Методы водоподготовки и водоочистки

Оглавление

 

 

Введение

 

Наиболее ответственной отраслью промышленности с точки зрения здоровья населения является коммунальное водоснабжение. Основной объём потребляемой воды около 84-86% используется для хозяйственно-питьевых целей. Значительное количество воды используется в теплоэнергетике, нефтепереработке, химии и нефтехимии и других отраслях промышленности, в зависимости от региональных особенностей промышленного комплекса города. Системы организованного водоотведения исторически появились позднее систем водоснабжения и играют важную роль в формировании экологической обстановки городов и населённых пункт.

В развитии систем отраслевой водоподготовки можно выделить отдельные исторические отрезки времени - этапы развития, в течение каждого из которых происходит совершенствование действующих и внедрение новых технологий, конструкций, материалов и оборудования до практического исчерпания их потенциальных технологических возможностей, а также проведение организационно-технических мероприятий, направленных на совершенствование производства. В этом случае технология очистки и кондиционирования минерального состава воды является ведущим фактором водоподготовки.

Целью работы является изучить методы водоподготовки и водоочистки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 История развития химических технологий водоподготовки и водоочистки

 

Анализ отраслевой терминологии целесообразно, на наш взгляд осуществлять, начиная с периода наиболее интенсивного развития природоохранных и в том числе водоохранных мероприятий и технологий водоподготовки, то есть с конца 60-х-начала 70-х годов XX века.

В соответствии водоочистка - это комплекс технологических процессов, имеющих целью довести качество воды, поступающей в водопровод из источника водоснабжения, до установленных показателей.

Водоподготовка - это обработка воды, поступающей из природного водоисточника на питание паровых и водогрейных котлов, для различных теплотехнических целей. Водоподготовка производится на ТЭС, транспорте, в коммунальном хозяйстве, на промышленных предприятиях. Водоподготовка заключается в освобождении воды от грубодисперсных и коллоидных примесей и содержащихся в ней солей. Водоподготовка включает следующие основные методы обработки: осветление (удаление из воды коагуляцией, отстаиванием и фильтрованием коллоидных и суспендированных загрязнений), умягчение, обессоливание, обескремнивание, удаление растворённых газов окислов железа и меди..." (1971 год).

Таким образом, 35 лет тому назад водоочистка должна была обеспечивать необходимое качество воды природных источников при поступлении в водопровод, то есть в данном случае - в водопроводную сеть, а водоподготовка рассматривалась как обработка воды природного источника водоснабжения в основном для теплотехнических целей.

Спустя десять лет в соответствии очистка воды определялась одним из первых советских стандартов по отраслевой терминологии как "технологические процессы, применяемые для осветления и обесцвечивания воды", где под осветлением воды понималось "удаление из воды взвешенных и коллоидных веществ", а обесцвечивание в стандарте не рассматривается. В свою очередь водоподготовка - это "технологические процессы обработки воды для приведения её качества в соответствие с требованиями водопотребителей", а водопотребитель определяется как "предприятия, организации или отдельные граждане, осуществляющее водопотребление... потребление воды из... системы водоснабжения" (1982 год). Как следует из отмеченного, почти 25 лет тому назад в действующем стандарте, понятие водоочистка или очистка воды приобрело более узкий, конкретный смысл, включив только процессы осветления и обесцвечивания, без определения термина "обесцвечивание"  Понятие (определение) термина "водоподготовка" наоборот расширилось, включив, как следует из смысла его определения, все технологические процессы обработки воды для обеспечения её необходимого качества.

В середине 1990-х годов, водоочистка определяется как "система технологических процессов, включающих устранение нерастворимых примесей, обеззараживание и водоподготовку, с помощью которых природная вода, используемая для водоснабжения, доводится до установленных нормами показателей. При водоочистке из воды удаляются примеси (включая живые организмы) с помощью механических, физико-химических и биологических методов... Водоподготовка- улучшение качества природных вод, используемых для технологических и бытовых целей...". К водоподготовке в этом случае относят фильтрование, озонирование, хлорирование, для технических целей -умягчение [ (1996 год). В приведённом определении водоподготовка входит в водоочистку как ряд технологических процессов улучшения качества природных вод с умягчением воды для технических целей, в то время как умягчение применяется практически и для улучшения качества воды в хозяйственно-питьевом водоснабжении, особенно в случае подземных источников водоснабжения.

