Выбор метода

На сегодняшний день разработано несколько классификаций методов водоподготовки. Однако наиболее оптимальной считается классификация, автором которой является Кульский Л.А. Она основана на принципе фазово-дисперсного состояния включений воды. Выделяются четыре основных группы примесей. Для избавления от каждого типа включений применяются определенные методы водоподготовки.

Кроме того, при выборе метода водоподготовки учитывают изначальное качество воды и то качество, которое необходимо получить. Последнее зависит от назначения воды, поскольку вода для бытовых нужд будет отличаться, например, от питьевой воды.

Как правило методы водоподготовки применяются поэтапно. При этом на каждом этапе водоподготовки возможно использование нескольких методов. Для получения воды высокого качества важным является не только применение методов, но и их последовательность. В современной водоподготовке известно 40 методов обработки воды. Все мы их рассматривать в этой статье не будем, уделим внимание наиболее популярным.

Осветление через фильтрование

Метод осветления применяется на начальном этапе водоподготовки, который иногда называется предварительная обработка воды. При осветлении вода освобождается от взвесей - твердых нерастворимых частиц. для осветления воду прогоняют через фильтры, в которых имеются слои насыпного материала.

В зависимости от размера частиц насыпного материала, фильтрование может быть следующих типов:

  • процеживание - размеры пор насыпного материала меньше диаметра взвесей. Данный тип фильтрования чаще всего используется в фильтах с неткаными волокнистыми материалами.
  • пленочное фильтрование задерживает мелкие примеси: крупные вирусы, бактерии, коллоиды. При этом фильтрующий материал обволакивается пленкой. Данный тип фильтрования используется после так называемого подготовительного этапа водоподготовки, когда крупные взвеси уже удалены. Используются мелкозернистые насыпные фильтры.
  • объемное фильтрование - тип фильтрования, когда взвеси несколько раз проходят через фильтр, меняя скорость и направление движения. Данный процесс характерен для фильтров с крупнозернистым насыпным материалом.

Помимо типов фильтрования различают и разные типы самих фильтров. Условно их можно разделить по нескольким критериям:

  • по давлению, под которым они работаю: а) напорные и б) безнапорные, или открытые.
  • по количеству слоев фильтрующего материала: а) однослойные, б) двухслойные, в) многослойные.
  • по скорости фильтрования: а) скорые (до 12 м/ч), б) медленные (до 0,3 м/ч), в) сверхбыстрые (до 100 м/ч).

Самыми эффективными считаются фильтры с несколькими фильтрующими слоями, при этом плотность фильтрующего материала в каждом слое и размеры частиц различны. Если учесть направление фильтрования сверху-вниз, то верхний слой обладает наименьшей плотностью - в нем задерживаются крупные частицы, к последнему нижнему слою плотность фильтрующего материала увеличивается. В самом нижнем слое вода освобождается от самых мелких загрязнений. Подобные фильтры для осветления воды эффективны для очистки воды от частиц размером >10 мкм.

Натрий-катионирование

Натрий-катионирования - метод водоподготовки, которым наиболее часто пользуются для умягчения воды. Он основан на способности материалов обменивать ионы магния и кальция на ионы прочих веществ, которые не образуют осадка в виде накипи на экранах котлов, в теплообменниках и других нагревающихся поверхностях. Несмотря на то, что таких ионообменных веществ немало, наиболее доступным и сравнительно недорогим реагентом является именно хлорид натрия.

Во время пропускания воды через катионит, он систематически требует “регенерации”, поскольку количество ионов натрия уменьшается, и ионный обмен становится невозможен. Для восстановления числа ионов натрия в катионите через него пропускается раствор хлорида натрия.

Также стоит следить за качеством воды перед тем, как пропускать ее через катионный фильтр. Концентрация взвесей в воде не должна превышать 8 мг/л, железа - 0,3 мг/л. Цветность воды должна составлять 30 градусов платино-кобальтовой шкалы.

С помощью метода натрий-катионирования можно добиться следующих значений жесткости воды:

Наименование Минерализация исходной воды, мг/л
≤200 200 – 500 500 – 800 800 – 1200 >1200
Жесткость общая воды после натрий- катионитных фильтров: 10 20 30 50 >50
I ступени, мкмоль/л 10 20 30 50 >50
II ступени, мкмоль/л 2-4 5 10 20-30 >30

Натрий-хлор-ионирование

Натрий-хлор-ионирование применяется в водоподготовке для котельных. Данный метод позволяет снизить относительную и общую щелочность воды, ее минерализацию, общую жесткость. Как и в предыдущем методе, в этом случае катионит также нуждается в систематической регенерации. Однако в отличие от метода натрий-катионирования, здесь важными ионами являются положительно заряженный ион натрия и отрицательно заряженный хлор.

Водород-натрий-катионирование

Следующим способом умягчения воды, снижения общей щелочности и минерализации является метод водород-натрий-катионирование. Кроме того, этот метод эффективен для уменьшения содержания углекислоты в паре. Обменными ионами при водород-натрий-катионировании являются положительно заряженные ионы водорода.

