Akva-tehnik.ru

Отделка дома своими руками
16 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какое оборудование используется при водоочистке и водоподготовке

Принцип работы и этапы очистки питьевой воды на станции водоподготовки

Перед тем как попасть в городские водопроводные сети и в краны потребителей, вода проходит тщательную предварительную очистку. Для приведения ее в состояние питьевой устанавливаются станции водоподготовки, которые позволяют убрать все вредные примеси, мусор, небезопасные для здоровья химические элементы. Однако даже самые высокотехнологичные установки не являются гарантией чистоты, поэтому нередко используются дополнительные домашние фильтры.

Особенности устройства и виды

Большинство городских жителей не удовлетворено качеством воды, которая подается через водные магистрали в краны. Причем в разных регионах химический состав жидкости и наличие в ней примесей различаются. Кто-то отмечает повышенную жесткость, кто-то — белый осадок из-за мела, а иногда чувствуется хорошо уловимый запах плесени или других непонятных веществ. Решением проблемы в большинстве случаев становится монтаж накопительных или проточных фильтров.

Станция водоподготовки

На самом деле перед тем как попасть к непосредственным потребителям, жителям населенных пунктов, на промышленные и другие объекты, вода проходит тщательную очистку. Процедура, в ходе которой она приводится в соответствие с санитарными нормами, называется водоподготовка. Питьевая вода на станции подается их природных водоемов, хранилищ, каналов. Процесс ее обработки зависит от дальнейшего использования: питье, бытовое использование, полив или технические нужды.

В отдельных населенных пунктах или регионах функционируют муниципальные станции химводоочистки. Это крупные объекты стационарного типа либо мобильные комплексы, представленные контейнерными, модульными и блочными системами.

Конструктивное устройство каждой установки зависит от того, от чего необходимо очистить воду. По методу фильтрации различают следующие виды станций:

Станция водоочистки

  • химические — предполагают обработку реагентами (хлор или озон), чтобы нейтрализовать все неорганические примеси (таким способом удаляются сульфаты, цианистые вещества, железо, нитраты, марганец);
  • механические (физические) — пропускают потоки через фильтрующие системы мембранного или сетчатого типа для удержания и отсеивания посторонних частичек (бактерии, взвеси, соли тяжелых металлов);
  • биологические — предусматривают введение в жидкость специальных микроорганизмов, которые уничтожают вредную и опасную органику (способ актуален для обеззараживания сточных вод);
  • физико-химические — применяются на промышленных объектах и крупных станциях подготовки воды;
  • ультрафиолетовые — предназначены для уничтожения патогенной микрофлоры и бактерий.

Все системы классифицируются также на бытовые и промышленные, различаются по производительности и принципу работы. На многих городских объектах устанавливаются по несколько фильтрующих систем, выполняющих разные функции одновременно.

Принцип действия

По пути из водоема в квартиру потоки воды проходят несколько этапов очистки. Однако не стоит при этом быть уверенным в том, что она становится идеально чистой и безопасной. В летнюю жару количество вредных бактерий и микроорганизмов существенно увеличивается. Именно из-за употребления воды из-под крана отмечается всплеск кишечных заболеваний и отравлений. В морозную погоду количество патогенной микрофлоры значительно сокращается, но нельзя списывать со счетов человеческий фактор и халатность сотрудников водоочистительных предприятий, изношенность оборудования и другие проблемы.

Стандартная процедура на станции водоочистки происходит в несколько этапов:

Станция водоподготовки как работает

  • механическая обработка — сначала из жидкости нужно убрать твердые, нерастворимые частички, примеси в виде ила, песка, травы и водорослей, а также мусора и остатков жизнедеятельности человека;
  • аэрация — процесс растворения содержащихся газов, окисления железа (осуществляется аэрационной колонной и специальным компрессором);
  • обезжелезивание — наиболее сложный и длительный этап, где используется дренажно-распределительное устройство с блоком автоматического управления (в корпус засыпается зернистый материал, на котором и окисляется железо сначала из двухвалентного в трехвалентное, а после — выпадает в осадок);
  • смягчение — удаление из воды солей магний и кальция, которые делают ее жесткой (используется регенерирующий раствор соли и ионообменные смолы).

