Фильтрующие загрузки
В водоподготовке и водоочистке самую большую группу фильтров составляют фильтрующие материалы для очистки воды - насыпные фильтрующие загрузки, которые засыпают внутрь напорных корпусов, где производится извлечение разнообразных примесей из воды. От типа фильтрующих материалов, от их характеристик зависят классы очистки - чистота воды на выходе из фильтровальной системы. Рассмотрим, каким может быть фильтрующий материал, использующийся в быту и промышленности, как он работает, как долго служит, когда и как производится замена фильтрующей загрузки.
Для чего используют фильтрующие материалы в водоочистке
Материалы фильтрующей загрузки предназначены для извлечения из воды и задерживания нерастворенных и растворенных примесей. Они способствуют переходу загрязнений из растворимого в нерастворимое состояние, извлекают их из воды. Относятся к элементам тонкой очистки.
При подборе фильтров-наполнителей для напорных колонн учитывают назначение и характеристики фильтрующих материалов. Они могут быть природными, искусственными или синтетическими на основе полимеров.
На чистоту очистки влияет:
- состав, материал фильтра;
- размеры зерен или гранул;
- объем фильтрующей загрузки (высота фильтра, площадь фильтрования);
- плотность/пористость фильтрующего материала;
- показатели исходной воды (концентрация загрязнений);
- температура, при которой производится водоочистка;
- скорость прохождения воды через фильтр;
- равномерность протекания водного потока через фильтровальный состав;
- чистота, концентрация, удельный расход восстановительных реагентов.
Желательно перед фильтрами тонкой очистки применять фильтрующие материалы грубой очистки (гравий, керамзит, антрацит), чтобы не засорялись микропоры сорбционных или каталитических элементов.
Все виды фильтрующих загрузок загрязняются веществами, извлеченными из воды, поэтому нуждаются в периодической промывке обратным потоком. В автоматических системах циклы водоочистки и промывки проходят без участия операторов.
Виды фильтрующих материалов
Фильтры-наполнители, в зависимости от материала фильтрующего элемента и его фильтровальной способности делят на несколько видов.
Классы фильтрующих материалов:
- безреагентные, реагентные;
- инертные, сорбционные;
- ионообменные, многофункциональные.
Вид фильтрующих материалов преимущественно мелкозернистый, с различной формой и разным размером зерен. В одной засыпке могут быть гранулы одной или смешанных фракций.
Загрузки для обезжелезивания
Предназначены для удаления соединений железа, извлекают марганец, алюминий и прочие металлы, устраняют сероводород, снижают мутность и цветность. По составу могут быть каталитическими и сорбционными. Большим спросом пользуется фильтрующий материал Birm и Сорбенты АС/МС, которые относятся к безреагентным загрузкам.
Ионообменные смолы для умягчения
Монокомпонентные загрузки производят ионный обмен с солями жесткости, которые доставляют большие проблемы энергетическим компаниям и обычным водопользователям. Гранулы смолы выделяют с воду ионы натрия: они замещают соединения кальция и магния, образующие накипь и дающие густой осадок в виде сероватого порошка. Вода становится чистой, безвредной, деминерализованной и обессоленной.
Смолы для умягчения и обезжелезивания 2 в 1
Многокомпонентные смеси смол с сорбционными загрузками применяют как фильтрующий материал для воды в универсальных системах 2:1 (обезжелезивания и умягчения). Состав подбирают, исходя из концентрации вредных веществ, которые нужно удалить из воды: учитывают кислотность pH, количество железа, магния, марганца, кальция.
Анионообменные и катионообменные смолы (аниониты и катиониты)
Фильтры типа Purolite и Lewatit извлекают из воды положительно и отрицательно заряженные ионы (анионы и катионы) вредных примесей. Аниониты называют ловушками для органики, применяют для удаления нитратов, нитритов. Катиониты используют для умягчения, для удаления минералов и устранения мутности. Загрязнения оседают на поверхности гранул и скапливаются между зернами.
Уголь для сорбции
На промежуточный стадии или на завершающем этапе водоочистки применяют активированный пористый угольный фильтрующий материал из кокосового волокна, древесины, каменноугольных пород. Он извлекает из воды фтор, хлор, мышьяк, тяжелые металлы и прочие примеси, улучшает все органолептические показатели - цвет, вкус, прозрачность, запах.
