>

Tehnologii și scheme de tratare a apei pentru aplicarea acestora în sectorul locuințelor. Tehnologii moderne de tratare a apei în industrie și inginerie energetică Tratarea apei moderne

Tratarea apei industriale este o etapă importantă în producția multor tipuri de produse. Consumand zilnic diverse bauturi, nici nu ne gandim la cate stadii de filtrare trece apa din care sunt facute. Curățarea industrială este la fel de importantă Ape uzateîmpreună cu care o masă de substanțe chimice nocive pătrunde în sursele naturale. Apa alimentată la sistemele centrale de alimentare cu apă este, de asemenea, supusă pregătirii industriale.

În fiecare an problema lipsei de apă potabilă devine tot mai acută. Deja, aproximativ 1/6 dintre locuitorii Pământului nu au acces la el. Printre motivele deficitului de apă dulce:

  • consum mare peste nevoi;
  • populație în creștere;
  • topirea ghetarilor;
  • poluarea apelor de suprafata cu deseuri menajere si industriale.

Principalele surse de poluare sunt efluenții municipali și industriali. Primele conțin diverse bacterii dăunătoare care pot provoca boli grave. Al doilea este acumularea de tot felul de substanțe chimice: acizi și alcaline, metale grele, produse petroliere etc.

Tratarea apei industriale este împărțită în tratarea apei și tratarea apei. Tratarea apei este înțeleasă ca purificarea și dezinfecția apei în scopul acesteia. In etapa de tratare a apei au loc limpezirea, dedurizarea, degazarea, dezodorizarea si dezinfectarea.

Clarificarea înseamnă îndepărtarea diferitelor particule suspendate și dizolvate care provoacă culoare și turbiditate. Înmuierea este facilitată de eliminarea sărurilor de calciu și magneziu. Prin degazare, diferite gaze dizolvate, cum ar fi hidrogenul sulfurat, sunt îndepărtate din lichid. Dezinfecția duce la distrugerea microflorei patogene, iar în stadiul de dezodorizare pleacă mirosuri neplăcute străine.

Pentru a atinge obiectivele de mai sus, se folosesc metode din trei grupuri:

  1. Fizic.
  2. Chimic.
  3. fizico-chimic.

Metode fizice (metode) de curățare

Metodele fizice de purificare a apei industriale îndepărtează impuritățile fără utilizarea de reactivi. Astfel de metode se bazează pe o varietate de fenomene fizice. Acest grup include:

  1. Filtrare mecanică.
  2. Ultrafiltrare.
  3. Nanofiltrarea.
  4. Microfiltrare.

Filtrarea mecanică a apei

Purificarea apei industriale prin filtrare mecanică este cea mai simplă metodă; se realizează în etapa primară a epurării apei. Filtrele mecanice sunt împărțite în filtre grosiere și fine.

Filtrele grosiere sunt instalate în etapa de admisie a apei. Principiul de funcționare este că sita împiedică trecerea particulelor mari de impurități: nisip, argilă, materie organică, săruri de calciu și magneziu. Astfel de filtre sunt denumite popular „colectori de noroi”. Sunt un element indispensabil al tratării apei. Datorită acestora, culoarea și turbiditatea sunt distruse, precum și mirosurile neplăcute dispar.

Filtrele fine se bazează pe un cartuş cu un sorbent, trecând prin care apa este purificată din diverse gaze, compuşi chimici şi unele microorganisme.

Printre metodele de influență fizică, tehnologiile cu membrane au câștigat o popularitate deosebită. Principala diferență între astfel de filtre unul față de celălalt este debitul membranei.

Sisteme de osmoză inversă

Cea mai eficientă tehnologie cu membrană este tratarea apei prin intermediul. Dimensiunea porilor din membrana de osmoză inversă este mai mică de 0,0001 microni. O astfel de membrană permite trecerea apei și moleculelor de oxigen, reținând în același timp diverse impurități. Filtrele cu osmoza inversa sunt capabile sa purifice apa la nivel molecular, practic pana la starea de apa distilata.

La membrana din instalațiile de osmoză inversă, soluția trebuie să fie lipsită de impurități mecanice. Prin urmare, sistemele de osmoză inversă constau din mai multe elemente, principalele sunt:

  1. Prefiltru care îndepărtează murdăria primară.
  2. Filtru fin cu material absorbant.
  3. Membrană.
  4. Mineralizant. Pe lângă impuritățile dăunătoare, membrana de osmoză inversă distruge și mineralele necesare unei persoane, al căror echilibru este restabilit de către mineralizator. Pe lângă acest cartuş, la sistem pot fi adăugate un ionizator şi o unitate de dedurizare.

Dezavantajele acestei metode includ productivitatea scăzută, dimensiunile de gabarit ale instalației și pierderea de apă, care este evacuată cu impurități.

Nanofiltrarea

Al doilea loc în ceea ce privește debitul este ocupat de o membrană de nanofiltrare, a cărei dimensiune a porilor este de 0,001-0,002 microni. De fapt, aceste filtre sunt un tip de osmoză inversă, curăță de bacterii și viruși, săruri de duritate, nitriți, nitrați și alte impurități.

Este utilizat în industria alimentară, farmaceutică, vopselelor și lacurilor și petrochimice.

Avantajul acestei metode, spre deosebire de osmoza inversă, este conservarea mineralelor utile în timpul procesului de purificare. De aceea apa purificata folosind aceasta tehnologie este mai de preferat in productia de bauturi.

În plus, procesul de nanofiltrare mai economic deoarece curge la o presiune mai mică.

Ultrafiltrare

Metoda de ultrafiltrare este similară în principiu cu sistemele de osmoză inversă. Apa trece printr-o membrană care prinde microorganisme, alge, particule în suspensie, ajută la eliminarea turbidității și a culorii. Dimensiunea porilor unei astfel de membrane este de 0,002 ... 0,1 µm, care este mai mare decât dimensiunea porilor în membranele de osmoză inversă și nanofiltrare. Ultrafiltrarea nu ajută la îndepărtarea sărurilor metalice, din cauza cărora apa are nevoie de o înmuiere suplimentară.

Am spus mai sus aceasta metoda pe principiul acțiunii este similar cu osmoza inversă, dar există diferențe.

  1. Membrana de ultrafiltrare constă din fibre multicanal din poliester sulfonă modificată. Numărul de fibre este de câteva zeci de mii. Membrana de osmoză inversă este realizată din materiale sintetice și este un cilindru de film înfășurat într-o rolă.
  2. În timpul ultrafiltrarii, impuritățile rămân în interiorul membranei. În cazul osmozei inverse, după purificare, două jeturi de apă părăsesc membrana. Primul este lichidul purificat, al doilea este concentratul, care este evacuat. Astfel, in sistemele cu osmoza inversa se pierde pana la 1/3 din apa in timpul curatarii.
  3. Ultrafiltrarea, spre deosebire de osmoza inversă, nu îndepărtează sărurile de duritate.

Lanțul procesului de ultrafiltrare

  1. Lichidul trece printr-un filtru grosier pentru a îndepărta impuritățile mecanice care pot deteriora membrana.
  2. Apoi interacționează cu membrana.
  3. Ocolind modulul, apa intră într-un rezervor de apă curată, care se mai numește și rezervor de spălare în contra - apa din acesta este folosită pentru a spăla membranele de contaminarea suprafeței.

