Основные этапы водоподготовки

В данной статье подробно описаны аспекты водоподготовки. Как происходит этот процесс и так ли он на самом деле важен для промышленности, жкх, коттеджей и заводов. Вода является важнейшим компонентом жизнедеятельности человека, с помощью воды мы производим продукцию. Если вода не участвует в технологии прямо, она может участвовать косвенно, например, при охлаждении оборудования или использование в процессах нагревания. Проблема неочищенной воды стоит сегодня, как нельзя остро. Водоподготовка требуется во всех сферах жизни, производство качественной воды или любой другой продукции нуждается в полноценной системе очистки воды.

Прежде всего дадим определение выше указанному процессу. Водоочистка и водоподготовка представляют собой комплекс мероприятий по улучшению воды до заданных параметров в соответствии с нормативными документами и стандартами или требованиями потребителя.

Основные задачи водоподготовки – это получение на выходе чистой безопасной воды пригодной для различных нужд: хозяйственно-питьевого, технического и промышленного водоснабжения с учётом экономической целесообразности применения необходимых методов водоочистки, водоподготовки. Подход к водоочистке не может быть везде одинаковым. Различия обусловлены составом воды и требованиями к её качеству, которые существенно различаются в зависимости от назначения воды.

Сегодня мы затронем самые важные аспекты водоподготовки и подробно их разберем.

 

Осветление воды

Для очистки жидкости от нерастворимых частиц применяют контактные осветлители, флотаторы, гидроциклоны, намывные фильтры и другие устройства. Более глубокая водоочистка в Москве и регионах предполагает дополнительное использование коагулянтов, флокулянтов, систем ультрафильтрации.

Это этап водоочистки, в процессе которого происходит устранение мутности воды путем снижения содержания в ней взвешенных механических примесей природных и сточных вод. Мутность природной воды, особенно поверхностных источников в паводковый период, может достигать 2000-2500 мг/л.

Обесцвечивание воды

Это устранение или обесцвечивание различных окрашенных коллоидов или полностью растворенных веществ может быть достигнуто коагулированием, применением различных окислителей (хлор и его производные, озон, перманганат калия) и сорбентов (активный уголь, искусственные смолы).

Умягчение воды

Водоподготовка в Москве и в других крупных городах не обходится без снижения жесткости воды. Чтобы удалить из жидкости катионы кальция и магния, в ее состав вводятся анионы СО32- и ОН- для образования СаСО3 и Mg(OH)2, которые удаляются путем выделения в осадок и фильтрации. Для снижения карбонатной жесткости и щелочности воду обрабатывают известью. Водоподготовка и очистка воды с использованием извести и соды позволяет удалить из воды сульфаты и хлориды кальция и магния. В большинстве случаев при умягчении воды предпочитают использовать ионообменные смолы. Удаление катионов жесткости происходит при обмене свободными ионами в процессе их взаимодействия с ионообменной смолой. Ионы кальция и магния оседают на ионообменной смоле, взамен этого в воду поступают ионы натрия.

По традиционной схеме умягчение осуществляется методом ионного обмена, основанного на фильтрации воды через, так называемые, ионообменные смолы, обменивающие входящие в их состав ионы Na+ на ионы Ca2+ и Mg2+, содержащиеся в воде. При истощении рабочих свойств производится регенерация раствором NaCl, приготовляемым из специальной таблетированной соли. Периодичность регенерации зависит от геометрических параметров слоя, обменной емкости смолы, уровня жесткости, скорости потока, объема обрабатываемой воды.

Опреснение и обессоливание

Его методы отличаются большим разнообразием, называемое также деионизацией или деминерализацией, представляет собой уменьшение содержания растворенных в жидкости солей. Обессоливание морской или засоленной воды носит название опреснения. Нормы предусматривают содержание соли в воде, не превышающего одного грамма на литр. В отдельных случаях допустима концентрация соли полтора грамма на литр. Но во многих регионах концентрация солей в подземных и поверхностных водах превышает эти значения. А в морской воде, запас которой на планете является основным, соли содержится от десяти до сорока граммов на литр. Морская вода нуждается в опреснении. И для разных видов существуют свои методы обессоливания воды.

Водоочистка воды от солей может быть частичной или полной. Например, приведение жидкости в соответствие санитарным нормам требует снижения солесодержания до 1000 мг/л, а для питания барабанных и прямоточных котлов на тепловых электростанциях необходимо предельно возможное удаление солей и получение жидкости, по своим свойствам гораздо лучшей чем вода дистиллированная. Организации по очистке воды выбирают различные способы по снижению содержания солей: ионный обмен, обратный осмос, электродеионизацию, дистиляцию и другие. Выбор оптимального инженерно-технического решения для водоочистки водоснабжения выполняется после всесторонней оценки объекта и потребностей Заказчика.

Дегазация воды

По названию данного метода становится очевидно, что данный метод представляет собой удаление из воды растворенных газов. Дегазация воды необходима при использовании воды на хозяйственно-питьевые и промышленные цели, т. к. растворенные газы — кислород, свободная углекислота и сероводород — обусловливают или усиливают коррозионные свойства воды. Дегазация воды применяется в системах горячего водоснабжения, при подготовке питательной воды для котлов среднего и высокого давлений, при ионитовом умягчении и обессоливании воды, при обезжелезивании воды с помощью аэрации и в случаях использования подземных вод, содержащих растворенный сероводород.

Различают химические и физические способы дегазации воды. Сущность первых заключается в добавлении реагентов, которые связывают растворенные в воде газы, например обескислороживание воды путем добавки в нее гидразин-гидрата или путем фильтрации воды через фильтры, загруженные стальными стружками. В обоих случаях происходит связывание растворенного кислорода, который при этом утрачивает коррозионные свойства.

Обеззараживание воды

Или дезинфекция – завершающий этап процесса водоочистки. Цель – это подавление жизнедеятельности содержащихся в воде болезнетворных микробов. Так как полного освобождения ни отстаивание, ни фильтрование не дают, с целью дезинфекции воды применяют хлорирование и другие способы.

В технологии водоподготовки известен ряд методов обеззараживания воды, который можно классифицировать на пять основных групп: термический; сорбция на активном угле; химический (с помощью сильных окислителей); олигодинамия (воздействие ионов благородных металлов); физический (с помощью ультразвука, радиоактивного излучения, ультрафиолетовых лучей).

Из перечисленных методов наиболее широко распространены методы третьей группы. В качестве окислителей применяют хлор, диоксид хлора, озон, йод, марганцовокислый калий; пероксид водорода, гипохлорит натрия и кальция. В свою очередь, из перечисленных окислителей на практике отдают предпочтение хлору, хлорной извести, гипохлориду натрия. Выбор метода обеззараживания воды производят, руководствуясь расходом и качеством обрабатываемой воды, эффективностью ее предварительной очистки, условиями поставки, транспорта и хранения реагентов, возможностью автоматизации процессов и механизации трудоемких работ.