Úprava priemyselných vôd je dôležitou etapou pri výrobe mnohých druhov produktov. Pri každodennej konzumácii rôznych nápojov ani nepomyslíme na to, koľko stupňov filtrácie prejde voda, z ktorej sú vyrobené. Priemyselné čistenie je rovnako dôležité Odpadová voda spolu s ktorými sa do prírodných zdrojov dostáva množstvo škodlivých chemikálií. Voda dodávaná do centrálnych vodovodných systémov je tiež predmetom priemyselnej prípravy.

Problém nedostatku pitnej vody sa každým rokom vyostruje. Už teraz k nemu nemá prístup asi 1/6 obyvateľov Zeme. Medzi dôvody nedostatku sladkej vody:

• vysoká spotreba presahujúca potreby;
• rastúca populácia;
• topiace sa ľadovce;
• znečistenie povrchových vôd domovým a priemyselným odpadom.

Hlavnými zdrojmi znečistenia sú komunálne a priemyselné odpadové vody. Prvé obsahujú rôzne škodlivé baktérie, ktoré môžu vyvolať vážne choroby. Druhým je hromadenie všetkých druhov chemikálií: kyselín a zásad, ťažkých kovov, ropných produktov atď.

Priemyselná úprava vody sa ďalej delí na úpravu vody a úpravu vody. Úpravou vody sa rozumie čistenie a dezinfekcia vody na tento účel. Vo fáze úpravy vody prebieha čírenie, zmäkčovanie, odplyňovanie, dezodorácia a dezinfekcia.

Čírením sa rozumie odstránenie rôznych suspendovaných a rozpustených častíc, ktoré spôsobujú farbu a zákal. Zmäkčenie je uľahčené elimináciou vápenatých a horečnatých solí. Odplyňovaním sa z kvapaliny odstraňujú rôzne rozpustené plyny, ako je sírovodík. Dezinfekcia vedie k zničeniu patogénnej mikroflóry a v štádiu dezodorizácie odchádzajú cudzie nepríjemné pachy.

Na dosiahnutie vyššie uvedených cieľov sa používajú metódy troch skupín:

1. Fyzické.
2. Chemický.
3. Fyzikálne chemické.

Fyzikálne metódy (metódy) čistenia

Fyzikálne metódy čistenia priemyselných vôd odstraňujú nečistoty bez použitia činidiel. Takéto metódy sú založené na rôznych fyzikálnych javoch. Táto skupina zahŕňa:

1. Mechanická filtrácia.
2. Ultrafiltrácia.
3. Nanofiltrácia.
4. Mikrofiltrácia.

Mechanická filtrácia vody

Čistenie priemyselnej vody mechanickou filtráciou je najjednoduchšia metóda, ktorá sa vykonáva na primárnom stupni úpravy vody. Mechanické filtre sa delia na hrubé a jemné.

Hrubé filtre sú inštalované v štádiu príjmu vody. Princíp činnosti spočíva v tom, že sito zabraňuje prechodu veľkých častíc nečistôt: piesku, ílu, organických látok, vápenatých a horečnatých solí. Takéto filtre sa ľudovo nazývajú „zberače bahna“. Sú nepostrádateľným prvkom úpravy vody. Vďaka nim sa zničí farba a zákal, odídu aj nepríjemné pachy.

Jemné filtre sú založené na náplni so sorbentom, cez ktorý sa voda čistí od rôznych plynov, chemických zlúčenín a niektorých mikroorganizmov.

Medzi metódami fyzikálneho vplyvu získali mimoriadnu popularitu membránové technológie. Hlavným rozdielom medzi týmito filtrami je priepustnosť membrány.

Systémy reverznej osmózy

Najúčinnejšou membránovou technológiou je úprava vody pomocou. Veľkosť pórov v membráne reverznej osmózy je menšia ako 0,0001 mikrónu. Takáto membrána umožňuje priechod molekulám vody a kyslíka, pričom zadržiava rôzne nečistoty. Filtre s reverznou osmózou sú schopné čistiť vodu na molekulárnej úrovni, prakticky do stavu destilovanej vody.

Na membránu v zariadeniach s reverznou osmózou musí byť roztok zbavený mechanických nečistôt. Preto systémy reverznej osmózy pozostávajú z niekoľkých prvkov, z ktorých hlavné sú:

1. Predfilter, ktorý odstraňuje primárne nečistoty.
2. Jemný filter so sorpčným materiálom.
3. Membrána.
4. Mineralizátor. Okrem škodlivých nečistôt ničí membrána reverznej osmózy aj pre človeka potrebné minerály, ktorých rovnováhu obnovuje mineralizátor. Okrem tejto kazety je možné do systému pridať ionizátor a zmäkčovaciu jednotku.

Nevýhody tejto metódy zahŕňajú nízku produktivitu, celkové rozmery inštalácie a stratu vody, ktorá sa vypúšťa s nečistotami.

Nanofiltrácia

Na druhom mieste z hľadiska priepustnosti je nanofiltračná membrána, ktorej veľkosť pórov je 0,001-0,002 mikrónu. V skutočnosti sú tieto filtre druhom reverznej osmózy, čistia od baktérií a vírusov, solí tvrdosti, dusitanov, dusičnanov a iných nečistôt.

Používa sa v potravinárskom, farmaceutickom, náterovom a lakovníckom priemysle a petrochemickom priemysle.

Výhodou tejto metódy na rozdiel od reverznej osmózy je zachovanie užitočných minerálov počas procesu čistenia. Preto je pri výrobe nápojov vhodnejšia voda čistená touto technológiou.

Okrem toho proces nanofiltrácie ekonomickejšie pretože prúdi pri nižšom tlaku.

Ultrafiltrácia

Metóda ultrafiltrácie je v princípe podobná systémom reverznej osmózy. Voda prechádza cez membránu, ktorá zachytáva mikroorganizmy, riasy, suspendované častice, pomáha odstraňovať zákal a farbu. Veľkosť pórov takejto membrány je 0,002 ... 0,1 um, čo je viac ako veľkosť pórov v membránach s reverznou osmózou a nanofiltráciou. Ultrafiltrácia nepomáha odstraňovať kovové soli, kvôli ktorým voda potrebuje dodatočné zmäkčenie.

Povedali sme to vyššie túto metódu na princípe účinku je podobný reverznej osmóze, existujú však rozdiely.

1. Ultrafiltračná membrána pozostáva z viackanálových vlákien vyrobených z modifikovaného polyestersulfónu. Počet vlákien je niekoľko desiatok tisíc. Membrána reverznej osmózy je vyrobená zo syntetických materiálov a je to valec filmu navinutý do kotúča.
2. Počas ultrafiltrácie zostávajú nečistoty vo vnútri membrány. V prípade reverznej osmózy opúšťajú membránu po vyčistení dva prúdy vody. Prvou je čistená kvapalina, druhou je koncentrát, ktorý sa vypúšťa. V systémoch reverznej osmózy sa teda pri čistení stratí až 1/3 vody.
3. Ultrafiltrácia na rozdiel od reverznej osmózy neodstraňuje soli tvrdosti.

Reťazec procesov ultrafiltrácie

1. Kvapalina prechádza cez hrubý filter, aby sa odstránili mechanické nečistoty, ktoré môžu poškodiť membránu.
2. Potom interaguje s membránou.
3. Obtokom modulu voda vstupuje do nádrže na čistú vodu, ktorá sa tiež nazýva nádrž na spätné preplachovanie - voda z nej sa používa na preplachovanie membrán pred povrchovou kontamináciou.

Výhody ultrafiltrácie sú:

• kompaktnosť zariadenia;
• maximálna dezinfekcia a odstránenie suspenzie;
• žiadne použitie chemických činidiel, hoci niekedy sa k nemu môžu pridávať koagulanty v štádiu prívodu vody do čistiaceho systému.

Mikrofiltrácia

Z membránových metód má mikrofiltrácia modul s najväčšími pórmi, ktorých veľkosť je 0,1 až 1 mikrón. Často sa používa ako predbežná fáza čistenia pred reverznou osmózou alebo nanofiltráciou, maximálne čistí od mechanických nečistôt.

