Химическая очистка воды что это

Заказчики оборудования нам часто задают вопросы: «Химическая очистка воды - что это такое, насколько это безопасно?». У многих наших клиентов термин «химический» вызывает ассоциации с чем-то непонятным, пугающим и как бы не совсем безвредным. Многие пользователи знают, что для обеззараживания воду хлорируют, а хлор относится к ядовитым веществам с резким удушливым запахом. Объясняем, почему качественная химическая очистка воды - это совершенно безопасно и безвредно при правильном применении технологий и при строгом дозировании реагентов.

Очистка воды от химических примесей

Для извлечения из воды разнохарактерных примесей применяют разные способы водоочистки:

1. Физические методы - устанавливают фильтрующие приспособления в виде сеток, картриджей, дисков и прочих механических ловушек. Их задача - улавливание крупного мусора, нападавшего в водоемы или поднявшегося с их дна. В открытых водоисточниках сора намного больше, чем в подземных. Этот этап важен, он защищает от преждевременных поломок дорогое оборудование, предназначенное для тонкой очистки. Механические приспособления для очистки воды захватывают и химические элементы, находящиеся в растворе в форме коллоидных частиц.
2. Биологические способы - направлены на уничтожение биоорганики, помогают устранить микроорганизмы, вирусы, бактерии. Крупные органические частицы либо растворяются в воде, либо их улавливают механические фильтры предочистки.
3. Химические методы - выполняют сложные задачи по извлечению из воды растворенных вредных веществ, органические и неорганические примеси. С их помощью удаляют соли, повышают или понижают pH и другие важные показатели качества воды.
4. Физико-химические способы - сочетание химических и физических способов, которые удачно дополняют друг друга. Физико-химическая очистка воды - это применение химических веществ, которые меняют физическое состояние частиц, присутствующих в воде. Например: насыщение раствора воздухом для того, чтобы связать примеси железа, которые осаждаются на гравийной подложке. Воздух служит окислителем, ускоряет протекание реакций в исходной воде с высокой концентрацией железа.

Химическая очистка воды основана на применении специальных веществ - реагентов, участвующих в химических реакциях. Это один из наиболее эффективных способов удаления вредных примесей.

В чем заключается химическая очистка воды

На исходный водный раствор с разным типом загрязнений воздействуют какими-либо веществами. Химводоочистку (ХВО) применяют для питьевой и сточной воды, для ТЭЦ и котельных. Установки ХВО применяют во многих отраслях промышленности, где нужна вода без каких-либо химических примесей. Это важно для пищевого производства, для лабораторий, радиотехники, энергетики.

При химической очистке воды применяют:

• окислители - кислород, хлор, озон, перманганат калия;
• подкислители - серная и соляная кислоты;
• подщелачиватели - гидроксид кальция (известь), гидрокарбонат натрия (пищевая сода), гидроксид натрия (едкий натр, каустическая сода).

При качественной химической очистке состав воды улучшается, все показатели приводятся в норму в соответствии с СанПиН для питьевой, технической, котловой и прочих видов воды по назначению и применению. Реагентные способы водоочистки используют, в основном, в промышленных масштабах. В быту опасно применять такие сильные кислоты как серная или соляная, да и многие другие вещества (хлор, озон, перманганат) небезопасны.

Важно строго соблюдать дозацию реагентов, иначе их переизбыток при очистке воды негативно скажется на ее химических свойствах и на органолептических показателях: ухудшится вкус, появится специфический запах.

Этапы химической очистки воды

При химической очистке воды используют ее природные свойства. Процесс воздействия включает:

1. Нейтрализацию - создание нейтральной среды. Находящиеся в воде кислоты и основания вступают в реакции, образуя соли и молекулы H₂O (комбинацию H⁺ и OH^-). Если кислоты и основания примерно равны по силе, то в итоге получается pH=7. Если кислоты либо основания сильнее, водородный показатель будет выше или ниже нейтрального значения. При нарушении кислотно-щелочного баланса воду подкисляют либо ощелачивают. Таким способом извлекают тяжелые металлы. Для повышения кислотности применяют кальцинированную соду Na₂CO₃, гидроксид калия KOH, аммиачную воду NH₄OH, гидроксид натрия NaOH, известковое молочко Ca(OH)₂. Защелачиваемость понижают с помощью диоксидов SO₂, CO₂, NO₂, которые удаляют газы и твердые вещества.