Завершающим этапом является пропуск через угольные фильтры. Они позволяют улучшить цвет и запах воды, делают вкус более приятным.

Станции водоподготовки питьевой воды

Обязательной процедурой на любой станции водоподготовки является обеззараживание — уничтожение бактериологических загрязнителей. В качестве реагентов применяются хлор или ультрафиолетовые стерилизующие установки. Однако в первом случае требуется дополнительная процедура по избавлению от остатков хлора, которые крайне опасны для здоровья.

Читайте так же:
Как и где устанавливать фильтр для насосной станции

Ультрафиолетовые лучи считаются более безопасными. Они способны проникать в каждую клетку микроорганизмов, разрушать их и полностью уничтожать. Таким образом, достигается максимальный обеззараживающий эффект. В большинстве городов все же предпочтение отдается промывке внутригородских сетей хлором. Об этом свидетельствует периодически появляющийся характерный запах в течение нескольких дней с периодичностью 2 раза в год.

Техническое оснащение городских сетей

Стационарные станции представляют собой огромные площадки с многочисленными узлами и механизмами. Современное оборудование функционирует полностью в автоматическом режиме, поэтому присутствие человека в рабочем процессе сведено к минимуму. Стандартная комплектация устройств включает:

  • основной резервуар для приема жидкости — сюда она поступает через коммунальные каналы для первоначального накопления и грубой первоначальной очистки;
  • насосы — агрегаты, обеспечивающие дальнейшее перемещение воды на рабочие подстанции;
  • смесители — интегрированные в систему вихревые установки, которые отвечают за равномерное распределение добавляемых коагулянтов по всей массе (скорость в пределах 1,2 м/с);
  • фильтры — специальные приспособления в виде сорбционных мембран;
  • обеззараживающий узел — современные системы, на 95% изменяющие качественный состав.

Станция водоподготовки

Существует несколько разновидностей станций. Наиболее примитивные представляют собой конструкции блочного типа с замкнутыми системами, которые функционируют по принципу насосного оборудования.

Самые современные установки — это комплексные, модульные, многоступенчатые сооружения, которые включают и обеззараживание, и фильтрацию, и другие стадии, и оснащены распределительными каналами выводы. Важной особенностью таких систем является возможность их интеграции в крупные индустриальные объекты, а также изменение набора модулей и комплектующих.

Еще одна разновидность — специализированные, узконаправленные станции, которые выполняют только уничтожение бактерий, грибков, водорослей.

При выборе оборудования необходимо ориентироваться на разные критерии. Например, в домашних условиях достаточными являются установки с пропускной способностью 2−3 м3/час. Для промышленных объектов этот показатель должен рассчитываться из суточной потребности и составлять до 1 тыс. м3/час. Оптимальным давлением считается диапазон от 6 до 10 бар для крупных гидрологических узлов, для бытовых нужд — определяется индивидуально.

Необходимость применения

Станция подготовки воды

После использования водопроводной воды, которая прошла очистку в городских стационарных сооружениях, нередко наблюдается налет, например, в чайнике, на раковинах или в стиральной машине. Это легкий известковый налет, который необходимо регулярно чистить, чтобы он не превратился в известковый камень. Употреблять воду такого качества опасно для здоровья, так как рано или поздно это приводит к образованию камней в почках. Страдает от такого состава жидкости и бытовая техника. Стиральные и посудомоечные машины быстро выходят из строя, когда на нагревательных элементах регулярно образуется накипь.

Читайте так же:
Обзор гофротруб из нержавейки для водоснабжения

Это далеко не все проблемы, которые возникают в результате использования воды низкого качества в бытовых условиях. Поэтому возникают дополнительные расходы, связанные с установкой очистительных мини-станций в своем доме или в квартире.