Chemické metódy (metódy) čistenia vody

Princíp fungovania chemické metódy spočíva v pridávaní špeciálnych činidiel do vody, ktoré prispievajú k jej čisteniu.

Chlorácia

Dezinfekčný účinok chlóru bol objavený už v 19. storočí. V roku 1846 si lekári v jednej z viedenských nemocníc začali oplachovať ruky vodou a chlórom. To bol začiatok používania chlóru ako dezinfekčného prostriedku.

Chlór je silné oxidačné činidlo, ktoré interaguje s vodou za vzniku kyseliny chlórnej, ktorá zabíja baktérie. Pre dosiahnutie účinku je potrebné zabezpečiť kontakt vody s chlórom aspoň 30 minút. Účinok vystavenia kyseline chlórnej môže po priamom ošetrení pretrvávať dlhú dobu, preto je potrebné zaviesť nadbytok chlóru. Dávka činidla sa v každom prípade vypočíta individuálne. Je dôležité, aby ste to nepreháňali, pretože veľké množstvo chlóru môže viesť k problémom s fungovaním tela, zlúčeniny tvorené touto látkou sú obzvlášť nebezpečné. Napríklad trihalometány spôsobujú príznaky astmy.

Existuje niekoľko typov chlórovania:

• predbežné;
• dokončovanie

Predchlórovanie sa vykonáva v štádiu príjmu vody. Účelom činidla v tejto fáze nie je len ničenie baktérií, ale aj odstraňovanie kovov z vody ich oxidáciou, chlór tiež dezinfikuje čistiace zariadenie.

Konečné chlórovanie sa používa v poslednej fáze prípravy na účely dezinfekcie.

V závislosti od dávky zavedených činidiel je chlórovanie:

• normálne;
• prechlórovanie;
• kombinované.

Normálne chlórovanie používa sa na čistenie vody s dobrými sanitárnymi a chemicko-fyzikálnymi aplikátormi.

Rechlórovanie používa sa v prípade silnej kontaminácie zdrojov príjmu vody, keď je bežné chlórovanie bezmocné pred patogénnou mikroflórou. Dávka činidla sa podáva v prebytku, čo môže viesť k zmene organoleptických vlastností vody. Zvyškový chlór sa odstraňuje dechloráciou. Na to sa používajú metódy beztlakového prevzdušňovania, koagulácie alebo filtrácie vody cez aktívne uhlie.

Kombinované metódy znamená úpravu vody chlórom v kombinácii s inými činidlami: striebro, meď, horčík atď. Používajú sa na zvýšenie účinku chlóru, ako aj na poskytnutie predĺženého účinku.

Medzi výhody chlórovania patria:

• efektívnosť;
• jednoduchosť použitia;
• nákladová efektívnosť metódy;
• komplex pri čistení vody.

Medzi nevýhody patrí:

• vážne požiadavky na skladovanie a prepravu zlúčenín obsahujúcich chlór;
• tvorba cudzích zlúčenín, ktoré, ak sa dostanú do ľudského tela, predstavujú vážnu hrozbu;
• odolnosť radu mikroorganizmov voči chlóru.

Ozonizácia

Ozonizácia je jednou z moderných metód úpravy vody a čistenia odpadových vôd. Používa sa v potravinárskom, chemickom a medicínskom priemysle.

Ozón je silné oxidačné činidlo, ktoré má deštruktívny účinok na baktérie, vírusy, huby, kovy a rôzne chemické zlúčeniny, čím prispieva k zafarbeniu, deodorizácii a neutralizácii vody. Je dokázané, že väčšina známych mikroorganizmov nie je odolná voči vplyvu plynu.

Vlastniť krátke obdobie rozpad, ozón sa nezráža, ale mení sa na kyslík, vďaka čomu je voda užitočná. Takmer okamžitá dezintegrácia molekúl plynu je zároveň vážnou nevýhodou ozonizácie, pretože voda môže byť znovu kontaminovaná v priebehu 15-20 minút po úprave. Viaceré zdroje uvádzajú, že ozón pomáha „prebúdzať“ spiace mikroorganizmy.

Medzi významné nevýhody metódy patrí:

1. Korózna aktivita vody upravenej ozónom.
2. Nebezpečenstvo v prípade predávkovania činidlom a vážne bezpečnostné opatrenia počas procesu čistenia.
3. Vysoké náklady na špeciálnu inštaláciu - ozonizátor.

Odstraňovanie železa

Zariadenia na odželezňovanie si zaslúžia osobitnú pozornosť, pretože železo v rozpustenom stave upcháva priemyselné zariadenia, v dôsledku čoho sa rýchlo rozpadá. Základom deferrizačných filtrov je špeciálny materiál „Greensand“, čo je jemnozrnný piesok pokrytý na vrchu oxidom manganičitým. Práve oxid horečnatý oxiduje molekuly železa, ktoré sa následne vyzrážajú. Filter na odstraňovanie železa je neoddeliteľnou súčasťou moderných zariadení na filtráciu vody.

Fyzikálno-chemické metódy čistenia vody

Fyzikálno-chemické metódy kombinujú čistenie s činidlami a mechanické odstraňovanie nečistôt. Medzi najbežnejšie metódy tejto skupiny patria:

• adsorpcia;
• koagulácia;
• flotácia.

Adsorpcia

Adsorpcia sa chápe ako proces absorpcie molekúl znečistenia povrchom adsorbenta - tuhej látky s pórovitým povrchom. Jedným z najobľúbenejších adsorbentov je aktívne uhlie, ktoré je schopné čistiť vodu od uhľovodíkov, ropných produktov, chlóru a fosforu, ako aj stimulovať rozklad ozónu a fosforu.

Na dočistenie vody sa často používajú filtre s aktívnym uhlím. Sú nepostrádateľným prvkom takmer každého filtračného systému. Medzi nevýhody uhlíkových filtrov patrí rýchle zanášanie vložky, čo si vyžaduje častú výmenu.

Iónová výmena je typ adsorpcie. Filtre na výmenu iónov obsahujú živicovú náplň, ktorá obsahuje sodíkové ióny. Prechodom cez takýto filter voda s vysokým obsahom soli zmäkne. Vodné soli nahrádzajú sodíkové ióny pripravené na výmenu, takže voda po prechode cez takýto filter je mäkká a nasýtená sodíkom.

Žiaľ, iónomeničové filtre sa rýchlo upchávajú a vyžadujú častú výmenu náplne.

Koagulácia

Metóda koagulácie je založená na skutočnosti, že špeciálne látky - koagulanty, priťahujú znečistenie - kovové soli, piesok, íl, a potom sa zrážajú vo forme vločiek. Po usadení sa takáto voda buď podrobí ďalšiemu čisteniu filtráciou, alebo sa vypustí. Metóda je široko používaná pri čistení v priemyselných podnikoch.

V úlohe koagulantov môže byť síran hlinitý, síran a chlorid železitý, kamenec draselný, hlinitan sodný.

Typom koagulácie je flokulácia. Na rozdiel od koagulácie dochádza k adhézii častíc nielen v okamihu ich priameho kontaktu, ale aj v procese nepriameho kontaktu molekúl.

Flotácia

Metóda flotácie sa aktívne používa na čistenie odpadových vôd v priemysle. Účinné s. Princíp činnosti je založený na pridávaní rozptýleného vzduchu do vody, pod vplyvom ktorého sa molekuly nečistôt hromadia na povrchu vody vo forme bielej peny, po ktorej sú odstránené špeciálnym zariadením. Po flotácii sa voda podrobí dodatočnému čisteniu pomocou sorpcie.

Medzi výhody flotácie patria:

1. Nákladová efektívnosť metódy.
2. Jednoduchosť dizajnu.
3. Rýchlosť čistenia odpadových vôd.
4. Schopnosť odstraňovať ropné produkty.

Priemyselné filtre na čistenie vody: typy, rozdiely, ceny

Vyššie sme veľa povedali o metódach čistenia priemyselných vôd a čistenia odpadových vôd. Skúsme ich roztriediť podľa druhu znečistenia.

