Очистка воды в промышленных масштабах

На современных предприятиях в разных отраслях к качеству водоподготовки предъявляются исключительно высокие требования. Промышленные методы очистки воды обеспечивают ей надлежащие показатели и необходимые физико-химические свойства. Тем самым создаются условия для реализации сложнейших технологических процессов, используемых для производства различных видов продукции.

Инновационные методы очистки воды на предприятиях применяются как отдельно, так и в комплексе для получения требуемых результатов. Существующие системы обеспечивают удаление из воды механических и иных примесей, нормализацию химического состава и качественное обеззараживание. Для большинства производств предлагаются блочно-модульные установки и станции, что упрощает и ускоряет монтаж и обслуживание систем.

Отрасли промышленности где требуется качественная водоподготовка

Методы очистки воды, применяемые предприятиями, подбираются с учетом требований конкретных технологических процессов. Водоподготовка для каждой из отраслей промышленного производства имеет свои особенности:

• На металлургических заводах нужна вода с исключительно низким содержанием солей.
• Пищевая промышленность. Важно обеспечить качественное обеззараживание и умягчение.
• Нефтепереработка. Требуется удаление механических примесей, деминерализация и обезжелезивание.
• Энерго- и теплоснабжение. Удаление солей жесткости и нормализация химического состава.
• Водоснабжение. Очистка от всех видов примесей и обеззараживание.
• Фармацевтика. Водоподготовка с использованием методов ультра- и нанофильтрации.
• Микроэлектроника. Деионизация технологических жидкостей.

Приведенный перечень отраслей промышленности и используемых ими методов очистки воды для производства продукции далеко неполный. С развитием технологий требования к качеству и объемам водоподготовки, а соответственно и к применяемому оборудованию только возрастают.

Способы промышленной очистки воды с использованием современных технологий

Предприятия снабжаются водой из централизованных или автономных источников. В настоящее время на них применяются различные технологии очистки промышленной воды, основанные на следующих принципах:

• Физические. Удаление из жидкости механических примесей.
• Химические. Изменение состава воды путем добавления тех или иных реагентов.
• Физико-химические. Замещение и связывание растворимых соединений.

Физические способы очистки воды реализуются путем процеживания, отстаивания, фильтрования или сепарирования, а также облучением жестким ультрафиолетом. В процессе химических реакций производится окисление примесей высокоактивных веществ и соединений, нейтрализация за счет введения специальных реагентов и восстановление некоторых элементов. Физико-химические методы предполагают комбинированное воздействие за счет использования растворимых газов, особых сред с мелкодисперсной структурой и измененного состояния заряженных частиц.

Методы обезжелезивания и аэрации

Высокое содержание некоторых металлов, в частности марганца и железа, приводит к выходу из строя нагревательного или иного технологического оборудования. Безреагентные методы очистки воды в промышленности в сочетании с различными видами аэрации доказали свою действенность. Растворение в жидкости воздуха или кислорода, приводит к окислению двухвалентного железа и перехода его соединений в нерастворимое состояние.

При реализации данного способа очистки воды в производстве наряду с воздушной применяется электрохимическая аэрация. Пропускание тока через жидкость повышает концентрацию свободного кислорода и ускоряет реакции окисления марганца, железа и сероводорода. По способу подачи воздуха в воду различают напорную и безнапорную аэрацию, при этом последняя осуществляется методом эжекции или душирования (распыления). Далее уже окисленное железо удаляется на фильтрах обезжелезивания.

Умягчение воды с использованием ионообменных фильтров

Удаление растворимых соединений преимущественно солей жесткости (гидрокарбонатов и сульфатов кальция и магния) осуществляется путем замены ионов этих металлов ионами натрия. Для реализации данного способы очистки воды на производстве применяются природные соединения (сульфоугли или цеолиты), а также синтетические смолы (катиониты и иониты). Наполнители для фильтров умягчения многоразовые и регенерируются обратным током восстанавливающих растворов.

Сорбционная очистка воды

Для удаления поверхностно-активных веществ, а также сложных фенолов, пестицидов и растворенных газов используются специальные материалы с пористой структурой. Сорбционные способы очистки воды на предприятиях предполагают использование активированного угля, некоторых разновидностей силикагелей и иных заполнителей. По мере снижения их поглощающих свойств часть может быть восстановлена за счет применения регенерирующих растворов, другие просто заменяются.

Обратный осмос

Мембранные технологии в промышленной водоподготовке получают все более широкое распространение. Метод обратного осмоса предусматривает пропускание воды через полупроницаемые материалы под высоким давлением. Размеры каналов в мембране таковы, что через них могут пройти только молекулы воды, а более крупные соединения задерживаются. Такие системы бывают как проточными, так и накопительными.

Электродиализ и электродеионизация

Современные технологии очистки воды на предприятиях энергетики, фармацевтики и микроэлектроники позволяют снизить ее удельное сопротивление до 18 МОм×см. В установках электродиализа и электродеионизации жидкость пропускается через камеры, в которых установлены специальные мембраны (ионоселективные) и электроды. Под воздействием постоянного тока уменьшается содержание солей, а на выходе образуются сверхчистая вода концентрированный рассол.

Обеззараживание при помощи ультрафиолетовых ламп

В жидкости помимо механических и химических примесей содержится значительное количество микроорганизмов. Один из самых эффективных способов очистки воды для предприятий предусматривает воздействие ультрафиолетовых лучей на микрофлору, что приводит к угнетению процессов деления бактерий и вирусов с последующей их гибелью. Данный метод обеспечивает уничтожение вегетативных и споровых форм с сохранением физических и химических свойств жидкости.

Способы реагентной обработки воды

Существуют технологии, обеспечивающие создание замкнутых производственных циклов без вредных выбросов в окружающую среду. Реагентные методы промышленной водоподготовки состоят в использовании коагулянтов и флокулянта для очистки воды от определенных растворимых примесей. Для введения необходимого количества активных веществ разрабатываются автоматизированные системы контроля и дозирования.

Дистилляция воды

Высокоэффективная промышленная водоподготовка и метод термической и или мембранной обработки воды позволяет довести ее до необходимых кондиций. Дистилляция осуществляется следующими способами:

• выпаривание;
• вымораживание;
• термическое окисление.

В настоящее время применяются также процессы очистки воды для производственных нужд при помощи специальных мембран. Данная технология отличается высочайшим качеством и позволяет получать сверхчистые жидкости с удельным сопротивлением от 12 до 18 МОм х см.