03.11.2023

Vandens dezodoravimas. Specialūs vandens valymo metodai. Mechaniniai filtrai


Viena iš aktualių pastarųjų dešimtmečių problemų vandens valymo srityje yra būtinybė dezodoruoti geriamąjį vandenį. Natūralių vandenų skonio savybės pablogėja dėl jų mineralinės ir organinės sudėties. Nepageidaujamus skonius ir kvapus sukelia neorganiniai junginiai ir natūralios bei dirbtinės kilmės organinės medžiagos.

Ištirpusių biologinės kilmės organinių medžiagų buvimas natūraliame vandenyje yra negyvų aukštesniųjų vandens augalų, planktoninių ir bentosinių organizmų, įvairių bakterijų ir grybų skilimo ir vėliau virsmo procesų rezultatas. Tuo pačiu metu į vandenį išsiskiria daug mažos molekulinės masės alkoholių, karboksirūgščių, hidroksi rūgščių, ketonų, aldehidų, fenolio turinčių stipraus kvapo medžiagų.

Organinės medžiagos prisideda prie mikroorganizmų vystymosi, kurie į išorinę aplinką išskiria vandenilio sulfidą, amoniaką, organinius sulfidus ir nemalonaus kvapo merkaptanus. Intensyvus dumblių vystymasis ir žūtis prisideda prie polisacharidų atsiradimo vandenyje; oksalo, vyno ir citrinų rūgštys; medžiagų, tokių kaip fitoncidai. Dumblių skilimo produktuose fenolio kiekis 20-30 kartų viršija didžiausią leistiną koncentraciją (0,001 mg/l).

Nepaisant vykdomų teisinių priemonių, pramoninės nuotekos vis dar išleidžiamos į paviršinius vandens telkinius, todėl jie užteršiami mineraliniais ir organiniais junginiais. Tarp jų yra sunkiųjų metalų druskos, nafta ir naftos produktai, sintetiniai alifatiniai alkoholiai, polifenoliai, rūgštys, pesticidai, aktyviosios paviršiaus medžiagos ir kt.

Ypač pavojingi pesticidai, priklausantys skirtingoms organinių junginių klasėms ir randami skirtingos būsenos vandenyje. Jie neigiamai veikia vandens organoleptines savybes. Pesticidų, esančių vandenyje, toksiškumas padidėja, kai jis apdorojamas chloru arba kalio permanganatu.

Nafta ir naftos produktai blogai tirpsta vandenyje ir labai atsparūs biocheminei oksidacijai. Didelė aliejaus koncentracija suteikia vandeniui stiprų kvapą, padidina jo spalvą ir oksiduojamumą, sumažina ištirpusio deguonies kiekį. Vandenyje esant nedideliam aliejaus kiekiui, jo organoleptinės savybės pastebimai pablogėja.

Paviršinio aktyvumo medžiagos, patekusios į vandenį su buitinėmis ir pramoninėmis nuotekomis, smarkiai pablogina jų kokybę, sukurdamos nuolatinius kvapus (muilo, žibalo, kanifolijos) ir kartokų skonį. Paprastai paviršinio aktyvumo medžiagos padidina kitų priemaišų kvapų stabilumą, katalizuoja vandenyje esančių kancerogeninių medžiagų, pesticidų, anilino ir kt. toksiškumą.

Humino rūgštys ir fulvo rūgštys, ligninai ir daugelis kitų natūralios kilmės organinių junginių, esančių natūraliuose Šiaurės ir Vidurio Rusijos vandenyse, yra vienas iš fenolių susidarymo šaltinių, kurie pablogina jų organoleptines savybes. Chloruojant vandenį, kuriame yra fenolių, susidaro dioksinai - itin toksiškos medžiagos (mirtinos dozės: strichninas 1,5-10-6; botulinas - 3,3-10-17, nervinės dujos - 1,6 10-5 mol/kg). Dioksinų dozė - 3,1-10~9 - mirtina, o 6",5-10~15 mol/kg dozė jaunesniems nei 70 metų - vėžio rizika. Šimtą kartų mažesnė dozė veikia imunitetą sistema („cheminė AIDS") ir reprodukcinės organizmo funkcijos. Nuodingiausia medžiaga yra 2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioksinas (TCDD). Pagrindinė toksinė medžiaga, išmetama iš celiuliozės ir popieriaus gamyklų, yra polichlorinti dibenzofuranai (PCDF) ir stipriausias kancerogenas - mazuto, benzino, anglies ir kt degimo produktai yra benzo(a)pirenas (sinergija pasireiškia dioksino-benzo(a)pireno pora).

Gaminant pesticidą 2,4-dichlorfenolį chlorinant fenolį, susidaro 2,4,6-trichlorfenolis, kuris savaime kondensuojasi į dioksinus, kurie pasiekia žmones su geriamuoju vandeniu, nes šiuolaikinės vandens valymo technologijos neturi barjero. veikia prieš pastarąjį. Nustatyta, kad polichlorintas dibenzodioksinas (PCDD) ir polichlorintas dibenzfuranas (PCDF) susidaro tiesiogiai chloruojant vandenį, t. y. diksinų susidarymas preliminariai chloruojant vandenį yra neišvengiamas.

Vandenyje esanti geležis yra papildomo fenolių chlorinimo katalizatorius, mažai toksiškus dioksinus paverčiant labai toksiškais chlorinant vandenį. Vandenyje esančios organinės medžiagos beveik netrukdomos prasiskverbia per greituosius filtrus, įskaitant jų dalį, kurioje yra toksiškų dioksinų.

Kartais dėl reagentų perdozavimo arba netinkamai eksploatuojant vandens valymo įrenginius pablogėja vandens organoleptinės savybės. Taigi, kai vanduo pakeičia spalvą koaguliacijos būdu be vėlesnio stabilizavimo, vandens korozinis aktyvumas padidėja ir dėl to pablogėja jo organoleptinės savybės. Chloruojant vandenį pastebimas jo organoleptinių savybių pablogėjimas tiek pažeidžiant proceso režimą, tiek dėl organinių chloro junginių, sukeliančių nemalonų skonį ir kvapą, susidarymo.