Станции химводоочистки

Одна из сфер применения установок водоподготовки — предприятия по производству пива. Здесь к жидкости предъявляются очень строгие требования, она является основным сырьем. Для получения 1 литра хмельного напитка потребуется 20 литров воды. Именно от ее качества зависит вкус готового продукта, его стойкость, мягкость, а также процесс брожения.

В составе не должно присутствовать излишков солей магния и кальция, иначе это придаст соленоватость и нехарактерную кислинку. Не допускается также использование щелочной воды. На пивзаводах работают высокотехнологичные станции водоподготовки, которые позволяют добиться высокого качества продукции.

Отдельными местами, где производится предварительная обработка, являются отстойники. Они представляют собой железобетонные сооружения проточного типа, которые очень медленно пропускают воду. Это называется очисткой в ламинарном режиме, загрязнения просто выпадают в осадок, а затем потоки направляются на дальнейшую очистку.

Современные системы водоподготовки

Чистая питьевая вода — обязательное условие для поддержания здорового образа жизни. Для ее получения требуется качественная предварительная очистка. При этом неважно, каким именно способом происходит добыча исходной жидкости. Вода из артезианских скважин, открытых водоемов и других первичных природных источников редко соответствует минимальным санитарным требованиям к составу. То же самое касается центральных трубопроводных магистралей.

Несвойственный цвет и неприятный запах, химические и органические вещества, образование накипи и известкового налета на сантехнике — основные проблемы, с которыми приходится сталкиваться 99% жильцов. Решить эти и другие задачи поможет правильно подобранное оборудование для водоподготовки. Какими бывают современные водоочистные системы, расскажем в этой статье.

Основные элементы водоподготовки

Каждая фильтрующая установка состоит из нескольких ступеней очистки. Их точное количество и предназначение определяются результатами лабораторных анализов. В зависимости от исходного состава воды современные системы включают в себя следующие элементы:

Фильтры предварительной (грубой) очистки. Предназначены для первичного очищения воды от песка, глины, ила и других механических частиц. Представляют собой нитяные, полипропиленовые или сетчатые конструкции с разными показателями проходимости.

Фильтры для осветления воды. Их основная задача заключается в обесцвечивании исходной жидкости путем снижения концентрации ионов железа, органических веществ и минералов. В осветляющих фильтрах все эти примеси эффективно удаляются, проходя через слой прессованного песка, антрацита или активированного угля.

Умягчающие фильтры. Незаменимые приспособления для быстрого и безопасного удаления из воды растворимых солей кальция и/или магния. Высокий уровень их содержания в исходной жидкости становится причиной неприятного вкуса, образования твердого известкового осадка, преждевременного износа сантехники. В качестве умягчающих средств используются ионообменные смолы. При контакте с водой они запускают химическую реакцию, цель которой заключается в преобразовании ионов магния и кальция в ионы натрия.

Аэрационные колонны. Эффективно удаляют из воды железные и сероводородные включения. Суть метода заключается в насыщении исходной жидкости кислородом. Его молекулы способствуют формированию благоприятной среды для последующей реакции окисления.

Фильтры тонкой очистки. Удаляют из воды мельчайшие твердые частицы, которые не смогли удержать механические картриджи. Вода в них очищается путем прохождения через слой активированного угля в сочетании с различными мелкопористыми материалами.

Читайте так же:
Как рассчитывается потребление воды на одного человека, если нет счетчиков

Антибиотические фильтры. Их функционал заключается в получении качественного обеззараживающего эффекта без использования агрессивных реагентов. Современная борьба с бактериями, вирусами и другими разновидностями патогенной микрофлоры ведется при помощи уф-стерилизаторов. Установки с опцией направленного ультрафиолетового излучения оказывают разрушающее воздействие на микроорганизмы, предотвращая их дальнейшее размножение.

Для получения сверхчистой питьевой воды чаще используются комплексные решения с обратноосмотической мембраной. Такие установки выполняют функцию тонкой очистки. Они удерживают мельчайшие частицы посторонних примесей, крупнее молекулы H2O. Удержанные таким способом загрязнения выводятся непосредственно в канализацию в виде переработанного концентрата.

