Фильтрация
Технология фильтрации играет важнейшую роль в системах обработки воды. Выпускается широкий диапазон конструкций фильтрующих устройств для различного применения. Устройства и конфигурации систем широко варьирую по типам фильтрующей среды и месту использования в технологическом процессе.
Современные фильтрующие системы представляют собой установки с 3-х или 5-ти цикловым режимом работы с возможностью как автоматического (с помощью программируемого контроллера), так и ручного управления (рисунки 8 – 9).
При 3-х цикловом режиме работы фильтрационной установки предусмотрены получение очищенной воды, обратная промывка и прямая промывка фильтрующей среды. Данный режим используется в установках с засыпкой, не требующей регенерации.
5-ти цикловой режим работы подразумевает получение очищенной воды, обратную промывку, регенерацию/медленную промывку, быструю промывку и наполнение солевого бака. Данный режим используется для фильтрационных установок, в которых необходимо проведение регенерации фильтрующей среды (фильтры обезжелезивания на основе марганцевого цеолита, фильтры умягчения).
1 – управляющий клапан; 2 – контроллер; 3 – корпус; 4 – дренажный шланг; 5 – распределительная труба; 6 – щелевая корзина; 7 – фильтрующая среда; 8 – манометр; 9 – обводная вентильная система;10 – счетчик расхода воды; 11 – поддерживающая засыпка.
Рисунок 8 – Внутреннее устройство автоматического фильтра с 3-х цикловым режимом работы и дополнительным оборудованием
Рисунок 9 – Внутреннее устройство автоматического фильтра с 5-ти цикловым режимом работы и дополнительным оборудованием [13].
Электродеионизация
Является разновидностью ионного обмена. Системы электродеионизации используют комбинацию смол, выборочно проницаемых мембран и электрического заряда для обеспечения непрерывного потока (продукта и концентрированных отходов) и непрерывной регенерации.
Подаваемая вода распределяется на три потока. Одна часть потока проходит через каналы электродов, а две другие части попадают в каналы очистки и концентрирования, которые представляют собой слои смолы, помещенные между анионной и катионной мембранами. Смешанные слои ионообменных смол задерживают растворенные ионы. Электрический ток направляет захваченные катионы через катион-проницаемую мембрану к катоду, а анионы через анион-проницаемую мембрану к аноду. Ионообменная смола с обеих сторон мембраны усиливает перенос катионов и анионов через мембраны. Катион-проницаемая мембрана предотвращает поступление анионов к аноду, а анион-проницаемая мембрана предотвращает поступление катионов к катоду. В результате ионы концентрируются в этом отсеке, из которого они смываются в сток. В результате получается очищенная вода высокого качества. Разделение воды в канале очистки (секция смолы) электрическим потенциалом на ионы водорода и гидроксила позволяет осуществлять непрерывную регенерацию смолы.
С помощью процесса электродеионизации возможно удаление минеральных веществ. Эффективность метода зависит от исходного содержания примесей, скорости подаваемого потока воды в систему и предшествующих стадий водоподготовки. Метод электродеионизации целесообразно использовать в сочетании с обратным осмосом. Процентное содержание общих растворенных в воде веществ снижается более чем на 99% , удельная электропроводность снижается более чем в 15 раз по сравнению с подаваемой. Содержание общего органического углерода может уменьшиться на 50-90% в зависимости от состава органических веществ в воде и стадий предварительной очистки.
Растворенный диоксид углерода переводится в бикарбонат ион и выводится в виде растворимого вещества. Удаление растворенного диоксида кремния составляет 80-95% в зависимости от условий и режима работы.
Технология электродеионизации имеет ряд преимуществ: является неэнергоемким процессом; осуществляется непрерывная регенерация; не нужна замена смолы, поскольку смола не истощается; не останавливается производство воды из-за истощения смолы; достаточно низкие затраты на обслуживание; не требуется химических реагентов для регенерации.
Необходимым условием использования установки электродеионизации является температура воды, которая должна быть в пределах 10-35°С и уровень свободного хлора, не превышающий 0,1м г/л, вода должна быть достаточно деминерализована (электропроводность не более 60 мкСм/см (не более 5 мкСм/см в зависимости от применяемого оборудования) и декорбонизирована (содержание СО2 не более 5 мг/л (не более 1 мг/л в зависимости от типа применяемого оборудования)) [13].