Nustatyta, kad tradiciniai vandens valymo metodai turi silpną barjerinį poveikį, daugiausia dėl tų cheminių teršalų, kurie yra vandenyje. vanduo suspensijų ir koloidų pavidalu arba tampa netirpia forma gryninimo ir išankstinio apdorojimo chloru metu (pavyzdžiui, emulsuotos naftos frakcijos, blogai tirpūs pesticidai, kai kurie metalai). Kalbant apie tokius teršalus, valymo įrenginių barjerinį vaidmenį galima padidinti tinkamai parinkus reagentus, kad būtų užtikrintas aukštas vandens skaidrumo laipsnis.

Vandens dezodoravimas kai kuriais atvejais pasiekiamas koaguliuojant priemaišas ir jas flokuliuojant, o po to vyksta filtravimas, tačiau dažnai reikia naudoti specialias technologijas, kad būtų pašalinti nepageidaujami kvapai ir skoniai. Jų pasirinkimą lemia priemaišų pobūdis ir būsena, kurioje jie yra (suspensijos, koloidai, tikrieji tirpalai, dujos).

Šiandien nėra universalių vandens dezodoravimo metodų, tačiau kai kurių iš jų naudojimas kartu užtikrina reikiamą gryninimo laipsnį. Jei medžiagos, sukeliančios nemalonų skonį ir kvapą, yra suspenduotos ir koloidinės būsenos, tai jų krešėjimas duoda gerų rezultatų. Ištirpusių neorganinių medžiagų sukeliami skoniai ir kvapai pašalinami degazuojant, atidedant ir nudruskinant. ir tt Organinių medžiagų sukeliami kvapai ir skonis yra labai patvarūs. Paprastai jie pašalinami< путем оксидации и сорбции.

Medžiagos, pasižyminčios stipriomis redukuojančiomis savybėmis (humusinės rūgštys, geležies (II) druskos, taninai, vandenilio sulfidas, nitritai, daugia- ir vienahidroksiniai fenoliai ir kt.), lengvai išgaunami iš vandens oksidacijos būdu. Stabilesni junginiai (karboksirūgštys, alifatiniai alkoholiai, naftos angliavandeniliai ir naftos produktai ir kt.) veikiami chloru ir jo dariniais, o kartais net ozonu, silpnai oksiduojasi. Kartais stiprūs oksidatoriai, veikdami šias medžiagas, žymiai sustiprina originalų skonį ir kvapą (pavyzdžiui, organiniai fosfatiniai pesticidai). Tuo pačiu metu dėl oksiduojančių medžiagų poveikio lengvai oksiduojamiems junginiams jie visiškai sunaikinami arba susidaro medžiagos, kurios neturi įtakos vandens organoleptinėms savybėms. Taigi, oksiduojančių medžiagų poveikis yra veiksmingas tik prieš ribotą teršalų skaičių.

Oksidacinio metodo trūkumas taip pat yra būtinybė dozuoti oksidantą itin tiksliai atsižvelgiant į vandens taršos lygį ir tipą, o tai yra labai sunku, atsižvelgiant į daugelio cheminių tyrimų sudėtingumą ir trukmę.

Patikimesnis ir ekonomiškesnis yra filtrų su granuliuota aktyviąja anglimi, naudojamų kaip filtravimo terpė, naudojimas. Filtrai su granuliuota aktyviąja anglimi, nepaisant vandens užterštumo lygio svyravimų, yra nuolatinis barjeras sorbuotoms medžiagoms. Tačiau rimtas šio vandens valymo metodo sunkumas yra santykinai maža anglies absorbcijos galia, todėl ją reikia dažnai keisti arba regeneruoti.

Be to, nustatyta, kad hidrofobines medžiagas iš vandens gerai sorbuoja aktyvuota anglis, t.y. blogai joje tirpsta ir tirpaluose blogai hidratuoja (silpni organiniai elektrolitai, fenoliai ir kt.). Stipresnius organinius elektrolitus ir daugelį organinių aciklinių junginių (karboksirūgšties, aldehidų, ketonų, alkoholių) mažiau efektyviai sorbuoja aktyvioji anglis.

Esant padidėjusiai antropogeninei vandens telkinių taršai, būtina derinti oksidacijos, sorbcijos ir aeracijos būdus, siekiant dezodoruoti vandenį ir pašalinti toksiškus mikroteršalus.

Vandens dezodoravimas aeruojant

Norint pašalinti iš natūralių vandenų kvapus ir skonį sukeliančius lakiuosius biologinės kilmės organinius junginius, plačiai taikoma aeracija.

Praktikoje aeracija vykdoma specialiuose įrenginiuose – burbuliatoriuose, purškiamuosiuose ir kaskadiniuose aeratoriuose.

Burbuliavimo tipo aeratoriuose orapūtėmis tiekiamas oras vandenyje paskirstomas bake pakabintais perforuotais vamzdžiais (15.1 pav.) ir jo apačioje esančiais purškimo įtaisais. Pirmojo metodo pranašumas yra įrenginio išmontavimo paprastumas.

Oro paskirstymas purškimo įtaisais dažnai naudojamas spiraliniuose vandens aeratoriuose, kurie naudojami dideliuose įrenginiuose.

Vandens sluoksnio gylis tokio tipo aeratoriuose svyruoja nuo 2,7 iki 4,5 m. Tyrimai rodo, kad kadangi pusiausvyra tarp kvapą turinčių medžiagų koncentracijų skystoje ir dujinėje fazėse pasiekiama akimirksniu, vandens sluoksnio aukštis burbuliuojant nevaidina reikšmingo vaidmens ir gali būti sumažintas iki 1-1,5 m Maksimalus bako plotis paprastai yra du kartus didesnis už gylį. Kvadratas


Ryžiai. 15.1. Burbulinis aeratorius (a) ir inkainis aeratorius (b)

6 - pagrindinis oro kanalas; 2 - vandens įvedimas į burbuliavimo kamerą 5; 3 - perforuotos plokštės; 4 - oro skirstytuvas; 7.1 - gazuoto vandens nutekėjimas ir šaltinio vandens tiekimas; 8 - išsiliejimas; 9 - stabilizuota pertvara; 10 - putplasčio sluoksnis; 11 - ventiliatorius; 12 - perforuotas dugnas; b - paviršinė burbuliavimo kamera parenkama savavališkai. Oro pūtimo trukmė, kaip taisyklė, neviršija 15 minučių. Oro suvartojimas 0,37-0,75 m3/min 1 m3 vandens.

