X

Очистка воды от органических веществ и загрязнений

 

Очистка сточных вод от органических веществ

Выбрать эффективную технологию удаления вредных примесей не просто. Приходится учитывать стоимость, размеры оборудования, особенности обслуживания. В этой публикации рассмотрена одна из сложнейших задач – очистка воды от органических веществ. Представленная информация поможет принимать правильные решения на всех важных этапах реализации соответствующего проекта.

 

Формулировка задания

 

Для корректного выбора оборудования необходимо уточнить особенности соответствующих загрязнений. Как правило, их концентрация увеличена в открытых водоемах и сравнительно неглубоких источниках. Специалисты различают природные и техногенные примеси (примеры):

  • фульво- и гуминовые кислоты;
  • комплексные соединения с железом;
  • диоксины, пестициды.

 

Некоторые из этих веществ существенно ухудшают органолептические характеристики жидкости, делая ее непригодной для питья. Другие – обладают канцерогенными свойствами, представляют угрозу здоровью и жизни человека.

Типичные особенности загрязнений данной категории:

  • стойкость к окислению, иным видам внешних воздействий;
  • способность прикрепления к стенкам трубопровода;
  • образование благоприятной среды для жизнедеятельности микроорганизмов.

 

На первом этапе применяют предварительное разрушение молекулярных соединений с разложением на безопасные компоненты:

  • воду;
  • углекислый газ.

 

Так как органические вещества отличаются стойкостью, получить необходимый результат можно с применением только сильных окислителей. Простейшее отстаивания не подходит. Приходится использовать:

  • озонирование;
  • хлорирование;
  • облучение волнами ультрафиолетового и других диапазонов.

 

Далее задерживают оставшиеся примеси:

  • коагуляцией (флокуляцией) с последующей механической фильтрацией;
  • сорбцией (активированным углем, другими наполнителями);
  • ионным обменом;
  • с помощью коагулянтов;
  • мембранными методиками.

 

С учетом изложенных сведений понятна необходимость дополнительной очистки сточных вод. Сорбцией, например, удаляют остатки хлора. Кроме устранения специфических запахов такая процедура предотвращает попадание в пищу опасных соединений.

Отдельные рабочие операции выполняют с учетом особенностей конкретных технологий. Угольные засыпки, например, в бытовых установках очищают воду от железа. После накопления загрязнений, устанавливают новую засыпку.

При выборе мембранных технологий обеспечивают соответствие размеров отверстий с определенными органическими фракциями. Исключение – обратный осмос! Эти установки отделяют все компоненты, которые больше молекул сточных вод.

 

Очистка сточных вод от органических веществ хлорированием

 

В ходе воспроизведения технологии дозу действующего реагента увеличивают до 25 мг и более на один литр жидкости. Это существенно больше, чем при обычной процедуре обеззараживания. Соответственно, необходима финишная обработка для удаления хлора.

Для повышения эффективности очистку сточных вод от органических веществ выполняют в комбинации с добавками перманганата калия. Достаточно часто на завершающем этапе применяют абсорбцию.

Активированный уголь за счет большой площади активной поверхности задерживает продукты жизнедеятельности микроорганизмов, иные примеси. Специалисты оптимизируют рабочие циклы с подобной засыпкой, учитывая действительный уровень водородного показателя. Следует помнить, что щелочной характер среды уменьшает накопительную емкость сорбента.

В типовых условиях (промышленные установки) для расчета берут 15-20 мг наполнителя на литр. Предполагается, что время процедуры составит 20-25 минут. Подобную продолжительность в бытовых проточных системах обеспечить невозможно. По этой причине увеличивают рабочий слой.

Система очистки воды от органических загрязнений на предприятии

Летучие органические соединения удаляют с помощью аэрации. Обычное отстаивание сопровождается чрезмерными затратами времени. Проблему решают с применением распыления струи:

  • сильным напором на твердой поверхности;
  • распределительным устройством.

 

Компрессорную технику используют для принудительного насыщения жидкости воздухом. Активизируют полезные процессы озонированием. Последний способ подразумевает усиленный контроль. В большой концентрации озон опасен для здоровья. Этот газ – очень сильный окислитель, поэтому контактирующие части оборудования создают из коррозийно-устойчивых материалов.

 

Очистка воды от органических загрязнений электрическими разрядами

 

При достаточной силе подобных воздействий достаточно быстро разрушаются молекулярные соединения. Подобрав соответствующим образом параметры обработки, уничтожают бактерии вместе с другими микроорганизмами. На практике применяют разряды:

  • в толще жидкости;
  • тлеющие и коронные;
  • сверхвысокочастотного диапазона.

 

Специалисты считают перспективной методику обработки низкотемпературной плазмой над поверхностью сточных вод. В подобной среде образуется большое количество противоположно заряженных ионов (радикалов). Неоднородности электрического поля провоцируют ускоренное появление новых частиц. Поверхность жидкости в этом варианте выполняет функции второго электрода. Несмотря на значительный энергетический потенциал температура в рабочей зоне лишь немного превышает «комнатную». Полезные дополнительные действия выполняются за счет резонансных колебаний. При правильной настройке оборудования плазма отличается стабильными характеристиками.

Ближе к поверхности накапливаются испарения. В этой зоне формируются благоприятные условия для генерации излучения в УФ части спектра. Часть органических загрязнений объединяется в озон. Это газ ускоряет реакцию окисления. Часть радикалов при разрядах переносится в глубину воды.

