Мембрани, УФ-опромінення, хімікати
Видалення розчинених іонів
Процеси видалення іонних включень з води називаються опреснением, обессоливанием або демінералізацією, причому можливі два способи очищення: видалення прісної води з сольового розчину, або видалення солей з розчину. Прикладами методів видалення води з сольового розчину, є:
• Дистиляція або, вірніше, випарювання - забезпечує при ідеальних умовах відділення чистого пара від солей, що залишаються в розчині.
• Заморожування - кристали льоду самі по собі практично не містить солей і повинні бути фізично видалені з сольового розчину і промиті.
• гідратірованіем або освіту сольових гідратів, які після видалення і промивання можуть бути розкладені для виділення чистої води.
• Зворотний осмос - «продавлювання» молекул води під впливом прикладеного зовнішнього тиску, що перевищує осмотичний тиск розчину, через спеціальну «напівпроникну» мембрану.
Методами видалення солей з розчинів є:
• Іонний обмін - пропускання води через іонообмінні смоли (катіоніти і аніоніти). мають зазвичай слабкозв'язаного водневі або гідроксильні іони, які можуть бути замінені на домішки іонів у воді.
• Електродіаліз - додаток електричного потенціалу до води таким чином, щоб разноименно заряджені іони рухалися в протилежних напрямках. Присутність чергується безлічі мембран, які будуть забезпечувати переважне пропускання катіонів або аніонів, сприяє розділенню води на опріснену воду і сольовий розсіл.
• Пьезодіаліз - перенесення солей під тиском через мембрану, проникну як для катіонів, так і для аніонів, і непроникну для води.
Дистиляція
Процес очищення забрудненої води шляхом її випаровування і збору конденсату для отримання продукту, практично вільного від нелетких домішок. Процес має додаткові властивістю стерилізації продукту і може бути використаний для обробки природної води самої різного ступеня забрудненості. Однак бувають випадки, коли деякі розчинені і колоїдні домішки несуться разом з парами води в очищений продукт.
Зворотний осмос
Якщо розчин нелетучего компонента (наприклад, хлориду натрію) відділений від чистого розчинника (наприклад, води) або просто більш розведеного розчину мембраною, яка є проникною для розчинника і непроникною для даного розчиненого компонента, то буде спостерігатися ефект самовільного проникнення розчинника через мембрану в більш концентрований розчин під дією рушійної сили, відомої як осмотичний тиск. Це переміщення молекул води, розбавляючих концентрований водний розчин, триватиме до тих пір, поки що виникає за рахунок вхідного потоку надлишковий тиск в концентрованому розчині не стане рівним по своїй величині зворотноосмотичної тиску, і тоді потік припиниться через усталеного по обидві сторони мембрани термодинамічної рівноваги .
Зворотний процес - опріснення може бути досягнуто якщо з боку концентрованого розчину прикласти тиск вище осмотичного, то буде відбуватися проницание (проникнення) через мембрану чистого розчинника, наприклад, води. Це є основою процесу зворотного осмосу.
нанофільтрація
Цей процес може бути розглянутий як варіант основного процесу зворотного осмосу. Нанофільтрація використовує мембрани, спеціально пристосовані для досягнення високого ступеня відділення багатовалентних іонів в порівнянні з одновалентними. Прийнятний вихідний потік може бути досягнутий при відносно низькому робочому тиску, і процес іноді називають низьконапірним зворотним осмосом. Все це означає, що основним застосуванням нанофильтрації є пом'якшення води, що включає видалення таких іонів як кальцій, магній, барій і стронцій.
іонний обмін
Цей метод полягає у видаленні з розчину іонів одного типу з їх заміщенням на еквівалентну кількість інших іонів з таким же зарядом.
Таким чином, існує два види іонного обміну:
1. катіонний обмін, в якому видаляються з води деякі або всі катіони (кальцій, натрій і ін.)
2. аніонний обмін, в якому з води видаляються деякі або всі аніоніти (хлориди, сульфіди і ін.)