Atviri burbuliavimo įrenginiai gali veikti žemesnėje nei 0°C temperatūroje. Aeracijos laipsnis lengvai reguliuojamas keičiant tiekiamo oro kiekį. Instaliacijų ir jų eksploatavimo kaina nedidelė.

Purškiamuose aeratoriuose vanduo purkštukais purškiamas mažais lašeliais, taip padidinant jo sąlyčio su oru paviršių. Pagrindinis veiksnys, lemiantis aeratoriaus veikimą, yra antgalio forma ir jo matmenys. Vandens kontakto su oru trukmė, nustatoma pagal pradinį purkštuko greitį ir jo trajektoriją, paprastai yra 2 s "(Vertikaliai srovei, kuri išmetama esant 6 m slėgiui).

Kaskadinio tipo aeratoriuose išvalytas vanduo krenta čiurkšlėmis per keletą nuosekliai išdėstytų užtvankų. Kontakto trukmę šiuose aeratoriuose galima keisti didinant pakopų skaičių. Kaskadinio tipo aeratorių slėgio nuostoliai svyruoja nuo 0,9 iki 3 m.

Mišraus tipo aeratoriuose vanduo vienu metu purškiamas ir plona srovele teka iš vienos pakopos į kitą. Norint padidinti vandens ir oro sąlyčio plotą, naudojami keraminiai rutuliukai arba koksas.

Dažnas aeratorių, pagamintų remiantis vandens plėvelės sąlyčio su oru principu, trūkumas yra jų neekonomiškumas dėl didelio ploto, negalėjimo jų naudoti žiemą, galingo vėdinimo poreikis montuojant patalpose ir, galiausiai, jų polinkis užsiteršti.

Vandens aeravimas putplasčio sluoksnyje atliekamas inka aeratoriuje (15.1.6 pav.), tai yra betoninė talpykla, kurios apačioje yra perforuota nerūdijančio plieno plokštė. Vanduo tolygiai paskirstomas per plokštę paskirstymo vamzdžiu. Putplasčio sluoksniui stabilizuoti naudojama speciali pertvara. Vanduo aeruojamas oru, tiekiamu ventiliatoriumi. Vanduo, praėjęs per rašalo aeratorių, išleidžiamas per išsiliejimo angą.

Didžiulio ribinio paviršiaus susidarymas tarp skystos ir dujinės fazės užtikrina didelį dezodoravimo proceso intensyvumą. Normalus oro ir vandens santykis rašalo aeratoriuose svyruoja nuo 30: 1 - 300: 1. Nepaisant didelių oro sąnaudų, ekonomiškai pagrįsta intensyvi aeracija (dėl nedidelio slėgio praradimo oras tiekiamas ventiliatoriumi).

Tačiau aeracija negali pašalinti nuolatinių kvapų ir skonių, kuriuos sukelia nežymiai nepastovių priemaišų.

Naudotų darbų sąrašas

Čerkinskis S.N. Sanitarinės sąlygos nuotekoms išleisti į rezervuarus, M.: Stroyizdat, Abramov N.N. Vandens valymas, M.: Stroyizdat 1974

Varlė B.N. Levčenko A.P. Vandens valymas, M.: Stroyizdat 1996

Siekiant pašalinti vandens kvapus, atsirandančius dėl tam tikrų dumblių ir mikroorganizmų veiklos, naudojama vandens dezodoracija. Tai apima vandens valymo tipus, tokius kaip chlorinimas, ozonavimas, amoniakas, aeravimas ir apdorojimas kalio permangamatu. Kvapus ir skonius galima panaikinti filtruojant vandenį per aktyvuotos anglies sluoksnį slėginiuose filtruose. Tam naudojamos beržo, durpių ir akmens anglys.

Vanduo dažnai sukelia nemalonų kvapą ir skonį dėl fenolių, kurie į šaltinį patenka iš pramonės įmonių. Kai toks vanduo chloruojamas, menkiausias fenolių kiekis sukelia chlorfenolio kvapų atsiradimą. Todėl jie stengiasi nechlorinti vandens, kuriame yra fenolio. Veiksmingas būdas kovoti su šiais kvapais yra vandens amoniakavimas, tai yra tam tikros amoniako dozės įvedimas į jį.

Amoniakas

Amoniakas taip pat naudojamas, kai nėra fenolių, siekiant pašalinti chloro kvapus, atsirandančius dėl vandens chlorinimo. Baktericidinis chloro poveikis mažėja, tačiau ilgėja jo trukmė. Vandens kontaktas su chloru amoniako metu turi būti ne trumpesnis kaip 2 val.Amoniakas į vandenį įleidžiamas naudojant specialius prietaisus – amoniakatorius.

Medžiagos, kurios vandenyje sukelia kvapus ir skonį, yra lakios. Todėl aeracija, kuri atliekama prieš įleidžiant į vandenį chloro ar kitų oksiduojančių medžiagų, padeda sumažinti kvapus ir skonį. Aeracijos esmė ta, kad valomas vanduo dirbtinai prisotinamas oru, siekiant oksiduoti jame esančias organines medžiagas. Iš vandens išsiskiriantis oras su savimi neša ten esančius kvapus ir skonį.

Geras vandens dezodoravimo efektas gaunamas naudojant ozoną ir kalio permanganatą. Kartais kalio permanganatas naudojamas su aktyvuota anglimi.

Vanduo gali turėti tam tikrą, ne visada malonų kvapą, kuris įgaunamas dėl jame esančių įvairių organinių medžiagų, kurios yra mikroorganizmų ir dumblių gyvybinės veiklos arba irimo produktai. Vandens valymas nuo kvapo (vandens dezodoravimas) atliekamas naudojant įvairias vandens chlorinimo, sorbcinio filtravimo, karbonizacijos, aeravimo, ozonavimo, vandens valymo kalio permanganatu, vandenilio peroksidu ir šių metodų kombinacijas.