Для улучшения потребительских параметров очистку воды от органических веществ разрядами дополняют обработкой перекисью водорода. Повышением давления в рабочей зоне упрощают образование электрического пробоя, экономят потребление энергии. При правильной настройке фенольные соединения разлагаются на безопасные компоненты:

  • воду;
  • азот;
  • углерод и его окислы.

 

Как применяют ионный обмен?

 

На примере этой технологии можно изучить особенности специализированного оборудования. Целевое назначение – извлечение органического железа с направлением загрязненной жидкости в дренаж. Такие установки применяют в быту для последующей обработки сточной воды в установке обратного осмоса. Аналогичные решения используют на подготовительных этапах пищевые, фармацевтические предприятия. В комбинации с дополнительными средствами – обеспечивают защиту частных отопительных систем и промышленных котельных от накипи.

Для очистки воды от органических соединений этой категории выбирают соответствующий материал. Подойдет гранулированная ионообменная смола, рассчитанная на поглощение сравнительно больших молекулярных соединений. Ее дополняют гравийной засыпкой, которая задерживает механические примеси.

Наполнитель послойно размещают в колонне, сделанной из пищевого полимера. Стенки бака упрочнены армированием из стекловолокна. Такие емкости сохраняют целостность и внешний вид после десятков лет непрерывной эксплуатации.

При прохождении жидкости через рабочую область комбинированная засыпка задерживает сульфаты, фосфаты, другие ионы с отрицательным электрическим зарядом. После исчерпания накопительной емкости выполняется промывка водой в обратном направлении. Для очистки сточных вод от органических веществ пропитывают раствором поваренной соли.

Технику можно приобрести в ручном варианте исполнения. Однако современные пользователи предпочитают удобную автоматику. С ее помощью можно убрать железо из воды из скважины, а также процессы регенерации выполняются по установленному временному графику (количеству обработанной жидкости).

Оборудование выбирают с учетом действительных потребностей. В таблице приведены примеры техническими параметрами на основе серийных моделей:

 

№ п/п

Производительность, м куб./ час

Объем загрузки, л

Количество поваренной соли на одну восстановительную процедуру, кг

Накопительная емкость загрузки, г

1

0,5-0,7

27-30

3,5-4,5

590-720

2

1,3-1,5

52-58

10,5-12,3

1250-1420

3

2,6-2,8

105-118

21,5-238

2680-2810

 

Для сохранения функциональности оборудования производитель устанавливает ограничения по следующим параметрам:

  • наличие сероводорода, органических загрязнений, хлора, механических примесей;
  • уровень жесткости, pH;
  • температура;
  • давление в магистральном трубопроводе;
  • стабильность сети электропитания.

 

Необходимо подключение к дренажной системе соответствующей производительности.

 

Альтернативные способы водоснабжения

 

Сложность методик сопровождается значительными затратами. Это заставляет искать другие варианты решения проблемы. Для снабжения в небольших объемах можно использовать приобретение питьевой воды в магазине. Специализированные предприятия предлагают доставку на дом в крупных бутылях. Некоторые компании бесплатно предоставляют раздаточное оборудование (диспенсеры, кулеры).

Приемлемый уровень цен объясняет привлекательность подобных услуг. Однако внимательный пользователь тщательно проверяет все важные нюансы. Следует подчеркнуть, что «традиционные» технологии водоснабжения существенно дешевле по сравнению с доставкой.

Самым главным параметром рассматриваемой темы является уровень качества. Для примера ниже приведены актуальные факты, которые характеризуют состояние муниципальной водоподготовки в Москве:

  • штатная проверка состава загрязнений выполняется ежедневно;
  • пробы берут из 250 стационарных точек, действует мобильная система мониторинга;
  • для очистки воды от органических соединений применяется озонирование в комбинации с пропускание жидкости через активированный уголь;
  • дополнительный контроль кроме независимых экспертов обеспечивает Роспотребнадзор, другие государственные организации.

 

По действующим законам коммерческие предприятия проверяют 1 раз в три года, не чаще. Предусмотрено обязательное предупреждение. Иные минусы:

  • затраты на хранение запаса, приемку грузов у курьера;
  • не исключено многократное применение крупных бутылей без очистки;
  • пластиковая тара при нагреве выделяет опасные химические соединения;
  • емкости из стекла стоят дорого.

 

Необходимость локальной фильтрации от органических соединений

 

С учетом отмеченных нюансов не сложно сделать вывод о достаточно качественных параметрах жидкости после профессиональной подготовки. Однако на пути к потребителю не исключено загрязнение в изношенных транспортных магистралях. Это – главная причина, объясняющая целесообразность использования личного специализированного оборудования:

  • кувшинов с фильтрующими вставками;
  • картриджей;
  • мембранных установок обратного осмоса.

 

Таблица органических соединений

Даже качественная муниципальная очистка воды от органических соединений и извести не решает все проблемы. В столице, например, уровень жесткости составляет 3-5 мг-экв/литр. Это соответствует нормативам по СанПиН (7 мг-экв/литр). Однако при такой концентрации солей жесткости накипь образуется интенсивно. Для защиты бытовой техники применяют дополнительно:

  • полифосфатные фильтры;
  • комплекты для воспроизведения технологий ионного обмена;
  • электромагнитные преобразователи.

 

Выводы

 

Владельцы загородной недвижимости при подключении к индивидуальным источникам очистки сточных вод от органических примесей занимаются самостоятельно. Для решения практических задач можно пользоваться представленной информацией. В самых сложных ситуациях обращаются к специалистам для профессиональной подготовки проекта.