Pramoninis vandens valymas yra svarbus daugelio rūšių produktų gamybos etapas. Kasdien vartodami įvairius gėrimus net nesusimąstome, kiek filtravimo etapų praeina vanduo, iš kurio jie gaminami. Pramoninis valymas yra ne mažiau svarbus Nuotekos kartu su ja į natūralius šaltinius patenka daug kenksmingų cheminių medžiagų. Į centrines vandentiekio sistemas tiekiamas vanduo taip pat yra pramoniniu būdu paruošiamas.

Kasmet geriamojo vandens trūkumo problema tampa vis opesnė. Jau dabar apie 1/6 Žemės gyventojų neturi prieigos prie jo. Tarp gėlo vandens trūkumo priežasčių:

• didelis suvartojimas, viršijantis poreikius;
• augantis gyventojų skaičius;
• tirpstantys ledynai;
• paviršinių vandenų užteršimas buitinėmis ir pramoninėmis atliekomis.

Pagrindiniai taršos šaltiniai yra komunalinės ir pramonės nuotekos. Pirmuosiuose yra įvairių kenksmingų bakterijų, kurios gali išprovokuoti rimtas ligas. Antrasis – visokių cheminių medžiagų kaupimasis: rūgštys ir šarmai, sunkieji metalai, naftos produktai ir kt.

Pramoninis vandens valymas skirstomas į vandens valymą ir vandens valymą. Vandens valymas suprantamas kaip vandens valymas ir dezinfekavimas jo tikslu. Vandens valymo stadijoje vyksta skaidrinimas, minkštinimas, degazavimas, dezodoravimas ir dezinfekcija.

Skaidrinimas suprantamas kaip įvairių suspenduotų ir ištirpusių dalelių, kurios sukelia spalvą ir drumstumą, pašalinimas. Minkštėjimą palengvina kalcio ir magnio druskų pašalinimas. Degazuojant iš skysčio pašalinamos įvairios ištirpusios dujos, pavyzdžiui, vandenilio sulfidas. Dezinfekcijos metu sunaikinama patogeninė mikroflora, o dezodoravimo stadijoje pašaliniai nemalonūs kvapai išnyksta.

Norint pasiekti aukščiau nurodytus tikslus, naudojami trijų grupių metodai:

1. Fizinis.
2. Cheminis.
3. Fizikinės ir cheminės.

Fiziniai valymo metodai (metodai).

Fizikiniai pramoninio vandens valymo metodai pašalina nešvarumus nenaudojant reagentų. Tokie metodai yra pagrįsti įvairiais fiziniais reiškiniais. Į šią grupę įeina:

1. Mechaninis filtravimas.
2. Ultrafiltracija.
3. Nanofiltracija.
4. Mikrofiltravimas.

Mechaninis vandens filtravimas

Pramoninis vandens valymas mechaniniu filtravimu yra paprasčiausias būdas, jis atliekamas pirminiame vandens valymo etape. Mechaniniai filtrai skirstomi į stambius ir smulkius.

Vandens paėmimo stadijoje įrengiami šiurkštūs filtrai. Veikimo principas toks, kad sietas neleidžia prasiskverbti didelėms priemaišų dalelėms: smėliui, moliui, organinėms medžiagoms, kalcio ir magnio druskoms. Tokie filtrai liaudyje vadinami „purvo rinktuvais“. Jie yra nepakeičiamas vandens valymo elementas. Jų dėka sunaikinama spalva ir drumstumas, taip pat išnyksta nemalonūs kvapai.

Smulkių filtrų pagrindas yra kasetė su sorbentu, per kurią vanduo išvalomas iš įvairių dujų, cheminių junginių ir kai kurių mikroorganizmų.

Tarp fizinio poveikio būdų ypač išpopuliarėjo membraninės technologijos. Pagrindinis skirtumas tarp tokių filtrų vienas nuo kito yra membranos pralaidumas.

Atvirkštinio osmoso sistemos

Veiksmingiausia membranų technologija yra vandens valymas naudojant. Atvirkštinio osmoso membranos porų dydis yra mažesnis nei 0,0001 mikrono. Tokia membrana leidžia prasiskverbti vandens ir deguonies molekulėms, kartu sulaikant įvairias priemaišas. Atvirkštinio osmoso filtrai gali išvalyti vandenį molekuliniu lygiu, praktiškai iki distiliuoto vandens būsenos.

Atvirkštinio osmoso įrenginiuose prie membranos tirpale neturi būti mechaninių priemaišų. Todėl atvirkštinio osmoso sistemas sudaro keli elementai, iš kurių pagrindiniai yra:

1. Pirminis filtras, kuris pašalina pirminius nešvarumus.
2. Smulkus filtras su sorbentine medžiaga.
3. Membrana.
4. Mineralizatorius. Be kenksmingų priemaišų, atvirkštinio osmoso membrana naikina ir žmogui būtinus mineralus, kurių pusiausvyrą atkuria mineralizatorius. Be šios kasetės, į sistemą galima pridėti jonizatorių ir minkštinimo įrenginį.

Šio metodo trūkumai yra mažas našumas, bendri įrenginio matmenys ir vandens, kuris nusausinamas su priemaišomis, praradimas.

Nanofiltracija

Antrą vietą pagal pralaidumą užima nanofiltracinė membrana, kurios porų dydis yra 0,001-0,002 mikrono. Tiesą sakant, šie filtrai yra atvirkštinio osmoso rūšis, jie valo nuo bakterijų ir virusų, kietumo druskų, nitritų, nitratų ir kitų nešvarumų.

Jis naudojamas maisto, farmacijos, dažų ir lako bei naftos chemijos pramonėje.

Šio metodo pranašumas, priešingai nei atvirkštinio osmoso, yra naudingų mineralų išsaugojimas valymo proceso metu. Todėl gaminant gėrimus geriau naudoti vandenį, išgrynintą naudojant šią technologiją.

Be to, nanofiltravimo procesas ekonomiškesnis nes teka mažesniu slėgiu.

Ultrafiltracija

Ultrafiltravimo metodas iš esmės panašus į atvirkštinio osmoso sistemas. Vanduo praeina per membraną, kuri sulaiko mikroorganizmus, dumblius, skendinčias daleles, padeda pašalinti drumstumą ir spalvą. Tokios membranos porų dydis yra 0,002 ... 0,1 μm, o tai yra didesnis už atvirkštinio osmoso ir nanofiltravimo membranų porų dydį. Ultrafiltravimas nepadeda pašalinti metalų druskų, dėl kurių vandenį reikia papildomai minkštinti.

Mes sakėme aukščiau šis metodas veikimo principas panašus į atvirkštinio osmoso, tačiau yra skirtumų.

1. Ultrafiltravimo membraną sudaro daugiakanaliai pluoštai, pagaminti iš modifikuoto poliesterio sulfono. Skaidulų skaičius – kelios dešimtys tūkstančių. Atvirkštinio osmoso membrana pagaminta iš sintetinių medžiagų ir yra plėvelės cilindras, suvyniotas į ritinį.
2. Ultrafiltravimo metu membranos viduje lieka priemaišų. Atvirkštinio osmoso atveju po valymo iš membranos išeina du vandens srautai. Pirmasis yra išgrynintas skystis, antrasis yra išleidžiamas koncentratas. Taigi, atvirkštinio osmoso sistemose valymo metu prarandama iki 1/3 vandens.
3. Ultrafiltracija, skirtingai nei atvirkštinis osmosas, nepašalina kietumo druskų.

Ultrafiltravimo proceso grandinė

1. Skystis praeina per šiurkštų filtrą, kad pašalintų mechanines priemaišas, kurios gali pažeisti membraną.
2. Tada sąveikauja su membrana.
3. Aplenkiant modulį, vanduo patenka į švaraus vandens rezervuarą, kuris dar vadinamas atgalinio plovimo baku – vanduo iš jo naudojamas membranoms nuplauti nuo paviršiaus užteršimo.

Ultrafiltravimo pranašumai yra šie:

• įrangos kompaktiškumas;
• maksimali dezinfekcija ir suspensijos pašalinimas;
• nenaudojami cheminiai reagentai, nors kartais vandens tiekimo į valymo sistemą etape į jį galima pridėti koaguliantų.

Mikrofiltravimas

Iš membraninių metodų mikrofiltracija turi didžiausių porų modulį, kurio dydis yra nuo 0,1 iki 1 mikrono. Dažnai naudojamas kaip išankstinis valymo etapas prieš atvirkštinį osmosą ar nanofiltravimą, maksimaliai išvalo nuo mechaninių priemaišų.

Cheminiai vandens valymo metodai (metodai).