Avantajele ultrafiltrarii sunt:

  • compactitatea echipamentului;
  • dezinfecție maximă și îndepărtarea suspensiei;
  • nu se folosesc reactivi chimici, deși uneori se pot adăuga coagulanți în faza de alimentare cu apă a sistemului de purificare.

Microfiltrare

Dintre metodele cu membrană, microfiltrarea are un modul cu cei mai mari pori, a cărui dimensiune este de 0,1 până la 1 micron. Adesea folosit ca o etapă preliminară de purificare înainte de osmoză inversă sau nanofiltrare, curăță maxim de impuritățile mecanice.

Metode (metode) chimice de purificare a apei

Principiul de funcționare metode chimice constă în adăugarea apei de reactivi speciali, care contribuie la purificarea acesteia.

Clorarea

Efectul dezinfectant al clorului a fost descoperit încă din secolul al XIX-lea. În 1846, medicii dintr-unul dintre spitalele din Viena au început să-și clătească mâinile cu apă și clor. Acesta a fost începutul utilizării clorului ca dezinfectant.

Clorul este un agent oxidant puternic, interacționând cu apa pentru a forma acid hipocloros, care ucide bacteriile. Pentru a obține efectul, este necesar să se asigure contactul apei cu clorul timp de cel puțin 30 de minute. Efectul expunerii la acid hipocloros poate persista mult timp dupa tratamentul direct, pentru aceasta este necesara introducerea clorului in exces. Doza de reactiv este calculată individual în fiecare caz. Este important să nu exagerați în exces, deoarece o cantitate mare de clor poate duce la probleme în funcționarea organismului, compușii formați de această substanță sunt deosebit de periculoși. De exemplu, trihalometanii provoacă simptome de astm.

Există mai multe tipuri de clorurare:

  • preliminar;
  • finisare

Preclorarea se realizează în stadiul de aport de apă. Scopul reactivului în această etapă este nu numai de a distruge bacteriile, ci și de a îndepărta metalele din apă prin oxidarea lor; clorul dezinfectează și echipamentul de curățare.

Clorarea finală este utilizată în ultima etapă de pregătire în scopul dezinfectării.

În funcție de doza de reactivi introduși, clorurarea este:

  • normal;
  • supraclorinare;
  • combinate.

Clorurare normală folosit pentru purificarea apei cu aplicatoare sanitare si chimico-fizice bune.

Reclorarea utilizat în cazul contaminării severe a surselor de aport de apă, când clorurarea normală este neputincioasă în fața microflorei patogene. Se administrează în exces doza de reactiv, ceea ce poate duce la modificarea caracteristicilor organoleptice ale apei. Clorul rezidual este îndepărtat prin declorinare. Pentru aceasta se folosesc metode de aerare fără presiune, coagulare sau filtrare a apei prin cărbune activ.

Metode combinate presupun tratarea apei cu clor in combinatie cu alti reactivi: argint, cupru, magneziu etc. Sunt folosite pentru a crește efectul clorului, precum și pentru a oferi un efect prelungit.

Avantajele clorării includ:

  • eficienţă;
  • ușurință în utilizare;
  • rentabilitatea metodei;
  • complex în purificarea apei.

Printre dezavantaje se numără:

  • cerințe serioase pentru depozitarea și transportul compușilor care conțin clor;
  • formarea de compuși străini, care, dacă intră în corpul uman, reprezintă o amenințare gravă;
  • rezistența unui număr de microorganisme la clor.

Ozonarea

Ozonarea este una dintre metodele moderne de tratare a apei și de tratare a apelor uzate. Este folosit în industria alimentară, chimică și medicală.

Ozonul este un agent oxidant puternic care are un efect distructiv asupra bacteriilor, virușilor, ciupercilor, metalelor și a diverșilor compuși chimici, contribuind astfel la decolorarea, deodorizarea și neutralizarea apei. S-a dovedit că majoritatea microorganismelor cunoscute nu sunt rezistente la influența gazului.

posedând perioadă scurtă degradare, ozonul nu precipită, ci este transformat în oxigen, ceea ce face ca apa să fie utilă. Dezintegrarea aproape instantanee a moleculelor de gaz este în același timp un dezavantaj serios al ozonării, deoarece apa poate fi recontaminată în 15-20 de minute după tratament. Mai multe surse indică faptul că ozonul ajută la „trezirea” microorganismelor latente.

Dezavantajele semnificative ale metodei includ:

  1. Activitatea de coroziune a apei tratate cu ozon.
  2. Pericol în caz de supradozaj cu reactiv și măsuri serioase de siguranță în timpul procesului de curățare.
  3. Costul ridicat al unei instalații speciale - un ozonizator.

Îndepărtarea fierului

Echipamentele pentru decălcare merită o atenție specială, deoarece fierul în stare dizolvată înfundă echipamentele industriale, drept urmare se defectează rapid. Filtrele de deferizare au la bază un material special „Greensand”, care este un nisip cu granulație fină acoperit cu dioxid de mangan deasupra. Dioxidul de magneziu este cel care oxidează moleculele de fier, care apoi precipită. Filtrul de îndepărtare a fierului este o parte integrantă a instalațiilor moderne de filtrare a apei.

Metode fizico-chimice de purificare a apei

Metodele fizico-chimice combină curățarea cu reactivii și îndepărtarea mecanică a impurităților. Cele mai comune metode ale acestui grup includ:

  • adsorbţie;
  • coagulare;
  • plutirea.

Adsorbţie

Adsorbția este înțeleasă ca procesul de absorbție a moleculelor de poluare de către suprafața adsorbantului - un solid cu o suprafață poroasă. Unul dintre cei mai populari adsorbanți este cărbunele activat, care este capabil să purifice apa din hidrocarburi, produse petroliere, clor și fosfor, precum și să stimuleze descompunerea ozonului și fosforului.

Filtrele cu cărbune activ sunt adesea folosite pentru purificarea finală a apei. Sunt un element indispensabil pentru aproape orice sistem de filtrare. Dezavantajele filtrelor de carbon includ înfundarea rapidă a cartuşului, care necesită înlocuire frecventă.

Schimbul de ioni este un tip de adsorbție. Filtrele schimbătoare de ioni conțin un cartuș de rășină care conține ioni de sodiu. Trecând printr-un astfel de filtru, apa cu un conținut ridicat de sare se înmoaie. Sărurile de apă înlocuiesc ionii de sodiu gata de schimb, astfel încât apa, după ce trece printr-un astfel de filtru, se dovedește a fi moale și saturată cu sodiu.

Din păcate, filtrele schimbătoare de ioni se înfundă rapid și necesită înlocuirea frecventă a cartuşului.

Coagulare

Metoda de coagulare se bazează pe faptul că substanțele speciale - coagulanții, atrag poluarea - săruri metalice, nisip, argilă, și apoi precipită sub formă de fulgi. După decantare, o astfel de apă este fie supusă unei purificări ulterioare prin filtrare, fie drenată. Metoda este utilizată pe scară largă în curățarea la întreprinderile industriale.

În rolul coagulanților pot fi sulfat de aluminiu, sulfat și clorură ferică, alaun de potasiu, aluminat de sodiu.

Un tip de coagulare este flocularea. Spre deosebire de coagulare, aderența particulelor are loc nu numai în momentul contactului lor direct, ci și în procesul de contact indirect al moleculelor.

Flotația

Metoda de flotație este utilizată în mod activ pentru tratarea apelor uzate în industrie. Eficient cu. Principiul de funcționare se bazează pe adăugarea de aer dispersat în apă, sub influența căruia moleculele de impurități se acumulează pe suprafața apei sub formă de spumă albă, după care sunt îndepărtate cu echipamente speciale. După flotare, apa este supusă unei epurări suplimentare prin sorbție.