Кварцевый песок и засыпки для фильтров осветления
Фильтрующие зернистые материалы как хороший сорбент применяют в качестве подложки в осадочных фильтрах и умягчителях. Хорошо зарекомендовал себя кварцевый песок - это природный материал (оксид кремния) с однородными частичками округлой формы размером 0,1-1 мм. Улавливает тяжелые металлы, радионуклиды, хлор, микроорганику.
Комплекты засыпок для фильтров
Комплект фильтрующего материала может включать дополнительные вещества: гравий применяют в качестве дренажного слоя, а песок или гидроантрацит - для равномерного разделения потока воды по всей поверхности фильтра. Пользователям удобно купить комплект веществ, чтобы сразу добавить в напорную колонну все необходимые слои для качественной фильтрации.
Расходные материалы (реагенты)
Для восстановления ионообменной и катионообменной способности фильтров применяют реагенты:
- NaCl (раствор поваренной соли) - для na-катионитов, хлор-анионитов и ионообменных смол Экотар/Экомикс, предназначенных для снижения жесткости;
- KMgO4 (перманганат калия) - для фильтров Manganese Greensand и МТМ, покрытых диоксидом марганца.
- H2SO4 или HCl (серные или соляные кислоты) - для восстановления Н+ катионитов;
- NaOH (гидроксид натрия) - для OH-анионитов.
Для инертных фильтровальных составов достаточно периодической промывки, регенерировать их не нужно.
Купить фильтрующий материал в НПК «Диасел»
Наша компания продает фильтры и фильтрующие материалы (фильтрующие среды) для отстаивания, обезжелезивания, умягчения и осветления воды. Работаем с предприятиями водоподготовки, с водоочистными организациями, с частными лицами. Поставка осуществляется в мешках или бочках партиями любого объема.
Производим доставку, монтаж оборудования, засыпку и замену фильтрующего материала в системе водоподготовки. Все марки реагентных, инертных и безреагентных загрузок указаны на нашем сайте.
Фильтрующие загрузки
Сорбент АС - фильтрующая алюмосиликатная загрузка нового поколения. Представляет собой стойкий многофункциональный адсорбент, который отличается от других материалов высокой обменной емкостью, повышенной прочностью, длительным сроком службы. За счет стойкости к истиранию состав не расходуется, его объем остается прежним.
Сорбент АС применяют в различных системах водоочистки для удаления:
- соединений железа;
- алюминия, стронция, других металлов;
- нефтепродуктов;
- фенолов, фенольных соединений;
- фтора и его производных;
- органических примесей, что улучшает органолептические свойства очищенной воды.
Как хороший катализатор фильтрующий материал ускоряет реакции окисления при взаимодействии железа с водой - способствует переходу Fe+ в нерастворимую форму. Его частички оседают на гранулах загрузки и удаляются обратным потоком воды при обратной промывке фильтра.
После очистки гранул от отложений слои фильтра укладываются на место под прямым потоком воды или при обдувке струей сжатого воздуха.
При применении Сорбента АС не нужно регенерировать фильтр с помощью химических реагентов, достаточно удалить загрязнения, чтобы восстановить ресурс и продолжить цикл очистки.
Преимущества состава АС:
- наименьший вес среди всех фильтрующих загрузок;
- низкая истираемость - потери не превышают 2% в год;
- помимо кислорода можно применять другие окислители: NaOH, KMnO₄, озон O3;
- активность водоочистки не падает при подаче хлорированной воды;
- среди загрязнений может присутствовать сероводород;
- состав изменяет pH до 1,0-1,5 единицы;
- осаждающиеся вещества не образуют на поверхности гранул прочную биопленку;
- для очистки зернистого состава не нужны химические реагенты, достаточно промывки;
- срок службы фильтра - до 10 лет без потери очистных свойств.
Перед эксплуатацией рекомендуется замочить состав в воде на 12-24 часа, чтобы было проще удалить пыль, которая образуется при транспортировке фильтрующей загрузки. Сорбент расфасован в мешки объемом 25 литров.
Сорбент МС - современный фильтровальный материал нового (второго) поколения. Его можно применять в напорных и безнапорных системах водоочистки как самостоятельную фильтрующую загрузку или как элемент многослойного фильтра.
