Водоподготовка - что это такое
Большая часть воды из открытых и подземных источников в нашей стране и за рубежом не пригодна для питья или хозяйственно-бытовых нужд без специальной обработки. Система водоподготовки - это комплекс специального оборудования и организационно-технических мероприятий, целью которых является очистка ее от опасных и вредных примесей. Существующие методы и технологии обеспечивают надлежащее качество получаемой воды, отвечающее действующим нормативам и стандартам.
Для ответа на вопрос, что такое водоподготовка необходимо разобраться с составом и характером примесей. Для этих целей проводится отбор и лабораторное исследование проб воды из того или иного источника. На основании этих данных осуществляется проектирование очистных комплексов для систем централизованного водоснабжения и установок - для автономных.
Понятие водоподготовки и содержание
Загрязнение вод в реках, прудах и пресных озерах, а также в подземных водоносных пластах носит естественный или техногенный характер. При этом воздействие антропогенных факторов на условия среды в последние годы все больше возрастает. В связи с этим становиться понятным, для чего нужна водоподготовка и каковы ее цели. Она включает в себя процесс очистки воды от всех видов примесей растворимых и нерастворимых, органических и минеральных для последующего использования хозяйственно-бытового или в производстве.
Для обеспечения требуемого качества воды водоподготовка организуется с учетом характера и состава примесей в исходном состоянии. В ходе ее осуществляется очистка от механических примесей, солей жесткости, тяжелых металлов, растворенных газов, биологических и токсических агентов. Для этого используются бытовые и промышленные методы фильтрации и нормализации состава воды для ее последующего использования.
Это в полной мере касается не только отдельных домовладений с автономным водоснабжением. Даже при наличии централизованных систем потребителям нередко приходится проводить ее доочистку в квартирах, на предприятиях общественного питания, медучреждения или в лабораториях.
Основные направления водоподготовки
Состав оборудования для очистки воды от примесей в промышленности или для хозяйственно-бытовых нужд определяется исходя из технических требований заказчика. Отвечая на вопрос, что такое установки водоподготовки необходимо утончить, что этот термин имеет более широкое понятие, чем простое удаление примесей. Этот процесс является важной ее составной частью, кроме того в него входят системы контроля качества воды на всех стадиях.
Комплекс технических средств водоподготовки определяется в зависимости от целевого назначения и в связи с этим различают следующие основные направления:
- Водоподготовка промышленных предприятий. Параметры качества получаемой воды определяются исходя из требований действующих стандартов, отраслевых и гигиенических нормативов. При этом применяются системы очистки и водоподготовки с многоступенчатыми фильтрами от растворимых и механических примесей, металлов и газов. При необходимости проводится умягчение различными методами.
- Очистка воды в частных домовладениях и отдельно стоящих зданий. Проектируются системы в основном для подземных источников: колодцев, обычных и артезианских скважин. Комплексная водоподготовка и очистка предполагает использование оборудования для обезжелезивания, ионообменных и сорбционных фильтров. В отдельных случаях применяются установки обратного осмоса, в том числе и в качестве опреснительных.
- Водоподготовка населенных пунктов, многоквартирных домов и коттеджных поселков. Очистные сооружения должны обеспечивать высокую производительность при соблюдении жестких гигиенических требований по физико-химическим, паразито-микробиологическим показателям и токсикологии. В многоквартирных домах процесс водоподготовки воды чаще всего сводится к ее доочистке для последующего использования. Необходимость в этом возникает обычно из-за неудовлетворительного состояния водопроводных сетей: коррозия труб и нарушения герметичности.
- Водоподготовка для медицинских учреждений, косметологических кабинетов, лабораторий, предприятий фармацевтики и микроэлектроники. Большая часть объектов здравоохранения подключены к централизованному водоснабжению. Дополнительная водоподготовка и очистка воды преимущественно предусматривается для хирургических отделений, лабораторий и других подразделений с жесткими требованиями по качеству. На предприятиях таких фармацевтической отрасли и на заводах по производству микроэлектроники в технологических процессах используется особо чистая вода, получаемая с помощью специальных установок.
- Водоподготовка для пищевого производства, линий розлива бутилированной воды и предприятий общественного питания (фастфуда, кафе и ресторанов). При разработке таких систем учитываются не только состав примесей, но и органолептические свойств получаемой воды. Водоподготовка и очистка воды для предприятий по производству продуктов питания, а также заведений общепита должна обеспечивать определенный минералогический состав. Кроме того на линиях розлива напитков особые требования предъявляются к вкусовым качествам и полезности.