Avantajele plutirii includ:

  1. Cost-eficiența metodei.
  2. Simplitatea designului.
  3. Viteza de tratare a apelor uzate.
  4. Capacitatea de a elimina produsele petroliere.

Filtre industriale pentru purificarea apei: tipuri, diferente, preturi

Mai sus, am spus multe despre metodele de tratare a apei industriale și de tratare a apelor uzate. Să încercăm să le clasificăm în funcție de tipul de poluare.

  1. Îndepărtarea impurităților mecanice - filtre mecanice și de sorbție, microfiltrare.
  2. Dezinfecție - toate metodele membranare, cu excepția microfiltrației (osmoză inversă, nanofiltrare, ultrafiltrare), ozonare.
  3. Îndepărtarea fierului - clorurare, ozonare, material Greensand
  4. Îndepărtarea hidrogenului sulfurat - aerare sub presiune și fără presiune, clorurare, ozonare, adsorbție.
  5. Îndepărtarea materiei organice, clor, ozon - adsorbție, coagulare
  6. Îndepărtarea produselor petroliere - unități de flotație.
  7. Înmuiere - schimb ionic, osmoză inversă.

Costul filtrelor industriale depinde de complexitatea instalației și de materialele folosite, astfel încât prețul în fiecare caz trebuie specificat individual.

Apa curată este garanția 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. Metode moderne purificarea permite aducerea parametrilor fizico-chimici ai apei la nivelul necesar.

Apa curată este cheia sănătății și longevității

Apa furnizată de întreprinderile utilității de apă este epurată într-o anumită succesiune și calitatea acesteia este adusă la valorile standard. Principiul general de curățare nu elimină complet toți factorii negativi care afectează negativ corpul uman. Conductele extinse care sunt în stare proastă își aduc și contribuția negativă la calitatea finală a apei, reumplend apa cu o masă de impurități mecanice - rugină, murdărie etc.

De asemenea, a avea propria sursă de alimentare cu apă nu garantează întotdeauna o calitate ideală a apei. Pentru consumul de apă în scopuri alimentare, în acest caz, este întotdeauna necesară o analiză cuprinzătoare.

Configurația complexului de tratare a apei trebuie să fie întotdeauna realizată pe baza analizelor de compoziție a apei, cu implicarea specialiștilor calificați. Auto-asamblarea unui sistem de purificare nu poate avea 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 de băut.

Filtre mecanice fine


Filtru mecanic la intrarea apei

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 specificații
Cartuș de filtru fin după epuizarea resurselor

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.

Accesoriile pentru mixer sunt analoge ale filtrelor de curățare mecanică.


Filtru apa de la mixer

Filtrele mecanice au următoarele avantaje:

  1. Simplitatea dispozitivului;
  2. Ieftin relativ;
  3. Curățare mecanică de înaltă calitate.

Principalul dezavantaj al filtrelor de cel mai simplu design este lipsa posibilității de curățare de impurități organice, viruși, pesticide, nitrați. Filtrele cu cărbune activ sunt folosite pentru a îndepărta insecticidele, pesticidele și componentele organice din apă în combinație cu dispozitive de filtrare mecanică.

Filtre de uz casnic pe carbune

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 potabile menajere.

Apa este trecută prin cartuşul filtrant al ulciorului şi colectată în vasul inferior al aparatului. Cele mai multe tipuri de cartușe de ulcior sunt folosite pentru a îndepărta componentele organice și clorul dizolvat din apa potabilă. Reziduurile de clor sunt de obicei îndepărtate complet după aerare - sunt pur și simplu erodate dintr-un vas cu scurgeri.

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

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

Pentru a neutraliza 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

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

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

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

Sisteme de filtrare cu osmoză inversă

Sistemele cu membrane osmotice sunt considerate a fi cele mai eficiente pentru purificarea apei potabile. Gradul de purificare din diverse impurități în condiții favorabile poate ajunge la 97 - 98%. Principiul lor de funcționare 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. Purifică apa de impurități mecanice de la 5 microni, săruri ale metalelor grele, viruși, microorganisme, compuși chimici organici și anorganici. Membrana unui filtru cu osmoză inversă funcționează cel mai bine cu apă curată, purificată în prealabil de particule mecanice.


Membrană multistrat cu osmoză inversă

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

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:

  1. Sistemul este un mediu benefic pentru dezvoltarea microorganismelor;
  2. În procesul de curățare, împreună cu componentele dăunătoare, elementele minerale utile oamenilor sunt parțial îndepărtate;
  3. Pentru ca sistemele să funcționeze, este necesară o presiune inițială de cel puțin 2,5 kgf/cm2;
  4. La purificarea unui litru de apă, se utilizează de la 3 până la 7 litri de apă cu componentele filtrate dizolvate.

Unele dintre dezavantaje sunt compensate prin utilizarea unor componente suplimentare de curățare. Dezinfectarea 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 afectează negativ sistem digestiv oamenii pot duce la formarea de pietre. În plus, apa cu duritate crescută duce la formarea de calcar în aparatele de uz casnic de tipul de încălzire a apei 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 sunt complexele de filtrare bazate pe componente schimbătoare de ioni - rășină granulară. Apa inițială trece prin filtru, în timp ce 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 clorură de sodiu (clorură de sodiu) și ionii acumulați de săruri de duritate sunt îndepărtați.

Instalațiile schimbătoare de ioni sunt cel mai des utilizate în scopuri industriale... Resursa rășinii are o perioadă proprie, este înlocuită în medie 1 dată în 5 - 8 ani. Instalațiile de tip schimbător de ioni sunt cel mai des folosite în operarea sistemelor și.

Sisteme de purificare cupru-zinc

Principiul de funcționare al instalațiilor de acest tip 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 redox, 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 păstrarea 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 în mediul casnic sunt filtrele de carbon și sistemele de osmoză inversă. Un sistem de filtrare cu osmoză inversă este mai eficient, dar instalațiile bazate pe acesta sunt mai scumpe. Purificarea apei de înaltă calitate folosind metode moderne este adesea o măsură costisitoare, dar necesară. Apă de băut cu parametri normali de puritate și calitate compoziție chimică sunt garanția sănătății pentru fiecare persoană.

Descriere:

Sisteme de preparare a apei de alimentare pentru cazane de abur de presiune medie si inalta („cazane de acoperis” si mini-CHP) pentru incalzirea cladirilor sau ansamblurilor urbane rezidentiale (CHP) (in combinatie cu sistemele dezvoltate de nanofiltrare cu sisteme de osmoza inversa).

Clădiri moderne - tehnologii moderne de alimentare cu apă!

Dezvoltarea de noi tehnologii și dispozitive bazate pe metoda de nanofiltrare pentru sistemele de alimentare cu apă și căldură pentru clădirile urbane

A. G. Pervov, prof., Dr. Tech. Sci., Departamentul de aprovizionare cu apă, MGSU

A. P. Andrianov, Cand. tehnologie. Sci., Departamentul de aprovizionare cu apă, MGSU

D. V. Spitsov

V. V. Kondratiev, Inginer, Departamentul de alimentare cu apă, MGSU

Ritmul actual de dezvoltare a tehnologiilor de construcție nu ține întotdeauna pasul cu dezvoltarea tehnologiilor de tratare a apei utilizate pentru echipamentele sanitare ale clădirilor moderne. Utilizarea unor tehnologii clar învechite interferează adesea cu construcția. De exemplu, necesitatea creării unor stații suplimentare de purificare a apei în clădiri face necesară rezolvarea problemelor de amplasare, instalare și exploatare (întreținere). Prin urmare, nu numai calitatea apei depinde de tehnologia selectată, ci și de dimensiunile structurilor, costurile de instalare și exploatare, ținând cont de volumele de apă uzată și de apă pentru propriile nevoi.

