenson T., Judd S., Jefferson B., Brindle K. Membrane Bioreactors for Wastewater Treatment. Editura IWA. – Londra: Marea Britanie, 2000.

21. Thiruvenkatachari R., Shim W.G., Lee J.W., Moon H. Efectul tipului de cărbune activ sub formă de pulbere asupra performanței unui sistem hibrid cu membrană cu fibre goale submersate de adsorbție-microfiltratină // Korean J. Chem. ing. – 2004. – Nr. 21 (5). – R. 1044–1052.

22. Visvanathan C., Ben Aim R., Parameshwaran K. Membrane separation bioreactors for wastewater treatment // Crit. Rev. Mediul. Sci Technol. – 2000. – Nr.30(1). – R. 1–48.

În Rusia, sursele de apă de suprafață sunt utilizate în mod predominant pentru a organiza alimentarea cu apă, care reprezintă până la 70% din totalul aportului de apă.

Principalele surse de poluanți care intră în apele de suprafață sunt: apele uzate menajere, industriale și agricole. Impactul acestora se exprimă printr-o creștere a concentrațiilor de nutrienți, compuși organici, agenți tensioactivi, produse petroliere, fenoli etc. în apele de suprafață.

Poluarea corpurilor naturale de apă cu diverse tipuri de impurități are loc și atunci când acestea intră în contact cu atmosfera înconjurătoare. Astfel, numeroase emisii gazoase din producția industrială, care conțin azot, monoxid de carbon, dioxid de sulf și cele mai mici particule de deșeuri industriale, împreună cu emisiile de ventilație pătrund în aerul atmosferic, după contactul cu care sunt poluate sursele de apă de suprafață, a căror apă este saturată. cu substanțe dispersate, coloidale și moleculare suplimentare dizolvate de origine antropică.

Tabelul prezintă date despre unele surse de apă care au concentrații ridicate de poluanți naturali și antropici. Datele prezentate permit o evaluare preliminară a impactului factorilor antropici asupra surselor naturale de apă.

Indicatori	Turbiditate, mg/l	Culoare, grad	Produse petroliere, mg/l	Fenoli, mg/l	Surfactant, mg/l
Volga (Balahna)
Oka (Tula)
Klyazma (Vladimir)
Kotorosl (Iaroslavl)
Don (Taganrog)
Tom (Kemerovo)
SanPin 2.1.4.1074-01

Nota. * Standard MPC pentru un rezervor de pescuit.

În Rusia, tehnologiile de preparare a apei potabile se bazează pe metode clasice de coagulare, sedimentare, filtrare și sorbție. Dezinfectarea apei se realizează folosind hipoclorit de sodiu și clor gazos. Datorită gradului din ce în ce mai mare de poluare a surselor de apă, tehnologiile de tratare a apei utilizate în mod tradițional au devenit insuficient de eficiente în majoritatea cazurilor.

Purificarea apei prin coagulare și floculare a contaminanților este un proces fizico-chimic complex, a cărui eficiență este influențată de numeroși factori (substanțe în suspensie, compoziție ionică, alcalinitate, cantitate de compuși organici dizolvați, temperatură etc.). In perioada de inundatie, apa rece, culoarea si turbiditatea mare, alcalinitatea scazuta necesita doze mari de coagulant sau folosirea de floculanti pentru intensificarea proceselor de sedimentare a poluantilor. O deteriorare a procesului de coagulare se observă și la coagularea apelor colorate cu turbiditate scăzută în sezonul rece.

În același timp, tehnologiile clasice de tratare a apei practic nu îndepărtează contaminanții chimici din apă care se află sub formă dizolvată, cum ar fi fenolii, agenții tensioactivi, fracțiunile de ulei dizolvate, ionii de metale grele etc. Ca urmare, instalațiile de tratare existente nu pot oferi o soluție adecvată. funcția de barieră.

Tehnologiile tradiționale de purificare a apei nu sunt suficient de eficiente împotriva unui număr de poluanți antropici. De exemplu, la o concentrație inițială de produse petroliere de 1-5 mg/l, efectul de purificare este de 20-40%; surfactanții anionici se îndepărtează cu 25-50% când conținutul lor în apa sursă este de 1,5-2,5 mg/l; fenolii din instalațiile tradiționale la o concentrație inițială de 0,05-0,2 mg/l practic nu sunt îndepărtați, efectul de curățare depășește rar 5%.