- Водоподготовка для предприятий теплоэнергетики: ТЭЦ, ТЭС и котельных. При нагреве теплоносителя на стенках котельных происходит усиление процессов коррозии и отложения солей на внутренних поверхностях. Исходная вода для водоподготовки подвергается предварительной очистке от механических примесей солей жесткости и железа. Для достижения необходимых параметров широко применяются реагентные методы умягчения.
Определить, что входит в водоподготовку только с учетом ее направления, физико-химических и иных требований к получаемой воде. Состав установки или очистных сооружений подбирается исходя из технического задания, и в обязательном порядке включает оборудование для предварительной, основной и завершающей стадии. При проектировании таких систем стремятся к минимизации ресурсных и финансовых затрат на их установку, запуск и обслуживание в ходе эксплуатации.
Основные методы водоподготовки
В последние годы наметилась устойчивая тенденция к повышению уровня загрязненности открытых и подземных источников воды. В таких условиях крайне сложно обеспечить требуемые показатели качества воды в процессе водоподготовки. Задача решается путем разработки и применения инновационных технологий:
- Фильтрация для удаления механических и нерастворимых примесей, в том числе грубодисперсных и коллоидных.
- Обезжелезивание с использованием напорной или безнапорной аэрации с последующим осаживанием нерастворимых соединений металла на инертных фильтрующих загрузках.
- Ионообменные фильтры для снижения жесткости воды, основанные на применение катионных и анионных синтетических смол.
- Сорбция на этапе постобработки для удаления растворенных газов, радионуклидов и других опасных загрязнителей.
- Обеззараживание воды с использованием жесткого ультрафиолетового излучения как наиболее безопасный и экологический метод дезинфекции.
- Опреснение и деминерализация воды с помощью технологии обратного осмоса, ультратонкая очистка.
В процессе водоподготовки подземных вод, а также получаемых из открытых водоемов используются автоматизированные насосные станции. На промышленных предприятиях в составе таких установок применятся систем точной дозировки химических реагентов.
Механическая очистка
На предварительной стадии фильтрации воды и водоподготовки решается задача удаления нерастворимых примесей различного происхождения, в том числе и органического. Для этих целей используется установки колонного или картриджного типа следующих разновидностей:
- Дисковые. Они предназначены для удаления из воды твердых частиц размер, которых превышает 5 мкм.
- Промывные. Сетчатый фильтр рассчитан на многократное использование, его очистка от загрязнений осуществляется после демонтажа и разборки механическим способом или кипячением. Имеются также и самопромывные модели обратным потоком воды, который включается краном или и использованием специальных многогранных сердечников.
- Картриджные (сменные). Используются одноразовые фильтроэлементы, который изготавливаются из полипропиленового шнура намотанного на цилиндрическую гильзу или из вспененного полиэтилена.
Для определения, что включает в себя водоподготовка на предварительном этапе необходимо установить состав крупнодисперсных примесей и их количественные показатели. От уровня эффективности предфильтров зависит работоспособность всей системы, а также затраты на ее обслуживание и ремонт.
Комплекс обезжелезивания и аэрации
Качественная водоподготовка артезианской воды, а также из открытых водоемов предполагает снижение содержания металлов и растворенных газов. Комплекс оборудования для обезжелезивания включает в себя разные методы аэрации и напорной, и безнапорной, которая обеспечивает доокисление химических элементов с переходом в нерастворимое состояние. Применяется в сочетание с фильтрующими колоннами с инертными загрузками, задерживающими образующиеся твердые примеси.
Такие установки обеспечивают очистку воды от следующих металлов и растворенных газов:
- Железа, в том числе в его растворимых формах двухвалентной и органической
- Марганца
- Сероводорода
Комплексная водоподготовка воды из источников всех видов: открытых или подземных с использованием установок обезжелезивания имеет ограниченное применение. В частности они не используются в очистных сооружениях централизованных систем по причине недостаточной производительности.
Умягчение воды и ионный обмен
Показатели жесткости имеют решающее значение для теплоносителей в системах отопления. В ионообменных установках водоподготовка вода с большим содержанием солей щелочноземельных металлов кальция и магния пропускается через специальную засыпку нескольких разновидностей:
- Природные иониты: сульфоугли и цеолиты
- Синтетические смолы: гелевой или макропористой структурой
В настоящее время широко применяются многокомпонентные засыпки, в состав которой помимо катионных и анионных смол могут входить сорбенты. При прохождении воды в процессе водоподготовки происходит замещение ионов железа и марганца ионами натрия. Отличительной особенностью таких загрузок является способность к многократной регенерации. Через определенное время или при снижении качественных показателей ионообменная установка отключается и промывается раствором хлорида натрия. Восстановление синтетических смол занимает определенное время, на этот период подключается резервная колонна.