Tehnologiile tradiționale care folosesc filtre de presiune cu încărcături de nisip, cărbune și rășini schimbătoare de ioni sunt destul de „îngreuitoare”, necesită cheltuieli în timpul funcționării lor (înlocuirea sarcinilor sau regenerarea acestora) și generează efluenți în timpul spălării și regenerării acestora.

Îmbunătățirea sistemelor de nanofiltrare face posibilă crearea de echipamente cu greutate și dimensiuni minime, ușurință de instalare și capacitate „în creștere”, cost minim pentru întreținere, lipsă de reactivi și consumabile.

Situația ecologică actuală contribuie la utilizarea mai largă a sistemelor cu membrane. Acest lucru se datorează în primul rând cerințelor de înăsprire pentru calitatea apei potabile - conținutul de compuși organoclorați, bacterii patogene, fluoruri, nitrați, ioni de stronțiu etc. Membranele moderne demonstrează eficiență și versatilitate incontestabilă în purificarea apei din diferite tipuri de contaminanți. A doua caracteristică principală a tehnologiilor moderne de membrană este puritatea lor „ecologică” - absența reactivilor consumați și, în consecință, periculoase pentru mediu inconjurator deversări și sedimente, creând o problemă de eliminare a acestora. Introducerea plăților pentru utilizarea apei de la robinet și pentru deversările în sistemul de canalizare obligă la utilizarea unor sisteme de tratare a apei care consumă o cantitate minimă de apă și nu au deversări. Evoluțiile moderne ale sistemelor de tratare a apei folosind tehnologii cu membrane fac posibilă furnizarea sistemelor de inginerie cu apă de înaltă calitate, asigurând astfel fiabilitatea și calitatea muncii lor.

Procesele membranare de ultrafiltrare și nanofiltrare au atras de multă vreme atenția specialiștilor în aprovizionarea cu apă datorită „versatilității” lor - capacitatea de a elimina simultan o serie de contaminanți de natură variată: biologici (bacterii și viruși), organici (acizi humici etc.) coloidal, în suspensie și, de asemenea, solubil în formă ionică. Diferențele în procesele membranare constau în nivelul de purificare a apei (pătrunderea anumitor contaminanți în apa purificată), care depinde de dimensiunea porilor membranelor.

Tehnologia de nanofiltrare este cunoscută de mult timp și începe deja să fie utilizată în alimentarea cu apă potabilă datorită reducerii efective a conținutului de compuși organici (culoare, compuși organoclorati volatili) și fier, precum și a durității.

Metoda de nanofiltrare este deja utilizată pe scară largă pentru purificarea apelor de suprafață și subterane, inclusiv la structurile urbane mari (de exemplu, la stațiile din Paris - 10.000 m 3 / h și Țările de Jos - 6.000 m 3 / h).

Cu toate acestea, până acum, metoda de nanofiltrare este considerată ca un fel de metodă de osmoză inversă cu toate dezavantajele sale: necesitatea pretratării temeinice pentru a preveni formarea depozitelor de carbonat de calciu și a sedimentelor de substanțe organice și coloidale; costuri de operare ridicate asociate cu dozarea reactivilor de pretratare, utilizarea soluțiilor de detergent și costul ridicat de înlocuire a modulelor cu membrană; module tradiționale cu membrană de tip „rula”, care nu sunt foarte fiabile. Costurile ridicate ale reactivilor și alte costuri de exploatare îi fac pe specialiști să fie încă sceptici cu privire la utilizarea nanofiltrației pentru prepararea apei de înaltă calitate la stațiile mari de tratare a apei, în ciuda eficienței incontestabile în comparație cu tehnologiile „clasice” de coagulare și oxidare-sorbție.

În prezent, metoda de ultrafiltrare are o scară largă de implementare industrială, care este utilizată în principal în facilitati de tratament conducte de apă ale orașului: din decembrie 2006 - la Moscova la Gara de Sud-Vest (precum și la stațiile de tratare a apei din Paris, Londra, Amsterdam, Singapore, într-un număr de orașe din SUA și Canada).

Cu toate acestea, utilizarea membranelor de ultrafiltrare (cu dimensiunea porilor de 0,01-0,1 microni) are o zonă de aplicare foarte limitată (reducerea particulelor coloidale și a bacteriilor) și nu este universală în tratarea apelor de diferite compoziții. Prin urmare, în schemele de purificare a apei, ultrafiltrarea este utilizată în combinație cu alte tehnologii (coagulare și oxidativ-sorbție). Principalele avantaje ale ultrafiltrării sunt o productivitate specifică foarte mare (mai mult de 100 l/m 2 h față de 35-40 l/m 2 h pentru nanofiltrare) și posibilitatea spălării membranelor cu flux invers pentru a îndepărta impuritățile de pe membrane. .

Dezvoltarea unei noi tehnologii pentru purificarea apei prin nanofiltrare

Astfel, scopul lucrării a fost acela de a studia posibilitatea depășirii principalelor dezavantaje ale metodei de nanofiltrare și de a crea o tehnologie care să îmbine eficiența nanofiltrării și simplitatea ultrafiltrării.

Condițiile preliminare pentru crearea unei astfel de tehnologii s-au maturizat de mult timp. Metode cunoscute de purificare a apei de suprafață folosind nanofiltrarea marilor companii europene Norit (Olanda) și PCI (Marea Britanie), folosind structuri tubulare speciale care reduc formarea sedimentelor și efectuează spălarea hidraulică cu eliberare de presiune pentru a „decapa” contaminanții de pe suprafața membranei. Cu toate acestea, aparatele de structuri tubulare au o suprafață specifică foarte mică a membranelor și măresc semnificativ volumul instalațiilor și consumul lor de energie, ceea ce se traduce în cele din urmă în valori mari ale costurilor specifice de capital și de exploatare.

Dispozitivele moderne cu membrană tip rulou au un mare avantaj față de dispozitivele cu membrane tubulare sub formă de fibră tubulară utilizate în instalațiile moderne de ultrafiltrare - aceasta este densitatea „ambalajului membranar” sau o suprafață specifică mare a membranelor pe unitate de volum. a dispozitivului. Cu aceleași dimensiuni ale modulelor cu membrană „standard” (diametru 200 mm, lungime 1000 mm), suprafața totală a membranei în modulul de ultrafiltrare este de 18-20 m 2, iar în modulul de nanofiltrare 35-40 m 2. Mai mult, costul de fabricație a unui modul roll-to-roll cu membrane plate este semnificativ (50-60%) mai ieftin decât un modul cu fibră goală. Prin urmare, direcția principală de lucru a fost îmbunătățirea structurii rolelor pentru a crește fiabilitatea muncii și „rezistența” la poluare. Imperfecțiunea designului elementului rulou este asociată cu prezența unei ochiuri de separare (Fig. 1), care este o „capcană” pentru contaminare. Prin urmare, crearea dispozitivelor cu un canal „deschis” fără ochiuri de interferență vă permite să evitați acumularea de contaminanți în timpul funcționării și să asigurați posibilitatea spălării hidraulice cu reducerea presiunii. Selectarea membranelor de nanofiltrare care sunt optime în proprietățile lor și dezvoltarea tehnologiei pentru producerea de module de membrană de diferite dimensiuni standard au făcut posibilă crearea de tehnologii fără reactiv pentru o serie de cazuri de purificare a apei. Absența reactivilor în schemă este asigurată, pe de o parte, de eficiența ridicată a membranelor în raport cu reținerea impurităților dizolvate, pe de altă parte, de îndepărtarea constantă a impurităților de pe suprafața membranei datorită sistemului hidraulic automatizat. spălarea și menținerea suprafeței de filtrare a membranelor „curată”.