Каталитически активные вещества, входящие в его состав, способы повышать pH-кислотность, снижать мутность и цветность, удаляя из воды:
- тяжелые металлы;
- железо при его чрезмерном содержании до 50 мг/л;
- фосфаты, сульфаты и прочие соли;
- алюминий;
- фенолы;
- марганец до 4,5 мг/л;
- нефтепродукты;
- радионуклиды;
- сероводород.
Сорбент МС применяют для очистки питьевой, оборотной, производственно-технической, сточной воды. Для регенерации фильтра не нужны реагенты. С удалением загрязнений справляется обычная вода - обратный поток подают в противоположном направлении для взрыхления и интенсивной очистки гранул фильтра.
Достоинства Сорбента МС:
- стойкость к хлору, высокая активность в хлорированной воде;
- расщепление сернистых соединений, вывод сероводорода из системы;
- удаление любого железа - органического, коллоидного, 2-3-валентного, бактериального;
- параметры очищенной воды отвечают нормативам, не превышают допустимую норму;
- для ускорения реакций химического взаимодействия в систему можно добавлять любые окислители: озон, гипохлорит натрия, перманганат калия.
При эксплуатации фильтрующая загрузка не истирается (потери менее 2% в год от общего объема фильтра). У нее большой срок службы до 10 лет. Состав производит очистку при показателях рН=5,0 (для сравнения: для загрузки Birm значение рН должно быть не менее 6,8).
При применении Сорбента МС себестоимость очистки воды будет минимальной, а производительность системы - максимальной.
Сорбент АС - фильтрующая алюмосиликатная загрузка нового поколения. Представляет собой стойкий многофункциональный адсорбент, который отличается от других материалов высокой обменной емкостью, повышенной прочностью, длительным сроком службы. За счет стойкости к истиранию состав не расходуется, его объем остается прежним.
Сорбент АС применяют в различных системах водоочистки для удаления:
- соединений железа;
- алюминия, стронция, других металлов;
- нефтепродуктов;
- фенолов, фенольных соединений;
- фтора и его производных;
- органических примесей, что улучшает органолептические свойства очищенной воды.
Как хороший катализатор фильтрующий материал ускоряет реакции окисления при взаимодействии железа с водой - способствует переходу Fe+ в нерастворимую форму. Его частички оседают на гранулах загрузки и удаляются обратным потоком воды при обратной промывке фильтра.
После очистки гранул от отложений слои фильтра укладываются на место под прямым потоком воды или при обдувке струей сжатого воздуха.
При применении Сорбента АС не нужно регенерировать фильтр с помощью химических реагентов, достаточно удалить загрязнения, чтобы восстановить ресурс и продолжить цикл очистки.
Преимущества состава АС:
- наименьший вес среди всех фильтрующих загрузок;
- низкая истираемость - потери не превышают 2% в год;
- помимо кислорода можно применять другие окислители: NaOH, KMnO₄, озон O3;
- активность водоочистки не падает при подаче хлорированной воды;
- среди загрязнений может присутствовать сероводород;
- состав изменяет pH до 1,0-1,5 единицы;
- осаждающиеся вещества не образуют на поверхности гранул прочную биопленку;
- для очистки зернистого состава не нужны химические реагенты, достаточно промывки;
- срок службы фильтра - до 10 лет без потери очистных свойств.
Перед эксплуатацией рекомендуется замочить состав в воде на 12-24 часа, чтобы было проще удалить пыль, которая образуется при транспортировке фильтрующей загрузки. Сорбент расфасован в мешки объемом 25 литров.
Сорбент МС - современный фильтровальный материал нового (второго) поколения. Его можно применять в напорных и безнапорных системах водоочистки как самостоятельную фильтрующую загрузку или как элемент многослойного фильтра.
Каталитически активные вещества, входящие в его состав, способы повышать pH-кислотность, снижать мутность и цветность, удаляя из воды:
- тяжелые металлы;
- железо при его чрезмерном содержании до 50 мг/л;
- фосфаты, сульфаты и прочие соли;
- алюминий;
- фенолы;
- марганец до 4,5 мг/л;
- нефтепродукты;
- радионуклиды;
- сероводород.