În multe cazuri, la stațiile de epurare tradiționale, în timpul clorării primare a apei se formează compuși organoclorați. Acest lucru se datorează unei creșteri a sarcinilor antropice asupra surselor de alimentare cu apă, precum și modificărilor regimurilor tehnologice de tratare a apei, în special utilizării unor doze crescute de clor și coagulant și creșterii timpului de contact al clorului cu apa. Cel mai des se găsesc în apa clorurata în concentrații care depășesc MPC sunt tetraclorura de carbon, cloroformul și bromoformele, care sunt cancerigene și mutagenice. Nu este întotdeauna posibil să se asigure concentrațiile standard ale acestora după întregul ciclu de tratare a apei în instalațiile tradiționale.

Îmbunătățirea calității apei purificate la stațiile de tratare a apei se realizează în prezent prin utilizarea unor metode suplimentare de purificare a apei: ozonare, sorbție, schimb ionic, osmoză inversă etc. De regulă, toate aceste metode necesită investiții semnificative în echipamente, energie electrică, transport. și reactivi.

Unul dintre cei mai obișnuiți adsorbanți utilizați în practica de îmbunătățire a calității tratării apei este cărbunele activ.

Sorbanții poroși pe bază de cărbuni activi sunt utilizați pe scară largă în industrie și sunt absorbanți eficienți de vapori, gaze, substanțe dizolvate, precum și catalizatori sau purtători de catalizatori. Datorită proprietăților lor, asigură sorbția eficientă a macromoleculelor (inclusiv hidrocarburi, coloranți, proteine, grăsimi etc.).

Cărbunii activați sunt utilizați în etapa finală a tratării apei pentru a îndepărta diferitele tipuri de compuși organoclorați, atât conținuti în apa sursă, cât și cei formați în aceasta în cantități mari la etapele anterioare de tratare a apei. În plus, AC absorbi fenolii, pesticidele, produsele petroliere, compușii metalelor grele și substanțele care provoacă gusturi și mirosuri neplăcute în apă, crescând astfel funcția de barieră a stațiilor de tratare a apei.

În tehnologia de tratare a apei, cărbunele activ este utilizat sub formă de pulbere (PAH) la carbonatarea apei, granulele zdrobite sau nezdrobite (GAC) la filtrarea prin filtrele de carbon. Principalele avantaje ale HAP sunt cinetica bună de sorbție, iar suprafața externă mare a HAP determină sorbția eficientă a macromoleculelor.

Alegerea mărcii de material de adsorbție constă în selectarea parametrilor structurii sale poroase în funcție de dimensiunea moleculelor substanțelor adsorbite. Astfel, pentru sorbția fenolului, o substanță cu greutate moleculară mică, având o dimensiune moleculară de τ ≈ 0,63 nm, sunt potriviți carbonii activați precum AG-3 și MAU-100, care au structura porilor necesară. Produsele petroliere și agenții tensioactivi au dimensiuni moleculare mai mari τ ≥ 1,8 nm cu astfel de dimensiuni moleculare, poate fi utilizat sorbentul mezoporos SGN-30.

În ciuda faptului că utilizarea PAH-urilor crește gradul de purificare a apelor naturale, unele substanțe organice greu de oxidat nu pot fi adsorbite pe cărbune activ. În procesul de purificare a apei prin adsorbție, capacitatea cărbunelui activ de a extrage substanțe organice este redusă, iar regenerarea cărbunelui rezidual necesită costuri de exploatare semnificative, care sunt asociate cu intensitatea materială și energetică a tehnologiei.

Una dintre modalitățile eficiente de îndepărtare a poluanților antropici din apele naturale sunt metodele de tratare biologică, care se bazează pe procese similare cu distrugerea și transformarea substanțelor organice din cursurile și rezervoarele naturale.