Datorită designurilor dezvoltate ale aparatelor și spălărilor automate, au fost create tehnologii care fac posibilă purificarea apei cu un conținut ridicat de solide în suspensie, fier, duritate și culoare. În funcție de compoziția apei tratate (în principal conținutul materie organică de natură diferită), este selectată marca de membrane cu cele mai potrivite proprietăți selective. Au fost testate diferite tipuri de membrane pentru purificarea apelor de suprafață și subterane, dar noile dezvoltări ale membranelor de acetat de celuloză cu aditivi speciali de stabilizare au arătat cea mai mare eficiență. Datorită suprafeței lor hidrofile, membranele sunt extrem de eficiente în captarea ionilor de fier și a substanțelor organice dizolvate. În plus, datorită proprietăților lor de suprafață, o serie de compuși coloidali și organici sunt depuși mai rău pe membranele de acetat decât pe cele compozite. Prevederile de mai sus au fost dovedite prin cercetări ample descrise în publicațiile însoțitoare. Atât firmele autohtone, cât și cele străine nu au analogi cu dispozitivele și membranele dezvoltate până acum. Tehnologia de obținere a membranelor și producerea de elemente de rulou cu canal „deschis” reprezintă, de asemenea, know-how și nu este dezvăluită în detaliu. Încercările de îmbunătățire a canalelor elementelor role au fost efectuate de o serie de autori pentru o lungă perioadă de timp, dar rezultatele nu au fost aduse la implementare industrială largă din cauza complexității tehnologiei. În această lucrare, folosim tehnologia de fabricație descrisă și patentată anterior, dar datorită acțiunilor comune ale autorilor, aceasta a fost îmbunătățită și este în curs de brevetare.

Dispozitivele de nanofiltrare dezvoltate se dovedesc a fi competitive din punct de vedere al costului, productivității și regimului de spălare cu dispozitivele de ultrafiltrare, fiind mult mai eficiente din punct de vedere al proprietăților specifice. În fig. 2 prezintă dependențele productivității aparatelor de dimensiune „standard” din când în când la curățarea apei de suprafață din râu.

Datorită pierderii productivității în timpul formării sedimentelor pe membrane și înfundarea ireversibilă a porilor cu particule în suspensie, productivitatea medie a membranelor de ultrafiltrare este cu 40-50% mai mică decât cea „pașaport”, diferind cu 30-40% de productivitatea aparatului cu membrane de nanofiltrare.

Tehnologie pentru post-tratarea apei dintr-un sistem de alimentare cu apă în clădirile urbane

Apa din conductele de apă centralizate conține adesea substanțe coloidale în suspensie (de exemplu, hidroxid de fier), precum și bacterii din cauza poluării secundare a apei din conducte. În unele cazuri, există un conținut crescut de substanțe clor-organice (în timpul inundațiilor). În mod tradițional, filtrele mecanice de presiune sunt folosite pentru a îndepărta solidele în suspensie, iar filtrele cu încărcare de sorbție sunt folosite pentru a reduce conținutul de materie organică și mirosuri.

Principalele dezavantaje ale acestei abordări sunt: ​​utilizarea unor filtre destul de voluminoase (de obicei importate din fibră de sticlă cu un diametru de 0,75-1,2 m și o înălțime mai mare de 2 m); dificultăți în instalarea filtrelor în spațiile existente; dificultăți în întreținerea și înlocuirea descărcărilor; epuizarea destul de rapidă a capacității de sorbție a cărbunelui și necesitatea înlocuirii acestuia.

Recent, în locul filtrelor mecanice, au fost folosite unități de ultrafiltrare, care permit o îndepărtare mai profundă a coloizilor de fier, bacteriilor și virușilor din apă. În plus, unitățile cu membrană sunt compacte, au o greutate și un volum semnificativ mai mici în comparație cu filtrele mecanice, ceea ce este deosebit de important atunci când sunt utilizate și amplasate în clădirile urbane. Cu toate acestea, utilizarea filtrelor de sorbție în clădirile urbane necesită, datorită capacității limitate de sorbție a încărcăturilor, costuri destul de ridicate pentru întreținerea unor astfel de instalații.

Utilizarea instalațiilor de nanofiltrare vă permite să rezolvați problema eliminării contaminanților organici din apa de la robinet fără utilizarea filtrelor de sorbție și cu costuri de operare minime.

Calculele și studiile arată că îndepărtarea prin nanofiltrare a majorității (peste 90%) contaminanți organici poate prelungi durata de viață a filtrelor de sorbție de 10-20 de ori sau, în consecință, reduce volumul acestora, limitându-se la utilizarea filtrelor cu cartuș doar în caz de mirosuri. în apă în timpul inundaţiilor sau situaţiilor de urgenţă.la sursa de apă. În plus, membranele de nanofiltrare îndepărtează parțial duritatea și alcalinitatea din apă, făcând apa potrivită pentru utilizarea în sistemele de încălzire și alimentare cu apă caldă, eliminând nevoia clientului de a utiliza dedurizatoare și consumabile suplimentare (sare tabletă).

Clienții moderni de la unitățile urbane formează adesea ei înșiși cerințe suplimentare pentru calitatea apei, mult mai stricte decât cerințele standardelor internaționale existente ale OMS și SanPiN, care este cauzată de prezența consumatorilor „speciali” în clădiri - clinici, centre medicale de sănătate, catering. stabilimente etc.

Deci, de exemplu, la proiectarea sistemelor STOZ ale zgârie-norilor Federației, proiectanții s-au „confruntat” cu cerințele pentru conținutul de fier de -0,05 mg / l, GSS (compuși care conțin halogen) -10 μg / l (împotrivă standardelor OMS). : 0,3 mg/l, respectiv 200 μg/L). Cerințe similare s-au dovedit a fi decisive la alegerea sistemelor de nanofiltrare pentru alimentarea cu apă a clădirilor Vamei Centrale Spate și a policlinicii FSB din Moscova în 2002 (Fig. 3, 4).

În această lucrare, au fost efectuate studii pentru a compara eficiența reducerii oxidabilității și a conținutului de substanțe organice dizolvate în apa de la robinet folosind sisteme de ultrafiltrare cu sisteme de post-tratare cu sorbție și nanofiltrare. Calitatea apei tratate a fost evaluată din punct de vedere al oxidabilității.

Calitatea apei este în general evaluată prin natura curbelor de absorbție a luminii, unde greutatea moleculară și natura substanțelor organice corespund anumitor lungimi de undă.

În fig. 5 prezintă curbele de absorbție a luminii a apei de la robinet trecute prin membranele de nanofiltrare 4 și un filtru încărcat cu cărbune 2 și 3. Utilizarea membranelor de nanofiltrare 4 face posibilă obținerea apei cu o oxidabilitate scăzută. Odată cu utilizarea suplimentară a filtrelor de sorbție după nanofiltrare doar pentru a elimina mirosul, resursele lor crește de multe ori. Rezultatele testelor de viață a filtrului de sorbție (determinarea capacității sale de sorbție) sunt prezentate în Fig. 6.