Vandens valymas su aktyvia anglimi

Jei lygintume sorbcijos ir oksidacinio dezodoravimo būdus, pirmasis patikimesnis dėl to, kad jis pagrįstas organinių medžiagų išskyrimu iš vandens, o ne jų transformavimu. Veiksmingiausi sorbentai yra aktyvintosios anglies, kurios gerai sugeria fenolius, dauguma naftos produktų, policikliniai aromatiniai angliavandeniliai (taip pat ir kancerogeniniai), chloro ir organinio fosforo pesticidai, taip pat kiti organiniai teršalai. Tačiau sorbcija ant aktyviųjų anglių nėra universali vandens valymo iš organinių junginių priemonė, nes kai kurios medžiagos (pavyzdžiui, organiniai aminai) jose nesulaikomos arba sulaikomos, bet prastai (pavyzdžiui, sintetinės aktyviosios paviršiaus medžiagos).

Aktyviosios anglies yra naudojamos miltelių pavidalu - vandens karbonizavimui ir granulių pavidalu - kaip įkrovimas filtrams. Verta paminėti keletą trūkumų, ribojančių vandens karbonizavimo įgyvendinimą – tai sunkumai mirkant ir dozuojant anglį, konteinerio, užtikrinančio anglies kontaktą su išvalytu vandeniu, poreikis ir kt. Todėl naudojamas šis metodas. daugiausia tada, kai reikalingas retkarčiais trumpalaikis nedidelio vandens kiekio dezodoravimas.

Granuliuotų aktyviųjų anglių naudojimas kaip filtravimo medžiaga yra patikimesnis pasirinkimas. Nepriklausomai nuo vandens užterštumo lygio svyravimų, granuliuotos aktyviosios anglies pripildyti filtrai yra puiki kliūtis sorbuotoms medžiagoms, kol išsenka anglies talpa.

Anglies filtrai yra po skaidrinimo filtrų. Taip pat galima naudoti kombinuotus skaidrinimo ir sorbcijos filtrus.

Anglies filtrų trūkumas yra būtinybė regeneruoti aktyviąją anglį. Anglies krovos atkūrimas gali būti atliekamas cheminiais, terminiais ir biologiniais metodais. Taikant cheminio regeneravimo metodą, anglys pirmiausia apdorojamos gyvais garais, o vėliau – šarmais. Nepaisant viso sudėtingumo ir darbo intensyvumo, metodas nėra pakankamai efektyvus, nes medžiagos sorbcijos gebėjimas nėra visiškai atkurtas. Terminis metodas apima adsorbuotų organinių junginių deginimą 800...900ºC temperatūroje specialiose krosnyse. Šį gana sudėtingą regeneravimo būdą lydi anglies nuostoliai degimo metu. Biologinio regeneravimo metodas priklauso nuo bakterijų gebėjimo mineralizuoti adsorbuotus organinius anglies junginius, tačiau šio proceso greitis yra labai mažas.

Paprastai pramoninėse vandens valymo sistemose, o juo labiau buitinėse sistemose, bet kurio iš aukščiau išvardytų regeneravimo tipų naudoti neįmanoma, o suprastėjus valymo kokybei, filtravimo terpė tiesiog pakeičiama.

Vandens valymo oksidacijos-sorbcijos metodas

Dėl to, kas išdėstyta pirmiau, skubi užduotis padidinti granuliuotos aktyvintos anglies regeneravimo periodą, kuri sėkmingai išspręsta apdorojant vandenį oksiduojančiu agentu prieš filtruojant per anglį. Toks vandens valymas ne tik susumuoja du procesus, bet ir prisideda prie oksidacijos-sorbcijos sąveikos poveikio. Tuo pačiu metu anglis „veikia“ kaip oksidacijos katalizatorius, žymiai padidindamas šio proceso gylį ir greitį, o tuo pačiu metu daugelis oksidacijos produktų yra geriau sorbuojami ant anglies. Toks vienu metu dviejų metodų naudojimas žymiai išplečia iš vandens pašalinamų organinių teršalų spektrą. Praktika taip pat įrodė oksiduojančių medžiagų ir aktyviosios anglies kombinuoto naudojimo ekonominį pranašumą.

Pirminiai duomenys, tokie kaip valomo vandens kokybė, valymo įrenginių sudėtis ir tipai, nulemia įvairius techninius sprendimus, kaip naudoti oksidacinį-sorbcinį vandens valymo metodą, pvz., filtrus su granuliuota aktyvia anglimi, kurie išvalo. vanduo tik iš organinių teršalų, yra technologinėje schemoje po. Filtrai, kurie naudoja granuliuotą anglį ir, be nurodytos funkcijos, atlieka ir vandens skaidrinimo funkciją, dedami po pirmos pakopos konstrukcijų Tokių filtrų įkrovimas turi dvi galimybes: 1) susideda tik iš aktyviosios anglies; 2) susideda iš anglies ir mechaniškai išvalytos medžiagos (dvisluoksnė apkrova).

Kontaktinio vandens skaidrinimo schemoje taip pat siūloma galimybė po kontaktinių skaidrintuvų dėti atskirus anglies filtrus arba įrengti kontaktinius skaidrintuvus su smėlio-anglies apkrova.. Verta paminėti, kad pirmuoju atveju, kai vanduo filtruojamas nuosekliai per dvi atskiras filtrų kaskadas. , gerokai išauga kapitalo sąnaudos gydymo įrenginių statybai. Tačiau šiuo atveju anglies įkrova naudojama pagal paskirtį (cheminiams teršalams pašalinti) ir yra palankiausiomis sąlygomis, nes nuskaidrintas vanduo teka į anglies filtrą. Dėl to filtrą reikia plauti rečiau, o tai sumažina anglies nuostolius, šlifavimą ir dilimą; Anglies porų užsikimšimo sumažinimas suspensija skatina geresnę cheminių teršalų sorbciją ir pailgina anglies, kaip sorbento, tarnavimo laiką.