Veikimo principas cheminiai metodai susideda iš specialių reagentų pridėjimo į vandenį, kurie prisideda prie jo valymo.

Chloravimas

Dezinfekuojantis chloro poveikis buvo atrastas dar XIX a. 1846 m. ​​gydytojai vienoje iš Vienos ligoninių pradėjo plauti rankas vandeniu ir chloru. Tai buvo chloro, kaip dezinfekavimo priemonės, naudojimo pradžia.

Chloras yra stiprus oksidatorius, sąveikaujant su vandeniu susidaro hipochloro rūgštis, kuri naikina bakterijas. Norint pasiekti efektą, būtina užtikrinti, kad vanduo kontaktuotų su chloru bent 30 minučių. Hipochlorido rūgšties poveikis gali išlikti ilgą laiką po tiesioginio apdorojimo, todėl būtina įvesti chloro perteklių. Reagento dozė kiekvienu atveju apskaičiuojama individualiai. Svarbu nepersistengti, nes didelis chloro kiekis gali sukelti organizmo veiklos sutrikimus, ypač pavojingi yra šios medžiagos susidarantys junginiai. Pavyzdžiui, trihalometanai sukelia astmos simptomus.

Yra keletas chlorinimo tipų:

• preliminarus;
• apdaila

Išankstinis chloravimas atliekamas vandens paėmimo etape. Reagento paskirtis šiame etape yra ne tik sunaikinti bakterijas, bet ir pašalinti iš vandens metalus juos oksiduojant, o chloras dezinfekuoja ir valymo įrenginius.

Galutinis chloravimas naudojamas paskutiniame paruošimo etape dezinfekcijos tikslais.

Priklausomai nuo įvestų reagentų dozės, chloravimas yra:

• normalus;
• per didelis chloravimas;
• sujungti.

Normalus chloravimas naudojamas vandens valymui su gerais sanitariniais ir cheminiais-fiziniais aplikatoriais.

Rechlorinimas naudojamas esant stipriam vandens paėmimo šaltinių užterštumui, kai normalus chloravimas yra bejėgis prieš patogeninę mikroflorą. Reagento dozė įvedama per daug, todėl gali pasikeisti organoleptinės vandens savybės. Likęs chloras pašalinamas dechloruojant. Tam naudojami beslėgio aeravimo, koaguliacijos arba vandens filtravimo per aktyvuotą anglį metodai.

Kombinuoti metodai reiškia vandens apdorojimą chloru kartu su kitais reagentais: sidabru, variu, magniu ir kt. Jie naudojami chloro poveikiui sustiprinti, taip pat ilgalaikiam poveikiui užtikrinti.

Chloravimo pranašumai yra šie:

• efektyvumas;
• naudojimo paprastumas;
• metodo ekonomiškumas;
• vandens valymo kompleksas.

Tarp trūkumų yra šie:

• rimti chloro turinčių junginių laikymo ir transportavimo reikalavimai;
• pašalinių junginių susidarymas, kurie, patekę į žmogaus organizmą, kelia rimtą pavojų;
• daugelio mikroorganizmų atsparumas chlorui.

Ozonavimas

Ozonavimas yra vienas iš šiuolaikinių vandens valymo ir atliekų saugyklų valymo būdų. Jis naudojamas maisto, chemijos ir medicinos pramonėje.

Ozonas yra stiprus oksidatorius, kuris naikina bakterijas, virusus, grybus, metalus ir įvairius cheminius junginius, taip prisidedant prie vandens spalvos pasikeitimo, dezodoravimo ir neutralizavimo. Įrodyta, kad dauguma žinomų mikroorganizmų nėra atsparūs dujų poveikiui.

Turėdamas trumpas laikotarpis irstant, ozonas nenusėda, o paverčiamas deguonimi, todėl vanduo yra naudingas. Beveik momentinis dujų molekulių skilimas kartu yra rimtas ozonavimo trūkumas, nes vanduo gali būti pakartotinai užterštas per 15-20 minučių po apdorojimo. Keli šaltiniai nurodo, kad ozonas padeda „pažadinti“ miegančius mikroorganizmus.

Reikšmingi metodo trūkumai yra šie:

1. Ozonu apdoroto vandens korozinis aktyvumas.
2. Pavojus perdozavus reagentą ir rimtų atsargumo priemonių valymo proceso metu.
3. Didelė specialios instaliacijos kaina - ozonizatorius.

Geležies šalinimas

Nugeležinimo įranga nusipelno ypatingo dėmesio, nes ištirpusi geležis užkemša pramoninę įrangą, dėl kurios ji greitai sugenda. Atidėjimo filtrų centre naudojama speciali medžiaga „Greensand“, kuri yra smulkiagrūdis smėlis, padengtas mangano dioksidu. Tai magnio dioksidas, kuris oksiduoja geležies molekules, kurios vėliau nusėda. Geležies šalinimo filtras yra neatsiejama šiuolaikinių vandens filtravimo įrenginių dalis.

Fizikiniai ir cheminiai vandens valymo metodai

Fizikiniais ir cheminiais metodais derinamas valymas su reagentais ir mechaninis priemaišų pašalinimas. Dažniausiai naudojami šios grupės metodai:

• adsorbcija;
• krešėjimas;
• flotacija.

Adsorbcija

Adsorbcija suprantama kaip taršos molekulių absorbcijos procesas adsorbento – kietos medžiagos porėtu paviršiumi – paviršiumi. Vienas iš populiariausių adsorbentų yra aktyvuota anglis, galinti išvalyti vandenį iš angliavandenilių, naftos produktų, chloro ir fosforo, taip pat skatinti ozono ir fosforo irimą.

Aktyvintos anglies filtrai dažnai naudojami galutiniam vandens valymui. Jie yra nepakeičiamas beveik bet kurios filtravimo sistemos elementas. Anglies filtrų trūkumai yra greitas kasetės užsikimšimas, kurį reikia dažnai keisti.

Jonų mainai yra adsorbcijos rūšis. Jonų mainų filtruose yra dervos kasetė, kurioje yra natrio jonų. Praėjęs pro tokį filtrą, vanduo su dideliu druskos kiekiu suminkštėja. Vandens druskos pakeičia natrio jonus, paruoštus mainams, todėl vanduo, praėjęs pro tokį filtrą, pasirodo minkštas ir prisotintas natrio.

Deja, jonų mainų filtrai greitai užsikemša ir reikalauja dažnai keisti kasetes.

Krešėjimas

Koaguliacijos metodas pagrįstas tuo, kad specialios medžiagos – koaguliantai pritraukia taršą – metalų druskas, smėlį, molį, o vėliau nusėda dribsnių pavidalu. Nusėdęs, toks vanduo arba toliau valomas filtruojant, arba nusausinamas. Metodas plačiai naudojamas valant pramonės įmonėse.

Koaguliantai gali būti aliuminio sulfatas, sulfatas ir geležies chloridas, kalio alūnas, natrio aliuminatas.

Tam tikra krešėjimo rūšis yra flokuliacija. Skirtingai nuo koaguliacijos, dalelių sukibimas vyksta ne tik jų tiesioginio kontakto metu, bet ir netiesioginio molekulių kontakto procese.

Flotacija

Flotacijos metodas aktyviai naudojamas nuotekų valymui pramonėje. Veiksmingas su. Veikimo principas pagrįstas išsklaidyto oro pridėjimu į vandenį, kuriam veikiant priemaišų molekulės kaupiasi vandens paviršiuje baltų putų pavidalu, po to jos pašalinamos specialia įranga. Po flotacijos vanduo papildomai išvalomas sorbcijos būdu.

Flotacijos pranašumai yra šie:

1. Metodo ekonomiškumas.
2. Dizaino paprastumas.
3. Nuotekų valymo greitis.
4. Galimybė pašalinti naftos produktus.

Pramoniniai filtrai vandens valymui: tipai, skirtumai, kainos

Aukščiau mes daug kalbėjome apie pramoninio vandens valymo ir nuotekų valymo metodus. Pabandykime juos klasifikuoti pagal taršos tipą.

1. Mechaninių priemaišų šalinimas – mechaniniai ir sorbciniai filtrai, mikrofiltravimas.
2. Dezinfekcija – visi membraniniai metodai, išskyrus mikrofiltravimą (atvirkštinis osmosas, nanofiltravimas, ultrafiltravimas), ozonavimą.
3. Geležies šalinimas - chloravimas, ozonavimas, Greensand medžiaga
4. Vandenilio sulfido šalinimas – slėginė ir neslėginė aeracija, chloravimas, ozonavimas, adsorbcija.
5. Organinių medžiagų, chloro, ozono šalinimas – adsorbcija, koaguliacija
6. Naftos produktų išvežimas – flotaciniai agregatai.
7. Minkštinimas – jonų mainai, atvirkštinė osmozė.