1. Odstraňovanie mechanických nečistôt - mechanické a sorpčné filtre, mikrofiltrácia.
2. Dezinfekcia - všetky membránové metódy, okrem mikrofiltrácie (reverzná osmóza, nanofiltrácia, ultrafiltrácia), ozonizácia.
3. Odstraňovanie železa - chlórovanie, ozonizácia, materiál Greensand
4. Odstraňovanie sírovodíka - tlakové a beztlakové prevzdušňovanie, chlórovanie, ozonizácia, adsorpcia.
5. Odstraňovanie organických látok, chlóru, ozónu - adsorpcia, koagulácia
6. Odstraňovanie ropných produktov - flotačné jednotky.
7. Zmäkčenie - výmena iónov, reverzná osmóza.

Náklady na priemyselné filtre závisia od zložitosti inštalácie a použitých materiálov, takže cena musí byť v každom prípade špecifikovaná individuálne.

Čistá voda je zárukou zdravia každého človeka. Kvalita tohto cenného zdroja v centrálnych vodovodných sieťach a v individuálnych zdrojoch nie vždy zodpovedá parametrom, ktoré zabezpečujú jeho bezpečnú spotrebu. Moderné metódyčistenie umožňuje dostať fyzikálno-chemické parametre vody na požadovanú úroveň.

Čistá voda je kľúčom k zdraviu a dlhovekosti

Voda dodávaná podnikmi vodárenskej spoločnosti sa čistí v určitom poradí a jej kvalita sa dostáva na štandardné hodnoty. Všeobecný princíp čistenia úplne neodstraňuje všetky negatívne faktory, ktoré negatívne ovplyvňujú ľudský organizmus. Na výslednej kvalite vody sa negatívne podieľajú aj rozsiahle potrubia, ktoré sú v zlom stave, ktoré dopĺňajú vodu masou mechanických nečistôt – hrdze, špiny a pod.

Vlastný zdroj vody tiež nie vždy zaručuje ideálnu kvalitu vody. Pre spotrebu vody na potravinárske účely je v tomto prípade vždy potrebný komplexný rozbor.

Konfigurácia komplexu úpravy vody by mala byť vždy vytvorená na základe analýz zloženia vody so zapojením kvalifikovaných odborníkov. Vlastná montáž čistiaceho systému nemôže mať vždy pozitívny vplyv na zlepšenie kvality vody.

Čistiace systémy môžu v závislosti od kvality vody pozostávať z najjednoduchších prvkov – jemných mechanických filtrov, najčastejšie sa však kombinujú rôzne spôsoby fyzikálneho a chemického čistenia. Ďalej sa pozrieme na najobľúbenejšie metódy a metódy čistenia pitnej vody.

Jemné mechanické filtre

Mechanický filter na prívode vody

Mechanické čistiace filtre sa zvyčajne vyrábajú vo forme banky, v ktorej je umiestnená filtračná vložka. Filtračné prvky sú vyrobené z rôznych materiálov, zvyčajne vyrobené z polymérového vlákna (polypropylén) alebo keramiky.

Polypropylénová kartuša a tabuľka špecifikácií
Jemná filtračná vložka po vyčerpaní zdroja

Kazeta je spotrebný diel, má určitú životnosť a po jej uplynutí je potrebná výmena. Fotografia objasňuje, že voda v systéme centralizovaného zásobovania vodou nie je krištáľovo čistá.

Nástavce na miešanie sú analógmi mechanických čistiacich filtrov.

Vodný filter mixéra

Mechanické filtre majú nasledujúce výhody:

1. Jednoduchosť zariadenia;
2. Relatívna lacnosť;
3. Vysoko kvalitné mechanické čistenie.

Hlavnou nevýhodou filtrov najjednoduchšieho dizajnu je nedostatok možnosti čistenia od organických nečistôt, vírusov, pesticídov, dusičnanov. Filtre s aktívnym uhlím sa používajú na odstránenie insekticídov, pesticídov a organických zložiek z vody v kombinácii s mechanickými filtračnými zariadeniami.

Filtre pre domácnosť na drevené uhlie

Čistenie pitnej vody od množstva nečistôt je realizované sorpčnými filtrami, ktorých základným prvkom je aktívne uhlie. Filtre (džbány) sú obľúbenou metódou čistenia pitnej vody v domácnostiach.

Voda prechádza cez filtračnú vložku kanvice a zhromažďuje sa v spodnej miske zariadenia. Väčšina typov kartuší do džbánov sa používa na odstránenie organických zložiek a rozpusteného chlóru z pitnej vody. Zvyšky chlóru sa po prevzdušnení väčšinou úplne odstránia – jednoducho sa vyžmýkajú z netesnej nádoby.

Niektoré typy filtrov dokážu čistiť vodu od železa, solí ťažkých kovov, ropných produktov a niektorých ďalších nečistôt, zmäkčovať vodu. Tento efekt sa dosiahne pridaním iónomeničových komponentov do materiálu kaziet.

Uhlíkové filtračné vložky majú určitý zdroj, takže so zvyšujúcim sa množstvom vody prejdenej cez filter strácajú svoju pôvodnú účinnosť. Nevýhodou filtrov s aktívnym uhlím je hromadenie organických nečistôt. Slúžia ako úrodná základňa pre rozmnožovanie a vývoj mikroorganizmov a baktérií.

Na neutralizáciu tohto negatívneho faktora pri prevádzke uhlíkových filtrov sa často kombinujú so systémami na dezinfekciu vody.

Ultrafialové žiarenie a čistenie ozónom

Ultrafialová lampa na dezinfekciu vody

Ultrafialové žiarenie má vynikajúce baktericídne vlastnosti – zabíja väčšinu druhov baktérií, vírusov, mikroorganizmov. V tomto prípade sa vlastnosti vody nemenia. Spôsob aplikácie ultrafialového žiarenia je pomerne jednoduchý a veľmi populárny.

Ozonizácia vody je nemenej efektívny, ale technicky zložitejší a nákladnejší proces. Ozón je silné oxidačné činidlo a keď sa dostane do vody, väčšina mikroorganizmov zomrie. Kvalita dezinfekcie pomocou ozónu je oveľa vyššia ako pri tradičnej metóde - chlórovaní.

Ozónové systémy sú technicky zložité a vyžadujú si odborné zručnosti na údržbu. Pre ich vysokú cenu a technickú zložitosť sa v domácich podmienkach používajú len zriedka.

Filtračné systémy s reverznou osmózou

Osmotické membránové systémy sa považujú za najúčinnejšie na čistenie pitnej vody. Stupeň čistenia od rôznych nečistôt za priaznivých podmienok môže dosiahnuť 97 - 98%. Ich princíp fungovania je založený na využití vlastností špeciálnej membrány s mikroskopickými pórmi. Veľkosť pórov je porovnateľná s veľkosťou molekuly vody.

Osmotické filtre sú prietokového a akumulačného typu. Čistia vodu od mechanických nečistôt od veľkosti 5 mikrónov, solí ťažkých kovov, vírusov, mikroorganizmov, organických a anorganických chemických zlúčenín. Membrána filtra reverznej osmózy najlepšie funguje s čistou vodou, predtým očistenou od mechanických častíc.

Viacvrstvová membrána s reverznou osmózou

Membránu navyše negatívne ovplyvňuje zvýšený obsah vápenatých a horečnatých solí, známejšie ako stuhnutosť.

V závislosti od obsahu zdrojovej vody sa systémy reverznej osmózy kombinujú so zmäkčovacími jednotkami a jemnými mechanickými filtrami.

Nevýhody osmózových komplexov sú tieto ukazovatele:

1. Systém je priaznivým prostredím pre vývoj mikroorganizmov;
2. V procese čistenia sú spolu so škodlivými zložkami čiastočne odstránené minerálne prvky užitočné pre ľudí;
3. Aby systémy fungovali, je potrebný počiatočný tlak najmenej 2,5 kgf / cm 2;
4. Pri čistení jedného litra vody sa spotrebuje 3 až 7 litrov vody s rozpustenými filtrovanými zložkami.

Niektoré nevýhody sú kompenzované použitím dodatočných čistiacich komponentov. Dezinfekcia sa zvyčajne vykonáva ultrafialovou lampou. Dopĺňanie vyčistenej vody minerálnymi zložkami sa vykonáva mineralizačnými blokmi.

