Удаление бора из воды методом обратного осмоса. Удаление бора из питьевой воды

Бор. Способы удаления

Несмотря на столь малое количество бора и его неравномерное распределение в земной коре, удаление бора из воды, использующейся в питьевых и технических целях, является частой и актуальной проблемой в водоподготовке.

Описание бора и история открытия

Бор - элемент главной подгруппы третьей группы второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 5. Обозначается символом B (Borum). В свободном состоянии бор - бесцветное, серое или красное кристаллическое, либо тёмное аморфное вещество. Известно более 10 аллотропных модификаций бора, образование и взаимные переходы которых определяются температурой, при которой бор был получен.

Впервые Бор был получен в 1808 году французскими физиками Ж. Гей-Люссаком и Л. Тенаром нагреванием борного ангидрида B2O3 с металлическим калием. Через несколько месяцев бор получил Х. Дэви электролизом расплавленного B2O3. Название этого химического элемента произошло от арабского слова бурак или персидского бурах которые использовались для обозначения буры.

Нахождение в природе

Бура

В земной коре находится относительно небольшое количество бора - около 4 г/т. При этом известно около сотни собственных минералов бора, в «чужих» минералах он почти не встречается. Это объясняется тем, что у комплексных анионов бора (а именно в таком виде он входит в большинство минералов) нет достаточно распространенных аналогов. Почти во всех минералах бор связан с кислородом. Сам по себе элементарный бор в природе не встречается. Однако он входит во многие соединения и широко распространён, особенно в небольших концентрациях, в виде боросиликатов и боратов, а также в виде изоморфной примеси в минералах. Так же бор входит в состав многих изверженных и осадочных пород. Бор часто встречается в нефтяных и морских водах, в водах соляных озёр, горячих источников и грязевых вулканов.

Источником бора для подземных вод служат бороносные осадочные породы (борацит, бура, калиборит, улексит, колеманит, ашарит), породы, сложенные известково-магнезиально-железистыми силикатами и алюмосиликатами (так называемые "скарны"), соленосные отложения, а также вулканические породы и глины, содержащие бор, сорбированный из морской воды. Существенный "вклад" в появление бора в водах вносят стоки стекольного, металлургического, машиностроительного, текстильного, керамического, кожевенного производств и коммунальные сточные воды, содержащие моющие вещества. В местах разработки боросодержащих руд и внесении в почву боросодержащих удобрений наблюдается локальное загрязнение почвы и следующее из этого загрязнение грунтовых вод. Бор малотоксичен для рыб и других водных обитателей и практически не накапливается у них в организме. Как правило, бор накапливается в чешуе. Однако этот элемент способен накапливаться в растениях (особенно в овощах и фруктах) и поэтому присутствует в яблоках (245 мкг%), грушах (135 мкг%), винограде (365 мкг%), моркови (200 мкг%), орехах (мкг% - это величина, показывающая содержание вещества в микрограммах в 100 граммах продукта).

В природных водах бор находится в виде ионов борных кислот. В более кислых водах (при рН 2-6) бор присутствует преимущественно в форме ортоборной кислоты (Н3ВО3) с частичной ее диссоциацией на h3BO3- и ВО33-, в щелочных водах (при рН 7-11) - в форме тетра-, пента-, гекса- и других полиборных кислот, а при рН 12-14 - в форме метаборной кислоты (НВО2). Щелочные воды, как правило, более богаты бором, чем жесткие воды. Связано это с тем, что натриевые соли борных кислот имеют гораздо более высокую растворимость, чем соли кальциевые и магниевые. В маломинерализованных подземных водах содержание бора составляет, как правило, десятки-сотни мкг/дм3, однако в минерализованных щелочных водах его концентрация может достигать единиц и даже десятков мг/л, что делает такую воду потенциально небезопасной для питьевого применения.