2. Окисление - под действием окислителей разрушаются органические вещества, которые ухудшают вкус, запах и придают воде цветность. На этом этапе водоочистки погибают патогенные бактерии и микроорганизмы, улучшаются органолептические свойства. Метод окисления применяют для удаления цианидов. Под действием гипохлорита натрия они превращаются в безвредные цианаты, которые легко вывести из раствора. Реакции окисления протекают при определенном уровне водородного показателя, нужно отслеживать кислотность водного раствора.

Если для окисления использован газообразный хлор CL₂ или его соединения (диоксид CLO₂, гипохлориты калия KCLO, натрия NaCLO, кальция Ca(CLO)₂), после очистки обязательно производят дехлорирование. При использовании озона не меняется кислотность воды (не изменяется кислотно-щелочной баланс), не возрастает количество солей. Газ O₃ удаляет мышьяк, фенолы, канцерогены. При обработке сточных вод для извлечения кислот и металлов применяют электрохимическое окисление.

3. Восстановление - изменение текущего состояния загрязняющих веществ до их первоначального физического состояния для полного выведения из раствора. Это можно сделать разными способами: отстаиванием в специальных резервуарах-отстойниках; фильтрованием через различные фильтрующие элементы и устройства; флотацией для удаления мелко-дисперсных примесей. Восстановительные процессы применяют для удаления хрома, мышьяка, ртути и для очистки стоков. В качестве реагентов применяют водород, диоксид серы SO₂, сульфат железа FeSO₄. Хороший эффект дает сорбция при помощи активированного угля.

Плюсы химической очистки воды и минусы этого способа

Преимущества химической очистки воды:

• доступные, недорогие реагенты, которые переводят растворенные вещества в нерастворимые - в такой форме их легче извлечь из воды;
• при строгом дозировании и при своевременном удалении реагентов после водоочистки они не причиняют никакого вреда;
• при химической очистке питьевой воды в качестве реагентов используют не только химические вещества, но и природные, абсолютно безопасные.

В походных условиях или дома в экстренных случаях можно повысить эффективность очистки воды химическими методами, применяя подручные обеззараживающие средства:

• иголки хвойных деревьев, ветки рябины и березы, кору дуба;
• минералы - турмалин, шунгит, кремний;
• растолченный активированный уголь в таблетках или древесные угольки из костра;
• травы - полынь, чистотел, ромашку (полынь и чистотел придают сильную горечь, в больших количествах ядовиты).

В домашних условиях эксперименты с опасными химвеществами (сильными кислотами, озоном, хлором) проводить не стоит, лучше установить безопасные фильтры с химической очисткой воды.

Промышленная очистка воды и стоков сильнодействующими реагентами должна отвечать требованиям ГОСТ, ТУ, СанПиН, требует высокого уровня компетентности, применения качественных реактивов, регулярного проведения анализа состава воды до и после водоочистки. При малейшем изменении водного состава сразу пересчитывают и меняют дозировку реагентов. Химическая очистка воды на производстве должна осуществляться под строгим надзором опытных экспертных сотрудников, отвечающих за водоподготовку и ХВО.

Профессиональные химические системы для очистки воды

Различные схемы химической очистки воды применяют про водоочистке оборотных жидкостей. Дозированно в водный раствор добавляют реагенты в количестве от 1 мг/л до 30 г/л в зависимости от применяемых веществ и силы их воздействия.

Для улучшения качества питьевой жидкости химические виды очистки воды производят в комплексе с другими способами водоочистки.

Среди профессиональных реагентных способов водоочистки в быту и промышленности применяют фильтрующие загрузки из разных веществ - в качестве реагентов используют:

• Ионообменные смолы, насыщенные ионами NaCl, хорошо извлекают из воды сероводород и различные соли кальция, железа, магния и прочих металлов.
• Марганцевый песок, покрытый диоксидом MnO₂, применяют для обезжелезивания и деманганации - для осаждения железа и марганца на фильтрующих элементах.
• Уголь из кокосовой кожуры снижает содержание соединения хлора и тяжелых металлов, многократно улучшает органолептические свойства воды.

На смену устаревающим способам (хлорирование, известкование) приходят новые, включая электрохимическую очистку от многих вредных примесей при помощи электрокоагуляции, электрофлотации, электродиализа, электродеионизации. Эти методы основаны на применении электрического тока и разности потенциалов, что ускоряет протекание химических реакций при очистке воды, выведение загрязняющих веществ и обеззараживание исходного водного раствора.

Компания Diasel Engineering предлагает химические и электрохимические установки для очистки воды всех типов: питьевой, котловой, технической, для гальваники, микроэлектроники и иных производств. Мы производим монтаж оборудования, снабжаем предприятия химическими веществами, встраиваем в систему водоочистки дозаторы для автоматической подачи реагентов согласно расчетам дозирования.