Методы очистки воды
Технология обратного осмоса
Обратный осмос – это процесс фильтрации растворов под давлением, превышающим осмотическое (4-15 бар), через мембраны, пропускающие растворитель и задерживающие молекулы и ионы растворённых веществ. Обратный осмос позволяет задерживать в воде абсолютно все взвеси и коллоиды, бактерии и пирогены, большинство органических загрязнителей и более 90% растворённых солей. Технология реализуется на базе рулонных мембранных модулей.
Преимущества
- метод позволяет удалять практически все примеси, содержащиеся в воде, размер которых менее 1 нм
- обычно применяемые мембраны устойчивы в широком диапазоне рН
Ограничения
- полезное использование воды не более 40%
- исходная вода требует предварительной подготовки для очистки от механических примесей, мутности, коллоидных частиц, а также соединений, способных образовывать на поверхности мембраны трудноудаляемые осадки.
Технология ионного обмена
Ионный обмен – метод сорбции на ионообменных смолах. Ионообменные свойства смол обусловлены наличием в них подвижных функциональных ионогенных групп, способных к обмену с катионами (Н+) и анионами (ОН-), содержащимися в воде. При прохождении воды через слой ионообменной смолы происходит удаление ионизированных загрязнений за счёт обмена на ионы Н+ и ОН-. Ионный обмен применяется как для умягчения воды (Na+ катионирование), так и для её глубокой очистки от минеральных и органических ионизированных соединений (Н+-ОН-ионирование). Технология реализуется на базе фильтров с ионообменными смолами.
Преимущества
- метод обеспечивает глубокое умягчение воды до остаточной жёсткости в очищаемой воде 0,1-0,02 мг-экв/л, а также до любого заданного остаточного содержания минеральных солей в очищенной воде (удельное сопротивление до 18 МОм×см).
Ограничения
- иониты требуют химической регенерации, в процессе которой образуются загрязнённые сточные воды.
Технология непрерывной электродеионизации
Электродеионизация - это процесс непрерывной деионизации воды с использованием ионообменных смол смешанного действия, ионоселективных мембран с регенерацией электрическим током. Упрощённо электродеионизационный модуль можно представить как электродиализный аппарат, межмембранные камеры которого заполнены смесью ионитов (катионит и анионит). В процессе работы происходит обмен и перенос ионов, содержащихся в воде, а также под действием наложенного электрического поля одновременно и восстановление (регенерация) смол. Технология реализуется на базе модулей электродеионизации.
Преимущества
- метод позволяет получать деминерализованную воду постоянного качества с удельным сопротивлением 5-16 МОм×см
- очистка воды осуществляется непрерывно без остановки системы на регенерацию или замену смол
- полезное использование воды не менее 95%
- сточные воды, содержащие токсичные химические вещества, отсутствуют
- метод не является энергоёмким (удельное потребление электроэнергии до 0,5 КВт/м3 воды), не требует реагентов и может быть полностью автоматизирован
Ограничения
- метод не может быть применён для получения высокоомной воды с удельным сопротивлением 18,2 МОм×см без последующей деионизации на фильтрах смешанного действия
- исходная вода – фильтрат обратного осмоса, имеет ограничения по химическому составу: электропроводность <10 мкСм/см, температура 5-35°С, рН 7-9, жёсткость <0,5 мг-экв/л, свободный хлор <0,05 мг/л, , Fe и Mn <0,01 мг/л, Si <0,5 мг/л, содержание СО2 <5 мг/л).
Ультрафиолетовое облучение
Ультрафиолетовое облучение является наиболее распространённым физическим методом удаления бактерий в воде. Эффект обеззараживания основан на воздействии ультрафиолетовых лучей с длиной волны 200-300 нм на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток. В результате такого облучения микроорганизмы теряют способность воспроизводства и погибают. УФ-излучение в диапазоне длин волн около 254 нм хорошо проникает сквозь воду и стенку клетки переносимого водой микроорганизма и поглощается ДНК микроорганизмов, вызывая нарушение её структуры. Технология реализуется на базе ультрафиолетовых облучателей.
Преимущества
- ультрафиолетовый свет применяется для снижения концентрации полностью органического углерода (Total Organic Carbon - TOC)
- метод безопасен и экономичен, не оказывает влияния на вкус и запах воды, не вносит в воду нежелательных побочных продуктов
Ограничения
- метод не обеспечивает полного уничтожения остаточных органических загрязнений, поэтому в больших системах распределения он должен сочетаться с применением дополнительных средств обеззараживания
- исходная вода имеет ограничения по количеству взвешенных частиц