Esența tratamentului biologic este mineralizarea contaminanților organici ai apelor tratate, care sunt sub formă de substanțe coloidale și nedizolvate fin dispersate, precum și în stare dizolvată, folosind procese biochimice aerobe. În funcție de condițiile în care are loc epurarea apei, metodele biologice se împart în epurare biologică în condiții apropiate de cele naturale și în condiții create artificial.

Pentru purificarea biologică a apei în condiții artificiale în practica de tratare a apei, recent au fost utilizate în principal tehnologii bazate pe utilizarea biocenozei naturale și purtători artificiali de microfloră atașată cu o suprafață specifică foarte dezvoltată. Fibrele sintetice, diverse materiale granulare și granulare, cum ar fi nisip, argilă expandată, sticlă, materiale plastice, zeoliți și cărbuni activi pot fi utilizate ca materiale purtătoare.

Utilizarea microorganismelor imobilizate (atașate) permite utilizarea biotehnologiei pentru purificarea apelor naturale nu numai de poluanții tradiționali, ci și de o gamă largă de substanțe toxice, greu de oxidat.

Această tehnologie este implementată în principal în structuri precum biofiltre, adsorbere de carbon cu activitate biologică, reactoare cu pat fluidizat și biosorbere.

O dezvoltare ulterioară a metodelor de sorbție și biologice pentru îndepărtarea contaminanților este tehnologia de biosorbție, care a început să se dezvolte în anii 70 ai secolului trecut. Procesul de biosorbție implică degradarea biologică a poluanților organici în plus față de adsorbția lor pe cărbune activ. Aceasta duce la o perioadă mai lungă de funcționare a cărbunelui (până la restabilirea capacității de sorbție) și, în consecință, la o reducere a costului de epurare.

Creșterea capacității de sorbție a cărbunelui se explică prin regenerarea sa biologică, adică restabilirea capacității de adsorbție datorită biooxidării compușilor organici adsorbiți pe cărbune activ. Îndepărtarea biologică a adsorbatului de pe suprafața cărbunelui permite redeschiderea locurilor de adsorbție care pot fi ocupate de alte molecule organice din soluție.

Pe la mijlocul anilor 90. al secolului trecut, în publicațiile străine apar informații despre utilizarea combinată a carbonului sub formă de pulbere bioactivă și a microfiltrației, care a demonstrat o eficiență ridicată în îndepărtarea persistenței biologice. materie organică din apele reziduale.

Activitatea angajaților Institutului de Cercetare VODGEO privind evaluarea eficienței tehnologice a metodei de biosorbție pentru îndepărtarea apei râului din râu datează din aceeași perioadă. Moscova a poluării naturale și a substanțelor antropice în momentele de creștere bruscă a concentrației de poluare în perioadele de inundații sau în situații de urgență.

Funcționarea pe termen lung a instalațiilor de biosorbție cu pat fluidizat de carbon activ biologic granular în paralel cu schema tehnologica, inclusiv pre-clorarea, coagularea, sedimentarea și filtrarea secvenţială pe un filtru de nisip și un filtru de cărbune activ, au arătat că eficiența biosorberelor este comparabilă cu eficiența întregului circuit. În ceea ce privește contaminanții de origine naturală, instalațiile de biosorbție au asigurat producerea de apă de aceeași calitate ca atunci când se folosește o schemă tradițională de tratare a apei cu purificare suplimentară cu ajutorul filtrelor de sorbție. În același timp, culoarea a scăzut de la 20-25 la 11-15 grade, turbiditatea în medie de la 10 la 4 mg/l, oxidabilitate de la 6-8 la 3.5-4.0, azotul de amoniu de la 0.3 la 0.03, indicele coli cu 70- 75%. Biosorberii s-au dovedit a fi foarte eficiente ca „structuri de barieră” pentru reducerea concentrațiilor diferitelor substanțe antropice. În același timp, s-au dovedit bine atât în condiții de expunere pe termen lung la poluare, cât și în condiții de vârf de sarcină simulând posibile situații de urgență.