Влияние бора на организм человека

Роль бора в человеческом организме пока недостаточно исследована, однако установлено, что ионы бора оказывают влияние на метаболизм. Бор способствует повышению усвоения кальция и повышения уровня эстрогена в крови. Так же бор участвует в метаболизме стероидных гормонов. Бор оказывает влияние на активность некоторых ферментов, повышает уровень сахара в крови и угнетает окисление адреналина.

Содержание бора в организме взрослого человека составляет около 20 мг, наибольшая концентрация отмечается в костной ткани, селезенке и щитовидной железе.

Норма бора в питании ориентировочно составляет 1 мг, максимальная суточная доза потребления - 13 мг. Недостаток бора в организме человека приводит к нарушению обмена макроэлементов и развитию различных заболеваний, таких как остеопороз, нехватка витамина D и т.п.

Избыток бора пагубно влияет на организм человека. Так как бор является иммунотоксичным элементом, он провоцирует раздражение пищеварительного тракта, нарушение процессов пищеварения, борную интоксикацию, поражающаю печень, почки, центральную нервную систему. Однако по данным исследований, проведенных в США, бор не был отнесен к числу канцерогенов, повышающих вероятность появления и развития злокачественных опухолей.

Способы удаления бора из воды

Существует множество способов удаления бора из воды:

осаждение и соосаждение в виде труднорастворимых соединений;
сорбция ионообменными смолами;
мембранная технология (обратный осмос).

Метод осаждения и соосаждения бора довольно трудоемок и мало применителен к среднестатистическим водам (так как рассчитан на концентрацию бора в воде не менее 1 г/л), поэтому остановимся подробней на втором и третьем методах.

Удаление бора ионобменными борселективными смолами

Фильтр с ионобменной борселективной смолой

Данный метод основан на ионном обмене и образовании комплексов свободных оснований загрузки с анионами солей бора. Таким образом, анионы солей бора задерживаются на загрузке, при этом в целом химический состав очищаемой воды по главным ионам практически не изменяется.

Ряд активности борселективной смолы можно записать следующим образом:

Cl < SO4 < HCO3 < B(OH)4

То есть, в первую очередь на смоле осаждаются анионы солей бора, затем в меньшей степени гидрокарбонаты, сульфаты и в последнюю очередь - хлориды.

Борселективные смолы имеют высокую химическую и механическую стойкость, хорошо регенерируются и способны работать в широком диапазоне рН. Однако у них есть и существенный минус регенерация раствором кислоты и последующее кондиционирование раствором едкого натра. Это доставляет неудобства в виде кислотно-щелочных стоков, более дорогого химически стойкого оборудования и личной безопасности во время приготовления растворов. Так же борселективные смолы имеют высокую стоимость.

Мембранная технология удаления бора

Для удаления бора из воды методом обратного осмоса используются специальные борселективные мембраны.

Соотношение ионов B(OH)3 и B(OH)4 в воде определяется показателем pH. В щелочной среде происходит переход от ионов B(OH)3 в B(OH)4. Наибольшую селективность мембраны обратноосмотических установок имеют как раз по иону B(OH)4. На графике, расположенном ниже, отображено соотношение ионов B(OH)3 и B(OH)4, а так же изменение селективности мембраны по бору в зависимости от рН воды.

Так же эксперементально установлено, что селективность мембран обратноосмотических установок возрастает с понижением температуры.

Удаление бора при концентрациях, незначительно превышающих ПДК согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 может осуществляться на установках одноступенчатого осмоса на борселективных мембранах с предварительным повышением уровня рН до обратноосмотической установки и подкислением воды перед подачей конечному потребителю. При более высоких концентрациях рекомендуется использовать обратноосмотические установки с двумя ступенями борселективных мембран. При этом химическая коррекция до и после установки не нужна. Повышение уровня рН происходит внутри установки после первой ступени. При прохождении воды через вторую ступень уровень рН снижается до нормы.