Pramoninių filtrų kaina priklauso nuo montavimo sudėtingumo ir naudojamų medžiagų, todėl kaina kiekvienu atveju turi būti nurodyta individualiai.

Švarus vanduo yra raktas į kiekvieno žmogaus sveikatą. Šio vertingo resurso kokybė centriniuose vandentiekio tinkluose ir atskiruose šaltiniuose ne visada atitinka parametrus, užtikrinančius saugų jo vartojimą. Šiuolaikiniai metodai valymas leidžia pasiekti reikiamo lygio fizikinius ir cheminius vandens parametrus.

Švarus vanduo yra raktas į sveikatą ir ilgaamžiškumą

Vandens ūkio įmonių tiekiamas vanduo yra valomas tam tikra seka, o jo kokybė pakeliama iki norminių verčių. Bendras valymo principas visiškai nepašalina visų neigiamų veiksnių, kurie neigiamai veikia žmogaus organizmą. Prastos būklės platūs vamzdynai taip pat daro savo neigiamą indėlį į galutinę vandens kokybę, papildydami vandenį mechaninių priemaišų - rūdžių, purvo ir kt.

Savo vandens tiekimo šaltinio turėjimas taip pat ne visada garantuoja idealią vandens kokybę. Norint vartoti vandenį maistui, šiuo atveju visada reikalinga išsami analizė.

Vandens valymo komplekso konfigūracija visada turi būti formuojama remiantis vandens sudėties analize, dalyvaujant kvalifikuotiems specialistams. Savarankiškas valymo sistemos surinkimas ne visada gali turėti teigiamą poveikį gerinant vandens kokybę.

Priklausomai nuo vandens kokybės, valymo sistemos gali susidėti iš paprasčiausių elementų – smulkių mechaninių filtrų, tačiau dažniausiai derinami skirtingi fizinio ir cheminio valymo būdai. Toliau apžvelgsime populiariausius geriamojo vandens valymo būdus ir būdus.

Puikūs mechaniniai filtrai

Mechaninis filtras vandens įleidimo angoje

Mechaninio valymo filtrai dažniausiai gaminami kolbos pavidalu, kurios viduje yra filtro kasetė. Filtrų elementai pagaminti iš įvairios medžiagos, dažniausiai pagamintas iš polimerinio pluošto (polipropileno) arba keramikos.

Polipropileno kasetė ir specifikacijų lentelė
Puiki filtro kasetė išnaudojus išteklius

Kasetė yra sunaudojama dalis, turi tam tikrą tarnavimo laiką ir ją reikia pakeisti pasibaigus galiojimo laikui. Nuotraukoje aiškiai matyti, kad vanduo centralizuotoje vandentiekio sistemoje nėra skaidrus.

Maišytuvo priedai yra mechaninio valymo filtrų analogai.

Maišytuvo vandens filtras

Mechaniniai filtrai turi šiuos privalumus:

1. Prietaiso paprastumas;
2. Santykinis pigumas;
3. Aukštos kokybės mechaninis valymas.

Pagrindinis paprasčiausio dizaino filtrų trūkumas yra galimybė valyti nuo organinių priemaišų, virusų, pesticidų, nitratų. Insekticidams, pesticidams, organiniams komponentams pašalinti iš vandens, kartu su mechaniniais filtravimo įrenginiais naudojami filtrai su aktyvuota anglimi.

Buitiniai anglies filtrai

Geriamojo vandens valymas nuo daugelio priemaišų atliekamas sorbcijos filtrais, kurių pagrindinis elementas yra aktyvuota anglis. Filtrai (ąsočiai) yra populiarus buitinio geriamojo vandens valymo būdas.

Vanduo praleidžiamas per ąsočio filtro kasetę ir surenkamas į apatinį prietaiso dubenį. Dauguma ąsočių kasečių tipų yra naudojami organiniams komponentams ir ištirpusiam chlorui pašalinti iš geriamojo vandens. Chloro likučiai dažniausiai visiškai pašalinami po aeracijos – jie tiesiog išgraužiami iš nesandaraus indo.

Kai kurių tipų filtrai gali išvalyti vandenį nuo geležies, sunkiųjų metalų druskų, naftos produktų ir kai kurių kitų priemaišų, suminkštinti vandenį. Šis efektas pasiekiamas pridedant jonų mainų komponentų į kasečių medžiagą.

Anglies filtrų kasetės turi tam tikrą resursą, todėl didėjant pro filtrą praleidžiamo vandens kiekiui, jos praranda pirminį efektyvumą. Aktyvintos anglies filtrų trūkumas – organinių priemaišų kaupimasis. Jie tarnauja kaip derlinga bazė mikroorganizmams ir bakterijoms daugintis ir vystytis.

Norint neutralizuoti šį neigiamą anglies filtrų veikimo veiksnį, jie dažnai derinami su vandens dezinfekavimo sistemomis.

Ultravioletinė spinduliuotė ir ozono valymas

Ultravioletinė vandens dezinfekavimo lempa

Ultravioletinė spinduliuotė pasižymi puikiomis baktericidinėmis savybėmis – naikina daugumą bakterijų, virusų, mikroorganizmų rūšių. Tokiu atveju vandens savybės nekinta. Ultravioletinės spinduliuotės taikymo būdas yra gana paprastas ir labai populiarus.

Vandens ozonavimas yra ne mažiau efektyvus, tačiau techniškai sudėtingesnis ir brangesnis procesas. Ozonas yra galingas oksidatorius ir, patekęs į vandenį, dauguma mikroorganizmų žūva. Dezinfekcijos naudojant ozoną kokybė yra daug aukštesnė nei tradicinio metodo – chloravimo.

Ozono sistemos yra techniškai sudėtingos ir reikalauja profesionalių įgūdžių. Dėl didelių sąnaudų ir techninio sudėtingumo jie retai naudojami buityje.

Atvirkštinio osmoso filtravimo sistemos

Osmosinės membranos sistemos laikomos veiksmingiausiomis geriamojo vandens valymui. Išvalymo nuo įvairių priemaišų laipsnis palankiomis sąlygomis gali siekti 97 - 98%. Jų veikimo principas pagrįstas specialios membranos su mikroskopinėmis poromis savybių panaudojimu. Porų dydis yra panašus į vandens molekulės dydį.

Osmosiniai filtrai yra pratekančio ir sandėliavimo tipo. Jie išvalo vandenį nuo mechaninių priemaišų nuo 5 mikronų dydžio, sunkiųjų metalų druskų, virusų, mikroorganizmų, organinių ir neorganinių cheminių junginių. Aukščiausios kokybės atvirkštinio osmoso filtro membrana veikia su švariu, iš anksto išvalytu vandeniu iš mechaninių dalelių.

Atvirkštinio osmoso daugiasluoksnė membrana

Be to, membraną neigiamai veikia padidėjęs kalcio ir magnio druskų, geriau žinomų kaip kietumas, kiekis.

Priklausomai nuo šaltinio vandens kiekio, atvirkštinio osmoso sistemos derinamos su minkštinimo įrenginiais ir smulkiais mechaniniais filtrais.

Osmoso kompleksų trūkumai yra šie rodikliai:

1. Sistema yra palanki aplinka mikroorganizmams vystytis;
2. Valymo metu kartu su kenksmingais komponentais iš dalies pašalinami žmonėms naudingi mineraliniai elementai;
3. Kad sistemos veiktų, pradinis slėgis turi būti ne mažesnis kaip 2,5 kgf / cm 2;
4. Valant vieną litrą vandens, sunaudojama nuo 3 iki 7 litrų vandens su ištirpusiais filtruotais komponentais.

Kai kurie trūkumai kompensuojami naudojant papildomus valymo komponentus. Dezinfekcija dažniausiai atliekama ultravioletine lempa. Išvalyto vandens papildymas mineraliniais komponentais atliekamas mineralizacijos blokais.

Jonų mainų vandens minkštinimo sistemos

Vandenyje ištirpusios kalcio ir magnio druskos neigiamai veikia Virškinimo sistemažmonės gali sukelti akmenų susidarymą. Be to, dėl padidėjusio kietumo vandens šildymo buitiniuose prietaisuose susidaro apnašos ir sugenda jų šildymo elementai (TEN).

