Методы фильтрации воды

Фильтры применяются в следующих случаях:

• для деминерализации, а также нейтрализации загрязнений;

• для осветления от ила и песка воды – при заборе ее из рек и озер;

• для приведения к приемлемому качеству водопроводной воды;

• для воды, которая ухудшила свои характеристики в процессе обработки и использования;

• для заключительной обработки перед возвращением в природный цикл.

С помощью фильтрации воды удаляют разнообразные взвешенные частицы мусора, листьев, глины и песка, ржавчины и шлаков, чтобы защитить водораспределительную сеть (трубы, сантехническое оборудование и запорную арматуру) от засорения и коррозии, появления отложений в виде нерастворимого налета.

В современных системах водоподготовки и водоснабжения для обеспечения чистоты и безопасности воды проводят комплексную очистку:

• пропуская через системы фильтрации воды в виде специальных очищающих модулей, содержащих фильтрующий слой (гравия и щебня, песка, антрацита и т.д.) – иногда в сочетании с биологической фильтрацией (с помощью анаэробных бактерий, которых выращивают на щебне);

• через кассетные фильтры, а также механические фильтры с сетчатыми элементами.

Кроме механической очистки, существуют также следующие методы фильтрации воды:

1. Химические – их принцип действия основан на проведении химических реакций.

В воду добавляются химические реагенты для удаления загрязнений путем их разложения, нейтрализации, либо превращения в осадок и задержки фильтром.

Химическая фильтрация воды эффективно умягчает воду, нормализует ее кислотность, а также содержание железа, разнообразных солей, марганца, свободного хлора, органических соединений, бактериальных примесей. Данный метод не подходит для получения питьевой воды.

2. Физические методы:

• методом обратного осмоса — с помощью полимерных мембранных фильтров с мельчайшими отверстиями, пропускающих лишь молекулы воды и кислорода;

• ультрафиолетового излучения – эффективно стерилизует воду, убивая болезнетворные бактерии;

• термоумягчения воды – соли жесткости разрушаются путем кипячения и выпадают в осадок.

3. Физико-химические методы сочетают преимущества физических и химических методов:

• с применением эффекта флотации – для фильтрации сточных вод через жидкую массу стоков пропускают газ, образовавшуюся пену с загрязнениями удаляют;

• метод ионного обмена — представляет собой фильтрование через засыпку в виде ионообменной смолы. Вследствие химической реакции изменяется структура воды, происходит ее умягчение — соли жесткости выпадают в осадок и отфильтровываются механическим путем. Данный метод не подходит для получения питьевой воды;

• с помощью электрокоагуляции – под действием электролиза происходит оседание коллоидных частиц и взвесей.

Флотация – это метод очистки воды, основанный на прилипании взвешенных в ней примесей к пузырькам воздуха и всплывании их на поверхность.

Современные флотационные установки, которые применяются в технологии водоочистки, имеют различное технологическое назначение и разделяются на установки напорной, химической, биологической и ряда других видов флотаций.

Для очистки городских ливневых стоков, а также промышленных стоков с большим содержанием нефтепродуктов, масел и жиров используется напорная флотация. Принцип работы устройств этого метода состоит в насыщении сточных вод воздухом под давлением в эжекторной катушке. После насыщения смесь воды и воздуха через сатуратор поступает во флотационную камеру. В этой камере пузырьки воздуха под действием сил поверхностного натяжения соединяются с нерастворимыми примесями стоков и поднимают их на поверхность жидкости с образованием шлама. Очищенная вода переливается под мембраной в переливной карман и отводится по трубопроводу, а шлам удаляют с помощью механизма шламоудаления.

Метод химической флотации основан на обработке сточной воды реагентами. В результате химических реакций образуются пузырьки газа: кислород, углекислый газ, хлор и другие, которые флотируют примеси из воды. Конструкции установок для химической флотации чаще всего состоят из двух камер. В первой камере, снабженной лопастной мешалкой, происходит смешивание очищаемой воды и реагента. Во второй камере – флотореакторе происходят химические реакции с образованием флотокомпонентов. Образовавшийся шлам с помощью скребка удаляется в шламоприемник.

Кроме того, при флотации происходит аэрация сточных вод, снижение концентрации поверхностно-активных веществ и многочисленных микроорганизмов. Достоинства флотации является высокая степень очистки (до 95 процентов), большая скорость процесса, простая аппаратура.