Водоподготовка является важнейшим этапом на пути от источника воды к потребителю. Трудно переоценить роль качества потребляемой воды, поскольку это напрямую связано со здоровьем людей.
Многие элементы, содержащиеся в природных водах, при длительном употреблении могут нанести серьезный вред. Так, например, избыток бария опасен поражением клеток крови, тканей сердца, остеопорозом. Железо и марганец могут накапливаться в печени и почках.
Большую роль играет правильный выбор технологии очистки природных вод с учетом данных о водоисточнике и информации по анализам проб воды.
Поверхностные источники
Вода из поверхностных источников, как правило, отличается колебанием состава в зависимости от сезона. В весенне-осенний период в водный источник с ливневыми и талыми водами попадает большое количество взвесей, а также нефтепродуктов (в случае наличия автодорог в близости от водоема).
Летний сезон
В летний сезон в воде активно развивается биожизнь, поэтому вода отличается повышенным содержанием органических загрязнений и цветностью.
Зимний период
В зимний период в водоемах, которые покрываются льдом, наблюдается низкое количество кислорода. На фоне пониженной температуры воды очистка, зачастую, требует мероприятий для дополнительного подогрева с целью интенсификации процессов коагуляции.
Технология очистки воды из поверхностных источников зависит от степени его загрязненности и, в большинстве случаев, состоит из мероприятий по механической очистке от грубых примесей, контактной коагуляции и реагентного окисления с последующим фильтрованием и обеззараживанием. В зависимости от производительности станции применяются как напорные (до 25 000 м3/сут), так и безнапорные (свыше 25 000 м3/сут) методы фильтрования.
Подземные источники
Воды из подземных источников менее подвержены колебаниям состава. Исключение составляют неглубокие колодцы, в которых возможно попадание верховодки и грунтовых вод. Анализ воды в таких водоисточниках необходимо постоянно контролировать.
Состав воды из подземных источников определяется типом водоносного горизонта. Для центрального региона России в подземных водах в большинстве случаев наблюдается повышенное содержание железа и солей жесткости. В ряде горизонтов могут также присутствовать тяжелые металлы (бор, стронций и пр.) и кремниевая кислота.
Обезжелезивание
Обезжелезивание может осуществляться как реагентными, так и безреагентными методами. Основная задача в удалении железа из воды заключается в необходимости его окисления (перевода из двухвалентного состояния в трехвалентную форму) с последующим задержанием в слое фильтрующей загрузки. В зависимости от концентрации железа в исходной воды, содержания в ней кислорода, а также рН среды определяется выбор окислителя.
При небольших значениях показателя содержания железа в воде возможно применение аэрации, где кислород воздуха используется в качестве окислителя. При высоких концентрациях железа применяются реагентные окислители (гипохлорит натрия, перманганат калия, озон и др.). Выбор типа окислителя зависит от ряда факторов, среди которых производительность, место расположения объекта, источник приема промывных вод и пр.
Процесс умягчения воды заключается в удалении солей жесткости (кальция и магния). Наиболее распространены следующие технологические приемы: известкование, ионный обмен, мембранное разделение. Известкование применяется на сооружениях большой производительности.
Нанофильтрация и обратный осмос
Применение мембранных методов (нанофильтрация и обратный осмос) требует значительного объема эксплуатационных затрат, а также квалифицированного обслуживания, поэтому применяется, в основном, для объектов теплоэнергетического комплекса и для промышленных предприятий.
Наибольшее распространение для умягчения воды получил ионный обмен (натрий-катионирование), заключающийся в замещении катионов кальция и магния на натрий, который адсорбирован на специальных смолах. При истощении рабочей обменной емкости смолы (когда практически весь натрий заменен на кальций и магний) производится ее регенерация путем обработки раствором поваренной соли.
В случае, когда в воде содержатся тяжелые металлы и иные трудноизвлекаемые хорошо растворимые загрязнения, возникает необходимость применения обратноосмотических установок.
Метод обратного осмос основан на пропускании очищаемой воды под давлением через полупроницаемую мембрану. При этом, минеральные вещества не проходят через мембрану и удаляются (концентрат).
Данная технология позволяет задерживать частицы размером до 0,001 микрон и удалить до 98% загрязняющих веществ из воды. Однако, это имеет свои минусы. При такой степени очистки в воде практически не остается минеральных веществ, необходимых человеческому организму, а значит, возникает необходимость последующего обогащения (минерализации).
Обеззараживание воды
На завершающей стадии очистки необходимо предусмотреть обеззараживание воды от патогенных микроорганизмов. Для этого могут быть использованы ультрафиолетовые установки или реагенты (гипохлорит натрия, озон или пр.). При этом выбор метода обеззараживания зависит от ряда факторов:
- состояние и протяженность сетей,
- характер потребителей и пр.
Ультрафиолетовое облучение
Ультрафиолетовое облучение является выгодным с точки зрения затрат на эксплуатацию, но не обладает пролонгированным действием. При прохождении воды через установки УФ-облучения происходит точечное воздействие на микроорганизмы и бактерии, но при дальнейшем движении потока через сеть возможно вторичное заражение (особенно при плохом состоянии сетей).
Реагенты на основе активного хлора имеют остаточных характер воздействия и предупреждают возможность вторичного заражения в сетях.
Вышеуказанные приемы очистки воды не являются исчерпывающими. В зависимости от состава исходной воды и требований к очищенной могут быть применены и другие подходы к созданию водоподготовки.
Специалисты компании “Индустрия воды” имеют большой опыт в разработке технологических схем и изготовлении станций водоподготовки. Мы готовы предложить Вам наиболее эффективное решение как для вновь строящихся, так и для реконструируемых объектов.