Sanitariniai-higieniniai ir techniniai-ekonominiai vandens valymo rodikliai bei anglies krovos paskirtis lemia jo vietą technologinėje schemoje.Visais atvejais oksiduojančios medžiagos įvedimas į išvalytą vandenį turi būti atliktas prieš jam patenkant į anglies krovą. .

Oksidatoriaus įvedimo į vandenį parinktys:

1) technologinės schemos pradžioje;

3) tiesiai prieš anglies filtrą;

4) dvigubas įvairių tipų oksidatorių įvedimas. Be to, oksidatoriaus įvedimo vietą lemia bendrosios oksidatoriaus užduotys, jo suvartojimo greitis ir kiti veiksniai.

Požeminiams šaltiniams paprastai naudojama pirmoji įvesties parinktis, o antžeminiams šaltiniams - antra. Naudojant oksidacijos-sorbcijos vandens dezodoravimo metodą, svarbu teisingai parinkti naudojamo oksidatoriaus tipą. Šiuo metu esami oksidatoriai, įprasti vandens valymo su reagentais praktikoje, skiriasi savo efektyvumu (techniniu, ekonominiu ir sanitariniu bei higieniniu požiūriu) cheminių vandens teršalų atžvilgiu.

Patartina naudoti chlorą kaip oksidatorių, jei vandenyje yra gana lengvai oksiduojamų teršalų (fenolių, kai kurių natūralios kilmės medžiagų ir kt.) Be to, chloro ir aktyviosios anglies kombinuoto naudojimo sąlygos reikalauja išankstinio amoniako vanduo – jei reikia, tai atliekama galutinio chlorinimo metu.

Jei vandenyje daugiausia yra sunkiai oksiduojamų teršalų (tirpių naftos ir jos produktų frakcijų, sintetinių aktyviųjų paviršiaus medžiagų, organinių pesticidų ir kt.), kaip stipriausią oksidatorių patartina naudoti ozoną. Kai kuriais atvejais taip pat veiksmingas kelių oksiduojančių medžiagų (ozono ir chloro, chloro ir kalio permanganato) naudojimas. Laboratoriniais tyrimais parenkamas oksidatorius, jo dozė ir įvedimo vieta vandens valymo technologinėje schemoje – atsižvelgiant į minimalios anglies, kaip sorbento, apkrovos palaikymą. Taip pat atsižvelgiama į anglies, kaip oksidacijos proceso katalizatoriaus, funkciją.

Labai svarbus klausimas yra aktyvintos anglies veikimo laikas, kurio apskaičiuoti beveik neįmanoma. Tai priklauso nuo teisingo oksidatoriaus tipo ir dozės parinkimo, taip pat nuo daugelio kitų sąlygų. Kaip rodo praktika, kartu naudojamas oksidatorius ir aktyvuota anglis padeda išlaikyti anglies sorbcijos aktyvumą gana ilgą laikotarpį (m. praktika, tai gali siekti 2 metus). Esant tokiai situacijai, anglies regeneravimas ne visada yra ekonomiškai pagrįstas, ypač atsižvelgiant į tai, kad norint kompensuoti jos nuostolius dėl šlifavimo, trinties ir įsitraukimo plovimo metu, būtina kasmet įpilti šviežių anglių (apie 10 proc. per metus). anglies tūris). Tuo pačiu metu galimas staigus anglies sorbcijos gebėjimo sumažėti organinių medžiagų atžvilgiu dėl jos užsiteršimo neorganiniais teršalais (daugiausia geležies, aliuminio hidroksidais ir kt.). Todėl užduotis yra užtikrinti aukštą išankstinio vandens skaidrumo laipsnį (būtent jo atidėjimą ir demanganizavimą) prieš jam patenkant į anglies pakrovimo sluoksnius. Visų pirma, tai susiję su filtrų struktūromis, turinčiomis kombinuotą skaidrimo ir valymo nuo cheminių teršalų funkcijas.

U Gerbiamieji, jei vandens dezodoravimo sistemos diegimo užduotis jums yra skubi, kreipkitės į įmonės specialistus Vandens žmogus. Mes Jums pasiūlysime geriausią technologinį sprendimą.

Vandens dezodoravimas

Natūralių vandenų skoniai ir kvapai yra natūralios ir dirbtinės kilmės, o tai lemia jų cheminės sudėties skirtumą ir vandens valymo metodų įvairovę jų lokalizavimui.

Nepageidaujamą skonį ir kvapą sukeliančioms medžiagoms pašalinti iš vandens naudojama aeracija, oksidacija chloru, ozonu, kalio permanganatu, chloru ir kitomis oksiduojančiomis medžiagomis; sorbcija aktyvuota anglimi.

Kvapus ir skonius, kuriuos sukelia mikroorganizmų buvimas vandenyje, taip pat galima pašalinti filtruojant vandenį per aktyvuotos granuliuotos anglies sluoksnį slėginiuose filtruose arba prieš filtravimą ant atvirų smėlio filtrų į vandenį įpilant anglies miltelių. Esant didelėms dozėms (daugiau nei 5 mg/l), anglį reikia įpilti pirmojo pakilimo siurblinėje arba kartu su koaguliantu į maišytuvą, bet ne anksčiau kaip po 10 minučių po chloro įvedimo. Aktyvintąją anglį rekomenduojama dozuoti minkštimo pavidalu, kurios koncentracija 5...10%. Esant anglies dozėms iki 1 mg/l, leidžiamas sausas anglies miltelių dozavimas. Ypač patartina naudoti anglies miltelius, kai periodiškai atsiranda kvapų ir skonių. Aktyvintos anglies dozė nustatoma bandomojo karbonizavimo būdu, kurio technika panaši į bandomąjį chlorinimą. Norint atkurti granuliuotos aktyvintos anglies sorbcijos gebą, būtina ją periodiškai regeneruoti, plaunant karštu šarmo ir kalcio hipochlorito tirpalu arba kalcinuojant krosnyse.

Kvapams ir skoniams šalinti dažniausiai naudojamos beržo BAU, durpių TAU, akmens akmuo KAD, AG-3 anglys. Aktyvintos anglies milteliai turi būti laikomi ugniai atsparioje, sausoje patalpoje hermetiškai uždarytoje talpykloje, nes ji yra sprogi ir gali savaime užsidegti.