Jonų mainų dviejų pakopų vandens valymo sistema

Veiksmingiausias vandens minkštinimo būdas yra filtravimo kompleksai, kurių pagrindą sudaro jonų mainų komponentai – granuliuota derva. Šaltinio vanduo praeina per filtrą, o natrio ir chloro jonai pakeičiami kalcio ir magnio jonais. Po tam tikro laiko jonų mainų medžiaga išplaunama natrio chlorido (natrio chlorido) tirpalu ir pašalinami susikaupę kietumo druskų jonai.

Dažniausiai naudojami jonų mainų įrenginiai pramoniniais tikslais... Dervos išteklius turi savo laikotarpį, jis keičiamas vidutiniškai 1 kartą per 5 - 8 metus. Jonų mainų tipo įrenginiai dažniausiai naudojami operacinėse sistemose ir.

Vario-cinko valymo sistemos

Šio tipo įrenginių veikimo principas pagrįstas vario-cinko lydinio, kurio komponentai turi skirtingą poliškumą, savybių panaudojimu. Priemaišos su atitinkamu krūviu pritraukiamos prie polių, kai vanduo praeina. Dėl redokso reakcijų vanduo išvalomas nuo geležies, sunaikinamas gyvsidabris, švinas, mikroorganizmai, bakterijos ir pan.

Vario-cinko lydinio filtravimo trūkumas yra organinių priemaišų išsaugojimas vandenyje. Šis trūkumas pašalinamas derinant vario-cinko filtrą su anglies filtravimo (adsorbcijos) įrenginiu.

Populiariausi geriamojo vandens valymui namuose yra anglies filtrai ir atvirkštinio osmoso sistemos. Atvirkštinio osmoso filtravimo sistema yra efektyvesnė, tačiau jos pagrindu pagaminti įrenginiai yra brangesni. Kokybiškas vandens valymas šiuolaikiniais metodais dažnai yra brangi, bet būtina priemonė. Geriamasis vanduo su normaliais grynumo ir kokybės parametrais cheminė sudėtis yra kiekvieno žmogaus sveikatos garantija.

Apibūdinimas:

Vidutinio ir aukšto slėgio garo katilų ("stogo katilinių" ir mini-CHP), skirtų pastatams ar miesto gyvenamiesiems kompleksams (CHP) šildyti, vandens ruošimo sistemos (kartu su sukurtomis nanofiltravimo sistemomis su atvirkštinio osmoso sistemomis).

Modernūs pastatai – modernios vandentiekio technologijos!

Nanofiltracijos metodu pagrįstų naujų technologijų ir prietaisų kūrimas miesto pastatų vandens ir šilumos tiekimo sistemoms

A.G. Pervovas, prof., dr. Tech. Sci., Vandens tiekimo katedra, MGSU

A. P. Andrianovas, Cand. tech. Sci., Vandens tiekimo katedra, MGSU

D. V. Špicovas

V. V. Kondratjevas, MGSU Vandens tiekimo katedros inžinierius

Dabartiniai statybos technologijų plėtros tempai ne visada žengia koja kojon su vandens valymo technologijų, naudojamų šiuolaikinių pastatų sanitarinei įrangai, raidai. Akivaizdžiai pasenusių technologijų naudojimas dažnai trukdo statyboms. Pavyzdžiui, būtinybė sukurti pastatuose papildomus vandens valymo įrenginius verčia spręsti išdėstymo, įrengimo ir eksploatavimo (priežiūros) klausimus. Todėl nuo pasirinktos technologijos priklauso ne tik vandens kokybė, bet ir konstrukcijų matmenys, įrengimo ir eksploatavimo kaštai, atsižvelgiant į nuotekų ir vandens kiekius savo reikmėms.

Tradicinės technologijos, kuriose naudojami slėginiai filtrai su smėlio, anglies ir jonų mainų dervų apkrovomis, yra gana „sudėtingos“, reikalauja išlaidų eksploatacijos metu (apkrovų keitimas ar regeneravimas), o jų plovimo ir regeneracijos metu susidaro nuotekos.

Nanofiltravimo sistemų tobulinimas leidžia sukurti įrangą su minimaliu svoriu ir matmenimis, lengvu montavimu ir „didėjančiu“ pajėgumu, minimalios išlaidos techninei priežiūrai, reagentų ir eksploatacinių medžiagų trūkumas.

Dabartinė ekologinė padėtis prisideda prie platesnio membraninių sistemų naudojimo. Tai visų pirma lemia griežtėjantys reikalavimai geriamojo vandens kokybei – organinių chloro junginių, patogeninių bakterijų, fluoridų, nitratų, stroncio jonų ir kt. Šiuolaikinės membranos demonstruoja neginčijamą vandens valymo nuo įvairių rūšių teršalų efektyvumą ir universalumą. Antrasis pagrindinis šiuolaikinių membraninių technologijų bruožas yra jų „ekologinis“ grynumas – sunaudotų reagentų nebuvimas ir atitinkamai pavojingas aplinką išmetimai ir nuosėdos, sukeldami jų panaudojimo problemą. Įvedus mokėjimus už vandens iš čiaupo naudojimą ir išleidimą į nuotekų sistemą, reikia naudoti vandens gerinimo sistemas, kurios suvartoja minimalų vandens kiekį ir neturi išleidimo. Šiuolaikinės vandens ruošimo sistemos, naudojant membranines technologijas, leidžia tiekti inžinerines sistemas aukštos kokybės vandeniu, taip užtikrinant jų darbo patikimumą ir kokybę.

Membraniniai ultrafiltravimo ir nanofiltravimo procesai jau seniai patraukė vandens tiekimo specialistų dėmesį dėl savo „universalumo“ – galimybės vienu metu pašalinti daugybę įvairaus pobūdžio teršalų: biologinių (bakterijų ir virusų), organinių (humino rūgštys ir kt.) , koloidinis, suspenduotas, taip pat tirpus jonine forma. Membraninių procesų skirtumai susideda iš vandens valymo lygio (tam tikrų teršalų įsiskverbimo į išgrynintą vandenį), kuris priklauso nuo membranų porų dydžio.

Nanofiltravimo technologija žinoma nuo seno ir jau pradedama naudoti tiekiant geriamąjį vandenį dėl efektyvaus organinių junginių (spalvos, lakiųjų organinių chloro junginių) ir geležies kiekio bei kietumo mažinimo.

Nanofiltravimo metodas jau plačiai naudojamas paviršiniam ir požeminiam vandeniui valyti, taip pat ir dideliuose miestų statiniuose (pavyzdžiui, Paryžiaus stotyse – 10 000 m 3 / h ir Nyderlanduose - 6 000 m 3 / h).

Tačiau iki šiol nanofiltravimo metodas laikomas savotišku atvirkštinio osmoso metodu su visais jo trūkumais: būtinybe atlikti kruopštų išankstinį apdorojimą, kad nesusidarytų kalcio karbonato nuosėdos ir organinių bei koloidinių medžiagų nuosėdos; didelės eksploatacijos išlaidos, susijusios su išankstinio apdorojimo reagentų dozavimu, ploviklių tirpalų naudojimu ir didelėmis membraninių modulių keitimo sąnaudomis; tradiciniai „ritinio“ tipo membraniniai moduliai, kurie nėra itin patikimi. Didelės reagentų sąnaudos ir kitos eksploatacinės išlaidos specialistus vis dar skeptiškai vertina nanofiltracijos panaudojimą aukštos kokybės vandeniui ruošti dideliuose vandens valymo įrenginiuose, nepaisant neginčijamo efektyvumo, palyginti su „klasikinėmis“ koaguliacijos ir oksidacijos-sorbcijos technologijomis.

Šiuo metu ultrafiltravimo metodas yra plačiai naudojamas pramonėje, kuris daugiausia naudojamas gydymo įstaigos miesto vandentiekio vamzdynai: nuo 2006 m. gruodžio mėn. - Maskvoje Pietvakarių stotyje (taip pat vandens valymo įrenginiuose Paryžiuje, Londone, Amsterdame, Singapūre, daugelyje JAV ir Kanados miestų).

Tačiau ultrafiltravimo membranų (porų dydis 0,01-0,1 mikrono) naudojimas yra labai ribotas (koloidinių dalelių ir bakterijų mažinimas) ir nėra universalus įvairios sudėties vandenų valymui. Todėl vandens valymo schemose ultrafiltravimas naudojamas kartu su kitomis technologijomis (koaguliacija ir oksidacine-sorbcija). Pagrindiniai ultrafiltravimo privalumai yra labai didelis specifinis našumas (daugiau nei 100 l / m 2 h, palyginti su 35-40 l / m 2 h nanofiltravimo atveju) ir galimybė praplauti membranas atvirkštiniu srautu, siekiant pašalinti nešvarumus iš membranų. .