Efectul economic al aplicării tehnologiei de nanofiltrare este determinat de reducerea costului de întreținere a stațiilor de epurare suplimentare.

Tehnologie de purificare a apei pentru încălzire și ventilație

Starea actuală a construcțiilor urbane necesită rezolvarea problemelor de alimentare a clădirilor nu numai cu apă potabilă de înaltă calitate, care îndeplinește cerințele SanPiN, ci în unele cazuri cu apă pentru nevoi tehnologice speciale:

reincarcarea circuitelor de incalzire si incalzire;

alcătuirea circuitelor sprinklerelor și evaporatoarelor sistemelor de aer condiționat;

Amenajarea cazanelor de abur „cazane de acoperiș” pentru sistemele de alimentare cu căldură.

În funcție de cerințele privind calitatea apei tratate în sistemele de nanofiltrare, se folosesc diverse tipuri de membrane cu indicatori de selectivitate diferiți (capacitate de reținere a sării). Când se utilizează instalații cu membrană pentru nevoile de completare a sistemului de încălzire și alimentare cu apă caldă, indicele de carbonat KI al apei purificate trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

KI = [Ca +2] · ≤ 2-5,

unde, valorile concentrațiilor de calciu și alcalinitate, exprimate în mg-eq/l.

Pentru a îndeplini aceste cerințe, membranele de nanofiltrare sunt potrivite în mod ideal în combinație cu elementele membranare dezvoltate cu un „canal deschis”, care exclude formarea de zone stagnante în aparat și formarea de precipitat de carbonat de calciu în ele, ceea ce reduce brusc timpul de funcționare. a aparatului.

Dacă este necesară obținerea apei de alimentare pentru cazane de abur și circuite de aer condiționat, este necesară apă cu valori de duritate de 0,01-0,02 mg-eq/l. În mod tradițional, pentru a obține apă dedurizată adânc, se folosesc sisteme de cationizare Na în două etape sau (în prezent), în locul primei etape de cationizare Na, o unitate de osmoză inversă. În ambele cazuri, schemele de dedurizare profundă necesită costuri mari de operare (pentru sare tabletă, inhibitor, soluții de detergent, întreținere frecventă) și rezolvarea problemelor de eliminare a soluțiilor de regenerare. Folosind evoluțiile prezentate în lucrare, au fost create scheme de înmuiere în două etape (folosind dispozitive de nanofiltrare cu membrană în stadiul I) și dispozitive de osmoză inversă în stadiul II (Fig. 7).

Astfel de scheme permit evitarea utilizării reactivilor în timpul funcționării acestora și asigură o perioadă lungă (peste 2500 de ore) de funcționare non-stop. În unele cazuri, este recomandabil să folosiți cartușe special concepute cu un inhibitor de pulbere pentru a crește fiabilitatea sistemelor de osmoză inversă.

A fost dezvoltat un program special de calculator pentru a determina caracteristicile de funcționare ale circuitelor membranare folosind dispozitive de osmoză inversă și nanofiltrare (determinarea tipurilor de soluții de curățare, timpul de funcționare continuă etc.).

În Fig. opt.

Datorită utilizării de noi tipuri de membrane și dispozitive cu membrană, timpul de funcționare este maximizat, ceea ce duce la scăderea costurilor de întreținere a instalației (Fig. 9).

O vedere generală a sistemelor cu membrană în două etape este prezentată în Fig. zece.

Tehnologiile descrise sunt utilizate în dezvoltarea:

Sisteme de epurare a apei pentru alimentarea centralizată cu apă: stații de epurare a apelor de suprafață și stații de epurare a apelor subterane cu o capacitate de până la 10.000 m 3/h; sistemele sunt complet lipsite de reactivi;

Sisteme de purificare a apei pentru microdistricte și complexe de clădiri industriale și comerciale;

Sisteme de îmbunătățire a calității apei de la robinet pentru clădiri rezidențiale și de birouri selectate;

Sisteme de tratare a apei pentru completarea sistemelor de încălzire și a cazanelor clădirilor rezidențiale și industriale;

Sisteme de îmbunătățire a calității apei de alimentare din conductele tehnice de apă ale întreprinderilor orașului;

Sisteme de preparare a apei de alimentare pentru cazane de abur de medie și înaltă presiune („cazane de acoperiș” și mini-CHP) pentru încălzirea clădirilor sau ansamblurilor rezidențiale urbane (CHP) (în combinație cu sistemele de nanofiltrare dezvoltate cu sisteme de osmoză inversă). Tehnologiile dezvoltate permit rezolvarea problemelor generate de utilizarea echipamentelor compacte, ușor de asamblat, cu o simplă „acumulare” de putere, oferind o funcționare automată non-stop care nu necesită reactivi și consumabile și nu mai necesită măsuri de service. de peste 6 luni de funcționare continuă.

Pentru alimentarea cu apă a unei clădiri mari (rezidențiale sau hoteliere), sistemul de tratare a apei poate consta din patru blocuri de membrană cu o capacitate totală de 50 m 3 / h. Dimensiunile fiecărui bloc (cu o capacitate de 12 m 3/h) sunt 1,5 m (adâncime) x 1,5 m (înălțime) x 0,5 m (lățime). Dimensiunile totale ale stației cu o capacitate de 50 m 3 / h sunt (LxPxH) 3,5x1, 5x1,5 m. Setul de livrare al fiecărei unități include: o pompă de rapel, dispozitive cu membrană, cartușe de post-tratare cu cărbune. Funcționarea sistemului constă în efectuarea spălării preventive (1-2 ori pe an) și înlocuirea cartuşelor de carbon (o dată pe an). Durata de viață a membranelor este de 5 ani. Dispunerea unui bloc este prezentată în Fig. 11, o vedere generală a unui bloc cu o capacitate de 12 m 3 / h este prezentată în Fig. 12.