Vanduo įgauna nemalonų kvapą ir skonį, kai yra fenolių, kurie į šaltinį patenka su pramonės įmonių nuotekomis. Chloruojant vandenį, menkiausias fenolių kiekis sukelia intensyvių chlorfenolio kvapų atsiradimą, efektyvi priemonė kovoti su juo yra vandens amoniakas – amoniako arba jo druskų tirpalo įvedimas į vandenį. Amoniakas įvedamas po vandens chloravimo: jo dozė yra 10...25% chloro dozės, įvedamos vandeniui dezinfekuoti. Amoniakas taip pat gali būti naudojamas, kai nėra fenolių, kad būtų pašalintas chloro kvapas. Chloro bakterinis poveikis mažėja, tačiau ilgėja jo trukmė. Vandens kontaktas su chloru amoniako metu turi trukti ne trumpiau kaip 2 val.Amoniakas į vandenį įleidžiamas naudojant amoniakatorius – prietaisus, panašius į chloro dozatorius.

Vandens aeravimas yra paprasčiausias ir pigiausias vandens dezodoravimo būdas, pagrįstas daugumos skonį ir kvapą sukeliančių medžiagų lakumu. Aeracija atliekama prieš įleidžiant į vandenį chloro ar kitų oksiduojančių medžiagų.

Geras vandens dezodoravimo efektas pasiekiamas naudojant ozoną ir kalio permanganatą, pastarasis kartais naudojamas kartu su aktyvuota anglimi.

Vandens minkštinimas

Vandens minkštinimas – tai beveik visiškas jame esančių kietumo druskų pašalinimas arba sumažinimas. Pagal galiojančius standartus ir reglamentus buitiniam ir geriamajam vandeniui skirtas vanduo turi būti minkštinamas, jei jo kietumas viršija 7 mg ekv/l, o ypatingais atvejais - 14,7 mg ekv/l. Vandens minkštinimas reikalingas kai kuriose pramonės šakose (pavyzdžiui, tekstilės, popieriaus ir kt.), kuriose vandens kietumas yra ne didesnis kaip 0,7...1,07 mg ekv/l, skalbyklos, o daugiausia apdorojant katilinių pašarų vandenį.

Vandens minkštinimas atliekamas:

  • – kietumo druskų nusodinimas reagentais. Kaip reagentus gali būti naudojamos tik kalkės (metodas vadinamas kalkinimas arba dekarbonizacija), arba kartu su kalkėmis ir sodos pelenais (metodas vadinamas kalkių soda)
  • – vandens filtravimas per medžiagos sluoksnį, vadinamąjį katijonų keitiklį (kationitas būdas).

Viena iš aktualių pastarųjų dešimtmečių problemų vandens valymo srityje yra būtinybė dezodoruoti geriamąjį vandenį. Natūralių vandenų skonio savybės pablogėja dėl jų mineralinės ir organinės sudėties. Nepageidaujamus skonius ir kvapus sukelia neorganiniai junginiai ir natūralios bei dirbtinės kilmės organinės medžiagos.

Ištirpusių biologinės kilmės organinių medžiagų buvimas natūraliame vandenyje yra negyvų aukštesniųjų vandens augalų, planktoninių ir bentosinių organizmų, įvairių bakterijų ir grybų skilimo ir vėliau virsmo procesų rezultatas. Tuo pačiu metu į vandenį išsiskiria daug mažos molekulinės masės alkoholių, karboksirūgščių, hidroksi rūgščių, ketonų, aldehidų, fenolio turinčių stipraus kvapo medžiagų.

Organinės medžiagos prisideda prie mikroorganizmų vystymosi, kurie į išorinę aplinką išskiria vandenilio sulfidą, amoniaką, organinius sulfidus ir nemalonaus kvapo merkaptanus. Intensyvus dumblių vystymasis ir žūtis prisideda prie polisacharidų atsiradimo vandenyje; oksalo, vyno ir citrinų rūgštys; medžiagų, tokių kaip fitoncidai. Dumblių skilimo produktuose fenolio kiekis 20-30 kartų viršija didžiausią leistiną koncentraciją (0,001 mg/l).

Nepaisant vykdomų teisinių priemonių, pramoninės nuotekos vis dar išleidžiamos į paviršinius vandens telkinius, todėl jie užteršiami mineraliniais ir organiniais junginiais. Tarp jų yra sunkiųjų metalų druskos, nafta ir naftos produktai, sintetiniai alifatiniai alkoholiai, polifenoliai, rūgštys, pesticidai, aktyviosios paviršiaus medžiagos ir kt.

Ypač pavojingi pesticidai, priklausantys skirtingoms organinių junginių klasėms ir randami skirtingos būsenos vandenyje. Jie neigiamai veikia vandens organoleptines savybes. Pesticidų, esančių vandenyje, toksiškumas padidėja, kai jis apdorojamas chloru arba kalio permanganatu.

Nafta ir naftos produktai blogai tirpsta vandenyje ir labai atsparūs biocheminei oksidacijai. Didelė aliejaus koncentracija suteikia vandeniui stiprų kvapą, padidina jo spalvą ir oksiduojamumą, sumažina ištirpusio deguonies kiekį. Vandenyje esant nedideliam aliejaus kiekiui, jo organoleptinės savybės pastebimai pablogėja.

Paviršinio aktyvumo medžiagos, patekusios į vandenį su buitinėmis ir pramoninėmis nuotekomis, smarkiai pablogina jų kokybę, sukurdamos nuolatinius kvapus (muilo, žibalo, kanifolijos) ir kartokų skonį. Paprastai paviršinio aktyvumo medžiagos padidina kitų priemaišų kvapų stabilumą, katalizuoja vandenyje esančių kancerogeninių medžiagų, pesticidų, anilino ir kt. toksiškumą.

