Водоподготовка и системы очистки воды. Термины и определения

Фильтры для воды

Качество воды, используемой в производственных процессах и для питьевого водоснабжения, очень часто не соответствует нормативным требованиям или не устраивает потребителей по каким-либо параметрам. Чтобы довести качество воды до требуемого уровня, требуются очистка или кондиционирование с помощью фильтров очистки воды.

В первом случае из воды удаляют вредные или мешающие вещества, во втором случае корректируют состав воды, в том числе путем добавления недостающих компонентов. Используя специальное фильтрующее оборудование, можно удалить из воды взвеси и коллоиды, растворенные соли, органические примеси, болезнетворные микроорганизмы. Кроме того, посредством водоочистки или водоподготовки можно повысить органолептические качества воды (цветность, запах, вкус).

Жесткость воды

Суммарная концентрация ионов кальция и магния в воде. Бытовые проблемы, связанные с использованием жесткой воды - это накипь на чайниках и в бойлерах, на нагревательных элементах стиральных и посудомоечных машин, образование хлопьев в мыльных растворах (при этом мыло плохо пенится). С точки зрения влияния на здоровье, повышенная жесткость воды может стать причиной желчнокаменной болезни.

Общепринятый способ понижения жесткости - это ионный обмен - умягчение воды. Ионообменная смола при прохождении воды через нее заменяет ионы кальция и магния на ионы натрия.

Умягчение воды

Применяется для удаления из воды катионов жесткости (Ca, Mg). Осуществляется обычно методом натрий-катионирования в ионообменных фильтрах для воды или методом нанофильтрации. Для вод с большим содержанием кальциевой жесткости (в том числе концентратов с установок обратного осмоса) может использоваться реагентное умягчение воды в специальных вихревых реакторах.

Аэрация воды

Применяется для окисления железа и органических примесей, отдувки растворенных газов (сероводорода, метана). Осуществляется методом излива, при помощи воздушных эжекторов или без масляных компрессоров.

Обеззараживание воды (УФ - стерилизация)

Применяется для удаления из воды микробиологических загрязнений. Осуществляется методом дозирования окислителей, озонированием или при помощи ультрафиолетового облучения.

Грубая очистка на сетчатых фильтрах

Применяется для удаления из воды крупнодисперсных взвесей и защиты фильтров очистки воды.

Обратный осмос

Процесс разделения растворов фильтрованием через мембраны с порами размером менее 10 нм, которые проницаемы для молекул воды, но непроницаемы для ионов и молекул примесей.

Системы обратного осмоса

Эти системы предназначены для глубокой очистки воды (до 99,8%) практически от всех растворенных в ней веществ, что позволяет использовать мембранные технологии не только в бытовых целях, но и во многих отраслях промышленности. Области применения систем обратного осмоса: пищевая, медицинская, химическая промышленность, опреснение и обессоливание воды для лабораторных нужд, для использования в теплоэнергетике (котельные, электростанции), микроэлектронике и т.п.

Принцип действия осмотических систем

Если два раствора с сильной и слабой концентрацией солей разделить полупроницаемой перегородкой, то молекулы воды будут перемещаться через мембрану из раствора со слабой концентрацией в раствор с сильной концентрацией, увеличивая в нем уровень жидкости. Этот процесс протекает при одинаковом внешнем давлении на оба раствора. Он обусловлен движущей силой, которая называется осмотическим давлением.

Если в растворе с сильной концентрацией солей повысить давление сверх осмотического, то наблюдается переход растворителя в обратном направлении - обратный осмос. По принципу обратного осмоса работают все мембранные фильтрующие системы. В них фильтрация происходит на молекулярном уровне, в результате чего с одной стороны мембраны накапливается чистая вода, а с другой - рассол (вода с высокой концентрацией примесей).

Отстаивание воды

Применяется для осветления воды. Осуществляется в отстойниках (горизонтальных, радиальных, тонкослойных).

Осветлительное фильтрование

Применяется для удаления из воды дисперсных частиц. Осуществляется на осветлительных фильтрах, загруженных инертной или каталитической загрузкой (Birm, MTM, AMDX). В последнем случае фильтры для воды обычно используются для деманганации или обезжелезивания воды.

Сорбционное фильтрование

Применяется для удаления из воды растворенных органических примесей и повышения её органолептических качеств (цветность, запах, вкус). Осуществляется на осветлительных фильтрах, загруженных активированным углем, обычно кокосовым.

Тонкая очистка воды от дисперсных примесей

Осуществляется на патронных фильтрах. Фильтры с тонкостью фильтрования 0,35-0,22 мкм могут применяться для стерилизации воды.