Literatură

  1. Pervov A.G. Andrianov A.P. Sisteme moderne de nanofiltrare cu membrană pentru prepararea apei potabile de înaltă calitate // Inginerie sanitară. 2007. Nr. 2.
  2. Futselaar M. ş.a. Nanofiltrare capilară directă pentru apa de suprafață. // Desalinizare. V. 157 (2003), p. 135-136.
  3. Futselaar H., Schonewille H., Meer W. Nanofiltrare capilară directă pentru apa de suprafață. (Prezentat la Conferința Europeană privind Desalinizarea și Mediul: Apa dulce pentru toți, Malta, 4-8 mai 2003. EDS, IDA) // Desalinizare. 2003. Vol. 157, p. 135-136.
  4. Bruggen B., Hawrijk I., Cornelissen E., Vandecasteele C Nanofiltrarea directă a apei de suprafață cu ajutorul membranelor capilare: comparație cu membranele plate. // Tehnologia de separare și purificare. 2003.
  5. Bonn_ P.A.C., Hiemstra P., Hoek J.P., Hofman J.A.M.H. Este nanofiltrarea directă cu spălare cu aer o alternativă pentru producția de apă menajeră pentru Amsterdam? // Desalinizare. 2002. V. 152, p. 263-269.
  6. Site-ul Trisep http://www.trisep.com.
  7. Site-ul web PIC Membranes http://www.pcimem.com.
  8. Pervov Alexei G., Melnikov Andrey G. Determinarea gradului necesar de îndepărtare a impurităților în pretratarea furajelor RO. // Conferința mondială IDA privind desalinizarea și reutilizarea apei 25-29 august 1991, Washington. Pretratare și murdărire.
  9. Pervov A.G. O proiectare simplificată a procesului RO bazat pe înțelegerea mecanismelor de murdărie.// Desalination 1999, Vol. 126.
  10. Riddle Richard A. Ultrafiltrare cu canal deschis pentru pretratamentul cu osmoză inversă. // Conferința mondială IDA privind desalinizarea și reutilizarea apei 25-29 august 1991, Washington. Pretratare și murdărire.
  11. Pervov A.G. Element rola membranara. Brevet nr. 2108142, eliberat. 04/10/1998.
  12. Irvine Ed, Welch David, Smith Alan, Rachwal Tony. Nanofiltrare pentru îndepărtarea culorii - 8 ani de experiență operațională în Scoția. // Proc. Al Conf. pe Membrane în producția de apă potabilă și industrială. Paris, Franța, 3-6 octombrie 2000. V 1, p. 247-255.
  13. Pervov A.G. Prognoza de formare a tarmurilor și programul procedurilor de curățare în operațiunea cu osmoză inversă. // Desalinizarea 1991, Vol. 83.
  14. Hilal Nidal, Al-Khatib Laila, Atkin Brian P., Kochkodan Victor, Potapchenko Nelya. Modificarea fotochimică a suprafețelor membranei pentru reducerea (bio)foinging: un studiu la scară nanometrică folosind AFM // Desalination 2003, Voi. 156, p. 65-72.
  15. Hilal Nidal, Mohammad A. Wahab, Atkina Brian, Darwish Naif A. Utilizarea microscopiei cu forță atomică spre îmbunătățirea proprietăților membranelor de nanofiltrare pentru pretratarea desalinării: o revizuire // Desalination 2003, voi. 157, p. 137-144.
  16. Pervov A.G., Motovilova N.B., Andrianov A.P., Efremov R.V. Dezvoltarea sistemelor de epurare a apelor colorate în regiunile nordice pe baza tehnologiilor de nanofiltrare și ultrafiltrare. științific. lucrări. Emisiune 5.M., 2004.
  17. Pervov A.G., Andrianov A.P., Spitsov D.V., Kozlova Yu.V. Alegerea schemei optime de post-tratare a apei de la robinet în clădirile urbane folosind instalații cu membrane // Culegere de rapoarte ale celui de-al șaptelea congres internațional „Apa: ecologie și tehnologie” .. . Volumul 1.
  18. Pervov A.G., Bondarenko V.I., Zhabin G.G. Aplicarea sistemelor combinate de osmoză inversă și schimb ionic pentru prepararea apei de alimentare pentru cazanele cu abur // Energosberezhenie i vodopodgotovka. 2004. Nr. 5.

Apa este o substanță pe care o consumăm în fiecare zi și este foarte important pentru sănătatea umană să bea apă de calitate... V tari diferite Există diferite standarde pentru apa de la robinet, care determină transparența și conținutul diferitelor substanțe din aceasta. Rusia nu se numără printre țările cu cele mai stricte reglementări. Chiar dacă există metale grele în apă, este foarte puțin probabil ca compania de apă să facă publicitate pe scară largă. Deși microorganismele patogene nu se găsesc de obicei în apa de la robinet, există o mulțime de diferite substanțe chimice în ea. Dacă nu te ocupi singur de puritatea apei, poți câștiga un set dintre cele mai neplăcute boli în acest sens. Prin urmare, vă sugerăm să vă familiarizați cu ceea ce există metode moderne de purificare a apei .

Acum puteți găsi o mulțime de informații ambigue despre metodele și sistemele utilizate pentru purificarea apei. Acest articol oferă prezentare generală a metodelor moderne de purificare a apei pentru uz casnic și industrial, și, de asemenea, clarifică unele întrebări referitoare la eficacitatea acestor metode.

1. Filtre de carbon

Avantajele filtrelor de carbon:
  • Excelent pentru îndepărtarea pesticidelor și a clorului.
  • Ieftin.

Filtrele vin în toate formele și dimensiunile. Aceasta este una dintre cele mai vechi și mai ieftine moduri de a purifica apa. Majoritatea filtrelor de cărbune folosesc cărbune activ. Apa trece cu ușurință prin filtrul de cărbune activ, care are o suprafață mare a porilor (până la 1000 m 2 / g), în care are loc adsorbția poluanților. Cărbunele activ este utilizat atât sub formă de blocuri solide, cât și sub formă granulară. Este nevoie de mai mult timp pentru ca apa să treacă prin blocul solid, făcând aceste filtre mai eficiente în absorbția contaminanților. Filtrele cu cărbune activ sunt cele mai bune pentru îndepărtarea contaminanților, cum ar fi insecticidele, erbicidele și PCB-urile. De asemenea, pot elimina multe substanțe chimice industriale și clorul. Dar cărbunele activat nu îndepărtează majoritatea substanțelor chimice anorganice, metalele grele dizolvate (cum ar fi plumbul) sau contaminarea biologică. Pentru a face față acestor dezavantaje într-o oarecare măsură, mulți producători folosesc cărbune activ în combinație cu alte metode de curățare precum filtrele ceramice sau radiațiile ultraviolete, despre care vor fi discutate mai târziu. Chiar și cu aceste îmbunătățiri, totuși, sistemele de filtrare cu carbon au limitările și dezavantajele lor.

Dezavantajele filtrelor de cărbune:
  • Nu elimina bacteriile.
  • De scurtă durată.

Filtrele de cărbune sunt un teren excelent pentru bacterii. Daca apa nu a fost tratata cu clor, ozon sau alte metode de protectie bactericida inainte de filtrare, atunci bacteriile din apa se vor instala in filtru si se vor inmulti acolo, poluand apa care trece prin acesta. Din acest motiv, nu este recomandată folosirea unui filtru de cărbune atunci când apa provine direct dintr-o sursă naturală. Unii producători susțin că problema se rezolvă prin adăugarea de argint. Din păcate, această tehnologie nu este suficient de eficientă. Apa trebuie să rămână în contact cu argintul mult mai mult timp pentru a avea un efect semnificativ. De asemenea, în timp, filtrele de carbon încep să-și piardă din eficacitate. Treptat, filtrul își pierde capacitatea de a reține impuritățile și tot mai multe impurități intră în apa filtrată. În același timp, apa continuă să curgă cu ușurință prin filtru și nu poți afla cât de eficient funcționează filtrul doar analizând calitatea apei, dar nu toată lumea are un laborator acasă. Prin urmare, filtrul trebuie înlocuit după o anumită perioadă de timp sau după filtrarea unei anumite cantități de apă.

Dezavantajele filtrelor ceramice:
  • Ineficient împotriva poluanților organici și a pesticidelor.

Filtrele ceramice sunt ineficiente în îndepărtarea contaminanților organici sau a pesticidelor. Deci aceste filtre nu sunt recomandate pentru purificarea apei la domiciliu. Acasă, ar trebui să fie asociate cu un filtru de cărbune.

Dezavantajele ozonării:
  • Această metodă nu îndepărtează metalele grele, mineralele și pesticidele.
  • Ozonul se descompune rapid în oxigen și își pierde eficacitatea.
  • O metodă foarte costisitoare.
  • Ozonul este o substanță foarte toxică, așa că sistemul trebuie atent monitorizat de senzori.