Naujos technologijos kūrimas vandens valymui naudojant nanofiltravimą

Taigi darbo tikslas buvo ištirti galimybę įveikti pagrindinius nanofiltravimo metodo trūkumus ir sukurti technologiją, apjungiančią nanofiltravimo efektyvumą ir ultrafiltravimo paprastumą.

Prielaidos tokiai technologijai sukurti jau seniai subrendo. Yra žinomi paviršinio vandens valymo būdai, naudojant didelių Europos įmonių Norit (Nyderlandai) ir PCI (Didžioji Britanija) nanofiltravimą, naudojant specialias vamzdines konstrukcijas, kurios sumažina nuosėdų susidarymą ir atlieka hidraulinį praplovimą su slėgio sumažinimu, kad „nuvalytų“ nuo membranos paviršiaus teršalus. . Tačiau vamzdinių konstrukcijų aparatai turi labai mažą specifinį membranų paviršiaus plotą ir žymiai padidina įrenginių apimtį bei jų energijos suvartojimą, o tai galiausiai reiškia dideles specifinių kapitalo ir eksploatacinių sąnaudų vertes.

Šiuolaikiniai ritininio dizaino membraniniai aparatai turi didelį pranašumą prieš aparatus su vamzdinėmis membranomis tuščiavidurių pluoštų pavidalu, naudojamus šiuolaikiniuose ultrafiltravimo įrenginiuose - tai yra "membranos įpakavimo" tankis arba didelis specifinis membranų paviršiaus plotas tūrio vienete. aparato. Esant tų pačių „standartinių“ membraninių modulių matmenims (skersmuo 200 mm, ilgis 1000 mm), bendras membranos paviršius ultrafiltravimo modulyje yra 18-20 m 2, o nanofiltravimo modulyje - 35-40 m 2. Be to, ritininio modulio su plokščiomis membranomis gamybos kaina yra žymiai (50-60%) pigesnė nei tuščiavidurio pluošto modulio. Todėl pagrindinė darbo kryptis buvo ritininės konstrukcijos tobulinimas, siekiant padidinti darbo patikimumą ir „atsparumą“ taršai. Ritininio elemento konstrukcijos netobulumas yra susijęs su separatoriaus tinkleliu (1 pav.), kuris yra užteršimo „spąstai“. Todėl prietaisų su "atviru" kanalu sukūrimas be trukdžių tinklelio leidžia išvengti teršalų kaupimosi eksploatacijos metu ir užtikrinti hidraulinio praplovimo galimybę su slėgio sumažinimu. Pasirinkus optimalias savo savybėmis nanofiltravimo membranas ir tobulinant įvairių standartinių dydžių membraninių modulių gamybos technologijas, buvo galima sukurti technologijas be reagentų daugeliui vandens valymo atvejų. Reagentų nebuvimą schemoje užtikrina, viena vertus, didelis membranų efektyvumas, susijęs su ištirpusių priemaišų sulaikymu, kita vertus, nuolatinis priemaišų pašalinimas nuo membranos paviršiaus dėl automatizuotos hidraulinės sistemos. membranų filtravimo paviršiaus praplovimas ir palaikymas „švarus“.

Dėl sukurtų prietaisų konstrukcijų ir automatizuoto plovimo buvo sukurtos technologijos, leidžiančios išvalyti vandenį, kuriame yra daug skendinčių dalelių, geležies, kietumo ir spalvos. Priklausomai nuo išvalyto vandens sudėties (daugiausia turinio organinės medžiagos skirtingo pobūdžio), parenkamas tinkamiausių atrankinių savybių membranų prekės ženklas. Įvairių tipų membranos buvo išbandytos paviršinio ir požeminio vandens valymui, tačiau naujausios celiuliozės acetato membranos su specialiais stabilizuojančiais priedais parodė didžiausią efektyvumą. Dėl hidrofilinio paviršiaus membranos itin efektyviai sulaiko geležies jonus ir ištirpusias organines medžiagas. Be to, nemažai koloidinių ir organinių junginių dėl savo paviršiaus savybių blogiau nusėda ant acetatinių membranų nei ant kompozitinių. Pirmiau nurodytos nuostatos buvo įrodytos atlikus išsamius tyrimus, aprašytus pridedamose publikacijose. Tiek vidaus, tiek užsienio firmos neturi analogų iki šiol sukurtiems prietaisams ir membranoms. Membranų gavimo ir ritininių elementų su „atviru“ kanalu gamybos technologija taip pat yra „know-how“ ir nėra išsamiai atskleista. Daugelis autorių ilgą laiką bandė tobulinti ritininių elementų kanalus, tačiau dėl technologijos sudėtingumo rezultatai nebuvo plačiai naudojami pramonėje. Šiame darbe naudojame anksčiau aprašytą ir patentuotą gamybos technologiją, tačiau bendrų autorių veiksmų dėka ji buvo patobulinta ir patentuojama.

Sukurti nanofiltravimo įrenginiai yra konkurencingi kaina, našumu ir plovimo režimu su ultrafiltravimo įrenginiais, yra daug efektyvesni pagal specifines savybes. Fig. 2 parodyta „standartinio“ dydžio aparato našumo priklausomybė nuo laiko valant paviršinį vandenį iš upės.

Dėl produktyvumo praradimo formuojantis nuosėdoms ant membranų ir negrįžtamo porų užsikimšimo suspenduotomis dalelėmis, vidutinis ultrafiltravimo membranų produktyvumas yra 40-50% mažesnis nei "paso", skiriasi 30-40% nuo aparato su nanofiltravimo membranomis našumas.

Vandens iš vandens tiekimo sistemos miesto pastatuose vėlesnio valymo technologija

Vandenyje centralizuotuose vandentiekio vamzdynuose dažnai būna suspenduotų koloidinių medžiagų (pavyzdžiui, geležies hidroksido), taip pat bakterijų dėl antrinės vandens taršos vamzdynuose. Kai kuriais atvejais yra padidėjęs chloro-organinių medžiagų kiekis (potvynių metu). Tradiciškai skendinčioms dalelėms šalinti naudojami mechaniniai slėgio filtrai, o organinių medžiagų kiekiui ir kvapams sumažinti – sorbcijos filtrai.

Pagrindiniai šio požiūrio trūkumai yra šie: gana didelių gabaritų filtrų naudojimas (dažniausiai importuojami iš stiklo pluošto, kurio skersmuo yra 0,75–1,2 m, o aukštis didesnis nei 2 m); sunkumai montuojant filtrus esamose patalpose; sunkumai aptarnaujant ir keičiant atsisiuntimus; gana greitas anglies sorbcijos pajėgumų išeikvojimas ir poreikis jas pakeisti.

Pastaruoju metu vietoj mechaninių filtrų naudojami ultrafiltravimo įrenginiai, užtikrinantys gilesnį geležies koloidų, bakterijų ir virusų pašalinimą iš vandens. Be to, membraniniai blokai yra kompaktiški, turi žymiai mažesnį svorį ir tūrį, palyginti su mechaniniais filtrais, o tai ypač svarbu naudojant ir dedant miesto pastatuose. Tačiau sorbcinių filtrų naudojimas miesto pastatuose dėl ribotos apkrovų sorbcijos reikalauja gana didelių tokių įrenginių aptarnavimo kaštų.

Nanofiltravimo įrenginių naudojimas leidžia išspręsti organinių teršalų pašalinimo iš vandentiekio vandens problemą nenaudojant sorbcinių filtrų ir minimaliomis eksploatacinėmis sąnaudomis.

Skaičiavimai ir tyrimai rodo, kad daugumos (per 90%) organinių teršalų pašalinimas nanofiltravimo būdu leidžia 10-20 kartų pailginti sorbcinių filtrų tarnavimo laiką arba atitinkamai sumažinti jų tūrį, apsiribojant kasetinių filtrų naudojimu tik tuo atveju. kvapų vandenyje potvynių ar avarinių situacijų metu. prie vandens šaltinio. Be to, nanofiltracinės membranos iš dalies pašalina vandens kietumą ir šarmingumą, todėl vanduo tinkamas naudoti šildymo ir karšto vandens tiekimo sistemose, todėl klientui nereikia naudoti minkštiklių ir papildomų eksploatacinių medžiagų (tabletės).

Šiuolaikiniai miesto objektų klientai dažnai patys kelia papildomus vandens kokybės reikalavimus, daug griežtesnius nei esamų tarptautinių PSO ir SanPiN standartų reikalavimai, kuriuos lemia „ypatingų“ vartotojų buvimas pastatuose - klinikose, medicinos sveikatos centruose, maitinimo įstaigose. įstaigos ir kt.