Humino rūgštys ir fulvo rūgštys, ligninai ir daugelis kitų natūralios kilmės organinių junginių, esančių natūraliuose Šiaurės ir Vidurio Rusijos vandenyse, yra vienas iš fenolių susidarymo šaltinių, kurie pablogina jų organoleptines savybes. Chloruojant vandenį, kuriame yra fenolių, susidaro dioksinai - itin toksiškos medžiagos (mirtinos dozės: strichninas 1,5-10~ 6; botulinas - 3,3-10-17, nervinės dujos - 1,6 10~ 5 mol/kg). Dioksinų dozė - 3,1-10~ 9 - yra mirtina, o 6",5-10~ 15 mol/kg dozė jaunesniems nei 70 metų - vėžio rizika. Šimtą kartų mažesnė dozė veikia imunitetą sistema („cheminė AIDS") ir reprodukcinės organizmo funkcijos. Nuodingiausia medžiaga yra 2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioksinas (TCDD). Pagrindinė toksinė medžiaga, išmetama iš celiuliozės ir popieriaus gamyklų, yra polichlorinti dibenzofuranai (PCDF) ir stipriausias kancerogenas - mazuto, benzino, anglies ir kt degimo produktai yra benzo(a)pirenas (sinergija pasireiškia dioksino-benzo(a)pireno pora).

Gaminant pesticidą 2,4-dichlorfenolį chlorinant fenolį, susidaro 2,4,6-trichlorfenolis, kuris savaime kondensuojasi į dioksinus, kurie pasiekia žmones su geriamuoju vandeniu, nes šiuolaikinės vandens valymo technologijos neturi barjero. veikia prieš pastarąjį. Nustatyta, kad polichlorintas dibenzodioksinas (PCDD) ir polichlorintas dibenzfuranas (PCDF) susidaro tiesiogiai chloruojant vandenį, t. y. diksinų susidarymas preliminariai chloruojant vandenį yra neišvengiamas.

Vandenyje esanti geležis yra papildomo fenolių chlorinimo katalizatorius, mažai toksiškus dioksinus paverčiant labai toksiškais chlorinant vandenį. Vandenyje esančios organinės medžiagos beveik netrukdomos prasiskverbia per greituosius filtrus, įskaitant jų dalį, kurioje yra toksiškų dioksinų.

Kartais dėl reagentų perdozavimo arba netinkamai eksploatuojant vandens valymo įrenginius pablogėja vandens organoleptinės savybės. Taigi, kai vanduo pakeičia spalvą koaguliacijos būdu be vėlesnio stabilizavimo, vandens korozinis aktyvumas padidėja ir dėl to pablogėja jo organoleptinės savybės. Chloruojant vandenį pastebimas jo organoleptinių savybių pablogėjimas tiek pažeidžiant proceso režimą, tiek dėl organinių chloro junginių, sukeliančių nemalonų skonį ir kvapą, susidarymo.

Nustatyta, kad tradiciniai vandens valymo metodai turi silpną barjerinį poveikį, daugiausia dėl tų cheminių teršalų, kurie yra vandenyje. vanduo suspensijų ir koloidų pavidalu arba tampa netirpia forma gryninimo ir išankstinio apdorojimo chloru metu (pavyzdžiui, emulsuotos naftos frakcijos, blogai tirpūs pesticidai, kai kurie metalai). Kalbant apie tokius teršalus, valymo įrenginių barjerinį vaidmenį galima padidinti tinkamai parinkus reagentus, kad būtų užtikrintas aukštas vandens skaidrumo laipsnis.

Vandens dezodoravimas kai kuriais atvejais pasiekiamas koaguliuojant priemaišas ir jas flokuliuojant, o po to vyksta filtravimas, tačiau dažnai reikia naudoti specialias technologijas, kad būtų pašalinti nepageidaujami kvapai ir skoniai. Jų pasirinkimą lemia priemaišų pobūdis ir būsena, kurioje jie yra (suspensijos, koloidai, tikrieji tirpalai, dujos).

Šiandien nėra universalių vandens dezodoravimo metodų, tačiau kai kurių iš jų naudojimas kartu užtikrina reikiamą gryninimo laipsnį. Jei medžiagos, sukeliančios nemalonų skonį ir kvapą, yra suspenduotos ir koloidinės būsenos, tai jų krešėjimas duoda gerų rezultatų. Ištirpusių neorganinių medžiagų sukeliami skoniai ir kvapai pašalinami degazuojant, atidedant ir nudruskinant. ir tt Organinių medžiagų sukeliami kvapai ir skonis yra labai patvarūs. Paprastai jie pašalinami< путем оксидации и сорбции.

Medžiagos, pasižyminčios stipriomis redukuojančiomis savybėmis (humino rūgštys, geležies (II) druskos, taninai iš kietųjų atliekų, vandenilio sulfidas, nitritai, daugia- ir vienahidroksiniai fenoliai ir kt.) lengvai išgaunami iš vandens oksiduojant. Stabilesni junginiai (karboksirūgštys, alifatiniai alkoholiai, naftos angliavandeniliai ir naftos produktai ir kt.) veikiami chloru ir jo dariniais, o kartais net ozonu, silpnai oksiduojasi. Kartais stiprūs oksidatoriai, veikdami šias medžiagas, žymiai sustiprina originalų skonį ir kvapą (pavyzdžiui, organiniai fosfatiniai pesticidai). Tuo pačiu metu dėl oksiduojančių medžiagų poveikio lengvai oksiduojamiems junginiams jie visiškai sunaikinami arba susidaro medžiagos, kurios neturi įtakos vandens organoleptinėms savybėms. Taigi, oksiduojančių medžiagų poveikis yra veiksmingas tik prieš ribotą teršalų skaičių.

Oksidacinio metodo trūkumas taip pat yra būtinybė dozuoti oksidantą itin tiksliai atsižvelgiant į vandens taršos lygį ir tipą, o tai yra labai sunku, atsižvelgiant į daugelio cheminių tyrimų sudėtingumą ir trukmę.

Patikimesnis ir ekonomiškesnis yra filtrų su granuliuota aktyviąja anglimi, naudojamų kaip filtravimo terpė, naudojimas. Filtrai su granuliuota aktyviąja anglimi, nepaisant vandens užterštumo lygio svyravimų, yra nuolatinis barjeras sorbuotoms medžiagoms. Tačiau rimtas šio vandens valymo metodo sunkumas yra santykinai maža anglies absorbcijos galia, todėl ją reikia dažnai keisti arba regeneruoti.