Выбор и установка оборудования водоочистки

Существует большое количество факторов, которые необходимо учесть при выборе оптимальной системы водоподготовки. Среди них:

-подробные результаты лабораторных анализов;
-фактический объем и режим водопотребления;
-требования к качеству воды на конкретном объекте;
-финансовые стороны вопроса.

Для минимизации возможных ошибок на разных этапах разработки и реализации проекта настоятельно рекомендуем воспользоваться услугами профессионалов. Опытные специалисты производственно-инжиниринговой компании «Альтаир» с готовностью придут вам на помощь. Положительный результат гарантирован.

Какое оборудование используется при водоочистке и водоподготовке

Физиологическое состояние человеческого организма во многом зависит от качества потребляемой воды. Применяя специальное оборудование для водоподготовки и очистки воды можно удалить из ее состава примеси и болезнетворные микроорганизмы, а также понизить степень жесткости.

Основные нормативы

Подготовка включает несколько этапов, к которым относятся обезжелезивание, осветление, смягчение, а также методы физико-химического воздействия: нагрев, дегазация, вымораживание, дистилляция и ионирование.

Перечень используемых вспомогательных компонентов зависит от дальнейшего водопотребления: для предприятий обеззараживание не требуется, на питьевые ресурсы действуют строгие ограничения.

Этапы водоочистки и характерные особенности

Основную роль в выполнении очистительных работ играет оборудование для водоочистки и водоподготовки. Дополнением к общим системам являются бытовые фильтры.

Очистка воды требуется в 9 из 10 случаев. Установки обычно включают полный промышленный комплекс оборудования, состоящий из последовательно расположенных фильтров, дозаторов, элементов питания и других компонентов.

Комплектование систем зависит от исходных данных:

  • источника поступления воды;
  • анализа ее химического состава;
  • требований к конечному продукту;
  • особенности и скорости потребления.

Наиболее простым способом является умягчение жидкости с обессоливанием путем пропуска ее через смолы и фильтры с активированным углем или другими компонентами.

Процесс очистки необходим не только для промышленных объектов или учреждений соцсферы. Мероприятия поводятся и перед подачей воды в частный дом, особенно если источником является скважина.

Оборудование для водоподготовки подбирается на основании требований, оговоренных в нормативных документах. Этапы и стадии составляются после изучения показателей заборов.

Сферы использования и виды

Источником водоснабжения в основном являются скважины или центральные инженерные сети. Вода, поступающая из них, бывает технической либо питьевой.

Для таких сфер, как фармацевтика, электроника и аналогичных существуют более строгие регламенты.

СфераОсновные направленияТребования
МикроэлектроникаГлубокая деионизация с обессоливанием.Очистка высокого качества от подготовительного до конечного этапа.
ФармацевтикаОбессоливание с деионизацией, а также обеззараживание.Полная микробиологическая безопасность и минимальное солесодержание.
ХимпроизводствоВодоподготовка осуществляется с учетом индивидуальных технолого-нормативных показателей предприятия.Используется при изготовлении гальванических растворов, производстве полимеров и для других целей.
Косметологическая промышленностьОбессоливание удаление органических примесей и запахов, обезжелезивание.Исключение возможности негативного влияния на организм человека.
МеталлургияВодоочистка оборотной жидкости, а также подпитки.Охлаждение водой при металлорезке и сварке влияет на износ аппаратуры.
Полиграфические, целлюлозно-бумажные и текстильные предприятия.Умягчение, понижение солесодержания, обезжелезивание, тонкая фильтрация.Повышенное солесодержание и большое количество железа, поступающее как из муниципального водопровода, так и из воды повторного применения приводит к браку продукции.
Производство строительных материаловПредварительная напорная фильтрация, обессоливание и умягчение.Влияет на качество раствора, дает налет на готовой продукции
Читайте так же:
Как выбрать место для бурения скважины под воду на участке

Промышленностью выпускается различное оборудование, используемое в системах для водоочистки и водоподготовки:

  • Баллонные загрузочные фильтры можно установить в загородный дом или коттедж.
  • Устройства мембранной водоочистки предотвращают образование накипи на трубах и котлах, оборудуются блоком автоматики, имеют мембранный элемент от 2 до 100 мкм.
  • Обеззараживатели позволяют уничтожить болезнетворные бактерии, накипь и соли тяжелых металлов. Могут использоваться как УФ, так и ртутные бактерицидные лампы.