Taigi, pavyzdžiui, projektuodami Federacijos dangoraižio STOZ sistemas, dizaineriai „susidūrė“ su reikalavimais geležies kiekiui -0,05 mg / l, GSS (halogenų turintiems junginiams) -10 μg / l (nepaisant PSO standartų). : atitinkamai 0,3 mg / l ir 200 μg / L). Panašūs reikalavimai pasirodė esą lemiami 2002 metais renkantis nanofiltravimo sistemas vandens tiekimui į Centrinės galinės muitinės ir FSB poliklinikos Maskvoje pastatus (3, 4 pav.).

Šiame darbe atlikti tyrimai, siekiant palyginti oksiduojamumo mažinimo efektyvumą ir ištirpusių organinių medžiagų kiekį vandentiekio vandenyje, naudojant ultrafiltravimo sistemas su sorbcinėmis papildomo apdorojimo ir nanofiltravimo sistemomis. Išvalyto vandens kokybė buvo vertinama pagal oksiduojamumą.

Vandens kokybė paprastai vertinama pagal šviesos sugerties kreivių pobūdį, kur organinių medžiagų molekulinė masė ir pobūdis atitinka tam tikrus bangos ilgius.

Fig. 5 parodytos vandens iš čiaupo, praleisto per nanofiltravimo membranas 4 ir filtrą su anglimi 2 ir 3, šviesos sugerties kreivės. Naudojant nanofiltravimo membranas 4 galima gauti mažai oksiduojančio vandens. Papildomai panaudojus sorbcinius filtrus po nanofiltracijos tik kvapui pašalinti, jų resursas išauga daug kartų. Sorbcinio filtro eksploatavimo trukmės bandymų rezultatai (jo sorbcinės talpos nustatymas) parodyti pav. 6.

Nanofiltravimo technologijos taikymo ekonominį efektą lemia sumažėjusios papildomo valymo įrenginių priežiūros išlaidos.

Vandens valymo technologija šildymo ir vėdinimo reikmėms

Dabartinė miesto statybos būklė reikalauja spręsti pastatų tiekimo ne tik kokybišku SanPiN reikalavimus atitinkančiu geriamuoju vandeniu, bet kai kuriais atvejais ir specialių technologinių poreikių vandeniu problemas:

šildymo ir šildymo kontūrų papildymas;

Oro kondicionavimo sistemų purkštuvų ir garintuvų grandinių sudarymas;

Šilumos tiekimo sistemų garo katilų "stogo katilinių" grimas.

Atsižvelgiant į reikalavimus, keliamus valomo vandens kokybei, nanofiltravimo sistemose naudojamos skirtingų tipų membranos su skirtingais selektyvumo rodikliais (druskos sulaikymo geba). Naudojant membraninius įrenginius šilumos tinklų ir karšto vandens tiekimo reikmėms, išvalyto vandens karbonatinis indeksas KI turi atitikti šias sąlygas:

KI = [Ca +2] · ≤ 2-5,

kur kalcio ir šarmingumo koncentracijos vertės, išreikštos mg-ekv / l.

Kad atitiktų šiuos reikalavimus, nanofiltracinės membranos idealiai tinka kartu su sukurtais membraniniais elementais su „atviru kanalu“, kuris neleidžia susidaryti aparate stovinčioms zonoms ir jose kalcio karbonato nuosėdoms, o tai smarkiai sumažina veikimo laiką. aparato.

Jei reikia gauti tiekimo vandens garo katilams ir oro kondicionavimo grandinėms, reikia vandens, kurio kietumo vertės yra 0,01–0,02 mg-ekv / l. Tradiciškai, norint gauti giliai suminkštintą vandenį, naudojamos dviejų pakopų Na-katijonizacijos sistemos arba (šiuo metu) vietoj pirmosios Na-katijonizacijos pakopos naudojamas atvirkštinio osmoso įrenginys. Abiem atvejais giluminio minkštinimo schemos reikalauja didelių eksploatacinių kaštų (tabletės druskos, inhibitorių, ploviklių tirpalams, dažnam aptarnavimui) ir regeneravimo tirpalų šalinimo problemų sprendimo. Pasitelkus darbe pateiktus patobulinimus, buvo sukurtos dviejų pakopų minkštinimo schemos (I stadijoje naudojant membraninio nanofiltravimo įrenginius) ir II pakopos atvirkštinio osmoso įrenginius (7 pav.).

Tokios schemos leidžia išvengti reagentų naudojimo jų veikimo metu ir užtikrina ilgą (virš 2500 valandų) nenutrūkstamo veikimo laikotarpį. Kai kuriais atvejais patartina naudoti specialiai sukurtas kasetes su miltelių pavidalo inhibitoriumi, kad padidėtų atvirkštinio osmoso sistemų patikimumas.

Sukurta speciali kompiuterinė programa membraninių grandinių eksploatacinėms charakteristikoms nustatyti naudojant atvirkštinio osmoso ir nanofiltravimo įrenginius (valymo tirpalų tipų nustatymas, nepertraukiamo veikimo laikas ir kt.).

Įvairių giluminio minkštinimo schemų eksploatacinių kaštų palyginimo pavyzdys parodytas pav. aštuoni.

Dėl naujų tipų membranų ir membraninių įtaisų naudojimo maksimaliai padidinamas eksploatavimo laikas, dėl to sumažėja įrengimo priežiūros išlaidos (9 pav.).

Bendras dviejų pakopų membraninių sistemų vaizdas parodytas Fig. dešimt.

Aprašytos technologijos naudojamos kuriant:

Centralizuoto vandens tiekimo vandens valymo sistemos: paviršinio vandens valymo stotys ir požeminio vandens valymo stotys, kurių našumas iki 10 000 m 3 / h; sistemos yra visiškai be reagentų;

Vandens valymo sistemos mikrorajonams ir pramoninių bei komercinių pastatų kompleksams;

Pasirinktų gyvenamųjų ir biurų pastatų vandentiekio vandens kokybės gerinimo sistemos;

Vandens valymo sistemos, skirtos gyvenamųjų ir pramoninių pastatų šildymo sistemų ir katilų papildymui;

Miesto įmonių techninių vandentiekio vamzdynų tiekiamo vandens kokybės gerinimo sistemos;

Vidutinio ir aukšto slėgio garo katilų ("stogo katilinių" ir mini-CHP), skirtų pastatams ar miesto gyvenamiesiems kompleksams (CHP) šildyti, vandens ruošimo sistemos (kartu su sukurtomis nanofiltravimo sistemomis su atvirkštinio osmoso sistemomis). Sukurtos technologijos leidžia išspręsti problemas, kylančias naudojant kompaktišką, lengvai surenkamą įrangą su paprasčiausiai „sukuriant“ galią, užtikrinančią automatizuotą visą parą veikiantį darbą, kuriam nereikia reagentų ir eksploatacinių medžiagų bei reikalauja priežiūros. matuoja ne ilgiau kaip 6 mėnesius nepertraukiamo veikimo.

Didelio (gyvenamojo ar viešbučio pastato) vandens tiekimui vandens valymo sistemą gali sudaryti keturi membraniniai blokai, kurių bendras pajėgumas yra 50 m 3 / h. Kiekvieno bloko (kurio talpa 12 m 3 / h) matmenys yra 1,5 m (gylis) x 1,5 m (aukštis) x 0,5 m (plotis). Bendri stoties, kurios talpa 50 m 3 / h, matmenys yra (PxPxA) 3,5x1, 5x1,5 m. Kiekvieno įrenginio pristatymo komplektą sudaro: stiprintuvas, membraniniai įtaisai, papildomo apdorojimo kasetės su anglimi. Sistemos veikimas susideda iš profilaktinio nuplovimo (1-2 kartus per metus) ir anglies kasečių keitimo (kartą per metus). Membranų tarnavimo laikas yra 5 metai. Vieno bloko išdėstymas parodytas fig. 11, bendras vieno bloko, kurio talpa 12 m 3 / h, vaizdas parodytas fig. 12.