Systémy na zmäkčovanie vody s iónovou výmenou

Soli vápnika a horčíka rozpustené vo vode negatívne ovplyvňujú zažívacie ústrojenstvoľudí môže viesť k tvorbe kameňov. Okrem toho voda so zvýšenou tvrdosťou vedie k tvorbe vodného kameňa v domácich spotrebičoch typu ohrevu vody a poruche ich vykurovacích telies (vykurovacích telies).

Dvojstupňový systém čistenia vody s iónovou výmenou

Najúčinnejšou metódou zmäkčovania vody sú filtračné komplexy na báze iónomeničových komponentov - granulovanej živice. Pôvodná voda prechádza cez filter, pričom ióny sodíka a chlóru sú nahradené iónmi vápnika a horčíka. Po určitom čase sa iónovýmenný materiál premyje roztokom chloridu sodného (chlorid sodný) a odstránia sa nahromadené ióny solí tvrdosti.

Inštalácie na výmenu iónov sa najčastejšie používajú v priemyselné účely... Zdroj živice má svoje vlastné obdobie, vymieňa sa v priemere 1 krát za 5 - 8 rokov. Inštalácie iónomeničového typu sa najčastejšie používajú pri prevádzke systémov a.

Systémy čistenia medi a zinku

Princíp fungovania zariadení tohto typu je založený na využití vlastností zliatiny medi a zinku, ktorej komponenty majú rôznu polaritu. Nečistoty so zodpovedajúcim nábojom sú pri prechode vody priťahované k pólom. V dôsledku redoxných reakcií sa voda čistí od železa, ortuti, olova, ničia sa mikroorganizmy, baktérie atď.

Nevýhodou filtrácie na báze zliatiny medi a zinku je zachovanie organických nečistôt vo vode. Táto nevýhoda je eliminovaná kombináciou medeno-zinkového filtra s uhlíkovou filtračnou (adsorpčnou) jednotkou.

Najpopulárnejšie na čistenie pitnej vody v domácom prostredí sú uhlíkové filtre a systémy reverznej osmózy. Filtračný systém s reverznou osmózou je efektívnejší, ale inštalácie na ňom založené sú drahšie. Kvalitné čistenie vody modernými metódami je často nákladným, no nevyhnutným opatrením. Pitná voda s normálnymi parametrami čistoty a kvality chemické zloženie sú zárukou zdravia pre každého človeka.

Popis:

Systémy na prípravu napájacej vody pre stredotlakové a vysokotlakové parné kotly ("strešné kotolne" a miniKVET) na vykurovanie budov alebo mestských obytných komplexov (KVET) (v kombinácii s vyvinutými nanofiltračnými systémami so systémami reverznej osmózy).

Moderné budovy - moderné technológie zásobovania vodou!

Vývoj nových technológií a zariadení založených na metóde nanofiltrácie pre systémy zásobovania vodou a teplom pre mestské budovy

A. G. Pervov, prof., Dr. Tech. Sci., Katedra zásobovania vodou, MGSU

A. P. Andrianov, Cand. tech. Sci., Katedra zásobovania vodou, MGSU

D. V. Spitsov

V. V. Kondraťjev, Inžinier, Katedra zásobovania vodou, MGSU

Súčasné tempo vývoja stavebných technológií nie vždy drží krok s vývojom technológií úpravy vody používaných pre sanitárne zariadenia moderných budov. Pri výstavbe často prekáža používanie zjavne zastaraných technológií. Napríklad potreba vytvorenia ďalších staníc na čistenie vody v budovách si vyžaduje riešenie otázok umiestnenia, inštalácie a prevádzky (údržby). Od zvolenej technológie teda závisí nielen kvalita vody, ale aj rozmery konštrukcií, náklady na inštaláciu a prevádzku s prihliadnutím na objemy odpadových vôd a vody pre vlastnú potrebu.

Tradičné technológie využívajúce tlakové filtre s náložou piesku, uhlia a ionomeničových živíc sú značne „nemotorné“, vyžadujú si náklady pri ich prevádzke (výmena náplní alebo ich regenerácia) a vznikajú splodiny pri ich praní a regenerácii.

Vylepšenie nanofiltračných systémov umožňuje vytvárať zariadenia s minimálnou hmotnosťou a rozmermi, jednoduchou inštaláciou a „zvýšením“ kapacity, minimálne náklady na údržbu, nedostatok činidiel a spotrebného materiálu.

Súčasná ekologická situácia prispieva k širšiemu využívaniu membránových systémov. Dôvodom sú predovšetkým sprísňujúce sa požiadavky na kvalitu pitnej vody – obsah organochlórových zlúčenín, patogénnych baktérií, fluoridov, dusičnanov, iónov stroncia a pod. Moderné membrány preukazujú nespornú účinnosť a všestrannosť pri čistení vody od rôznych druhov kontaminantov. Druhou hlavnou črtou moderných membránových technológií je ich „ekologická“ čistota – absencia spotrebovaných činidiel, a teda nebezpečné pre životné prostredie výpustmi a sedimentmi, čím vzniká problém ich zneškodňovania. Zavedenie platieb za používanie vody z vodovodu a za vypúšťanie do kanalizácie si vynucuje používanie systémov úpravy vody, ktoré spotrebúvajú minimálne množstvo vody a nevypúšťajú sa. Moderný vývoj systémov úpravy vody pomocou membránových technológií umožňuje zásobovať inžinierske systémy vysoko kvalitnou vodou, čím sa zabezpečuje spoľahlivosť a kvalita ich práce.

Membránové procesy ultrafiltrácie a nanofiltrácie už dlho priťahujú pozornosť odborníkov na zásobovanie vodou vďaka svojej „všestrannosti“ - schopnosti súčasne odstraňovať množstvo kontaminantov rôzneho charakteru: biologické (baktérie a vírusy), organické (huminové kyseliny atď.) koloidné, suspendované a tiež rozpustné v iónovej forme. Rozdiely v membránových procesoch spočívajú v úrovni čistenia vody (prenikanie určitých nečistôt do čistenej vody), ktorá závisí od veľkosti pórov membrán.

Technológia nanofiltrácie je známa už dlho a už sa začína využívať v zásobovaní pitnou vodou z dôvodu efektívneho znižovania obsahu organických zlúčenín (farba, prchavé organochlórové zlúčeniny) a železa, ako aj tvrdosti.

Metóda nanofiltrácie sa už široko používa na čistenie povrchových a podzemných vôd, a to aj vo veľkých mestských štruktúrach (napríklad na staniciach v Paríži - 10 000 m 3 / h av Holandsku - 6 000 m 3 / h).

Doteraz sa však metóda nanofiltrácie považuje za druh metódy reverznej osmózy so všetkými jej nevýhodami: potreba dôkladnej predúpravy, aby sa zabránilo tvorbe usadenín uhličitanu vápenatého a sedimentov organických a koloidných látok; vysoké prevádzkové náklady spojené s dávkovaním činidiel na predúpravu, používanie čistiacich roztokov a vysoké náklady na výmenu membránových modulov; tradičné membránové moduly typu "roll", ktoré nie sú vysoko spoľahlivé. Vysoké náklady na reagencie a ďalšie prevádzkové náklady spôsobujú, že odborníci sú stále skeptickí voči použitiu nanofiltrácie na prípravu kvalitnej vody vo veľkých úpravniach vôd, a to aj napriek nespornej účinnosti v porovnaní s „klasickými“ koagulačnými a oxidačno-sorpčnými technológiami.

V súčasnosti má ultrafiltračná metóda veľký rozsah priemyselnej implementácie, ktorá sa používa najmä v liečebné zariadenia mestské vodovody: od decembra 2006 - v Moskve na Juhozápadnej stanici (ako aj v úpravniach vody v Paríži, Londýne, Amsterdame, Singapure, v mnohých mestách v USA a Kanade).

Použitie ultrafiltračných membrán (s veľkosťou pórov 0,01-0,1 mikrónu) má však veľmi obmedzenú oblasť použitia (redukcia koloidných častíc a baktérií) a nie je univerzálne pri úprave vôd rôzneho zloženia. Preto sa v schémach čistenia vody používa ultrafiltrácia v kombinácii s inými technológiami (koagulácia a oxidačno-sorpcia). Hlavnými výhodami ultrafiltrácie sú veľmi vysoká merná produktivita (viac ako 100 l / m 2 h v porovnaní s 35-40 l / m 2 h pri nanofiltrácii) a možnosť preplachovania membrán reverzným prúdom na odstránenie nečistôt z membrán .