Сорбент МС применяют для очистки питьевой, оборотной, производственно-технической, сточной воды. Для регенерации фильтра не нужны реагенты. С удалением загрязнений справляется обычная вода - обратный поток подают в противоположном направлении для взрыхления и интенсивной очистки гранул фильтра.
Достоинства Сорбента МС:
- стойкость к хлору, высокая активность в хлорированной воде;
- расщепление сернистых соединений, вывод сероводорода из системы;
- удаление любого железа - органического, коллоидного, 2-3-валентного, бактериального;
- параметры очищенной воды отвечают нормативам, не превышают допустимую норму;
- для ускорения реакций химического взаимодействия в систему можно добавлять любые окислители: озон, гипохлорит натрия, перманганат калия.
При эксплуатации фильтрующая загрузка не истирается (потери менее 2% в год от общего объема фильтра). У нее большой срок службы до 10 лет. Состав производит очистку при показателях рН=5,0 (для сравнения: для загрузки Birm значение рН должно быть не менее 6,8).
При применении Сорбента МС себестоимость очистки воды будет минимальной, а производительность системы - максимальной.
Активированный уголь - лучший натуральный сорбционный материал, который применяют для фильтрации воды. Изготовлен из кокосовой скорлупы. По качеству превосходит березовый, бамбуковый и прочие древесные угли. Поглощает намного больше загрязнений, чем сорбенты, изготовленные из минералов.
Удаляет из воды:
- органические примеси;
- хлор;
- опасные соединения.
Повышает органолептические качества (это его характерная особенность). Устраняет неприятные запахи и цветность. Делает воду чистой, прозрачной, вкусной. В статичном и динамичном виде стоек к истиранию, выдерживает сильные механические воздействия, что обеспечивает его долгий срок службы.
В водоподготовке фильтрующие угольные загрузки применяют как самостоятельный наполнитель Big Blue корпусов и картриджей патронных фильтров. Сорбент входит в состав комплексных систем водоочистки.
Его применяют в бытовых устройствах и в промышленных станциях. Используют на предприятиях водоочистки и на пищевых комбинатах для получения чистой питьевой воды, для очистки технической, технологической, оборотной жидкости, коммунальных и сельскохозяйственных стоков.
Гидроантрацит А - темная крошка из зерен кубической формы с приятным металлическим блеском. Как отличный сорбент применяется в водоочистке для фильтрации и осветления воды. Производится из натурального антрацита Донецкого угольного бассейна.
Достоинства дробленого фильтровального материала:
- особая морфологическая структура;
- высокая межзерновая пористость;
- развитая удельная поверхность измельченных гранул;
- высокая степень грязеемкости - выше чем у однослойной песчаной загрузки;
- износоустойчивость, высокая абразивная стойкость;
- высокая скорость фильтрации;
- улучшение качества очищенной жидкости;
- инертность по отношению к химическим веществам - не меняет свойства воды;
- легко очищается от загрязнений, на промывку фильтра уходит примерно на 30-40% меньше времени.
Гидроантрацит применяется в разных производственных и народно-хозяйственных отраслях - его используют в открытых и закрытых установках при очистке воды для повышения грязеемкости фильтров:
- в системах водоснабжения, водоканалов;
- в контактных осветлителях;
- при обработке канализационных и промышленных стоков;
- в энергетических системах теплоснабжения и энергоснабжения - АЭС, ГРЭС, ТЭС, ТЭЦ
- в многокомпонентных фильтрующих загрузках как поддерживающий слой ионообменных смол;
- как самостоятельный фильтр или как часть многослойного механического или осадочного фильтра.
При использовании гидроантрацита можно на 25-30% снизить доли химических реагентов, добавляемых в систему водоочистки: коагулянтов и флокулянтов.
Ионообменные смолы
Сильнокислотная смола Purolite C100E, содержащая ионообменные катиониты, предназначена для снижения жесткости - для умягчения воды. Изготавливается в виде сферических зерен разного размера. За счет округлой формы фильтрующая загрузка отличается от других составов повышенной обменной емкостью.
Рабочий процесс водоочистки заключается в ионном обмене - катионит извлекает из воды катионы солей, заменят их ионами натрия, которыми специально насыщают смолу.
Особенности фильтра Purolite C100E:
- состав хорошо удаляет соли щелочноземельных металлов, смягчает воду, снижает жесткость;
- гранулы легкие, хорошо взрыхляются и очищаются при обратной промывке;
- загрузку регенерируют технической таблетированной солью NaCl без применения дорогих реагентов.