Literatūra

1. Pervovas A.G. Andrianovas A.P. Šiuolaikinės membraninės nanofiltravimo sistemos aukštos kokybės geriamam vandeniui ruošti // Santekhnika. 2007. Nr.2.
2. Futselaar M. ir kt. Tiesioginis kapiliarinis nanofiltravimas paviršiniam vandeniui. // Gėlinimas. V. 157 (2003), p. 135-136.
3. Futselaar H., Schonewille H., Meer W. Tiesioginis kapiliarinis nanofiltravimas paviršiniam vandeniui. (Pristatyta Europos gėlinimo ir aplinkos konferencijoje: gėlas vanduo visiems, Malta, 2003 m. gegužės 4–8 d. EDS, IDA) // Desalination. 2003. T. 157, p. 135-136.
4. Bruggen B., Hawrijk I., Cornelissen E., Vandecasteele C Tiesioginis paviršinio vandens nanofiltravimas naudojant kapiliarines membranas: palyginimas su plokščiomis lakštinėmis membranomis. // Atskyrimo ir gryninimo technologija. 2003 m.
5. Bonn_ P.A.C., Hiemstra P., Hoek J.P., Hofman J.A.M.H. Ar tiesioginis nanofiltravimas naudojant oro praplovimą yra alternatyva Amsterdamo buitiniam vandens gamybai? // Gėlinimas. 2002. V. 152, p. 263-269.
6. Trisep svetainė http://www.trisep.com.
7. PIC membranų svetainė http://www.pcimem.com.
8. Pervovas Aleksejus G., Melnikovas Andrejus G. Reikalingo teršalų pašalinimo laipsnio nustatymas RO pašarų pirminiame apdorojime. // IDA pasaulinė gėlinimo ir vandens pakartotinio naudojimo konferencija 1991 m. rugpjūčio 25–29 d., Vašingtonas. Pirminis apdorojimas ir užteršimas.
9. Pervovas A.G. Supaprastintas RO proceso dizainas, pagrįstas užsiteršimo mechanizmų supratimu.// Desalination 1999, Vol. 126.
10. Riddle Richard A. Atvirojo kanalo ultrafiltravimas atvirkštinio osmoso apdorojimui. // IDA pasaulinė gėlinimo ir vandens pakartotinio naudojimo konferencija 1991 m. rugpjūčio 25–29 d., Vašingtonas. Pirminis apdorojimas ir užteršimas.
11. Pervovas A.G. Membraninis ritininis elementas. Patentas Nr.2108142, išduotas. 1998-10-04.
12. Irvine'as Edas, Welchas Davidas, Smithas Alanas, Rachwalas Tony. Nanofiltravimas spalvos pašalinimui – 8 metų eksploatavimo patirtis Škotijoje. // Proc. Iš Konf. dėl geriamojo ir pramoninio vandens gamybos membranų. Paryžius, Prancūzija, 2000 m. spalio 3-6 d. V 1, p. 247-255.
13. Pervovas A.G. Apnašų susidarymo prognozė ir valymo procedūrų grafikai atvirkštinio osmoso veikimo metu. // Druskinimas 1991, t. 83.
14. Hilalas Nidalas, Al-Khatibas Laila, Atkinas Brianas P., Kochkodanas Viktoras, Potapchenko Nelya. Fotocheminis membranų paviršių modifikavimas, siekiant sumažinti (biologinį) užterštumą: nanoskalės tyrimas naudojant AFM // Desalination 2003, Vol. 156, p. 65-72.
15. Hilal Nidal, Mohammad A. Wahab, Atkina Brian, Darwish Naif A. Atominės jėgos mikroskopijos naudojimas siekiant pagerinti nanofiltravimo membranų savybes gėlinimo išankstiniam apdorojimui: apžvalga // Desalination 2003, Vol. 157, p. 137-144.
16. Pervov A.G., Motovilova N.B., Andrianov A.P., Efremov R.V. Spalvoto vandens valymo sistemų kūrimas šiauriniuose regionuose, remiantis nanofiltravimo ir ultrafiltravimo technologijomis. mokslinis. darbai. Sutrikimas 5.M., 2004 m.
17. Pervovas A.G., Andrianovas A.P., Spitsovas D.V., Kozlova Yu.V. Optimalios vandens iš čiaupo valymo miesto pastatuose, naudojant membraninius augalus, schemos pasirinkimas // Septintojo tarptautinio kongreso „Vanduo: ekologija ir technologijos“ pranešimų rinkinys .. . 1 tomas.
18. Pervovas A.G., Bondarenko V.I., Zhabin G.G. Kombinuotų atvirkštinio osmoso ir jonų mainų sistemų taikymas ruošiant tiekimo vandenį garo katilams // Energosberezhenie i vodopodgotovka. 2004. Nr.5.

Vanduo yra medžiaga, kurią vartojame kasdien, ir žmogaus sveikatai labai svarbu gerti kokybišką vandenį... V skirtingos salys Vandentiekio vandeniui galioja skirtingi standartai, pagal kuriuos nustatomas skaidrumas ir įvairių medžiagų kiekis jame. Rusija nėra tarp griežčiausių taisyklių. Net jei vandenyje yra sunkiųjų metalų, mažai tikėtina, kad vandens tiekimo įmonė tai plačiai reklamuos. Nors patogeninių mikroorganizmų dažniausiai nerandama vandentiekio vandenyje, tačiau jame gausu įvairių cheminių medžiagų. Jei patys nepasirūpinsite vandens grynumu, galite užsidirbti aibę nemaloniausių šiuo klausimu ligų. Todėl siūlome susipažinti su tuo, kas egzistuoja Šiuolaikiniai vandens valymo metodai .

Dabar galite rasti daug dviprasmiškos informacijos apie vandens valymo metodus ir sistemas. Šis straipsnis suteikia šiuolaikinių vandens valymo būdų buityje ir pramonėje apžvalga, taip pat paaiškina kai kuriuos klausimus apie šių metodų veiksmingumą.

1. Anglies filtrai

Anglies filtrų privalumai:

• Puikiai tinka pesticidams ir chlorui pašalinti.
• Nebrangus.

Filtrai būna visų formų ir dydžių. Tai vienas seniausių ir pigiausių vandens valymo būdų. Daugumoje anglies filtrų naudojama aktyvuota anglis. Vanduo lengvai prasiskverbia pro aktyvintosios anglies filtrą, turintį didelį porų paviršiaus plotą (iki 1000 m 2 / g), kuriame vyksta teršalų adsorbcija. Aktyvuota anglis naudojama tiek kietų blokų, tiek granulių pavidalu. Vanduo praeina per kietą bloką ilgiau, todėl šie filtrai efektyviau sugeria teršalus. Aktyvintos anglies filtrai geriausiai tinka pašalinti teršalus, tokius kaip insekticidai, herbicidai ir PCB. Jie taip pat gali pašalinti daugelį pramoninių cheminių medžiagų ir chloro. Tačiau aktyvuota anglis nepašalina daugumos neorganinių cheminių medžiagų, ištirpusių sunkiųjų metalų (pvz., švino) ar biologinės taršos. Siekdami tam tikru mastu pašalinti šiuos trūkumus, daugelis gamintojų naudoja aktyvuotą anglį kartu su kitais valymo būdais, pavyzdžiui, keraminiais filtrais ar ultravioletine spinduliuote, apie kurią bus kalbama vėliau. Tačiau net ir su šiais patobulinimais anglies filtravimo sistemos turi savo apribojimų ir trūkumų.

Anglies filtrų trūkumai:

• Nepašalina bakterijų.
• Trumpalaikis.

Anglies filtrai yra puiki terpė daugintis bakterijoms. Jei vanduo prieš filtravimą nebuvo apdorotas chloru, ozonu ar kitais baktericidinės apsaugos būdais, tuomet bakterijos iš vandens nusėda filtre ir ten dauginasi, užteršdamos per jį tekantį vandenį. Dėl šios priežasties nerekomenduojama naudoti anglies filtro, kai vanduo tiekiamas tiesiai iš natūralaus šaltinio. Kai kurie gamintojai teigia, kad problema išspręsta pridedant sidabro. Deja, ši technologija nėra pakankamai efektyvi. Vanduo turi likti sąlytyje su sidabru daug ilgiau, kad būtų pasiektas reikšmingas poveikis. Be to, laikui bėgant anglies filtrai pradeda prarasti savo efektyvumą. Palaipsniui filtras praranda gebėjimą sulaikyti nešvarumus ir vis daugiau nešvarumų patenka į filtruojamą vandenį. Tuo pačiu metu vanduo ir toliau lengvai teka per filtrą, o kaip efektyviai veikia filtras, galite sužinoti tik išanalizavę vandens kokybę, tačiau ne visi namuose turi laboratoriją. Todėl filtrą reikia pakeisti praėjus tam tikram laikui arba išfiltravus tam tikrą vandens kiekį.

Keraminių filtrų trūkumai:

• Neveiksmingas prieš organinius teršalus ir pesticidus.

Keraminiai filtrai neveiksmingi pašalinant organinius teršalus ar pesticidus. Taigi šie filtrai nerekomenduojami namų vandens valymui. Namuose jie turėtų būti suporuoti su anglies filtru.