Vývoj novej technológie na čistenie vody pomocou nanofiltrácie

Cieľom práce teda bolo preštudovať možnosť prekonania hlavných nevýhod metódy nanofiltrácie a vytvoriť technológiu, ktorá kombinuje účinnosť nanofiltrácie a jednoduchosť ultrafiltrácie.

Predpoklady na vytvorenie takejto technológie dozrievali už dlhší čas. Známe sú metódy čistenia povrchových vôd pomocou nanofiltrácie od veľkých európskych spoločností Norit (Holandsko) a PCI (Veľká Británia), ktoré využívajú špeciálne rúrkové štruktúry, ktoré znižujú tvorbu sedimentu a vykonávajú hydraulické preplachovanie s odľahčením tlaku, aby sa "stripovali" nečistoty z povrchu membrány. . Zariadenia rúrkových konštrukcií však majú veľmi malý špecifický povrch membrán a výrazne zvyšujú objem inštalácií a ich spotrebu energie, čo sa v konečnom dôsledku premieta do vysokých hodnôt špecifických kapitálových a prevádzkových nákladov.

Moderné membránové zariadenia rolovacej konštrukcie majú veľkú výhodu oproti zariadeniam s rúrkovými membránami vo forme dutých vlákien, ktoré sa používajú v moderných ultrafiltračných zariadeniach - ide o hustotu "membránového balenia" alebo vysoký špecifický povrch membrán na jednotku objemu. zariadenia. Pri rovnakých rozmeroch „štandardných“ membránových modulov (priemer 200 mm, dĺžka 1000 mm) je celková plocha membrány v module ultrafiltrácie 18-20 m2 a v module nanofiltrácie 35-40 m2. Okrem toho sú náklady na výrobu modulu roll-to-roll s plochými membránami výrazne (50-60 %) lacnejšie ako modul z dutých vlákien. Hlavným smerom práce preto bolo zlepšenie konštrukcie valca s cieľom zvýšiť spoľahlivosť práce a „odolnosť“ voči znečisteniu. Nedokonalosť konštrukcie valcového prvku je spojená s prítomnosťou separačnej siete (obr. 1), ktorá je "pascou" na kontamináciu. Preto vytvorenie zariadení s "otvoreným" kanálom bez rušivého pletiva umožňuje vyhnúť sa hromadeniu nečistôt počas prevádzky a zabezpečiť možnosť hydraulického preplachovania s odľahčením tlaku. Výber nanofiltračných membrán, ktoré sú svojimi vlastnosťami optimálne, a vývoj technológie výroby membránových modulov rôznych štandardných veľkostí umožnili vytvoriť bezreagenčné technológie pre množstvo prípadov čistenia vody. Neprítomnosť činidiel v schéme je zabezpečená na jednej strane vysokou účinnosťou membrán vo vzťahu k zadržiavaniu rozpustených nečistôt, na druhej strane neustálym odstraňovaním nečistôt z povrchu membrány vďaka automatizovanej hydraulickej preplachovanie a udržiavanie filtračného povrchu membrán "čistého".

Vďaka vyvinutým konštrukciám prístrojov a automatických umývaní boli vytvorené technológie, ktoré umožňujú čistiť vodu s vysokým obsahom nerozpustených látok, železa, tvrdosti a farby. V závislosti od zloženia upravovanej vody (hlavne obsahu organickej hmoty rôzneho charakteru), vyberie sa značka membrán s najvhodnejšími selektívnymi vlastnosťami. Na čistenie povrchových a podzemných vôd boli testované rôzne typy membrán, no najväčšiu účinnosť preukázal nový vývoj membrán z acetátu celulózy so špeciálnymi stabilizačnými prísadami. Vďaka svojmu hydrofilnému povrchu sú membrány mimoriadne účinné pri zachytávaní iónov železa a rozpustených organických látok. Navyše, množstvo koloidných a organických zlúčenín sa vďaka svojim povrchovým vlastnostiam horšie ukladá na acetátové membrány ako na kompozitné. Vyššie uvedené ustanovenia boli preukázané rozsiahlym výskumom opísaným v sprievodných publikáciách. Domáce aj zahraničné firmy nemajú obdobu doteraz vyvinutých zariadení a membrán. Technológia získavania membrán a výroby valcových prvkov s "otvoreným" kanálom tiež predstavuje know-how a nie je podrobne uvádzaná. Pokusy o zlepšenie kanálov valcových prvkov vykonávali mnohí autori už dlhú dobu, ale výsledky sa nedostali do širokej priemyselnej implementácie kvôli zložitosti technológie. V tejto práci používame technológiu výroby, ktorá bola predtým opísaná a patentovaná, ale vďaka spoločným postupom autorov bola vylepšená a je patentovaná.

Vyvinuté nanofiltračné zariadenia sú konkurencieschopné z hľadiska nákladov, produktivity a režimu prania s ultrafiltračnými zariadeniami, pričom sú oveľa efektívnejšie z hľadiska špecifických vlastností. Na obr. 2 sú znázornené závislosti produktivity zariadení "štandardnej" veľkosti z času na čas pri čistení povrchových vôd z rieky.

V dôsledku straty produktivity pri tvorbe sedimentov na membránach a nevratnému upchávaniu pórov suspendovanými časticami je priemerná produktivita ultrafiltračných membrán o 40 – 50 % nižšia ako u „pasových“ membrán, pričom sa líši od priemernej o 30 – 40 %. produktivita zariadenia s nanofiltračnými membránami.

Technológia dodatočnej úpravy vody z vodovodného systému v mestských budovách

Voda v centralizovaných vodovodných potrubiach často obsahuje suspendované koloidné látky (napríklad hydroxid železitý), ako aj baktérie v dôsledku sekundárneho znečistenia vody v potrubiach. V niektorých prípadoch je zvýšený obsah chlórovo-organických látok (pri povodniach). Tradične sa na odstránenie nerozpustených látok používajú mechanické tlakové filtre a na zníženie obsahu organických látok a pachov filtre so sorpčnou náplňou.

Hlavnými nevýhodami tohto prístupu sú: použitie pomerne objemných filtrov (zvyčajne dovážaných zo sklenených vlákien s priemerom 0,75-1,2 m a výškou viac ako 2 m); ťažkosti pri inštalácii filtrov v existujúcich priestoroch; ťažkosti pri obsluhe a nahradzovaní stiahnutých súborov; skôr rýchle vyčerpanie sorpčnej kapacity uhlia a potreba jeho výmeny.

V poslednej dobe sa namiesto mechanických filtrov používajú ultrafiltračné jednotky, ktoré umožňujú hlbšie odstránenie koloidov železa, baktérií a vírusov z vody. Membránové jednotky sú navyše kompaktné, majú výrazne nižšiu hmotnosť a objem v porovnaní s mechanickými filtrami, čo je dôležité najmä pri použití a umiestnení v mestských budovách. Použitie sorpčných filtrov v mestských budovách si však vyžaduje vzhľadom na obmedzenú sorpčnú kapacitu záťaže pomerne vysoké náklady na údržbu takýchto zariadení.

Použitie nanofiltračných zariadení umožňuje vyriešiť problém odstraňovania organických nečistôt z vodovodnej vody bez použitia sorpčných filtrov a s minimálnymi prevádzkovými nákladmi.

Výpočty a štúdie ukazujú, že odstránenie väčšiny (viac ako 90 %) organických kontaminantov nanofiltráciou umožňuje predĺžiť životnosť sorpčných filtrov 10-20-krát, prípadne zmenšiť ich objem, pričom sa obmedzujú na používanie kartušových filtrov len v prípade pachov vo vode pri povodniach alebo mimoriadnych situáciách.pri vodnom zdroji. Nanofiltračné membrány navyše čiastočne odstraňujú tvrdosť a zásaditosť vody, vďaka čomu je voda vhodná na použitie vo vykurovacích systémoch a systémoch zásobovania teplou vodou, čím zákazníkovi odpadá nutnosť používať zmäkčovače a prídavný spotrebný materiál (tabletová soľ).