Purolite применяют в промышленных, народнохозяйственных и бытовых системах водоочистки для смягчения жесткой воды с разной концентрацией солей.
Экотар А - тип универсальной смолы, которую применяют в ионообменных фильтрах. Она служит фильтрующей загрузкой, через которую пропускают водный поток для очистки от многочисленных загрязнений.
- Ионообменный фильтр способен удалить:
- соли, придающие воде излишнюю жесткость;
- органические примеси;
- марганец;
- частицы железа, которые задерживают гранулы смолы.
Для повышения эффективности водоочистки применяют смесь гранул различного размера, что расширяет площадь соприкосновения очищаемой жидкости с ионообменным фильтром, увеличивает скорость окисления, улучшает качество воды на выходе из водоочистной системы.
Для регенерации истощившийся фильтрующей загрузки не нужны какие-либо спецреагенты - восстановление ресурса смолы производят концентрированным раствором технической таблетированной соли NaCl, который подается автоматически из солевого бака.
Смолу этой марки применяют для очистки водных растворов, добываемых из скважин или колодцев, ее используют в системах водоподготовки для централизованной подачи воды потребителям.
Критерием для применения Экотар А служит бурый оттенок воды и густой рыжий осадок при длительном отстаивании.
Экотар B - тип универсальной фильтрующей загрузки, состоящей из гранулированной смолы. Применяется при водоподготовке в промышленности, народном хозяйстве, в быту. Чаще всего состав используют при добыче воды из артезианских скважин.
Фильтрующую загрузку применяют для эффективного удаления из воды:
- солей жесткости;
- частиц марганца;
- железа при концентрации до 15 мг/л.
Одна универсальная загрузка производит обезжелезивание, деманганацию, снижение жесткости за счет обессоливания. При использовании гранул разного размера многократно возрастает площадь соприкосновения воды с зернами смолы, что увеличивает скорость водоочистки и улучшает качество воды.
Для восстановления работоспособности смолы после загрязнения ее промывают обратным напором и насыщают поваренной солью NaCl, которая подается автоматически из солевого бака, стоящего рядом с фильтрационной колонной.
Показателями для применения Экотар B служат - концентрация общего железа, незначительное количество органических примесей и визуальные наблюдения: вода бесцветная, но при отстаивании появляется желтизна, а на дне емкости образуется густой бурый осадок.
Экотар В30 - тип универсальной загрузки, способной удалять из воды:
- железо при концентрации 30 мг/л;
- марганец при его количестве до 8 мг/л;
- соли жесткости.
Одна фильтрующая загрузка способна устранить разнохарактерные загрязнения при условии, что в исходной воде очень мало органических веществ.
Эффективность водоочистки можно удвоить, если в одной засыпке использовать гранулы разного размера: мелкие, средние, крупные. За счет увеличения площади соприкосновения смолы с водой повышается скорость и качество водоочистки.
Регенерация фильтрующего состава производится легко: из солевого бака в систему подается раствор NaCl, который получают растворением таблетированной технической соли.
Показатели для применения Экотар В30: концентрации загрязняющих веществ и цвет. При отстаивании бесцветной воды она приобретает желтизну и дает осадок бурого оттенка.
Экотар С - еще один тип универсальной эффективной фильтрующей загрузки, которая повсеместно применяется в водоподготовке для очистки воды из открытых водных источников с большим количеством водной растительности, из колодцев или неглубоководных скважин.
За счет ионного обмена состав способен извлекать из воды:
- органические вещества при их высокой концентрации до 20 мг/л;
- марганец;
- органическое железо.
Одна фильтрующая загрузка удаляет сразу несколько примесей, включая железо, содержащееся в органических комплексах. В ее состав входят специальные органопоглотители, связывающие гуминовые и фульвокислоты, от которых зависит цветность воды.
Ресурс истощенной смолы восстанавливается обычной технической солью NaCl, которая добавляется в солевой бак в концентрированном виде и постепенно растворяется до нужной концентрации.
Предпосылки для применения состава Экотар С: высокое содержание органических примесей. Вода цветная (любого оттенка от желтого до коричневого), но при отстаивании не образует осадка.