Odată cu introducerea artificială a ingredientelor caracteristice de origine antropică în apa sursă (naftalină, bifenil, produse petroliere, lindan, simazină, karbofos, fenol, 2-4-diclorfenol, benzopiren) cu concentrații de până la 100 MAC pentru fiecare dintre contaminanți, biosorberii asigurau îndepărtarea lor aproape completă. Observațiile au confirmat că trei procese au loc simultan în biosorbere - adsorbția contaminanților, modificarea acestora în structura microporoasă a sorbentului într-o formă biodegradabilă și oxidarea biologică. Prezența unei capacități suplimentare de adsorbție a cărbunelui activat face posibilă extragerea și acumularea în perioade relativ scurte de timp a unei cantități semnificativ mai mari de contaminanți decât poate fi oxidat biologic. Acești contaminanți sunt extrași de sorbent și apoi oxidați treptat de bacterii și enzimele lor în structura microporoasă a sorbentului.

În ultimii ani, s-a acordat o atenție tot mai mare problemei utilizării filtrării cu membrană pentru purificarea apelor naturale. Tehnologia membranei este utilizată pe scară largă în practica străină. În ultimii douăzeci de ani, s-a acordat multă atenție cercetării dezvoltării bioreactoarelor cu membrană pentru tratarea apelor uzate bazate pe ultra și microfiltrare ca tehnologie alternativă pentru îmbunătățirea și îmbunătățirea sistemelor tradiționale de tratare a apei uzate naturale și nămolului activ.

M. Clever, N. Rabiger, M. Rudebusch au efectuat studii pe termen lung pentru a studia procesul de purificare naturală a apei bazat pe filtrarea prin membrană. Experimentul a fost realizat la scară industrială folosind apa naturală din râu. Maine, folosind membrane de ultrafiltrare și proceduri de operare special dezvoltate. Studiul autorilor a remarcat că ultrafiltrarea este o alternativă la procesele convenționale de tratare naturală a apei, precum ozonarea, coagularea, flocularea, clorurarea etc. .

În studiul lui A. Andrianov, A. Pervov a fost teoretic fundamentat și dezvoltat procesul de purificare a apelor naturale prin ultrafiltrare. Se propune o metodă de determinare a parametrilor de funcționare ai sistemelor de ultrafiltrare. A fost dezvoltată o metodă expres experimentală care permite să se determine rapid modurile optime (frecvența și durata spălării) și să prezică funcționarea unei stații de tratare a apei de ultrafiltrare. Recomandările propuse au stat la baza dezvoltării sistemelor de ultrafiltrare utilizate de Institutul de Cercetare VODGEO pentru deferizarea apelor subterane, purificarea apelor de suprafață și îmbunătățirea calității apei de la robinet la instalațiile de alimentare cu apă.

Utilizarea membranelor într-un bioreactor cu membrană face posibilă reținerea aproape a întregii biomase, prin urmare, are loc acumularea de specii bacteriene cu o perioadă lungă de generare, capabile să distrugă poluanții persistenti;

În timpul funcționării, sărurile se depun în porii membranei, iar la suprafață se formează biofouling, împiedicând filtrarea apei. Regenerarea poate fi efectuată prin dozarea substanțelor chimice de dizolvare a depozitelor într-un bioreactor sau prin îndepărtarea modulelor de membrană și apoi scufundarea acestora în recipiente umplute cu soluții de regenerare. Îndepărtarea contaminanților acumulați de pe suprafața membranei poate fi efectuată prin aerarea cu bule mari a modulului membranei.

Trebuie remarcat faptul că filtrarea cu membrană nu poate îndepărta moleculele mai mici decât dimensiunea porilor din membrană, iar o scădere a dimensiunii porilor duce inevitabil la o creștere a presiunii transmembranare și, în consecință, la o creștere a costurilor energetice pentru funcționarea membranei. instalatii.

Combinația de filtrare cu membrană și adsorbție pe cărbune activ sub formă de pulbere este dezvoltare ulterioară tehnologii membranare și de biosorbție pentru purificarea apei și pot asigura îndepărtarea Mai mult poluanții din apele naturale. În acest caz, tehnologia de biosorbție pe HAP poate fi implementată folosind elemente membranare de ultrafiltrare și microfiltrare caracterizate prin presiune transmembranară scăzută.