Moderní zákazníci v mestských zariadeniach často sami vytvárajú dodatočné požiadavky na kvalitu vody, oveľa prísnejšie ako požiadavky existujúcich medzinárodných noriem WHO a SanPiN, čo je spôsobené prítomnosťou „špeciálnych“ spotrebiteľov v budovách - kliniky, zdravotné strediská, stravovanie. prevádzkarne atď.

Takže napríklad pri navrhovaní systémov STOZ mrakodrapu federácie dizajnéri „čelili“ požiadavkám na obsah železa -0,05 mg / l, GSS (halogenované zlúčeniny) -10 μg / l (oproti štandardom WHO: 0,3 mg/la 200 μg/l). Podobné požiadavky sa ukázali ako rozhodujúce pri výbere nanofiltračných systémov pre zásobovanie vodou budov Centrálnej zadnej colnice a polikliniky FSB v Moskve v roku 2002 (obr. 3, 4).

V tejto práci boli vykonané štúdie na porovnanie účinnosti znižovania oxidovateľnosti a obsahu rozpustených organických látok vo vode z vodovodu pomocou ultrafiltračných systémov so sorpčnými dodatočnými úpravami a nanofiltračných systémov. Kvalita upravovanej vody bola hodnotená z hľadiska oxidovateľnosti.

Kvalita vody sa vo všeobecnosti hodnotí podľa charakteru kriviek absorpcie svetla, kde molekulová hmotnosť a povaha organických látok zodpovedajú určitým vlnovým dĺžkam.

Na obr. 5 sú znázornené krivky absorpcie svetla vody z vodovodu pretekajúcej cez nanofiltračné membrány 4 a filter naplnený uhlím 2 a 3. Použitie nanofiltračných membrán 4 umožňuje získať vodu s nízkou oxidovateľnosťou. S dodatočným použitím sorpčných filtrov po nanofiltrácii len na odstránenie zápachu sa ich zdroj mnohonásobne zvyšuje. Výsledky skúšok životnosti sorpčného filtra (stanovenie jeho sorpčnej kapacity) sú na obr. 6.

Ekonomický efekt z aplikácie technológie nanofiltrácie je daný znížením nákladov na údržbu ďalších čistiarní.

Technológia čistenia vody pre účely vykurovania a vetrania

Súčasný stav mestskej výstavby si vyžaduje riešenie problémov zásobovania budov nielen kvalitnou pitnou vodou, ktorá spĺňa požiadavky SanPiN, ale v niektorých prípadoch aj vodou pre špeciálne technologické potreby:

dobíjanie vykurovacích a vykurovacích okruhov;

zostavenie okruhov postrekovačov a výparníkov klimatizačných systémov;

Konštrukcia parných kotlov "strešných kotolní" pre systémy zásobovania teplom.

V závislosti od požiadaviek na kvalitu upravovanej vody v nanofiltračných systémoch sa používajú rôzne typy membrán s rôznymi ukazovateľmi selektivity (soľná kapacita). Pri použití membránových zariadení pre potreby doplňovania vykurovacieho systému a zásobovania teplou vodou musí uhličitanový index KI vyčistenej vody spĺňať tieto podmienky:

KI = [Ca +2] · ≤ 2-5,

kde hodnoty koncentrácií vápnika a alkality vyjadrené v mg-ekv / l.

Na splnenie týchto požiadaviek sú nanofiltračné membrány ideálne vhodné v kombinácii s vyvinutými membránovými prvkami s „otvoreným kanálom“, ktorý vylučuje tvorbu stagnujúcich zón v zariadení a tvorbu precipitátu uhličitanu vápenatého v nich, čo výrazne skracuje prevádzkový čas. prístroja.

Ak je potrebné získať napájaciu vodu pre parné kotly a klimatizačné okruhy, je potrebná voda s hodnotami tvrdosti 0,01-0,02 mg-ekv / l. Tradične sa na získanie hlboko zmäkčenej vody používajú dvojstupňové systémy kationizácie sodíka alebo (v súčasnosti) namiesto prvého stupňa kationizácie sodíka jednotka reverznej osmózy. V oboch prípadoch si schémy hlbokého zmäkčovania vyžadujú vysoké prevádzkové náklady (na tabletovanú soľ, inhibítor, čistiace roztoky, častý servis) a riešenie problémov s likvidáciou regeneračných roztokov. S využitím vývoja prezentovaného v práci boli vytvorené schémy dvojstupňového zmäkčovania (s použitím membránových nanofiltračných zariadení v štádiu I) a zariadení na reverznú osmózu v štádiu II (obr. 7).

Takéto schémy umožňujú vyhnúť sa použitiu činidiel počas ich prevádzky a poskytujú dlhú dobu (viac ako 2500 hodín) nepretržitej prevádzky. V niektorých prípadoch je vhodné použiť špeciálne navrhnuté kazety s práškovým inhibítorom na zvýšenie spoľahlivosti systémov reverznej osmózy.

Na stanovenie prevádzkových charakteristík membránových okruhov pomocou zariadení reverznej osmózy a nanofiltrácie bol vyvinutý špeciálny počítačový program (určenie druhov čistiacich roztokov, doba nepretržitej prevádzky a pod.).

Príklad porovnania prevádzkových nákladov rôznych schém hlbokého zmäkčovania je na obr. osem.

Vďaka použitiu nových typov membrán a membránových zariadení sa maximalizuje prevádzkový čas, čo vedie k zníženiu nákladov na údržbu inštalácie (obr. 9).

Celkový pohľad na dvojstupňové membránové systémy je znázornený na obr. desať.

Opísané technológie sa používajú pri vývoji:

Systémy čistenia vody pre centralizované zásobovanie vodou: stanice povrchovej vody a stanice podzemnej vody s kapacitou do 10 000 m 3 / h; systémy sú úplne bez reagencií;

Systémy na čistenie vody pre mikrooblasti a komplexy priemyselných a komerčných budov;

Systémy na zlepšenie kvality vody z vodovodu pre vybrané obytné a kancelárske budovy;

Systémy na úpravu vody na doplňovanie vykurovacích systémov a kotlov obytných a priemyselných budov;

Systémy na zlepšenie kvality napájacej vody z technických vodovodov mestských podnikov;

Systémy na prípravu napájacej vody pre stredotlakové a vysokotlakové parné kotly ("strešné kotolne" a miniKVET) na vykurovanie budov alebo mestských obytných komplexov (KVET) (v kombinácii s vyvinutými nanofiltračnými systémami so systémami reverznej osmózy). Vyvinuté technológie umožňujú riešiť problémy vznikajúce pri použití kompaktného, ​​ľahko zostaviteľného zariadenia s jednoduchým „vybudovaním“ energie, poskytujúc automatizovanú nepretržitú prevádzku, ktorá nevyžaduje reagencie a spotrebný materiál a vyžaduje servis. meria nie viac ako 6 mesiacov nepretržitej prevádzky.

Pre zásobovanie vodou veľkej (obytnej alebo hotelovej budovy) môže systém úpravy vody pozostávať zo štyroch membránových blokov s celkovou kapacitou 50 m 3 / h. Rozmery každého bloku (s kapacitou 12 m 3 / h) sú 1,5 m (hĺbka) x 1,5 m (výška) x 0,5 m (šírka). Celkové rozmery stanice s výkonom 50 m 3 / h sú (ŠxHxV) 3,5x1, 5x1,5 m. Výtlačná súprava každej jednotky obsahuje: posilňovacie čerpadlo, membránové zariadenia, dočisťovacie kazety s uhlím. Prevádzka systému spočíva v preventívnom preplachovaní (1-2x ročne) a výmene uhlíkových kaziet (1x ročne). Životnosť membrán je 5 rokov. Rozloženie jedného bloku je znázornené na obr. 11, celkový pohľad na jeden blok s kapacitou 12 m 3 / h je znázornený na obr. 12.