Ozonavimo trūkumai:

• Šis metodas nepašalina sunkiųjų metalų, mineralų ir pesticidų.
• Ozonas greitai skyla į deguonį ir praranda savo efektyvumą.
• Labai brangus metodas.
• Ozonas yra labai toksiška medžiaga, todėl sistema turi būti atidžiai stebima jutikliais.

Norint gauti geriamojo vandens, vien ozonavimo nepakanka. Nepašalina sunkiųjų metalų, mineralų ar pesticidų. Ir, skirtingai nei chloras, kuris, būdamas vandenyje, ir toliau atlieka savo funkciją, ozonas veikia labai trumpai. Jis beveik akimirksniu suyra ir neturi likutinio valymo efekto. Kitas vandens ozonavimo kliūtis yra kaina. Namuose naudoti ozonavimą yra per brangu.

4. Ultravioletinė spinduliuotė

UV spinduliuotės naudojimo pranašumai:

• Naikina bakterijas ir virusus.

Kai mikroorganizmai, tokie kaip bakterijos ir virusai, sugeria ultravioletinę spinduliuotę, prasideda tam tikros reakcijos, kurios sukelia jų mirtį. Dėl to UV spinduliuotė yra labai efektyvus būdas naikinti patogenus, tokius kaip E. coli ir Salmonella, nepridedant cheminių medžiagų, tokių kaip chloras. UV spinduliuotė yra vienas iš nedaugelio valymo būdų, galinčių sunaikinti virusus, o tai ypač svarbu kaimo vietovėse, kur nėra kito būdo gauti kokybišką vandenį.

UV spinduliuotės trūkumai:

• Neveiksmingas prieš visus organizmus.
• Negali pašalinti sunkiųjų metalų, pesticidų, kitų fizinių teršalų.

5. Jonų mainų vandens filtrai

Jonų mainų filtrų privalumai:

• Prailgina vandens šildytuvų, skalbimo mašinų veikimą.

Jonų mainų filtrų trūkumai:

• Jie neišvalo vandens ir nepadaro jo saugaus žmonėms.

Jonų mainų filtrai veikia kaip vandens minkštikliai ir neturi įtakos mikroorganizmams. Tinka kieto vandens minkštinimas Skalbimo mašina ir vandens šildytuvas, taip pat plaukiant. Kietas vanduo labiau stangrina odą, o muilas jame mažiau muiluoja. Tačiau minkštas vanduo nėra sveikesnis už kietą vandenį. Minkštikliai vandens nevalo.

6. Vario-cinko vandens valymo sistemos

Vario-cinko valymo sistemų privalumai:

• Veiksmingai pašalina chlorą ir sunkiuosius metalus.

Panašūs vandens filtrai parduodami KDF pavadinimu. Jie naudoja patentuotą vario ir cinko lydinį, kuris yra filtre granulių pavidalu. Vario ir cinko molekulės veikia kaip skirtingi akumuliatoriaus poliai. Užterštam vandeniui praeinant pro granules, viena dalis priemaišų nukreipiama į cinką, kita dalis priešingo krūvio priemaišų – į varį. Tokiu atveju vyksta redokso reakcijos, kurių metu potencialiai pavojingos cheminės medžiagos tampa nepavojingos. Apdorojant chloruotą vandenį susidaro cinko chloridas. Taip pat tokie filtrai sumažina gyvsidabrio, arseno, geležies ir švino kiekį. Kai jis praeina pro filtrą, vandenyje sunaikinamos bakterijos ir kiti organizmai.

Vario-cinko valymo sistemų trūkumai:

• Neveiksmingas prieš pesticidus ir organinius teršalus.

Vario-cinko valymo sistemos neleidžia pašalinti pesticidų ir kitų organinių teršalų. Tačiau KDF sistemose paprastai yra anglies filtro blokas, siekiant pašalinti šiuos trūkumus.

7. Atvirkštinio osmoso sistemos

Atvirkštinio osmoso sistemų privalumai:

• Jie gerai išvalo vandenį nuo metalų, bakterijų, virusų, mikroorganizmų, taip pat organinių ir neorganinių cheminių medžiagų.

Atvirkštinio osmoso sistema iš pradžių buvo naudojama gėlinimui jūros vandens... Valymo metu suslėgtas vanduo praeina per pusiau pralaidžią sintetinę membraną. Esant palankioms sąlygoms, šis filtravimo būdas leidžia pašalinti nuo 90% iki 98% sunkiųjų metalų, virusų, bakterijų ir kitų organizmų, organinių ir neorganinių cheminių medžiagų.

Atvirkštinio osmoso sistemų trūkumai:

• Dideli nuotekų kiekiai.
• Sintetinę membraną ardo chloridas ir fiziniai teršalai.
• Sistemoje gali augti bakterijos.
• Su kietu vandeniu jie veikia blogiau.

Nepaisant pranašumų, atvirkštinio osmoso sistemos turi didelių trūkumų. Pradedantiesiems jie reikalauja itin daug išteklių; norint gauti 1 litrą švaraus vandens, į kanalizaciją išplaunama 3-8 litrai užteršto vandens. Tai, kad šiose nuotekose yra koncentruotų teršalų, kai kurios vandens trūkumo patiriančios bendruomenės privertė tokias valymo sistemas visiškai uždrausti.

Kad šios sistemos tinkamai veiktų, taip pat reikalingas minimalus 2,7 baro vandens slėgis. Reikia pasirūpinti, kad membrana būtų vientisa, ją reikia keisti kas kelerius metus.

Membrana pablogėja esant chlorui ir valant drumzliną vandenį. Todėl atvirkštinio osmoso sistemoms reikalingas išankstinis vandens valymas anglies filtru.

Atvirkštinio osmoso sistemos taip pat yra gera terpė daugintis bakterijoms, kurioms gali prireikti anglies filtro tarp RO įrenginio ir vandens rezervuaro bei kito filtro tarp rezervuaro ir drenažo čiaupo. Galiausiai, jei vanduo pakankamai kietas, gali prireikti papildomos vandens minkštinimo sistemos.

Atsižvelgiant į išvardytus trūkumus, tikrai sunku šias sistemas laikyti geresnis būdas vandens išgryninimas.

8. Distiliavimas

Distiliavimo pranašumai:

• Pašalina įvairius teršalus, naudingas kaip pirmasis valymo žingsnis.
• Galima naudoti kelis kartus.

Teisingai atliekant distiliavimą gaunamas gana švarus ir saugus vanduo. Yra kritikų dėl distiliuoto vandens gėrimo, tačiau daugelis žmonių jau daugelį metų geria distiliuotą vandenį be jokių sveikatos problemų. Distiliavimas yra gana paprastas procesas: vanduo kaitinamas iki virimo ir paverčiamas garais. Verdant žūva įvairios bakterijos ir kiti ligų sukėlėjai. Garai, gauti verdant, atšaldomi ir vėl gaunamas vanduo.

Distiliavimo trūkumai

• Teršalai tam tikru mastu patenka į kondensatą.
• Reikia atidžiai prižiūrėti, kad distiliuotojas būtų švarus.
• Lėtas procesas.
• Jis sunaudoja daug vandens iš čiaupo (vėsinimui) ir energijos (šildymui).

Neorganiniai teršalai gali migruoti plona vandens plėvele, kuri susidaro ant vidinių sienelių. Taip pat į vandenį, kuriame vanduo pašildomas, patenka teršalai iš stiklo ar metalo.

Organiniai junginiai, kurių virimo temperatūra žemesnė nei 100 °C, automatiškai perkeliami į distiliatą, o net organiniai junginiai, kurių virimo temperatūra aukštesnė nei 100 °C, gali ištirpti vandens garuose ir taip pat pereiti į distiliatą. Virimo metu dėl gaunamos energijos gali susidaryti nauji organiniai chloro junginiai.

Distiliavimas yra lėtas procesas, reikalaujantis ilgą laiką laikyti vandenį. Laikymo metu vanduo gali būti vėl užterštas medžiagomis iš aplinkos oro.

Distiliavimas reikalauja daug energijos ir vandens, todėl yra brangus procesas. Be to, būtina reguliariai valyti distiliatorių nuo proceso metu susikaupusių teršalų.

Šis straipsnis pagrįstas daktaro Davido Williamso, gydytojo, biochemiko ir gamtos terapeuto, darbu.

(Peržiūrėta 18 552 | Peržiūrėta šiandien 1)

Novatoriškas „Naked“ filtras, skirtas pakartotinai užpildomiems buteliams pagal „Liquidity“.