Сорбция (угольные фильтры и засыпки)
Традиционная водоподготовка для очистки воды предполагает использование веществ с высоким уровнем поглощения различных растворимых примесей. Сорбенты представляет собой твердые тела, обладающие способностью связывать, в том числе газы и пары. Различаются следующие их разновидности:
- Адсорбенты. Поверхностное поглощение или на границе раздела твердой среды и жидкости.
- Абсорбция. Поглощение всей массой твердого тела.
Одним из самых распространенных сорбентов является активированный уголь, который изготавливается из древесины березы и скорлупы кокосового ореха. Для систем водоподготовка и очистка поставляется в виде засыпок или картриджей. Уголь пригоден для многократного применения после промывки обратным потоком или после термической обработки.
Обеззараживание воды (УФ-стерилизаторы)
Одной из целей, для чего проводится водоподготовка, является нормализация микробиологических и паразитологических показателей. Обеззараживание воды с использованием ультрафиолетовых стерилизаторов - наиболее безопасный и экономичный способ дезинфекции. Водный поток, протекающий через трубку из кварцевого стекла, облучается мощной UF-лампой с длиной волны 254±10 мкм.
Под воздействием ультрафиолета происходит разрыв цепочек РНК и ДНК патогенных микроорганизмов. Описываемый метод обеззараживания в процессе водоподготовки воды отличается исключительной экономичностью, цены на оборудование и расходники вполне приемлемые. Потребление электроэнергии сравнительно невысокое, что способствует минимизации затрат.
Насосные станции
Установки очистки и водоподготовка воды комплектуются современным оборудованием и приборами управления. Высокопроизводительные насосные станции обеспечивают подачу воды в автономных системах домовладений и коттеджей, а также повышают давление них. Управление работой таких установок осуществляется в автоматическом режиме, включение привода происходит при падении давления ниже установленного значения, отключение - при превышении определенного показателя.
В состав насосной станции системы водоподготовки и очистки воды входит гидроаккумулятор или электронный прибор. Таким образом, в трубопроводах поддерживается постоянное давление при отключенном приводе и уменьшается количество срабатываний. Установки различаются по мощности, производительности и напору. Они обладают высокой надежностью и долговечностью при регулярном обслуживании.
Системы дозировки реагентов
Для достижения определенных показателей качества воды при водоподготовке в нее вводятся специальные химические вещества или соединения. Дозирующие системы предназначены для подачи в систему следующих реагентов:
- Щелочные или кислотные растворы
- Разбавленные окислители
- Ингибиторы коррозионных процессов и солевых отложений
- Химические вещества для защиты полимеров
- Соединения, снижающие кислородную коррозию в закрытых системах охлаждения и отопления
В состав таких систем входят дозирующий насос, импульсный счетчик воды и емкость для химических реагентов. В процессе водоподготовки установка может работать в режиме постоянного дозирования, пропорционально расходу воды или под управлением контроллера, получающего сигнал с датчика.
Обессоливание с помощью обратного осмоса
Системы фильтрации воды и водоподготовки обладают определенной функциональностью. Установки обратного осмоса отличаются универсальностью и часто используются для обессоливания. Деминерализация исходной воды осуществляется путем продавливания ее через полупроницаемые мембраны с размером пор менее 0,0001 мкм под давлением в 10 МПа и выше. Через такие фильтры просачиваются только молекулы воды, диаметр которых составляет 0,3 нм.
Полупроницаемые мембраны применяются на основномы этапе водоподготовки воды в том числе для ее опреснения. Промышленные установки обратного осмоса имеют большую производительность 30 м3/ч и выше, что достаточно для обеспечения устойчивого водоснабжения небольшого поселка. Существуют также бытовые модели, которые монтируются на кухне под раковиной.
Заказать систему водоподготовки
Компания Diasel Engineering предлагает услуги по проектированию систем водоподготовка по анализу воды, который выполняется специализированной лабораторией. Предприятие осуществляет изготовление установок из качественных компонентов, проводит необходимые пусконаладочные работы и обучение персонала эксплуатирующей организации. Производится сервисное и гарантийное обслуживание комплексов и использованием фирменных расходников.
Специалисты ООО «НПК «Диасел» готовы оказать помощь и разъяснить, что необходимо для водоподготовки частного домовладения или предприятия. Консультации предоставляются по телефону бесплатно, также с использованием мессенджера на официальном сайте.
Заявка на подбор оборудования