Ещё через 15 лет в 2001 году, водоочистка определяется как "комплекс технологических процессов, имеющих целью довести качество воды, поступающей в водопроводную сеть из источника водоснабжения, до установленных нормами показателей", водоподготовка - это "приведение качества воды, используемой в технологических целях на различных промышленных предприятиях, а также в системах водо- и теплоснабжения и других, в соответствие с требованиями потребителей". Очевидно, что понятие "водоочистка"  практически не изменилось по сравнению, а понятие "водоподготовка", как следует из его определения, предполагает подготовку не только природных, но и оборотных, сточных вод, то есть воды как таковой во всех системах, где она функционирует. Наиболее распространены среди таких систем отраслевые системы оборотного промышленного водоснабжения, в которых часть замкнутого цикла - это "водоснабжение", а часть, по сути, - "водоотведение", то есть сбор, отведение и очистка воды для повторного использования. Таким образом, понятие "водоподготовка" в данном определении  также расширено и имеет отношение к системам водоснабжения вообще и к другим системам, включая не только водоснабжение, но и канализацию - водоотведение (2001 год).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Химическая водоподготовка на предприятии

 

 

Сегодня, выбор химических веществ весьма широк. Озонирование, кстати массово используется для водоочистки воды на предприятии. Там ведь тоже хватает трудностей. В воде постоянно присутствует большое количество людей, у всех свои болячки. Все это нужно нейтрализовать.

Каждый потребитель видел у себя в посуде осадок хлорки. Да он безопасен, но пить его как-то неприятно. Да и вода не проверялась, чтобы 100% утверждать, что она безопасна. Дело в том, что хлор может вступать в реакцию с другими примесями и образовывать токсичные соединения.

Всего же из хлористых веществ при очистке воды более всего применяют:

• хлор-изоцианурат;
• гипохлорит кальция;
• гипохлорит натрия
• натрий хлор или хлорная известь

хлорирование, как один из способов химической водоподготовки на предприятии потому обрело такое количество поклонников, что стоит очень мало. Надежность, эффективность и доступность обеззараживания в этом случае подкупают. Да и у хлора в отличие от других веществ, есть такое полезное свойство, как остаточная очистка. Даже после полного растворения, хлор продолжает работать и дезинфицировать среду.

Поподробнее можно рассказать о каждом варианте хлорирования. Изоцианураты – это гранулы с 55 процентами активного хлора. Выпускают его и в таблетках. Там процент хлора еще выше – 90. Причем не просто хлора. А активного хлора, который повышает кислотность воды. Уровень кислотнощелочного баланса у такого вещества нейтрален. Если это трихлоризоцианурат, то и показатель ph равен тройке. Это недостаток вещества. Нужно доводить в дальнейшем уровень баланса до 7-7,5.

Такой препарат хорош тем, что в его состав входит циануровая кислота, она безразлична к влиянию ультрафиолета. Это дает возможность легко использовать такие вещества в химических предприятиях для открытых прудиков и бассейнов.

Побочный продукт производства каустической соды – вот что такое гипохлорит натрия. В его состав входит примерно 15 процентов активного хлора. Производить такой гипохлорит можно на месте, правда уровень кислотно-щелочного баланса будет высоким и его точно придется корректировать.

Гипохлорит кальция производят тоже в виде таблеток, активного хлора до 65 процентов и тоже требуется коррекция ксилотно-щелочного баланса.

Кроме, хлора есть еще и разнообразные корректирующие вещества. Флокулянты, коагулянты, вещества для консервации  отопительных систем. Все они помогают откорректировать состав некачественной воды.

Одной из больших проблем бассейна или водоема является обилие спор водорослей, от которых не так легко избавится. Для борьбы с ними и придумали альгициды. Ими обмывают чашу бассейна, некоторую их часть постоянно нужно добавлять в воду. Выбирая такую систему водоподготовки для бассейна, всегда нужно читать инструкцию. Некоторые дезинфекторы сводят на нет всю работу альгецидов.

Флокулянты удаляют из воды взвеси. Они реагируют с примесями, образуют белые хлопья, которые легче осадить и вымыть из воды. Корректоры и стабилизаторы помогают откорректировать уровень кислотно-щелочного баланса и уровня жесткости.