При рассматриваемом методе водоподготовки снижается показатель уровня pH, также происходит деминерализация. Для применения метода водород-натрий-катионирования необходимо учитывать параметры воды:

  • карбонатная жесткость не более 50%;
  • общее содержание хлоридов и сульфатов не более 4 ммоль/л;
  • натрий - не более 2 ммоль/л.

Для реализации водоподготовки данным методом необходимо использовать такой реагент, как серная кислота.

Аммоний-натрий катионирование

Аммоний натрий катионирование - это метод водоподготовки альтернативный натрий-хлор-ионированию. Особенностью метода является образование аммиака как в воде, так и в паре. В связи с этим этот метод водоподготовки не используется в водоподготовке систем горячего водоснабжения, открытых систем водоподготовки. Использование метода возможно при содержании кислорода в воде не более 0,05 мг/л.

Анионирование

Анионирование - метод водоподготовки для извлечения растворенных анионов из воды. Применяется после предварительной водоподготовки с применением методов катионирования. “Восстановление” фильтра производят с использованием щелочи NaOH. Процесс ионного обмена при анионировании аналогичен процессам при катионировании.

Декарбонизация воды

Процесс декарбонизации воды заключается в выведении из нее оксида углерода, который выделяется при анионировании и водород-катионировании. Для реализации метода необходимо использование специальных аппаратов - декарбонизаторов. Особой популярностью в современной водоподготовке пользуются вакуумные, струйные декарбонизаторы. Они создают высокоскоростной поток, который вакуумируется. Эжекторные декарбонизаторы отличаются большой производительностью и высокой эффективностью удаления газов.

Деминерализация

При деминерализации также снижается общая жесткость воды, щелочность и содержание кремниевых соединений. Деминерализация ионированием осуществляется за счет фильтрования воды через водород-катионитный и анионитный фильтры. Деминерализация считается синтетическим методом.

Баромембранные методы водоподготовки

  1. Обратный осмос способен задерживать до 99,9% ионов при двухступенчатой системе.
  2. Нанофильтрация отделяет красители, гербициды, пестициды, сахарозы, растворенные соли, некоторые вирусы, органические вещества.
  3. Ультрафильтрация устраняет из воды некоторые коллоиды, угольную сажу, вирусы; разделяет на фракции молока.
  4. Микрофильтрация освобождает воду от мелкодисперсных пигментов, бактерий и вирусов, пыли активных углей, красителей, асбеста, водо-масляных эмульсий и прочего.

Обезжелезивание

В воде изначально содержится много железа, которое негативно отражается как на качестве воды, так и на качестве готовой продукции, в производстве которой она участвует. Во-первых, железо придает воде неприятный запах и вкус. Во-вторых, повышенное содержание железа в воде приводит к образованию пятен и разводов на конечном продукте. В-третьих, в теплоэнергетических системах возможно образование ржавчины из-за воды с высоким содержанием железа.

На сегодняшний день для обезжелезивания воды используется комплекс мер. Требования к качеству воды с точки зрения содержания железа и других элементов прописаны в СНиП 2.04.02-84.

К методам обезжелезивания воды относятся:

  1. Аэрация упрощенная и на специальных устройствах. В основе метода лежит способность воды выделять железа, которое, при фильтровании воды через зернистый слой, остается на поверхности зерен. При содержании железа более 10 мг/л аэрация воды производится на специальных аппаратах - дегазаторах, или вентиляторных градирнях.
  2. Сухое фильтрование - это метод водоподготовки, при котором воздушно-водная эмульсия пропускается через фильтр с сухой зернистой загрузкой. При этом создается вакуум из-за большого нагнетания воздуха., который впоследствие отсасывается из поддонного простанства.
  3. Коауляция, флокуляция, осветление применяются для освобождения воды от коллоидных примесей, в составе которых может находится железо. В воду вводятся специальные химические реагенты - коагулянты и флокулянты. С их помощью мелкие частицы слипаются, образуя хлопья, которые затем осаждаются на дно емкости.

Помимо вышеописанных методов водоподготовки, также широко применяются деманганация воды (выведения магния), озонирование (дезинфекция, обесцвечивание, устранение запахов и вкусов), ультрафиолетовое обеззараживание, электрохимические методы (электрокоагуляция, электрофлотация, электродиализ).

Системы водоподготовки

Все методы водоподготовки реализуются в рамках системы водоподготовки. Для этого они комплектуются соответствующим оборудованием. Заказать систему водопоготовки индивидуальной комплектации можно у нас. Просто позвоните нам или напишите запрос по электронной почте. Мы подберем оптимальное оборудование для системы водоподготовки и отправим его в максимально собранном виде.

Доставка систем водоподготовки и другого дозирующего оборудования осуществляется транспортными компаниями в Архангельск, Великий Новгород, Владимир, Вологда, Екатеринбург, Киров, Москву, Нижний Новгород, Псков, Рязань, Самару, Санкт-Петербург, Сыктывкар, Тверь, Томск и другие города России.