Be to, nustatyta, kad hidrofobines medžiagas iš vandens gerai sorbuoja aktyvuota anglis, t.y. blogai joje tirpsta ir tirpaluose blogai hidratuoja (silpni organiniai elektrolitai, fenoliai ir kt.). Stipresnius organinius elektrolitus ir daugelį organinių aciklinių junginių (karboksirūgšties, aldehidų, ketonų, alkoholių) mažiau efektyviai sorbuoja aktyvioji anglis.

Esant padidėjusiai antropogeninei vandens telkinių taršai, būtina derinti oksidacijos, sorbcijos ir aeracijos būdus, siekiant dezodoruoti vandenį ir pašalinti toksiškus mikroteršalus.

Vandens dezodoravimas aeruojant

Norint pašalinti iš natūralių vandenų kvapus ir skonį sukeliančius lakiuosius biologinės kilmės organinius junginius, plačiai taikoma aeracija.

Praktikoje aeracija vykdoma specialiuose įrenginiuose – burbuliatoriuose, purškiamuosiuose ir kaskadiniuose aeratoriuose.

Burbuliavimo tipo aeratoriuose orapūtėmis tiekiamas oras vandenyje paskirstomas bake pakabintais perforuotais vamzdžiais (15.1 pav.) ir jo apačioje esančiais purškimo įtaisais. Pirmojo metodo pranašumas yra įrenginio išmontavimo paprastumas.

Oro paskirstymas purškimo įtaisais dažnai naudojamas spiraliniuose vandens aeratoriuose, kurie naudojami dideliuose įrenginiuose.

Vandens sluoksnio gylis tokio tipo aeratoriuose svyruoja nuo 2,7 iki 4,5 m. Tyrimai rodo, kad kadangi pusiausvyra tarp kvapą turinčių medžiagų koncentracijų skystoje ir dujinėje fazėse pasiekiama akimirksniu, vandens sluoksnio aukštis burbuliuojant nevaidina reikšmingo vaidmens ir gali būti sumažintas iki 1-1,5 m Maksimalus bako plotis paprastai yra du kartus didesnis už gylį. Kvadratas

Ryžiai. 15.1. Burbulinis aeratorius (a) ir inkainis aeratorius (b)

6 - pagrindinis oro kanalas; 2 - vandens įvedimas į burbuliavimo kamerą 5; 3 - perforuotos plokštės; 4 - oro skirstytuvas; 7.1 - gazuoto vandens nutekėjimas ir šaltinio vandens tiekimas; 8 - išsiliejimas; 9 - stabilizuota pertvara; 10 - putplasčio sluoksnis; 11 - ventiliatorius; 12 - perforuotas dugnas; b - paviršinė burbuliavimo kamera parenkama savavališkai. Oro pūtimo trukmė, kaip taisyklė, neviršija 15 minučių. Oro suvartojimas yra 0,37-0,75 m 3 /min 1 m 3 vandens.

Atviri burbuliavimo įrenginiai gali veikti žemesnėje nei 0°C temperatūroje. Aeracijos laipsnis lengvai reguliuojamas keičiant tiekiamo oro kiekį. Instaliacijų ir jų eksploatavimo kaina nedidelė.

Purškiamuose aeratoriuose vanduo purkštukais purškiamas į mažus lašelius, taip padidinant jo sąlyčio su oru paviršių. Pagrindinis veiksnys, lemiantis aeratoriaus veikimą, yra antgalio forma ir jo matmenys. Vandens kontakto su oru trukmė, nustatoma pagal pradinį purkštuko greitį ir jo trajektoriją, paprastai yra 2 s "(Vertikaliai srovei, kuri išmetama esant 6 m slėgiui).

Kaskadinio tipo aeratoriuose išvalytas vanduo krenta čiurkšlėmis per keletą nuosekliai išdėstytų užtvankų. Kontakto trukmę šiuose aeratoriuose galima keisti didinant pakopų skaičių. Kaskadinio tipo aeratorių slėgio nuostoliai svyruoja nuo 0,9 iki 3 m.

Mišraus tipo aeratoriuose vanduo vienu metu purškiamas ir plona srovele teka iš vienos pakopos į kitą. Norint padidinti vandens ir oro sąlyčio plotą, naudojami keraminiai rutuliukai arba koksas.

Dažnas aeratorių, pagamintų remiantis vandens plėvelės sąlyčio su oru principu, trūkumas yra jų neekonomiškumas dėl didelio ploto, negalėjimo jų naudoti žiemą, galingo vėdinimo poreikis montuojant patalpose ir, galiausiai, jų polinkis užsiteršti.

Vandens aeravimas putplasčio sluoksnyje atliekamas inka aeratoriuje (15.1.6 pav.), tai yra betoninė talpykla, kurios apačioje yra perforuota nerūdijančio plieno plokštė. Vanduo tolygiai paskirstomas per plokštę paskirstymo vamzdžiu. Putplasčio sluoksniui stabilizuoti naudojama speciali pertvara. Vanduo aeruojamas oru, tiekiamu ventiliatoriumi. Vanduo, praėjęs per rašalo aeratorių, išleidžiamas per išsiliejimo angą.

Didžiulio ribinio paviršiaus susidarymas tarp skystos ir dujinės fazės užtikrina didelį dezodoravimo proceso intensyvumą. Normalus oro ir vandens santykis rašalo aeratoriuose svyruoja nuo 30: 1 - 300: 1. Nepaisant didelių oro sąnaudų, ekonomiškai pagrįsta intensyvi aeracija (dėl nedidelio slėgio praradimo oras tiekiamas ventiliatoriumi).

Tačiau aeracija negali pašalinti nuolatinių kvapų ir skonių, kuriuos sukelia nežymiai nepastovių priemaišų.

Naudotų darbų sąrašas

Čerkinskis S.N. Sanitarinės sąlygos nuotekoms išleisti į rezervuarus, M.: Stroyizdat, Abramov N.N. Vandens valymas, M.: Stroyizdat 1974