Специальные средства для консервации систем отопления помогают обезопасить внутренние системы от жирных пленок, коррозии и т.п. Нужно удалить весь мусор, взвеси и т.п. Да и заложенную вовнутрь известь также нужно вымыть. Обработка средствами для консервации делается не чаще раза в год, но свою работу она делает.

Так на наглядных примерах видно, что химическая водоподготовка на предприятии работает и работает хорошо. Нельзя ведь купить для борьбы со спорами бактерий только ультрафиолет. Он хоть и безреагентный и убивает много видов спор и вирусов, но спектр действия дезинфекторов иногда бывает шире. Ну и ультрафиолет не дает остаточного очищения как хлор. Плюс он стоит дороже хлорирования.  Так, что система химической обработки будет присутствовать в жизни потребителей до тех пор, пока есть в ней потребность, а спрос пока что не утихает.

 

2.1 Схема водоподготовки питьевой воды

 

Многим кажется, что очищать воду не так уж и нужно. Чистая, прозрачная, без запаха, в чем проблема? Все надумано и неправда. Но все-таки термин водоподготовка не появился, если бы проблемы некачественной воды не существовало. Пытаясь объяснить, что и как происходит при правильной схеме водоподготовки питьевой воды, первое, что не помешает определить это термины.

Что такое подготовка воды? Объяснить, все это в двух словах не получится. Слишком объемное понятие, включающее в себя множество этапов и процессов. Конечным итогом должна стать не просто чистая вода. Она должна быть еще и мягкой, и годной к личному употреблению.

Все процессы любых подготовительных работ по очистке воды можно увидеть в ниже приведенной таблице.

Процесс	Схемы
Подготовка воды	Забор воды Обработка воды Восстановление минеральных включений Поставка конечному потребителю

 

 

На стадии обработки воды, если можно так выразиться, все самое интересное и происходит. Из воды устраняются все вредные примеси. Любой потребитель может возразить, что все стадии очищения вода проходит до того, как она попадает к нему в квартиру. Зачем же дополнительно чистить питьевую воду? Однако же при работе с питьевой водой люди все больше убеждаются в том, что качество воды хромает и очистка нужна.

О наличии хлорки в воде просто никто не упоминает уже. Она есть по умолчанию. Самой большой проблемой была и остается накипь. В многоквартирных домах схема водоподготовки питьевой воды в большинстве случаев сводиться к устранению солей жесткости. Если есть задание подготовить воду для специальных технологий или производственных нужд, то там процесс очищения может быть другим. Для пищевого использования воду подготавливают так, чтобы она соответствовала требованиям специального СанПин.

Грубый язык понятий подразумевает подготовку в виде устранения из воды грубых взвесей и мелких дисперсных включений, а также любых примесей органического характера, содержащихся в ней в избытке.

Очищают воду сегодня по-разному. Технические схемы с каждым днем совершенствуются и методов устранения из воды вредных примесей на сегодня немало.

Если свести все в список, то получится примерно следующее:

• отстаивание;
• осветление;
• умягчение;
• дегазация;
• биологическая чистка;
• химическая чистка;
• устранение органолептики.

 

Отстаивание воды - это один из простых и не требующих никаких затрат способ очистки воды от хлора. Хлор – это летучее соединение, при отстаивании воды в течение 6-8 часов весь растворенный в ней хлор улетучится. Несколько раз помешайте воду – это поможет активнее отделиться хлору.

Минус этого метода – при отстаивании не удаляются соли тяжелых металлов.

Осветление воды- это удаление взвешенных и коллоидных веществ различной степени дисперсности. Если задача стоит при централизованном водоснабжение, которые обладают большой производительностью, требуется для осветления воды, от больших частиц, при этом используется следующий способ, при котором исходная вода отстаивается в отстойниках. Там где находится городские станции водоснабжения вода в таких местах движется очень медленно, с небольшой скоростью. Поэтому в таких ситуациях осветление воды происходит следующий способом, в текущей воде взвешенных частицы под силой тяжести осаждаются. Но есть и свои нюансы даже при длительном отстаивании исходной воды, очень мелкие частиц взвешенных веществ, просто не способны выписать из воды. В таком случае чтобы увеличить эффективность очистки воды и ее осветление, исходная вода подвергается обработке, специальными реагентами, коагулянтами, или хлорное железо, железный купорос или сернокислый алюминий.