Установки двухступенчатого осмоса снижают концентрацию бора в воде на порядок и, несмотря на более высокую стоимость, является более выгодным и экономичным вариантом по сравнению с одноступенчатой установкой. Обслуживание двухступенчатого осмоса обходится в среднем 1,5 раза дешевле.

График соотношения ионов бора и изменение селективности мембраны по бору в зависимости от уровня рН.

В заключение. Таким образом, можно сделать выводы о том, что удаление бора из воды является довольно сложным и интересным процессом с точки зрения химии. При этом есть простые и надежные в исполнении варианты решения этой проблемы в виде обратноосмотических установок и борселективных смол.

Химик-технолог ООО «Компания «СТАРТ ПЛЮС» Янковская Ольга Анатольевна

startplus.ru

Бор и способы его удаления из воды

Влияние бора на организм человека

Способы удаления бора из воды

Существует множество способов удаления бора из воды:

осаждение и соосаждение в виде труднорастворимых соединений;
сорбция ионообменными смолами;
мембранная технология (обратный осмос).

Удаление бора ионобменными борселективными смолами

Ряд активности борселективной смолы можно записать следующим образом:

Cl < SO4 < HCO3 < B(OH)4

Борселективные смолы имеют высокую химическую и механическую стойкость, хорошо регенерируются и способны работать в широком диапазоне рН. Однако у них есть и существенный минус – регенерация раствором кислоты и последующее кондиционирование раствором едкого натра. Это доставляет неудобства в виде кислотно-щелочных стоков, более дорогого химически стойкого оборудования и личной безопасности во время приготовления растворов. Так же борселективные смолы имеют высокую стоимость

Мембранная технология удаления бора

Для удаления бора из воды методом обратного осмоса используются специальные борселективные мембраны.

График соотношения ионов бора и изменение селективности мембраны по бору в зависимости от уровня рН.

www.watera.ru

Удаление бора из воды методом обратного осмоса

Ковалев М.П., к,т.н., Назарова АА, Лавров И А, к.х.н.

Удаление бора и боратов при опреснении является весьма актуальной проблемой, так как не всегда удается очистить воду от соединений бора по стандартным схемам водоподготовки.

Как показывают медико-биологические исследования, бор является биологически активным элементом, и, в соответствии с принятой классификацией, его можно отнести к токсичным веществам. Необходимость извлечения соединений бора из питьевой воды обусловлена требованиями здравоохранения, так как соединения бора отрицательно влияют на организмы людей и животных.

В природных водах бор находится в виде ионов борных кислот. В более кислых водах (при рН 2-6) бор присутствует преимущественно в форме ортоборной кислоты (Н3В03) с частичной ее диссоциацией на Н2В0(3-) и В03(3-), в щелочных водах (при рН 7-11) — в форме тетра-, пента-, гекса- и других полиборных кислот, а при рН 12-14 — в форме метаборной кислоты (НВ02). Щелочные воды, как правило, более богаты бором, чем жесткие воды. Связано это с тем, что натриевые соли борных кислот имеют гораздо более высокую растворимость, чем соли кальциевые и магниевые. Оксид бора и ортоборная кислота относятся к сильнодействующим токсичным веществам.

Проблема удаления бора из воды связана с тем, что бор в большинстве случаев в воде находится в виде ортоборной кислоты (Н3ВО3), которая в свою очередь слабо диссоциирует в воде. Процесс диссоциации Н3В03 можно представить следующим образом:

Но заметное смещение равновесия в сторону образования дигидроборат-иона и гидроборат-иона происходит только при рН 9-10 (см. рис. 1).

От зтого зависит, насколько хорошо можно удалить бор из воды таким методом как, например, обратный осмос, т.к. незаряженная ортоборная кислота не задерживается на обратноосмотических мембранах, тогда как дигидроборат-ионы и гидроборат-ионы хорошо задерживаются мембранами.