Гелеобразный однородный сильнокислотный катионит в виде равномерных гранул применяется в промышленности для получения обессоленной и деминерализованной воды. Играет роль ионообменной фильтрующей загрузки в установках обессоливания.
Особенности катионообменной смолы:
- высокая пропускная способность гранулированной загрузки позволяет производить водоочистку с большой скоростью;
- наблюдается незначительное падение давления при прохождении водного потока сквозь толщу фильтра;
- прочность и износостойкость гранул обеспечивают длительный срок службы катионообменной смолы, которая после регенерации вновь готова к работе.
В зависимости от химического состава катионит применяется в Na+ и H+ форме - производится натрий-катионирование или водород-катионирование. При na-катионировании восстановление смолы производится гидроксидом NaOH, при H-катионировании фильтрующую загрузку восстанавливают соляной или серной кислотой с последующей отмывкой от реагентов.
Сильноосновной анионит гелевого типа изготавливается из стирол-дивинилбензола. Поступает в продажу в виде равномерных гранул разного размера. Применяется как эффективная фильтрующая загрузка в деминерализаторах и установках обессоливания.
Особенности анионообменной смолы:
- структура гранул обеспечивает высокую ионообменную емкость;
- механические и химические свойства при работе остаются неизменными;
- низкое гидродинамическое сопротивление не препятствует прохождению водного потока через толщу фильтра;
- для регенерации смолы требуется незначительное количество реагента;
- на промывку фильтрующей загрузки уходит небольшое количество воды.
Анионообменная смола применяется в конденсатоочистке и в промышленной водоочистке для удаления хлоридов, сульфатов, нитратов и иных загрязнений.
Ионообменная гелевая смола ФСД состоит из катионита и анионита - смеси катионитовой (катионообменной) и анионитовой (анионообменной) смолы. Применяется как фильтрующая загрузка в ФСД- фильтрах смешанного действия для глубокого умягчения, полного обессоливания или финишной деионизации воды, предварительно очищенной от солей жесткости.
Ионообменную смолу ФСД используют:
- в микроэлектронике, радиоэлектронике;
- медицине, фармацевтике;
- лабораториях, НИИ;
- пищевом производстве;
- на промышленных предприятиях, где нужно чистая обессоленная вода высокой очистки.
Прочее
Натуральный кварцевый песок (гравий) применяют в фильтрах предварительной очистки и в системах тонкой фильтрации. Он обеспечивает глубокую очистку от физических и нерастворенных химических примесей, которые оседают на частицах и в толще насыпного слоя.
Природный материал с размером зерен 2-5 мм используют:
- как сорбционную загрузку в устройствах грубой физико-механической предочистки;
- как распределительный слой, который направляет потоки воды, проходящие через фильтр;
- как нижний дренажный слой (подложку) в насыпных многослойных фильтрующих засыпках.
Кварцевый песок и гравий получают из горных пород, в состав которых входит до 99% оксида кремния. За счет дробления получают однородные мономинеральные зерна с чрезмерно низкой межзерновой пористостью, с высокой грязеемкостью, с повышенной стойкостью к истиранию, механическим нагрузкам и химическому воздействию. Измельченный материал просеивают через сита, разделяя на фракции разной величины.
Техническая соль NaCl используется для восстановления рабочего ресурса - для регенерации ионообменных фильтрующих загрузок. Ее применяют для насыщения смолы молекулами натрия - NaCl участвует в ионном обмене при процессах снижения жесткости, удаления солей, умягчения воды.
Особенности таблетированного материала NaCl:
- производится из пищевой соли высокого качества;
- не содержит примесей;
- быстро растворяется, на приготовление солевого раствора уходит мало времени;
- при растворении не слеживается, не слипается, не собирается в ком, в отличие от рассыпной соли.
Для регенерации готовят специальный концентрированный раствор в солевом баке: засыпают таблетированный натрий, заливают водой. Форма таблеток со скошенными краями предотвращает их слипание, ускоряет растворение. При добавлении раствора NaCl в систему водоочистки он полностью вымывается потоком воды, не оставляя осадка и солевых отложений на стенках фильтрационного корпуса. При применении солевого раствора исключены блокировки клапана управления или поломки оборудования.
Регенерация фильтрующих загрузок раствором NaCl намного продлевает срок службы ионообменных смол.