Проблемы водоочистки
- Подробности
- Опубликовано 26.03.2010 13:04
Исходное качество воды природных источников водоснабжения, а так же требования, предъявленные к нему разнообразны. Оценив качество воды природного источника можно решить вопрос о возможности его использования для определенного потребителя, а также установить необходимость и способ обработки воды на очистных сооружениях.
По своим физико-химическим характеристикам вода, идущая на хозяйственно-питьевые нужды, должна отвечать требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01. Возможность использования источника воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения определяется по ГОСТ 2761-57 («Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Правила выбора и оценки качества»).
К воде на промышленных предприятиях, необходимой для технологических нужд, предъявляются специальные требования, устанавливаемые техническими условиями.
Сравнивая исходные данные качества воды источников водоснабжения (полученные по результатам анализа) с требованиями потребителей определяют методы для ее доочистки или корректировки ее состава.
Перед использованием воды в технологических системах необходима водоочистка или водоподготовка. Основные процессы подготовки воды для технического водоснабжения проходят в системах водоочистки и водоподготовки, в задачу которых входит:
1. удаление из воды содержащихся в ней взвешенных (нерастворимых) веществ (осветление воды);
2. устранение веществ, обуславливающих цветность воды (обесцвечивание воды);
3. уничтожение содержащихся в воде бактерий (обеззараживание воды);
4. удаление из воды катионов кальция и магния (умягчение воды).
Водоочистка от взвешенных и механических примесей, природных, сточных вод чаще всего осуществляется:
1. путем отстаивания воды в отстойниках;
2. пропуском воды через слой зернистого материала в фильтрах, или же путем комбинированного использования данных устройств.
Водоочистка путем отстаивания воды осуществляется в горизонтальных, вертикальных или радиальных отстойниках.
Важной стадией осветления воды является ее фильтрование. Водоочистка фильтрованием проходит через пористую среду, образованную слоем фильтрующего материала.
Водоочистка от веществ, обуславливающих цветность воды.
Уменьшение цветности воды (осветление) – достаточно сложная задача. Для ее решения используются такие методы, как хлорирование, озонирование, аэрация или коагуляция с последующим осаждением загрязнений на осветлительных или напорных фильтрах.
Наличие в воде большого количества железа придает ей неприятный привкус, делает ее непригодной для хозяйственно-производственного потребления и вызывает отложения в трубах водопроводной сети.
В подземных водах железо чаще всего встречается в растворенном состоянии в виде двууглекислого соединения.
В водах поверхностных источников железо может находиться в виде органических соединений (гуминовокислое железо) или в виде сернокислого соединения.
Метод обезжелезивания зависит от формы содержания железа в воде.
Применяют следующие методы обезжелезивания:
- безреагентный, осуществляемый путем аэрации, отстаивания и фильтрования;
- реагентный (коагулирование, хлорирование, известкование);
- метод ионного обмена, применяемый в том случае, когда кроме обезжелезивания, необходимо умягчать воду с помощью катализаторов.
Часто водоочистка требует удаления сероводорода, углекислоты и кислорода.
Свойство этих газов влиять на коррозионные процессы, неприятный запах, возникающий в воде от сероводорода, вызывает необходимость удаления их из воды.
Водоочистка и мероприятия, связанные с удалением из воды растворенных в ней газов, называются дегазацией воды.
Применяются физические и химические методы дегазации воды.
1. Сущность химических методов заключается в использовании определенных реагентов, которые связывают растворенные в воде газы.
2. Физические методы газоудаления осуществляются двумя способами:
а) вода, содержащая загрязняющий газ, приводится в соприкосновение с воздухом, если давление парциальное удаляемого газа в воздухе близко к нулю;
б) создаются такие условия, при которых растворимость газа в воде стремиться к нулю.
При аэрации воды, обычно удаляется сероводород и свободная углекислота, потому что парциальное давление этих газов в воздухе близко к нулю.
Второй способ применяют обычно при удалении из воды кислорода, т.к. при значительном парциальном давлении кислорода в атмосферном воздухе аэрацией воды кислород из нее удалить нельзя.
Для удаления кислорода вода доводится до кипения либо ее нагреванием (термические деаэраторы), либо понижением давления до такого значения, при котором вода кипит при данной температуре (вакуумные дегазаторы), т.к. растворимость газов в воде падает до нуля.
Водоочистка посредством удаления из воды растворенных газов осуществляется на дегазаторах разных типов, которые различаются:
- по конструктивному исполнению дегазатора;
- по характеру движения воды и воздуха;
- по условиям, в которых происходит процесс дегазации.
Водоочистка для удаления из воды катионов кальция и магния (умягчение воды).
Временная жесткость (карбонатная), удаляется кипячением, некорбанатная (объясняется наличием сульфатов, хлоридов, силикатов) – постоянная жесткость, удаляется методами катионирования, реагентным умягчением, электродиализом и обратным осмосом.
Катионирование - удаление из воды катионов кальция и магния осуществляется в процессе натрий-катионирования (ионного обмена) при пропускании исходной воды через слой смолы.
Реагентное умягчение - метод основан на добавлении в воду гашеной извести или соды. В этом случае, соли магния и кальция переходят в нерастворимые соединения и оседают в виде осадка. Этот метод рационально использовать при больших расходах воды, поскольку возникают текущие: фильтрация осадка, необходимость точной дозировки реагента.
Электродиализ - удаление из воды под действием электрического поля солей жесткости. За счёт специальных мембран происходит удаление ионов растворенных веществ. И так же как и при использовании технологии обратного осмоса, происходит удаление и других солей, помимо ионов жёсткости.
Водоочистка от содержащихся в воде бактерий (обеззараживание воды).
Так как отстаиванием и фильтрованием не достигается полная водоочистка от содержащихся в ней микроорганизмов, поэтому в системах хозяйственно-питьевого назначения и в некоторых системах технологического назначения (пищевая, фармацевтическая и др. промышленности) для окончательного удаления микроорганизмов применяется обеззараживание воды.
Обеззараживание воды может быть осуществлено при помощи различных мероприятий: хлорированием, озонированием, бактерицидным облучением и другими методами.
Для хлорирования воды на очистных станциях систем водоснабжения используется жидкий хлор и хлорная известь. Хлорная известь используется для станций малой производительности.
В настоящее время широкое распространение получает обеззараживание воды с помощью озона.
Озон обеспечивает надежное обеззараживание воды. Он обладает рядом преимуществ по сравнению с хлором:
1) получается непосредственно на станции очистки воды;
2) не ухудшает вкусовых качеств воды;
3) не приводит к возникновению в ней запахов.
Уничтожение бактерий, которые находятся в воде, может быть достигнуто путем обработки воды ультрафиолетовыми лучами.
Процесс обеззараживания воды бактерицидными лучами осуществляется на специальных установках. В этих установках вода подвергается облучению ртутно-кварцевых или аргоно-ртутных ламп.
Наличие запахов и привкусов в природной воде обуславливается присутствием в ней микроорганизмов.
Для уничтожения запахов и привкусов, вызываемых микроорганизмами, применяется также метод сорбционного фильтрования. Воду фильтруют через слой активированного угля.