CC BY
132STUD NET
ПРОМЫШЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ
INDUSTRIAL METHODS OF WATER TREATMENT
УДК-628.1
Макаров Андрей Леонидович
студент Вятского Государственного Университета
Россия, г. Киров
Беляев Андрей Николаевич
канд. тех. наук, доцент Вятского Государственного Университета
Россия, г. Киров
Makarov Andrey Leonidovich
anmakarov97@gmail.com
Belyaev Andrey Nikolaevich
anmakarov97@gmail.com
Аннотация: В статье рассмотрены стандартные решения, промышленные методы очистки воды. Выделены основные аспекты проблем, касающихся мониторинга вредных компонентов, экономичности применяемых методов очистки воды в промышленных условиях.
Abstract: the article deals with standard solutions and industrial methods of water treatment. The main aspects of problems related to the monitoring of harmful components and the efficiency of applied methods of water treatment in industrial conditions are highlighted.
Ключевые слова: экологичность, фильтрация, озонирование, дезинфекция, очистка.
Keywords: environmental friendliness, filtration, ozonation, disinfection, cleaning.
На сегодняшний день, в условиях научно-технического прогресса, ухудшения экологической обстановки на земле, все острее встает вопрос, касающийся нехватки чистой питьевой воды.
К главным причинам дефицита пресной воды следует отнести следующие факторы:
— высокий уровень потребления воды;
— рост населения на Земле;
— нарушение экологии.
К основным источникам загрязнения в первую очередь относят коммунальные и промышленные стоки, которые могут привести к серьезным заболеваниям и снижению иммунитета у человека.
Для того, чтобы повысить качество питьевой воды, и очистить ее от различных вредных примесей, очистку воды осуществляют в промышленных условиях в виде процедур водоподготовки и водоочистки.
Водоподготовка заключается в виде очищения и обеззараживания воды с целью дальнейшего ее использования в производстве.
На этапе водоподготовки осуществляют операции по осветлению, смягчению, обезжелезиванию, дегазации, дезодорации и дезинфекции воды.
Процедура осветления позволяет удалить различные взвешенные и растворенные частицы, которые являются причиной мутности воды.
Процедура смягчения воды позволяет вывести из жидкости соли калия и магния.
Дегазация позволяет удалить растворенные в воде газы.
При дезинфекции уничтожается патогенная микрофлора
При дезодорации жидкость теряет посторонние неприятные запахи.
Промышленная водоподготовка проводится в связи с тем, что поступающая жидкость не всегда обладает желаемыми параметрами, и отличается от обычной водоподготовки в бытовых условиях объемом и применением специальных фильтров. Промышленная водоочистка заключается не только в удалении примесей, но и в обогащении воды необходимыми компонентами, что позволит, подготовленную таким способом воду довести до конечного потребителя.
К основным методам водоподготовки в промышленных условиях относят:
1. Механическую очистку воды в виде удаления взвешенных частиц. Механическая очистка является необходимым этапом для подготовки воды перед следующими этапами очистки, когда их жидкости вымываются частицы песка, глины, органических и иных компонентов.
1.1. Грубую водоочистку осуществляют при применении фильтра с крупными ячейками, где удерживаются частицы определенного размера.
1.2. Метод тонкой очистки воды представлен в виде применения фильтров тонкой очистки, которые снабжены картриджем с сорбентом, позволяя очищать воду от различных химических примесей, микроорганизмов
2. Применение системы обратного осмоса, как наиболее эффективная технология очистки воды. Методика заключается в применении мембранных технологий. Благодаря размеру мембраны, который составляет менее 0,0001 мкм, мембрана пропускает молекулы воды и кислорода, задерживая химические примеси, делая воду на молекулярном уровне до состояния дистиллированной. Но, в то же время, в результате применения методики
обратного осмоса, уничтожаются из очищаемой воды необходимые для человеческого организма минералы, в связи с чем необходимо их восстановление с помощью минерализатора. Также недостатками метода можно отнести низкую производительность, большие габариты, потерю воды.
2.1. Методика применения мембраны нанофильтрации находится на втором месте по пропускной способности. Позволяет очистить воду от бактерий и вирусов, солей и других примесей. Данная методика успешно применяется в пищевой, нефтехимической и фармацевтической промышленности. Основным преимуществом данной методики является сохранение в процессе очистки полезных минералов.
2.2. Методика ультрафильтрации позволяет задерживать микроорганизмы, водоросли и взвешенные частицы, устраняя, таким образом, мутность и цветность. Но в то же время методика не удаляет соли металлов, в связи, с чем необходимо дополнительное смягчение воды. Преимуществом ультрафильтрации является компактность оборудования, максимальная дезинфекция и удаление взвесей.