Pentru a obține apă potabilă, doar ozonarea nu este suficientă. Nu îndepărtează metalele grele, mineralele sau pesticidele. Și, spre deosebire de clor, care, rămânând în apă, continuă să-și îndeplinească funcția, ozonul are o durată foarte scurtă. Se dezintegrează aproape instantaneu și nu are efect rezidual de curățare. O altă piatră de poticnire în ozonarea apei este costul. Este prea scump să folosești ozonarea acasă.

4. Radiații ultraviolete

Avantajele utilizării radiațiilor UV:
  • Omoara bacteriile si virusii.

Când microorganismele precum bacteriile și virușii absorb radiațiile ultraviolete, încep să apară anumite reacții care le provoacă moartea. Acest lucru face ca radiațiile UV să fie o metodă foarte eficientă de ucidere a agenților patogeni precum E. coli și Salmonella, fără adăugarea de substanțe chimice precum clorul. Radiațiile UV sunt una dintre puținele metode de curățare care pot ucide virușii, ceea ce este deosebit de important în zonele rurale unde nu există altă modalitate de a obține apă de calitate.

Dezavantajele radiațiilor UV:
  • Ineficient împotriva tuturor organismelor.
  • Imposibilitatea de a elimina metalele grele, pesticidele, alți contaminanți fizici.

5. Filtre de apă schimbătoare de ioni

Avantajele filtrelor schimbătoare de ioni:
  • Prelungește funcționarea boilerelor, mașinilor de spălat.
Dezavantajele filtrelor schimbătoare de ioni:
  • Ele nu purifică apa și nu o fac sigură pentru oameni.

Filtrele schimbătoare de ioni acționează ca dedurizatoare de apă și nu au niciun efect asupra microorganismelor. Dedurizarea apei dure este bună pentru mașină de spălatși un încălzitor de apă, precum și atunci când înot. Apa tare strânge pielea mai mult, iar săpunul este mai puțin săpun în ea. Cu toate acestea, apa moale nu este mai sănătoasă decât apa dură. Dedurizatorii nu purifică apa.

6. Sisteme de tratare a apei cupru-zinc

Avantajele sistemelor de purificare cupru-zinc:
  • Îndepărtează eficient clorul și metalele grele.

Filtre de apă similare sunt vândute sub numele KDF. Ei folosesc un aliaj patentat de cupru-zinc, care este conținut în filtru sub formă de granule. Moleculele de cupru și zinc acționează ca poli diferiți într-o baterie. Când apa contaminată trece prin granule, o parte a impurităților este îndreptată către zinc, cealaltă parte a impurităților cu sarcina opusă este îndreptată către cupru. În acest caz, apar reacții redox, în care substanțele chimice potențial periculoase devin inofensive. Ca urmare a tratării apei clorurate, se formează clorură de zinc. De asemenea, astfel de filtre reduc conținutul de mercur, arsenic, fier și plumb. Pe măsură ce trece prin filtru, bacteriile și alte organisme sunt distruse în apă.

Dezavantajele sistemelor de purificare cupru-zinc:
  • Ineficient împotriva pesticidelor și a poluanților organici.

Sistemele de purificare cupru-zinc previn eliminarea pesticidelor și a altor poluanți organici. Cu toate acestea, sistemele KDF includ de obicei o unitate de filtru de carbon pentru a depăși aceste dezavantaje.

7. Sisteme de osmoză inversă

Avantajele sistemelor de osmoză inversă:
  • Ele purifică bine apa de metale, bacterii, viruși, microorganisme, precum și substanțe chimice organice și anorganice.

Sistemul de osmoză inversă a fost folosit inițial pentru desalinizare apa de mare... În timpul procesului de curățare, apa sub presiune trece printr-o membrană sintetică semi-permeabilă. În condiții favorabile, această metodă de filtrare vă permite să eliminați de la 90% la 98% metale grele, viruși, bacterii și alte organisme, substanțe chimice organice și anorganice.

Dezavantajele sistemelor de osmoză inversă:
  • Cantități mari de apă uzată.
  • Membrana sintetică este degradată de cloruri și contaminanți fizici.
  • Bacteriile pot crește în sistem.
  • Lucrează mai rău cu apă dură.

În ciuda avantajelor lor, sistemele de osmoză inversă au dezavantaje semnificative. Pentru început, sunt extrem de consumatoare de resurse; pentru a obtine 1 litru de apa curata se spala pe scurgere 3-8 litri de apa contaminata. Faptul că această apă uzată conține poluanți concentrați a forțat unele comunități cu stres de apă să interzică cu totul astfel de sisteme de tratare.

Aceste sisteme necesită, de asemenea, o presiune minimă a apei de 2,7 bar pentru a funcționa corect. Trebuie avut grijă să se mențină integritatea membranei, care trebuie înlocuită la fiecare câțiva ani.

Membrana se deteriorează în prezența clorului și în timpul epurării apei tulburi. Prin urmare, sistemele de osmoză inversă necesită purificarea preliminară a apei cu un filtru de carbon.

Sistemele de osmoză inversă sunt, de asemenea, un bun teren propice pentru bacterii, care pot necesita un filtru de carbon între unitatea RO și rezervorul de stocare a apei și un alt filtru între rezervorul de stocare și robinetul de scurgere. În cele din urmă, dacă apa este suficient de dură, poate fi necesar un sistem suplimentar de dedurizare a apei.

Având în vedere dezavantajele enumerate, într-adevăr este greu de considerat aceste sisteme ca o cale mai buna purificarea apei.

8. Distilarea

Beneficii de distilare:
  • Îndepărtează o gamă largă de contaminanți, util ca prim pas în curățare.
  • Poate fi folosit de mai multe ori.

Când se face corect, distilarea oferă apă destul de curată și sigură. Există critici față de consumul de apă distilată, dar mulți oameni beau apă distilată de ani de zile fără probleme de sănătate. Distilarea este un proces relativ simplu: apa este încălzită până la fierbere și transformată în abur. Fierberea ucide diverse bacterii și alți agenți patogeni. Aburul obtinut prin fierbere se raceste si se obtine din nou apa.

Dezavantajele distilarii
  • Contaminanții sunt transportați într-o oarecare măsură în condens.
  • Este necesară o atenție deosebită pentru a menține curat distilătorul.
  • Proces lent.
  • Consumă multă apă de la robinet (pentru răcire) și energie (pentru încălzire).

Contaminanții anorganici pot migra de-a lungul filmului subțire de apă care se formează pe pereții interiori. De asemenea, poluanții din sticlă sau metal trec în apă, în care apa este încălzită.

Compușii organici cu un punct de fierbere mai mic de 100 ° C sunt transferați automat în distilat și chiar și compușii organici cu un punct de fierbere mai mare de 100 ° C se pot dizolva în vapori de apă și, de asemenea, se pot transfera în distilat. În timpul fierberii, se pot forma noi compuși organoclorați din cauza energiei primite.

Distilarea este un proces lent care necesită depozitarea apei pentru o perioadă lungă de timp. În timpul depozitării, apa poate fi recontaminată cu substanțe din aerul ambiant.

Distilarea necesită multă energie și apă și, prin urmare, este un proces costisitor de operat. În plus, este necesară curățarea regulată a distilatorului de contaminanții acumulați în proces.

Acest articol se bazează pe munca dr. David Williams, medic, biochimist și terapeut naturist.

(Vizualizat 18 552 | Vizualizat astăzi 1)

Filtru inovator pentru sticla reîncărcabilă prin lichiditate