Literatúra

1. Pervov A.G. Andrianov A.P. Moderné membránové nanofiltračné systémy na prípravu vysoko kvalitnej pitnej vody // Sanitárne inžinierstvo. 2007. Číslo 2.
2. Futselaar M. a kol. Priama kapilárna nanofiltrácia pre povrchové vody. // Odsoľovanie. V. 157 (2003), s. 135-136.
3. Futselaar H., Schonewille H., Meer W. Priama kapilárna nanofiltrácia pre povrchové vody. (Prednesené na Európskej konferencii o odsoľovaní a životnom prostredí: sladká voda pre všetkých, Malta, 4. – 8. mája 2003. EDS, IDA) // Desalination. 2003, zväzok 157, s. 135-136.
4. Bruggen B., Hawrijk I., Cornelissen E., Vandecasteele C Priama nanofiltrácia povrchovej vody pomocou kapilárnych membrán: porovnanie s plochými membránami. // Technológia separácie a čistenia. 2003.
5. Bonn_ P.A.C., Hiemstra P., Hoek J.P., Hofman J.A.M.H. Je priama nanofiltrácia s preplachom vzduchu alternatívou na výrobu vody v domácnostiach pre Amsterdam? // Odsoľovanie. 2002. V. 152, s. 263-269.
6. Webová stránka Trisep http://www.trisep.com.
7. Webová stránka PIC Membranes http://www.pcimem.com.
8. Pervov Alexei G., Melnikov Andrey G. Stanovenie požadovaného stupňa odstraňovania nečistôt pri predúprave krmiva RO. // Svetová konferencia IDA o odsoľovaní a opätovnom použití vody 25. – 29. augusta 1991, Washington. Predúprava a znečistenie.
9. Pervov A.G. Zjednodušený návrh RO procesu založený na pochopení mechanizmov zanášania.// Desalination 1999, Vol. 126.
10. Riddle Richard A. Ultrafiltrácia s otvoreným kanálom na predúpravu reverznou osmózou. // Svetová konferencia IDA o odsoľovaní a opätovnom použití vody 25. – 29. augusta 1991, Washington. Predúprava a znečistenie.
11. Pervov A.G. Membránový rolovací prvok. Patent č. 2108142, vydaný. 4.10.1998.
12. Irvine Ed, Welch David, Smith Alan, Rachwal Tony. Nanofiltrácia na odstraňovanie farieb – 8-ročné prevádzkové skúsenosti v Škótsku. // Proc. Z konferencie Conf. o membránach vo výrobe pitnej a priemyselnej vody. Paríž, Francúzsko, 3. – 6. október 2000. V 1, s. 247-255.
13. Pervov A.G. Prognóza tvorby vodného kameňa a plány čistiacich postupov v prevádzke s reverznou osmózou. // Desalination 1991, Vol. 83.
14. Hilal Nidal, Al-Khatib Laila, Atkin Brian P., Kochkodan Victor, Potapchenko Nelya. Fotochemická modifikácia membránových povrchov na zníženie (biologického) znečistenia: štúdia v nanoúrovni pomocou AFM // Desalination 2003, Vol. 156, s. 65-72.
15. Hilal Nidal, Mohammad A. Wahab, Atkina Brian, Darwish Naif A. Použitie mikroskopie atómovej sily na zlepšenie vlastností nanofiltračných membrán na predúpravu odsoľovaním: Prehľad // Desalination 2003, Vol. 157, s. 137-144.
16. Pervov A.G., Motovilova N.B., Andrianov A.P., Efremov R.V. Vývoj systémov na čistenie farebných vôd v severných oblastiach založených na technológiách nanofiltrácie a ultrafiltrácie. vedecký. Tvorba. Problém 5.M., 2004.
17. Pervov A.G., Andrianov A.P., Spitsov D.V., Kozlova Yu.V. Výber optimálnej schémy pre dodatočnú úpravu vody z vodovodu v mestských budovách pomocou membránových rastlín // Zbierka správ zo siedmeho medzinárodného kongresu „Voda: ekológia a technológia“ .. . Zväzok 1.
18. Pervov A.G., Bondarenko V.I., Zhabin G.G. Aplikácia kombinovaných systémov reverznej osmózy a iónovej výmeny na prípravu napájacej vody pre parné kotly // Energosberezhenie i vodopodgotovka. 2004. Číslo 5.

Voda je látka, ktorú konzumujeme každý deň, a pre zdravie človeka je veľmi dôležité piť kvalitnú vodu... V rozdielne krajiny Pre vodu z vodovodu existujú rôzne normy, ktoré určujú priehľadnosť a obsah rôznych látok v nej. Rusko nepatrí medzi krajiny s najprísnejšími predpismi. Aj keď sú vo vode ťažké kovy, je veľmi nepravdepodobné, že by to vodárenská spoločnosť vo veľkej miere inzerovala. Hoci sa patogénne mikroorganizmy vo vode z vodovodu väčšinou nenachádzajú, je v nej dostatok rôznych chemikálií. Ak sa o čistotu vody nestaráte sami, môžete si v tomto smere zarobiť na sadu najnepríjemnejších chorôb. Preto vám odporúčame, aby ste sa oboznámili s tým, čo existuje moderné metódy čistenia vody .

Teraz môžete nájsť veľa nejednoznačných informácií o metódach a systémoch používaných na čistenie vody. Tento článok dáva prehľad moderných metód čistenia vody pre domáce a priemyselné využitie a tiež objasňuje niektoré otázky týkajúce sa účinnosti týchto metód.

1. Uhlíkové filtre

Výhody uhlíkových filtrov:

• Vynikajúce na odstraňovanie pesticídov a chlóru.
• Lacné.

Filtre sú dostupné vo všetkých tvaroch a veľkostiach. Ide o jeden z najstarších a najlacnejších spôsobov čistenia vody. Väčšina uhlíkových filtrov používa aktívne uhlie. Voda ľahko prechádza cez filter s aktívnym uhlím, ktorý má veľkú plochu pórov (až 1000 m 2 / g), v ktorej dochádza k adsorpcii škodlivín. Aktívne uhlie sa používa ako vo forme pevných blokov, tak aj v granulovanej forme. Prechod vody cez pevný blok trvá dlhšie, vďaka čomu sú tieto filtre účinnejšie pri absorbovaní nečistôt. Filtre s aktívnym uhlím sú najlepšie na odstraňovanie kontaminantov, ako sú insekticídy, herbicídy a PCB. Môžu tiež odstrániť mnohé priemyselné chemikálie a chlór. Ale aktívne uhlie neodstráni väčšinu anorganických chemikálií, rozpustených ťažkých kovov (ako je olovo) alebo biologického znečistenia. Aby sa s týmito nevýhodami do určitej miery vyrovnali, mnohí výrobcovia používajú aktívne uhlie v kombinácii s inými čistiacimi metódami, ako sú keramické filtre alebo ultrafialové žiarenie, o ktorých bude reč neskôr. Aj s týmito vylepšeniami však systémy uhlíkovej filtrácie majú svoje obmedzenia a nevýhody.

Nevýhody uhlíkových filtrov:

• Neodstraňuje baktérie.
• Krátkodobé.

Filtre s aktívnym uhlím sú výbornou živnou pôdou pre baktérie. Ak voda nebola pred filtráciou upravená chlórom, ozónom alebo inými metódami baktericídnej ochrany, tak sa vo filtri usadia baktérie z vody, ktoré sa tam budú množiť a znečisťujú cez ňu prechádzajúcu vodu. Z tohto dôvodu sa neodporúča používať filter s aktívnym uhlím, keď voda pochádza priamo z prírodného zdroja. Niektorí výrobcovia tvrdia, že problém sa rieši pridaním striebra. Bohužiaľ, táto technológia nie je dostatočne efektívna. Voda musí zostať v kontakte so striebrom oveľa dlhšie, aby sa dostavil výrazný efekt. Uhlíkové filtre tiež časom začínajú strácať svoju účinnosť. Postupne filter stráca schopnosť zadržiavať nečistoty a do prefiltrovanej vody sa dostáva stále viac nečistôt. Voda zároveň cez filter preteká s ľahkosťou ďalej a ako efektívne filter funguje, zistíte len rozborom kvality vody, no nie každý má doma laboratórium. Preto je potrebné filter po určitom čase alebo po prefiltrovaní určitého množstva vody vymeniť.

Nevýhody keramických filtrov:

• Neúčinné proti organickým znečisťujúcim látkam a pesticídom.

Keramické filtre sú neúčinné pri odstraňovaní organických nečistôt alebo pesticídov. Takže tieto filtre sa neodporúčajú na domáce čistenie vody. Doma by mali byť spárované s uhlíkovým filtrom.