2.3. Методика микрофильтрации используется в качестве предварительного этапа очистки перед обратным осмосом или нанофильтрацией, максимально очищая воду от механических примесей.
3. Применение химических методик очистки воды посредством добавления в воду химических реагентов, позволяет очистить воду от лишних примесей.
4. Хлорирование позволяет произвести дезинфекцию воды, уничтожая бактерии путем окислительных реакций, а также выводя металлы.
Хлорирование может быть:
— предварительным - осуществляется на этапе водозабора -уничтожаются бактерии и выводятся металлы из воды;
— финишным - применяется на последней стадии обеззараживания.
Остаточный хлор удаляют путем дехлорирования, используя методики
безнапорной аэрации, фильтрации воды через активированный уголь или коагуляции. К основным достоинствам хлорирования относят эффективность и простоту в использовании. Недостатком является устойчивость ряда микроорганизмов к воздействию хлора и строгие требования по его хранению и перевозке.
5. Озонирование - применяют в пищевой, химической и медицинской промышленности. Озон разрушающе воздействует на грибки, вирусы, бактерии, различные химические соединения и металлы, обесцвечивая, дезодорируя и очищая воду. Основным недостатком озонирования является
риск повторного заражения воды в короткое время, и высокая стоимость оборудования.
6. Обезжелезивание путем фильтрации и применения диоксида магния ведет к выпадению в осадок молекул железа в результате их окисления.
7. Физико-химические методы позволяют очистить воду посредством применения различных реагентов от примесей в виде:
7.1 Адсорбации - процесса поглощения молекул загрязнения поверхностью адсорбентов, в основном, в виде активированного угля.
7.2 Коагуляции - процесса притягивания с помощью применения специальных веществ, коагулянтов, загрязнений - солей, металлов, песка и глины, которые затем выпадают в виде хлопьев в осадок.
7.3 Флотации - процесса удаления нефтепродуктов посредством добавления в воду диспергированного воздуха, под воздействием которого молекулы загрязнений скапливаются на поверхности воды в виде пены.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что качество, методы, затраты во многом зависят от степени загрязнения воды, и в какой области в дальнейшем планируется использование очищенной воды, что позволит наиболее оптимально и использовать наиболее подходящие очистительные систем, отвечающие отдельному уровню загрязненности.
Некоторые системы и виды оборудования включают в себя разные методы очистки сточных вод. Для более сложных загрязнений, требуется применять устройства со специфическим влиянием и особыми технологиями очистки воды.
Таким образом, создаются наиболее подходящие очистительные системы, отвечающие отдельному уровню загрязненности.
Литература:
1. Бураков А.В. Мембранная очистка воды - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2019. - 908 c.
2. Каширская Т. А. Биотехнология и экология // Экология производства. 2016. № 5. С. 63-65.
3. Лепеш Г.В., Саканская-Грицай Е.И. Анализ факторов, обуславливающих технологический процесс очистки воды из природных источников в Ленинградской области // Технико-технологические проблемы сервиса. № 1(27), 2017. - с. 56 - 68.
4. Орлов А.Н. Методы предварительной, финишной и глубокой очистки воды: моногр. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2015. - 220 c.
5. Остроумов С. А. Взаимодействие тяжелых металлов (меди и кадмия) с биомассой бриофито-цианобактериального сообщества: на пути к
фитотехнологии очищения воды //'Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. — 2012. — № 1. — С. 103-108.
6. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.1074-01»
7. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод. 2017 - 122 с.
Literature:
1. Burakov A.V. Membrane water purification-Moscow: LAP Lambert Academic Publishing, 2019. - 908 p.
2. Kashirskaya T. A. Biotechnology and ecology // ecology of Production. 2016. no. 5. Pp. 63-65.
3. Lepesh G. V., Sakanskaya-Gritsay E. I. Analysis of factors that determine the technological process of water purification from natural sources in the Leningrad region // Technical and technological problems of the service. № 1(27), 2017. - pp. 56-68.
4. Orlov A. N. Methods of preliminary, finishing and deep water purification: Monogr. - Moscow: LAP Lambert Academic Publishing, 2015. - 220 p.
5. Ostroumov S. A. Interaction of heavy metals (copper and cadmium) with the biomass of the bryophyte-cyanobacterium community: on the way to phytotechnology of water purification // water Economy of Russia: problems, technologies, management. - 2012. - № 1. - P. 103-108.
6. Sanitary and epidemiological rules and regulations " Drinking water. Hygienic requirements for water quality of centralized drinking water supply systems. Quality control. SanPiN 2.1.4.1074-01"
7. Yakovlev S. V., ravens J. V. water Disposal and sewage treatment. 2017 - 122 C.