електродіаліз
Оскільки розчинені солі існують як заряджені іони, пропускання постійного струму через опріснювати розчин буде викликати міграцію позитивно і негативно заряджених іонів в протилежні сторони. Якщо при цьому помістити в воду пару мембран, одна з яких ( «катіонопроніцаемая мембрана») дозволяє селективно пропускати катіони, а інша ( «аніонопроніцаемая мембрана») дозволяє створити селективний прохід аніонів, то вода між мембран починає опріснювати.
видалення органіки
Існує кілька шляхів видалення органіки з води. Найбільш прийнятні з них будуть описані нижче, при цьому слід враховувати, що в більшості систем водопідготовки стратегія щодо їх застосування може виявитися невдалою, якщо використовувати тільки один з цих методів.
* Іонний обмін
Видалення органіки цілком здійсненно при застосуванні іонного обміну, оскільки багато хто з органічних домішок, присутніх в воді (особливо на поверхні води), існують у вигляді великих комплексних іонів, які можуть бути видалені при пропущенні через ионообменник. При цьому важливо правильно вибрати аніонообмінна смолу. Звичайна іонообмінна смола, застосовується для демінералізації, може піддатися руйнуванню за рахунок істотної незворотною адсорбції органіки в порах матриці смоли. Тому для ефективного видалення органічних домішок була розроблена спеціально готується макропористі смола, з якої потім при подальшої регенерації легко видаляються органічні молекули.
* Зворотний осмос і нанофільтрація
Раніше відзначалася можливість забезпечення видалення зворотним осмосом органіки з молекулярної масою близько 100 з ефективністю більше 90%, хоча на практиці досягається ефективність залежить від типу мембрани. Однак зворотний осмос слід використовувати для видалення слідів органіки, оскільки подача вихідної води з високим рівнем вмісту органіки може привести до поверхневого плівковому забруднення мембран з наступним істотним зниженням їх характеристик після очищення.
Нанофільтрація також може бути ефективним методом видалення органіки з молекулярної масою близько 200-400 і, особливо останнім часом, все більшою мірою використовується виробляють чисту воду фірмами для обробки вихідної води, що містить високий рівень гумінових сполук як продукту розкладання рослин, які надають природній воді « кольоровість ».
* Фільтри на основі активованого вугілля
Видалення великої кількості органічних домішок на первинних стадіях очищення води іонним обміном або зворотним осмосом можна визнати доцільним з практичної точки зору - раніше вже зазначалося схильність обраноосмотіческіх мембран до забруднення. Отже, для видалення з вихідної води великої кількості органіки потрібно застосування інших методів. Найбільш часто для цих цілей використовується шар активованого вугілля. Для цього ємність заповнюється гранулами вугілля, підготовленими спеціальним чином, наприклад з антроціта, підданого спеціальній обробці, яка забезпечує формування в гранулах вугілля макро- і мікропор. Механізм селективної адсорбції органічних домішок визначається особливостями взаємодії органічних молекул з поверхнею вугілля, що в основному пов'язано з вихідної неполярной гидрофобной природою активованого вугілля. Це обумовлено тим, що заряджені іони і полярні молекули крім загальної тенденції до обмеженою адсорбції на поверхні активованого вугілля, який би внутрішньою поверхнею він не володів, схильні надзвичайно зв'язування з полярними молекулами води і утриманню в воді в розчиненому стані, що в свою чергу також буде перешкоджати їх адсорбції на поверхні вугілля. Крім цього, молекули води також схили до відштовхування від поверхні вугілля.
Активоване вугілля може видаляти спектр органічних компонентів, однак найбільш ефективний для видалення молекул з малим молекулярною вагою, оскільки високомолекулярні молекули адсорбуються слабкіше.
Хлор також ефективно видаляється активованим вугіллям. У процесі використання вугілля втрачає свою адсорбційну ємність і в підсумку його слід або замінити новим матеріалом, або використовувати методи відновлення шляхом видалення адсорбованих домішок.
