Новые технологии в водоподготовке

Ионный обмен как метод обработки воды известен довольно давно и применяется в основном для умягчения воды. Раньше для реализации этого метода использовались природные иониты (сульфоугли, цеолиты). Однако с появлением синтетических ионообменных смол эффективность использования ионного обмена для целей водоочистки резко возросла.

Дегазация

Коррозионная агрессивность воды обусловлена рядом физико-химических факторов, среди которых одним из главных является наличие в воде растворенных газов. К наиболее распространенным и опасным коррозионно-агрессивным газам относятся кислород и углекислый газ. Известно, что присутствие в воде свободного диоксида углерода в три раза повышает интенсивность кислородной коррозии металла.

Поэтому удаление из воды растворенных газов является важной составной частью технологических процессов водоподготовки. Огромное значение удалению газов из воды придается в микроэлектронике, энергетике и в производстве медицинских препаратов. Современные технологии производства высокочистой воды предъявляют к питающей воде жесткие требования по содержанию углекислого газа перед ее обработкой на установках глубокого обессоливания, например, электродеионизации.

В качестве основных методов удаления растворенных газов используется физическая десорбция, а для удаления небольших остаточных количеств газа - химические методы их связывания. Как правило эти методы требуют высоких затрат энергии, больших производственных площадей, расхода реагентов и, кроме того, могут сопровождаться вторичным микробиологическим загрязнением воды.

Все это привело к появлению нового направления водоподготовки - мембранной дегазации или, как принято обозначать этот процесс в англоязычной литературе, - дегазификации. Мембранной дегазацией (дегазификацией) воды называется процесс удаления растворенных в воде газов с помощью специальной пористой мембраны, проницаемой для газов, но непроницаемой для воды.

Мембранная дегазация основана на использовании специальных мембран большой площади (как правило, на основе полого волокна), размещенных в напорных корпусах. Газообмен происходит в микропорах мембраны, обладающей огромной поверхностью. Благодаря этим факторам достигается компактность установок и снижается вероятность вторичного механического и биологического загрязнения воды.

Мембранные дегазаторы (МД) позволяют удалить растворенные газы из потока воды без его диспергирования; собственно дегазация протекает в системе вода-мембрана-газовый поток. Несмотря на то, что МД в своем составе имеют ультрапористую мембрану, принцип их работы отличен от других мембран (ультрафильтрационных, обратноосмотических): в мембранах дегазатора отсутствует поток жидкости сквозь поры мембраны. Мембрана служит инертной газопроницаемой стенкой, которая разделяет жидкую и газообразную фазы.

Схема процесса дегазации показана на рис.2. В мембранный модуль подается исходная (питательная) вода, содержащая растворенный газ. В мембранном модуле 1 вода и газовая фаза разделены водонепроницаемой мембраной 2. Вода прокачивается через модуль с помощью насоса 3. Со стороны газовой фазы либо создается поток газа компрессором 4, либо разрежение - вакуумным насосом 5, либо то и другое одновременно. Таким образом, контакт воды осуществляется с одной поверхностью мембраны, а газа - с другой.

- мембранный модуль; 2 - мембрана; 3 - насос; 4 - компрессор; 5 - вакуумный насос

Рис. 7.1. Схема организации процесса мембранной дегазации (а) и принцип работы мембранного половолоконного элемента (б)

Ультрапористые мембраны с размером пор 0,03-0,05 мкм изготавливаются из полимера, например, полипропилена, обладающего высокой гидрофобностью, которая позволяет изолировать поток воды от газовой фазы. Для того, чтобы вода прошла сквозь пористое волокно, необходимо приложить значительное.

Обеззараживание

Во многих случаях наиболее эффективным оказывается комплексное применение реагентных и безреагентных методов обеззараживания воды. Сочетание УФ-обеззараживания с последующим хлорированием малыми дозами обеспечивает как высочайшую степень очистки, так и отсутствие вторичного биозагрязнения воды. Так, обработкой воды бассейнов УФ-облучением в сочетании с хлорированием достигается не только высокая степень обеззараживания, снижение пороговой концентрации хлора в воде, но и, как следствие, существенная экономия средств на расходе хлора и улучшение обстановки в самом бассейне.

Аналогично распространяется использование озонирования, при котором уничтожается микрофлора и часть органических загрязнений, с последующим щадящим хлорированием, обеспечивающим отсутствие вторичного биозагрязнения воды. При этом резко сокращается образование токсичных хлорорганических веществ.

Перейти на страницу: 1 2 3


Другие статьи

Математическое моделирование в экологии
Данная курсовая работа посвящена математическому моделированию в экологии, в частности, моделированию лесных сообществ. В первой части представлены основные типы моделей и их принципы, а так же классификация математических моделей биологических продукционных процес ...

 
 
 

2018 Копирайт : www.ecologyreality.ru