Установка водоочистной аппаратуры обеспечивает чистой водой и продляет срок работы бытовой техники. Делая выбор, лучше обратить внимание на оборудование с автоматическим управлением, оно удобнее в использовании и стабильнее в работе.

Подбор устройств осуществляется на основании анализа забора из скважины, колодца или водопровода. Для умягчения и обезжелезивания воды в домашних условиях можно использовать фильтр гидроциклонного или картриджного типа.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВОДОПОДГОТОВКИ

Вид оборудования определяется применяемой технологией водоподготовки, размер — производительностью и количеством загрязнений, технология определяется задачей по очистке воды от тех или иных загрязнителей. В аппарате присутствует материал, который и решает соответствующую задачу по очистке воды. Условно назовем его очистителем.

Основное технологическое оборудование водоподготовки и водоочистки

Взаимосвязь между задачами водоподготовки, очистителями, технологиями и оборудованием сведем в таблицу.

Таблица. Задачи, технологии и основное оборудование водоподготовки

ЗадачаТехнологияОборудованиеОчиститель
Очистка от твердых нерастворимых примесей.Механическая очистка (фильтрация).Дисковые, мешочные фильтрыСито из полипропилена или нерж. стали.
Умягчение, обезжелезивание, удаление тяжелых металлов, нитратов, сульфатов, полярных органических соединений — гуминовых кислот и т.п.Ионный обмен.Колонны ионного обменаИонообменные смолы.
Безреагентная очистка от растворенных солей железа, марганца, тяжелых металлов.Аэрация + механическая фильтрация.Блоки аэрации, включающие аэрационные и фильтрующие колонны.Кислород воздуха, фильтрующие засыпки — природные и синтетические.
Глубокая очистка от растворенных солей железа, марганца, сероводорода, сульфидов.Каталитическое окисление.Фильтрующие колонны.Гранулированный катализатор окисления.
Удаление коллоидных и мелкодиспергированных частиц.Коагуляция.Коагуляторы — колонны коагуляции.Коагулянт, как правило, хлорсодержащее соединение алюминия, реже — железа.
Удаление коллоидных и мелкодиспергированных частиц.Ультрафильтрация.Промышленные мембранные установки.Мембрана с размером пор 0,01–0,1 мкм (10–100 нм).
Очистка от хлора, органических загрязнителей, улучшение вкуса и запаха, осветление.Адсорбция.Адсорберы (сорбционные колонны).Сорбент. Чаще всего — активированный уголь.
Совместное обеззараживание, а также удаление растворенных соединений железа, марганца, тяжелых металлов.Озонирование.Промышленные озонаторы.Озон.
Обеззараживание воды на водопроводной станции.Хлорирование.Хлораторы.Хлор, но сегодня чаще применяется гипохлорит натрия.
Обеззараживание воды на водопроводных станциях, промышленных предприятиях.Облучение ультрафиолетом.Бактерицидные аппараты.УФ-лампы
Глубокая очистка воды от всех возможных загрязнителей.Испарение и дистилляцияВыпарные аппараты, дистилляционные установкиТемпература
Глубокая очистка воды от всех возможных загрязнителей.Мембранная водоочистка (обратный осмос, нанофильтрация)Промышленные мембранные установкиПолупроницаемая мембрана с размером пор 0,1–1 нм
Глубокая очистка воды от всех воз-можных загрязнителей.Электрохимические методы на основе электролиза (электро-коагуляция, электрофлотация, электродиализ)ЭлектролизерыЭлектроды
Борьба с накипью в трубах и промышленном оборудовании.Магнитная обработкаМагнитные активаторыЭлектромагнит
Борьба с накипью в трубах и промышленном оборудовании.Дозирование ингибиторов образования накипи.Дозаторы (насосы).Ингибитор образования накипи — смесь солей фосфорсодержащих органических кислот.
Читайте так же:
Нужно ли регистрировать скважину на своем участке и как это сделать