Avantajele și perspectivele metodelor de tratare combinată pentru condiționarea apelor naturale au fost remarcate în mod repetat în literatura de specialitate și au fost efectuate studii asupra apelor unor surse de apă precum râul. Moscova și r. Don. În funcție de eficiența epurării apei râului. Moscova într-un reactor cu membrană de biosorbție pentru turbiditate este de 99-100%, culoare - 50-60%, oxidarea permanganat - 30-35%, produse petroliere - 95-98%.

Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că cunoștințele teoretice insuficiente cu privire la o serie de probleme și lipsa unor soluții de inginerie fiabile în practica domestică necesită studii experimentale speciale cu diferite tipuri de absorbanți și membrane.

Datele prezentate ne permit să tragem următoarele concluzii că prezența compușilor greu de oxidat în apele naturale, precum și formarea de compuși organoclorați în timpul tratării apei, limitează posibilitatea utilizării tehnologiilor tradiționale de condiționare a apelor naturale, prin urmare, pentru îndepărtarea nutrienților și a contaminanților organici specifici din apele naturale, cea mai promițătoare tehnologie este metoda de biosorbție, urmată de separarea prin membrană.

Link bibliografic

Fedotov R.V., Shchukin S.A., Stepanosyants A.O., Chepkasova N.I. TEHNOLOGII MODERNE PENTRU PURIFICAREA APEI NATURALE DIN POLUARE ANTROPOGENĂ // Tehnologii moderne intensive în știință. – 2016. – Nr. 9-3. – P. 452-456;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=36249 (data accesului: 18/10/2019). Vă aducem în atenție reviste apărute la editura „Academia de Științe ale Naturii”

Fiecare persoană care lucrează cu apă știe că astăzi principala problemă cu care se confruntă toată lumea este duritatea crescută a apei. Din cauza ei, trebuie să te confrunți cu un număr imens de probleme care trebuie rezolvate, aici și acum, fără a le amâna mult timp.

Ce este în neregulă cu apa dură de care trebuie să ai grijă constant de ea? Cred că toată lumea știe despre scară. Dar este puțin probabil ca toată lumea să înțeleagă pe deplin care este răul. Dar, pe lângă calcar și conductivitatea termică slabă, există și duritatea crescută a apei, care are consecințele sale chiar înainte de a se forma calcar.

Vei ști că lucrezi cu apă dură până acum un număr mare semne. Cu toate acestea, dacă sunteți confortabil și ușor de îndepărtat detartraj cu mâinile sau cu ajutorul detartrantului, puteți continua, trebuie doar să înțelegeți ce riscați alegând acest mod de a face față durității apei.

Primul lucru care este afectat negativ de apa dură este sănătatea noastră. Sărurile de duritate se depun peste tot. Fie că este vorba de pereții unui aparat de uz casnic, fie că este vorba despre stomac sau rinichi, nu le pasă. Prin urmare, până la detartraj, acesta s-a format deja în corpul tău. Bolile cronice nu sunt doar înrădăcinate în alegerile necorespunzătoare ale stilului de viață, dar și calitatea apei joacă un rol important. care tehnologii promițătoare de tratare a apeiștim azi?

Pe lângă faptul că este dăunătoare sănătății, duritatea crescută a apei își lasă amprenta pe hainele noastre și, nici aici, detartrajul nu va ajuta cu nimic. Când ne spălăm în apă tare, trebuie să folosim mai multă apă și să adăugăm jumătate din pulbere. Ce se întâmplă în continuare? Din cauza solubilității slabe detergentiîn astfel de apă, pulberea se depune împreună cu sărurile de duritate în interiorul porilor țesuturilor. Pentru a spăla corect o astfel de țesătură, va trebui să o clătiți mult mai mult. Acesta este un consum suplimentar de apă. Nu observăm toate acestea, pentru că... Lucrăm constant cu astfel de cheltuieli și doar aplicația te va ajuta să vezi diferența.

Cu toate acestea, astăzi există o părere că orice filtru de apă este destul de scump, iar utilizarea lui într-un apartament nu este justificată. Și ce este mai ușor de îndepărtat calcarul. Două sfere care sunt indiferente la o astfel de îndepărtare sunt indicate de sus. Lucrurile cu pete albe par neatrăgătoare și devin rapid inutilizabile. Mult mai devreme decât dacă ați folosi tehnologia de tratare a apei și ați spăla în apă moale.

În plus, scara are un dezavantaj atât de mare ca conductivitate termică slabă. La urma urmei, de ce trebuie să monitorizați întotdeauna dimensiunea scalei de pe suprafețe? pentru a nu rămâne fără echipamente industriale sau fără aparate electrocasnice.

Când calcarul acoperă elementele de încălzire sau suprafețele de apă caldă, transferul de căldură către apă se oprește aproape complet. La început, calcarul permite cel puțin cumva să treacă căldura, dar există și o astfel de nuanță precum o creștere bruscă a costurilor cu combustibilul sau electricitatea. Devine mult mai dificil să încălziți suprafața. De aceea, se irosește atât de mult combustibil și, cu cât stratul de sol este mai gros, cu atât costurile sunt mai mari.

Problema scalei nu este doar creșterea consumului de combustibil. Un dispozitiv cu cântar va începe să se oprească în timp, încercând să se protejeze de supraîncălzire. Toate acestea sunt semnale la care trebuie răspuns imediat. În acest caz, detartrarea ar trebui să aibă loc instantaneu. Dacă acest lucru nu se face, cântarul se va transforma rapid în stadiul de calcar. Îndepărtarea unei astfel de acoperiri este mult mai dificilă. E timpul. Acestia sunt bani. Și, în sfârșit, există riscul de a pierde dispozitivul. Dacă ratați momentul, atunci căldura nu va mai avea unde să plece și pur și simplu se va rupe element de încălzire sau suprafata. Din acest motiv trebuie să cunoașteți perfect toate tehnologiile de tratare a apei!

În viața de zi cu zi, acest lucru duce la epuizarea aparatelor electrocasnice. Uneori cu o întrerupere a cablajului. În industrie, acest lucru se manifestă sub formă de fistule pe țevi și explozii de cazane în inginerie termică.

Iată un set de motive care te încurajează să te gândești. Cu ajutorul unui set simplu de filtre de apă vă puteți proteja pe dumneavoastră și familia dvs influență nocivă duritate crescută a apei. Atunci când alegeți una sau alta tehnologie de tratare a apei, ar trebui să vă amintiți că cu siguranță nu vă veți putea descurca la o întreprindere sau în propria casă sau apartament doar cu un dedurizator de apă.

Amintiți-vă că atunci când purificați apa, veți fi întotdeauna confruntat cu două sarcini. Ai nevoie de apă potabilă și apă pentru nevoile casnice. Prin urmare, tratarea minimă a apei care poate fi doar într-un apartament va consta în purificarea apei folosind, de exemplu, un dedurizator electromagnetic de apă Aquashield. Aceasta va fi pentru apă pentru nevoi tehnice și casnice. Iar purificarea apei folosind un ulcior cu filtru, minim sau osmoza inversa, maxim. Aceasta este deja pentru nevoile de băut. Atunci protecția împotriva calcarului și a apei dure va fi mai mult sau mai puțin fiabilă.

Acum să trecem direct la tehnologiile de tratare a apei. Atunci când alegeți o anumită tehnologie, trebuie să știți ce probleme ar trebui să rezolve. De unde știi ce să alegi? De unde să obțineți datele inițiale pentru a determina tipul de tehnologie de tratare a apei și secvența filtrelor de apă?

Primul lucru pe care ar trebui să-l faceți înainte de a alege o tehnologie promițătoare de tratare a apei este să efectuați o analiză chimică a apei. Pe baza acestuia, puteți calcula oricând volumul de apă care intră în apartament și puteți vedea clar compoziția acestuia, toate impuritățile care vor trebui îndepărtate. Având aceste rezultate în mână, îți va fi mai ușor să înțelegi ce tehnologie de tratare a apei este cea mai bună de utilizat, ce secvență de filtre să alegi și ce putere ar trebui să aibă acest sau acel dispozitiv.

Chiar dacă luați apă dintr-un sistem central de purificare a apei, tot va fi greu. Și aici este mai bine să nu economisiți bani, ci să efectuați o analiză chimică a apei. Atunci nu veți plăti în exces pentru un dedurizator de apă care este prea puternic și scump.

Toate opțiunile pentru tehnologiile de tratare a apei pot fi găsite în următoarea listă:

purificarea mecanică a apei;
purificarea chimică a apei;
dezinfectare;
microcurățare.

Purificarea chimică a apei se referă la îndepărtarea oricăror impurități organice, nitrați, fier și clor rezidual. Micropurificarea este producerea de distilat sau de apă potabilă curată și sănătoasă.

Să aruncăm o privire mai atentă la opțiunile pentru filtrele de apă care funcționează folosind una sau alta tehnologie de tratare a apei.

Deci, mecanic tehnologie de tratare a apei. Sarcina sa este de a elimina toate impuritățile mecanice solide, precum și caloizii, din apă. Aici, purificarea apei poate avea loc în mai multe etape. Începe cu o curățare brută. Apa se poate depune chiar și astfel încât cele mai mari impurități mecanice să se depună. Aici se pot folosi plase sedimentare și de pietriș.

Filtrele mesh includ mai multe mesh-uri cu debite diferite. Sunt folosite pentru a filtra atât solidele mai mari, cât și cele mai mici. Materialul principal pentru producerea ochiurilor este oţel inoxidabil. Astfel de filtre sunt instalate mai întâi în timpul primului aport de apă.

Filtrele de sedimente sunt concepute pentru a elimina particulele foarte mici care sunt invizibile cu ochiul liber. Aici baza filtrului este nisip de cuarț și pietriș. Uneori se poate folosi hidroantracitul. Astfel de filtre sunt folosite mai mult pentru purificarea repetată a apei. Astfel se curăță sau se prepară apele uzate apa de proces in productie.

Filtrele cu cartuș sunt ceva între filtrarea mecanică și dedurizarea apei. Singurul punct este că astfel de filtre elimină impuritățile foarte mici de 150-1 microni. Astfel de filtre sunt instalate pentru pre-curățare în aceeași osmoză inversă.

Purificarea chimică a apei este destul de interesantă și tehnologie promițătoare tratarea apei, concepută pentru a ajusta compoziția chimică a apei și pentru a nu schimba starea acesteia. Aceasta se face prin schimb de ioni, precum și prin deferizare. În această etapă a tratării apei, clorul rezidual este îndepărtat din apă.

Zeolitul de mangan poate fi folosit pentru îndepărtarea fierului. Acesta este nisip verde, care are un contact excelent cu compușii feroși, filtrăndu-i eficient din apă. Pentru ca reacția de reținere a fierului în filtru să decurgă și mai bine, ar fi bine dacă în apă ar exista mici incluziuni de siliciu.

O altă opțiune pentru tehnologia de tratare a apei este utilizarea oxidării fierului pentru a purifica apa de impuritățile acesteia. Acesta este un proces fara reactivi si in acest scop se folosesc filtre speciale, in care apa este suflata cu oxigen si sub aceasta influenta fierul se depune pe cartusul intern.

Filtrele de apă schimbătoare de ioni sunt folosite pentru a înmuia apa. Aceasta este una dintre cele mai comune tehnologii de tratare a apei, atât în viața de zi cu zi, cât și în producție. Baza unui astfel de filtru este un cartuș de rășină. Este suprasaturat cu sodiu slab, care este ușor de înlocuit în structura substanței. Când are loc contactul cu apa dură, sărurile de duritate înlocuiesc cu ușurință sodiul slab. Este exact ceea ce se întâmplă. Treptat, cartușul renunță complet la sodiu și se înfundă cu săruri de duritate.

În industrie, astfel de instalații sunt una dintre cele mai populare, dar și cele mai greoaie. Acestea sunt tancuri uriașe în înălțime. Dar au cea mai mare viteză de purificare a apei. În același timp, cartușele înfundate sunt restaurate în industrie și înlocuite în viața de zi cu zi. Filtrul schimbător de ioni este un dedurizator de reactiv, deci nu a putut fi folosit pentru producerea de apă potabilă până când nu au venit cu ideea de a face cartuşul înlocuibil.