інші методи
Існує ряд інших щодо ефективних методів для видалення органіки, в тому числі шляхом її розкладання окисленням до двоокису вуглецю. Дана техніка включає як обробку води УФ-опроміненням (зазвичай з довжиною хвилі 185 нм), так і інші подібні методи окислення, наприклад, з використанням озону - як у вигляді самостійної операції, так і в комбінації з УФ-опроміненням або пероксидом водню.
Видалення твердих частинок
Доповненням до основного завдання очищення води є також і видалення з неї нерозчинних компонентів на кожній стадії обробки для запобігання забруднення або фізичного руйнування устаткування, яке застосовується для очищення води (наприклад, установок зворотного осмосу). Навіть колоїдні речовини, що мають діаметр 0,005-0,2 мкм і знаходяться в проміжному стані між твердими частинками і розчиненими компонентами, необхідно видаляти для захисту RO-мембран від швидкого забруднення.
* Фільтрація з використанням піщаного шару і інших гранульованих середовищ
Ці методи розроблені для видалення щодо великих часток - приблизно в діапазоні розмірів 10-30 мкм. Використання піску в якості фільтруючого середовища застосовується давно, однак процес значно поліпшується з точки зору його ефективності, якщо у відповідних шарах фільтруючої ємності використовувати фільтруючі матеріали з різними розмірами гранул і розміщувати найбільші фракції на вході. Такий багатошаровий фільтр найчастіше містить кремнієвий пісок, гранітний пісок і антрацит.
У цьому випадку вся вода проходить через фільтр (так званий «тупиковий» режим) і має місце «глибинна фільтрація» - видалення частинок здійснюється в залежності від їх розміру в міру зменшення розміру зазорів між гранулами шару.
Щоб підвищити ефективність фільтрації, в воду слід додавати коагулянти перед її пропусканням через піщаний або багатошаровий фільтри. Для цього часто використовується сульфат алюмінію, який при відповідному рівні рН утворює невеликі частинки гідроксиду алюмінію, заряджена поверхня яких «пов'язує» колоїдні речовини. Поліелектроліти, тобто полімери, які містять іонізовані групи уздовж всього ланцюжка, також широко використовуються в якості коагулянту. Процес коагуляції забезпечується негативними зарядами, властивими більшості колоїдних речовин, що сприяє їх зв'язування коагулянтами з протилежним зарядом.
* Картриджи (патрони) і мікрофільтрація
Цей метод можна застосовувати для видалення малих розмірів (як правило, в діапазоні від 40 мкм і приблизно до 0,1 мкм) після того як основна кількість твердих частинок буде видалено описаними вище методами. Картріджниє фільтри, в яких використовується замінна або очищається фільтрувальне середовище, вдають із себе циліндричні або трубчасті елементи.
Установки мікрофільтрації (МФ) являють собою мембранні фільтри з розміром пор 0,1 мкм -10 мкм. МФ - процес часто працює в «тупиковим» режимі, проте можливо також використання обладнання з тангенціальним потоком, якому невелика частина потоку не проходить через фільтр і направляється на скидання разом з накопиченими на поверхні фільтра частинками.
* Стаціонарний
У цьому методі застосовуються мембрани, здатні видаляти нерозчинені дисперсні частинки, включаючи колоїди, спільно з бактеріями і вірусами розмірами до 0,005 мкм. При цьому молекули води з ефективним діаметром близько 0,0002 мкм можуть приходити через ультрафільтраційні (УФ) мембрани, також як і іони, органічні речовини з низькою молекулярною вагою і гази. УФ - мембрани і модулі на їх основі багато в чому схожі з установками зворотного осмосу. Наприклад більшість УФ мембран є асиметричними, однак селективний або «активний» шар у них більш товстий (близько 10 мкм) і більш пористий, ніж у мембран для зворотного осмосу. Ультрафільтраційні і мікрофільтраційні установки успішно застосовуються як передфільтри для установок зворотного осмосу, а також для фінішної тонкого очищення води від мікрочастинок і бактерій.