Лаборатория исследования воды компании Гейзер

Дополнительное технологическое оборудование водоподготовки и водоочистки

Мы свели в таблицу основные технологические процессы и аппараты, однако этим системы водоподготовки не ограничиваются. Дополнительное технологическое оборудование водоподготовки требуется по двум причинам:

  • «обслуживание» процессов водоподготовки, например, дозаторы для подачи реа-гентов, регенераторы для восстановления очистителей и т.п.,
  • взаимосвязь между различными процессами водоподготовки, поскольку подавляющее большинство промышленных систем водоочистки и водоподготовки не ограничивается одной задачей и технологией.

В качестве примера рассмотрим передвижную установку контейнерного типа для очистки радиоактивных сточных вод. Проект водоподготовки был реализован «Гейзером» совместно с Радиевым институтом им. В.Г.Хлопина на Кирово-Чепецком химическом комбинате по заказу концерна «Росатом».

Схема системы водоподготовки на Кирово-Чепецком химическом комбинате

Очистка воды от радиоактивных веществ требует особой тщательности и очень аккуратного обращения с отходами. На 3D-модели видно, что водоочистка включает несколько стадий:

  • коагуляция;
  • ионообменная и сорбционная очистка на установке «Гейзер ТВТ»;
  • рециркуляция и картриджная доочистка рециркулята;
  • мембранная обратноосмотическая очистка;
  • вакуумное выпаривание;
  • постфильтрация каскадом картриджных фильтров.

Помимо оборудования перечисленных стадий, на картинке видны емкости для дози-рования реагентов, накопления воды и сбора отходов; компрессор; шкаф электронного управления процессами, дизель-генератор.

Однако многое не показано. Даже самая подробная модель никогда не отразит всей сложности установки, для этого существует проектная документация, включающая много томов. В реальности установка внешне не похожа на свои схемы и модели.

Узел обратноосмотической очистки и вакуумного выпаривания

Передвижная установка контейнерного типа для очистки радиоактивных сточных вод на Кирово-Чепецком химическом комбинате. Узел обратноосмотической очистки и вакуумного выпаривания.

Перечислим дополнительное технологическое оборудование, которое часто встречается в системах водоочистки и водоподготовки, и его назначение:

  • емкости для накопления воды, сбора отходов и подготовки реагентов;
  • насосы для подачи воды, создания нужного давления, дозирования реагентов;
  • компрессоры для подачи воздуха и газообразных реагентов;

Кроме того, вся установка «обвязана» трубопроводами с арматурой и фитингами для транспортировки воды.

Приборы и средства автоматизации систем водоочистки и водоподготовки

За работой систем водоподготовки надо следить. Основными параметрами воды, которые нужно контролировать в процессе очистки, являются температура, давление, расход, уровень в емкостях. Соответственно, в промышленных системах водоочистки присутствуют:

  • термометры;
  • манометры (показывают давление);
  • расходомеры;
  • уровнемеры.

В конце XX века, не говоря уже о XXI веке, крупные промышленные системы водоподготовки и водоочистки стали немыслимы без автоматизации. Человек научился контролировать и регулировать указанные выше параметры автоматически, без своего участия. В этом ему помогают:

  • клапаны регулирующие и предохранительные;
  • регуляторы;
  • сигнализаторы;
  • контроллеры;
  • автоматизированные системы управления с компьютерами, телекоммуникационными кабелями и программным обеспечением.

Важно отметить, что промышленная система водоочистки всегда связана с инженерными системами объекта: водоснабжения и канализации, отопления, электроснабжения и телекоммуникациями, включая соединение с Интернетом.

Закажите консультацию специалиста компании Гейзер

Остались вопросы? Мы всегда готовы предоставить консультацию по всем вопросам очистки воды!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию