Параметры требуют
На каждом производстве необходима предварительная водоподготовка, потому что лучший природный растворитель, проходя свой обычный круговорот, обогащается самыми разнообразными веществами и газами и, соприкасаясь с оборудованием в технологическом процессе, влияет на долговечность его работы. Грязную воду требуется очистить, жесткую — умягчить, чтобы избежать накипи на нагреваемых элементах, мутную — отфильтровать, чтобы мелкие плавающие частицы не забивали технологические отверстия. Поскольку требования к качеству водоподготовки разнообразны, каждый проект уникален. Но все же основные «манипуляции» с водой производят для того, чтобы изменить четыре основные ее характеристики: мутность, цветность, жесткость и бактериальную загрязненность.
Природная вода очищается, проходя сквозь толщу естественного фильтра — земли. Промышленная водоподготовка тоже строится по принципу фильтрации, разные технологии которой помогают получить заданные параметры.
Что водится в мутной воде?
Водопроводная вода в каждом населенном пункте соответствует нормам. Правда, и в границах этих норм она серьезно разнится по вкусу и содержанию растворенных солей. Общей бедой является повышенное содержание железа и солей жесткости — самых сложных загрязнителей для систем очистки. Хуже только низкомолекулярные органические вещества, являющиеся кумулятивными ядами, например, диоксины. Эта группа веществ все чаще фигурирует в тревожных сообщениях об анализах воды в открытых и подземных источниках. «Причиной такого положения дел являются как промышленные предприятия (например производящие бумагу), так и огромное количество бытовой пластмассы, сжигаемой на открытом воздухе, — мы медленно, но верно отравляем все вокруг, превращая природу в среду обитания», — подводит итог Ольга Гриболева, инженер ООО «Аква Бона» (г. Красноярск).
Для предварительной очистки сразу на водозаборе используются сетчатые фильтры. Они препятствуют поступлению в трубы песка, камней и прочих крупных взвешенных частиц. От грязи заградительная сетка может очищать специальный сканер, всасывающие сопла которого собирают и выводят грязь наружу через специальный клапан, или система обратной промывки. В отличие от сетчатых, основной узел картриджных фильтров просто заменяют. Для тех же целей применяют более простые и удобные для промывки дисковые фильтры с набором дисков вместо сетки. Еще одной разновидностью установок для предварительной очистки являются гидроциклоны. Благодаря действию центробежной силы песок и другие взвеси относятся на стенки корпуса и оседают вниз, а чистая вода выходит наружу.
Количество взвесей зависит от времени года (зимой меньше) и географии (в сибирских реках меньше, чем в южных). Осветительные фильтры — это стальные баллоны, защищенные полимерным покрытием либо полностью выполненные из композитных полимеров. В качестве фильтрующего используются керамзит, антрацит, кварцевый песок, активированный уголь. Загрязнившийся фильтрующий элемент промывается сильным напором воды снизу, иногда предварительно обрабатывается сжатым воздухом. Дренажно-распределительная система равномерно распределяет воду по всему сечению баллона.
Чем смягчить жесткость?
Ионный обмен позволяет умягчить жесткую воду. На языке химии это значит удалить из нее часть кальция и магния, заменив таким же количеством натрия. Ионообменные установки — это вертикальные прямоточные или противоточные фильтры с дренажно-распределительными системами, внутри которых размещаются ионообменные смолы. Корпус — стальной или полимерный, а дренажная система и реагентный бак, как и все контактирующие с водой поверхности, производятся из материалов пищевого класса.
Вода, смачивая смолу, оставляет ей ионы жестких солей: кальция и магния, а соль натрия, ион которой был связан с молекулой смолы, течет дальше, умягчая воду. Причем смола связывает в два раза больше жестких ионов, чем отдает «мягких». Рано или поздно ионная продуктивность смолы истощается, и она требует регенерации: просаливания специальным раствором.
Выбор типа смол и реагентов зависит от качества воды на входе и требуемых показателей на выходе. Корпус малогабаритного ионообменного фильтра производится из армированного пластика или металла с антикоррозионной обработкой. К эксплуатационным недостаткам установок ионного обмена можно отнести необходимость выделения площадей под склад для реагентов и высокоминерализованные стоки от регенерации ионообменных смол, а также трудоемкость при замене ионообменных фильтров.
Как почистить чернила?
Мембранные технологии на сегодняшний день —самые продвинутые способы подготовки воды, способные отфильтровать воду даже из чернил. Работают комплексно: обеззараживают, умягчают, осветляют и обезжелезивают. Очень чувствительны к качеству исходного раствора. К мембранным относятся микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация и обратный осмос. Приставки обозначают уменьшающиеся размеры сечения отверстий мембран. Самые микроскопические используют при обратном осмосе и нанофильтрации (фильтрация происходит на мембране с порами 10 нанометров — в 100 000 раз меньше миллиметра), которые чистят на молекулярном уровне. Оптимальная формы мембраны обратного осмоса — спираль.
Исходная вода подогревается, потому что для работы всех мембранных установок нужна определенная температура. Из мембранных модулей моделируют промышленные установки различной производительности. Исходная вода проходит узел микрофильтрации (обратный осмос очень требователен к предварительной очистке), поступает на насос высокого давления и подается на мембранные модули. Здесь происходит разделение потока на обессоленную воду и концентрат. Два-три раза в год требуется химическая мойка модулей.
Ультрафильтрация осветляет и обеззараживает воду без применения химии, сохраняя ее солевой состав. Установка ультрафильтрации — блок модулей на стальной раме вместе с блоком управления и контроля. Весь процесс полностью автоматизирован.
Мембраны используют как в напорных модулях (фильтрат нагнетается внутрь), так и вакуумных (фильтрат засасывается внутрь). Первый применяется к сильно загрязненной воде. Мембраны из органических полимеров отличаются уникальными механическими и химическими свойствами: устойчивы к кислотам и щелочам в диапазоне от 4 до 10,5 PH, предел прочности на разрыв — до 55 кг.
Напорные модули дешевле за счет более высокой производительности мембран, но мощные насосы требуют повышенных затрат электроэнергии.
Параметры требуют Что водится в мутной воде? Чем смягчить жесткость? Как почистить чернила?
"Промышленные страницы Сибири" №8 (79) июль 2013 г. |
Елена Баева.
© 2006-2012. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири»
Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru
© Создание сайта - студия GolDesign.Ru