Un astfel de cartus este restaurat folosind o soluție salină puternică. Cartușul se schimbă acasă. Din această cauză, costul utilizării unei astfel de tehnologii de tratare a apei crește. Deși instalarea în sine este ieftină, schimbarea constantă a cartuşelor este o cheltuială constantă. În plus, va trebui să fie schimbată destul de des. În industrie, cheltuielile vor merge și spre sare. Deși este ieftin, volumele mari sunt scumpe. Plus că va trebui să-l cumperi constant. Și există o altă problemă cu un astfel de aparat de schimb ionic în industrie - după recuperare, se generează deșeuri foarte dăunătoare. Este absolut interzis să aruncați astfel de lucruri în atmosferă. Doar cu permisiunea si dupa curatenie suplimentara. Aceasta este din nou o cheltuială. Dar în comparație cu costul aceleiași osmoze inverse, aceste costuri sunt considerate nesemnificative în industrie.

Tehnologii noi și moderne de tratare a apei

Pentru uzul de zi cu zi, cei care doresc să economisească bani pe tehnologii noi și moderne de tratare a apei pot cumpăra un astfel de ulcior cu filtru. Adevărat, instalarea osmozei inverse se va amortiza mai repede decât un astfel de filtru cu costuri constante.

Pentru a elimina turbiditatea și clorul rezidual din apă, se folosește cărbune activ ca mediu de filtrare, care stă la baza unui filtru de sorbție.

Pentru dezinfecție se pot folosi ozonizatoare sau filtre de apă cu ultraviolete. Aici, sarcina principală a tehnologiilor noi și moderne de tratare a apei este eliminarea oricăror bacterii și viruși. Ozonizatoarele sunt cele mai utilizate în piscine, deoarece... Sunt destul de scumpe, dar în același timp ecologice. Filtrele ultraviolete sunt unități fără reactiv și iradiază apa folosind o lampă cu ultraviolete, care ucide orice bacterie.

O altă tehnologie extrem de populară astăzi este dedurizarea electromagnetică a apei. Un exemplu clasic în acest sens. Cel mai adesea, o astfel de tehnologie nouă și modernă de tratare a apei este utilizată pe scară largă în ingineria energiei termice. Instalarea acasă este, de asemenea, populară. Baza aici este magneții permanenți și un procesor electric. Folosind puterea magneților, generează unde electromagnetice care afectează apa. Sub această influență, sărurile de duritate sunt modificate.

După ce au dobândit o nouă formă, nu pot să se lipească de suprafețe. Suprafața subțire, asemănătoare unui ac, permite doar frecarea cu solzii vechi. Aici apare cel de-al doilea efect pozitiv. Noile săruri de duritate le elimină pe cele vechi. Și o fac eficient. Când instalezi un dedurizator electromagnetic de apă Aquashield, într-o lună poți să-ți pornești cazanul în siguranță și să vezi cum a funcționat. Vă asigur că veți fi mulțumiți de rezultate. În acest caz, dispozitivul nu trebuie să fie întreținut. Ușor de instalat, ușor de îndepărtat, funcționează singur, nu este nevoie să înlocuiți filtrele sau să spălați. Trebuie doar să-l așezi pe o bucată de țeavă curată. Aceasta este singura cerință.

Și în sfârșit, tehnologie nouă și modernă de tratare a apei, conceput pentru a produce apă distilată și potabilă de înaltă calitate. Acestea sunt nanofiltrarea și osmoza inversă. Toate acestea sunt tehnologii pentru purificarea fină a apei. Aici, apa este purificată la nivel molecular printr-o membrană de dispersie cu un număr imens de găuri nu mai mari decât o moleculă de apă. La o astfel de instalație nu se poate furniza apă netratată. Numai după purificarea prealabilă, apa poate fi purificată prin osmoză inversă. Din acest motiv, orice instalație de nanofiltrare sau osmoză va fi costisitoare. Și materialele pentru o membrană subțire sunt destul de scumpe. Dar calitatea epurării apei aici este cea mai înaltă.

Astfel, am analizat toate cele mai populare și utilizate tehnologii noi și moderne de tratare a apei. Acum veți înțelege ce și cum funcționează. Cu asemenea cunoștințe, compune sistemul potrivit Purificarea apei nu este dificilă.