видалення бактерій
Буде розглянуто найбільш доступні методи видалення бактерій. При цьому перш за все слід враховувати той фактор, що використовується для очищення води велика кількість установок, в свою чергу, може служити активним середовищем для зростання бактерій. Це відбувається тому, що фільтри, іонообмінні смоли і колонки з активованим вугіллям формують більшу високопористу поверхню, яка ідеальна для захоплення мікроорганізмів, а пропускається вода може служити для них джерелом живлення, забезпечуючи експонентний рівень зростання мікроорганізмів.
* Хімічне знезараження
Для знищення мікроорганізмів застосовується ряд хімічних речовин.
Хлорування досі є найбільш поширеним методом для дезінфекції вихідної муніципальної води, то цілком ймовірно, що вихідна вода, що надходить на очистку, буде завжди містити невелику кількість залишків хлору. Так само можливо, що вода, яка надходить на підприємство, може бути додатково піддано хлоруванню (або в неї може бути додано відносно невелика кількість таких окислювачів як бром або йод). Хлор може додаватися в воду як в газоподібному формі з балонів, так і у вигляді водного розчину гіпохлориту натрію, що в кінцевому рахунку хімічно ідентично введенню хлору в воду.
Фактично при проходженні води через установку для отримання чистої води відбувається її дехлорирование. Це має місце на стадії проходу через активоване вугілля, який використовується для видалення органіки і при цьому одночасно адсорбує хлор. Крім того, дехлорирование може проводитися спеціально для захисту обладнання (наприклад, установок зворотного осмосу з поліамідними мембранами) від руйнування дії хлору - в даному випадку фінішне дехлорирование може бути здійснено шляхом введення невеликої кількості відповідного хімічної речовини, наприклад, бисульфита натрію.
* Озон ефективний біоцид (і сильний окислювач). Перевагою його використання в системах отримання чистої води є те, що повністю виключається необхідність додавання в систему хімікатів, так як озон сам розкладається до активного кисню. Однак, оскільки цей процес відбувається швидко (протягом хвилин, а не годин), озон не може бути використаний для створення тривалого дезинфецирующего ефекту. Озон вбиває бактерії протягом секунд (помітно швидше, ніж це робить хлор) і може бути ефективний проти вірусів і патогенних мікроорганізмів. Озон також в стані розкладати органіку, однак для цього може знадобитися більш висока його концентарація (в залежності від ступеня забрудненості води органічними домішками). Для видалення органіки озон може бути використаний в комбінації з ультрафіолетовим опроміненням середньої інтенсивності. Якщо це вважається необхідним, то після обробки води озоном залишкові кількості озону можуть бути видалені за допомогою ультрафіолетового випромінювання високої інтенсивності, яке перетворює озон на кисень.
Пероксид водню широко використовується для періодичної санітарної обробки обладнання на багатьох виробництвах.
Ультрафіолетове (УФ) опромінення
Це найбільш часто вживаний метод для фінішної стерилізації на кінцевій стадії отримання чистої води. Цей метод характеризується тим, що не вимагає використання хімікатів, що в свою чергу дозволяє уникнути операцій з ними та необхідності їх зберігання. При цьому обладнання для реалізації методу відрізняється простою, компактністю і малим споживанням енергії, а також малим часом впливу, необхідним для знищення бактерій, що обидві
Сфера діяльності нашої компанії - поставка і монтаж теплотехнічного обладнання, системи очищення води Culligan, будівництво басейнів "під ключ", поставка і монтаж систем вентиляції та кондиціонування.
У нашому колективі працюють висококваліфіковані фахівці, що володіють великим практичним досвідом роботи і які пройшли навчання в зарубіжних фірмах. Ми пропонуємо замовнику весь необхідний комплекс послуг - попереднє консультування, проектно-вишукувальні роботи, будівельні роботи, поставку та монтаж обладнання, гарантійне та післягарантійне сервісне обслуговування. При цьому гарантується висока якість і професійна відповідальність на всіх етапах роботи. Пропонована нами номенклатура обладнання дозволяє вирішувати задачі як перед індивідуальним замовником, так і перед великими підприємствами різних галузей промисловості.
Наші об'єкти