Nevýhody ozonizácie:

• Táto metóda neodstraňuje ťažké kovy, minerály a pesticídy.
• Ozón sa rýchlo rozkladá na kyslík a stráca svoju účinnosť.
• Veľmi drahá metóda.
• Ozón je vysoko toxická látka, preto musí byť systém starostlivo monitorovaný senzormi.

Na získanie pitnej vody samotná ozonizácia nestačí. Neodstraňuje ťažké kovy, minerály ani pesticídy. A na rozdiel od chlóru, ktorý síce zostáva vo vode, ale naďalej plní svoju funkciu, ozón má veľmi krátke trvanie. Rozpadá sa takmer okamžite a nemá žiadny zvyškový čistiaci účinok. Ďalším kameňom úrazu pri ozonizácii vody sú náklady. Je príliš drahé používať ozonizáciu doma.

4. Ultrafialové žiarenie

Výhody použitia UV žiarenia:

• Zabíja baktérie a vírusy.

Keď mikroorganizmy ako baktérie a vírusy absorbujú ultrafialové žiarenie, začnú sa vyskytovať určité reakcie, ktoré spôsobia ich smrť. Vďaka tomu je UV žiarenie veľmi účinnou metódou na ničenie patogénov, ako sú E. coli a Salmonella, bez pridania chemikálií, ako je chlór. UV žiarenie je jednou z mála čistiacich metód, ktoré dokážu zabiť vírusy, čo je dôležité najmä vo vidieckych oblastiach, kde nie je iná možnosť získať kvalitnú vodu.

Nevýhody UV žiarenia:

• Neúčinné proti všetkým organizmom.
• Nie je možné odstrániť ťažké kovy, pesticídy a iné fyzikálne nečistoty.

5. Vodné filtre na výmenu iónov

Výhody iónomeničových filtrov:

• Predlžuje prevádzku ohrievačov vody, práčok.

Nevýhody iónomeničových filtrov:

• Nečistia vodu a nerobia ju bezpečnou pre ľudí.

Iónové výmenné filtre fungujú ako zmäkčovače vody a nemajú žiadny vplyv na mikroorganizmy. Zmäkčovanie tvrdej vody je dobré pre práčka a ohrievač vody, ako aj pri plávaní. Tvrdá voda pokožku viac napína a mydlo je v nej menej mydlové. Mäkká voda však nie je o nič užitočnejšia ako tvrdá. Zmäkčovače nečistia vodu.

6. Systémy úpravy vody z medi a zinku

Výhody meď-zinkových čistiacich systémov:

• Účinne odstraňuje chlór a ťažké kovy.

Podobné vodné filtre sa predávajú pod názvom KDF. Používajú patentovanú zliatinu medi a zinku, ktorá je vo filtri obsiahnutá vo forme granúl. Molekuly medi a zinku pôsobia v batérii ako rôzne póly. Pri prechode kontaminovanej vody cez granule jedna časť nečistôt smeruje k zinku, druhá časť nečistôt s opačným nábojom smeruje k medi. V tomto prípade dochádza k redoxným reakciám, pri ktorých sa potenciálne nebezpečné chemikálie stávajú neškodnými. V dôsledku úpravy chlórovanej vody vzniká chlorid zinočnatý. Takéto filtre tiež znižujú obsah ortuti, arzénu, železa a olova. Pri prechode cez filter sa vo vode ničia baktérie a iné organizmy.

Nevýhody systémov čistenia medi a zinku:

• Neúčinné proti pesticídom a organickým znečisťujúcim látkam.

Čistiace systémy medi a zinku zabraňujú odstraňovaniu pesticídov a iných organických znečisťujúcich látok. Systémy KDF však zvyčajne obsahujú jednotku uhlíkového filtra na prekonanie týchto nevýhod.

7. Systémy reverznej osmózy

Výhody systémov reverznej osmózy:

• Dobre čistia vodu od kovov, baktérií, vírusov, mikroorganizmov, ako aj organických a anorganických chemikálií.

Systém reverznej osmózy sa pôvodne používal na odsoľovanie morská voda... Počas procesu čistenia prechádza tlaková voda cez polopriepustnú syntetickú membránu. Táto metóda filtrácie umožňuje za priaznivých podmienok odstrániť od 90% do 98% ťažkých kovov, vírusov, baktérií a iných organizmov, organických a anorganických chemikálií.

Nevýhody systémov reverznej osmózy:

• Veľké množstvo odpadových vôd.
• Syntetická membrána je degradovaná chloridmi a fyzikálnymi nečistotami.
• V systéme môžu rásť baktérie.
• Horšie fungujú s tvrdou vodou.

Napriek svojim výhodám majú systémy reverznej osmózy značné nevýhody. Pre začiatok sú mimoriadne náročné na zdroje; na získanie 1 litra čistej vody sa 3-8 litrov kontaminovanej vody spláchne do odtoku. Skutočnosť, že táto odpadová voda obsahuje koncentrované znečisťujúce látky, prinútila niektoré komunity zaťažené vodou úplne zakázať takéto systémy čistenia.

Tieto systémy tiež vyžadujú minimálny tlak vody 2,7 ​​bar, aby správne fungovali. Je potrebné dbať na zachovanie celistvosti membrány, ktorá sa musí každých pár rokov vymeniť.

Membrána sa zhoršuje v prítomnosti chlóru a počas čistenia zakalenej vody. Preto systémy reverznej osmózy vyžadujú predbežné čistenie vody pomocou uhlíkového filtra.

Systémy reverznej osmózy sú tiež dobrou živnou pôdou pre baktérie, ktoré môžu vyžadovať uhlíkový filter medzi jednotkou RO a zásobníkom vody a ďalší filter medzi zásobníkom a vypúšťacím kohútikom. Nakoniec, ak je voda dostatočne tvrdá, môže byť potrebný dodatočný systém na zmäkčovanie vody.

Vzhľadom na uvedené nevýhody skutočne je ťažké považovať tieto systémy za lepšia cestačistenie vody.

8. Destilácia

Výhody destilácie:

• Odstraňuje širokú škálu nečistôt, čo je užitočné ako prvý krok pri čistení.
• Dá sa použiť viackrát.

Ak sa destilácia vykoná správne, poskytuje pomerne čistú a bezpečnú vodu. Existujú kritici pitia destilovanej vody, ale mnoho ľudí pije destilovanú vodu už roky bez akýchkoľvek zdravotných problémov. Destilácia je pomerne jednoduchý proces: voda sa zahreje do varu a premení na paru. Varenie zabíja rôzne baktérie a iné patogény. Varom získaná para sa ochladí a opäť sa získa voda.

Nevýhody destilácie

• Kontaminanty sú do určitej miery prenášané v kondenzáte.
• Je potrebná opatrná starostlivosť, aby bol destilátor čistý.
• Pomalý proces.
• Spotrebuje veľa vody z vodovodu (na chladenie) a energie (na vykurovanie).

Anorganické nečistoty môžu migrovať pozdĺž tenkého vodného filmu, ktorý sa tvorí na vnútorných stenách. Taktiež škodliviny zo skla alebo kovu prechádzajú do vody, v ktorej sa voda ohrieva.

Organické zlúčeniny s bodom varu nižším ako 100°C sa automaticky prenášajú do destilátu a dokonca aj organické zlúčeniny s bodom varu vyšším ako 100°C sa môžu rozpúšťať vo vodnej pare a tiež prechádzať do destilátu. Počas varu sa môžu vďaka prichádzajúcej energii vytvárať nové organochlórové zlúčeniny.

Destilácia je pomalý proces, ktorý si vyžaduje skladovanie vody na dlhý čas. Počas skladovania môže byť voda opätovne kontaminovaná látkami z okolitého vzduchu.

Destilácia vyžaduje veľa energie a vody, a preto je prevádzka nákladná. Okrem toho je potrebné pravidelné čistenie destilátora od nečistôt nahromadených v procese.

Tento článok je založený na práci Dr. Davida Williamsa, lekára, biochemika a prírodného terapeuta.

(Zobrazených 18 552 | Dnes 1)

Inovatívny nahý filter pre znovu naplniteľné fľaše podľa tekutosti