МЕТОДЫ УДАЛЕНИЯ БОРА

Существует достаточно много способов удаления бора из воды:

осаждение и соосаждение в виде труднорастворимых соединений;
сорбция неорганическими сорбентами;
сорбция ионитами, в т.н. селективными по бору;
мембранная технология (обратный осмос, электродиализ).

Одним из методов извлечения бора из растворов является осаждение и соосаждение борат-анионов в виде труднорастворимых соединений. Исследован механизм поглощения борат-ионов гидроксидами металлов. Кислотность среды в значительной степени определяет количество бора, захватываемого осадком. Так, если при рН=11 из 0,2 М раствора борной кислоты извлекается гидроксидом магния около 75% от исходного количества бора, то при рН~13 — около 7%. Это обусловлено изменением состояния борат-ионов в растворе и снижением сорбционной емкости сорбента в результате увеличения концентрации гидроксид-ионов. Известно, что соосаждение борат-ионов с гидроксидами металлов в зависимости от рН раствора выражается кривой с максимумом, находящимся в области рН 8-9. Методы осаждения и соосаждения бора в виде труднорастворимых соединений находят практическое применение в слабоминерализованных водных системах и могут быть рекомендованы для предварительной грубой очистки борсодержащих растворов. Процесс трудоемок и сложен в технологическом оформлении: низки скорости фильтрования, получаемые осадки, как правило, малоконцентрированы по бору, не обладают постоянством состава и нуждаются в дополнительной переработке, исключается повторное использование осадителей.

Вопросы сорбции бора анионообменными смолами достаточно полно освещены. Динамическая обменная емкость анионообменных смол по отношению к борат- ионам зависит прежде всего от природы ионита, характера его функциональных групп, а также от исходной солевой формы ионита. В ОН(-) форме более эффективно применение сильноосновных ионообменных смол. Известно, что ионообменные смолы могут поглощать нейтральные молекулы путем образования комплексов с ионами, находящимися в фазе смолы. Так, например, анионит, насыщенный В (ОН)4- благодаря последовательным реакциям конденсации, приводящим к образованию полиборатов, поглощает борную кислоту в значительно больших количествах, чем этот же анионит в других солевых формах, не реагирующих с Н3В03. За счет комплексообразования в фазе ионита можно ожидать повышения поглощения бора на анионитах; насыщенных анионами оксикислот, так как взаимодействие с гидроксилсодержащими соединениями является характерным для борной кислоты. При изучении процесса поглощения бора анионитами обнаруживается явная зависимость сорбции от рН раствора. Для монофункциональных сильноосновных анионитов типа АВ-17 наибольшее влияние оказывает изменение форм существования бора в растворе и их избирательности к смоле. Максимальная сорбция бора из таких растворов наблюдается при рН 10,5-11,0.

Среди борселективных ионитов можно выделить PUROUTE S -108 (производство Purolite ) и BSR -1 (производство Dow Chemical). PUROLITE S -108 и BSR -1 являются макропористыми анионообменными смолами на полистирольной основе, имеющими в качестве функциональных групп аминокомплексы, которые обладают высокой селективностью и емкостью по бору. Они специально разработаны для селективного удаления анионов солей бора из водных растворов. Эти смолы эффективно работают в растворах с диапазоном значений рН 6-10 в очень широком интервале концентраций бора, при температуре в пределах 60°С. Обменная емкость данных ионитов порядка 700 мг*экв/л. Данные иониты могут снижать концентрацию бора в водных растворах на порядок даже в тех случаях, когда концентрация других ионов достаточно высока. Определенная сложность при использовании этих ионитов вызвана тем, что после проведения нескольких регенераций раствором хлорида натрия требуется проведение последовательной регенерации кислотой и щелочью.

Процессы выделения бора в виде труднорастворимых соединений, сорбция неорганическими сорбентами и селективными ионитами требуют введения дополнительных реагентов как для процессов осаждения и соосаждения, так и для регенерации неорганических сорбентов и ионообменных смол. Использование реагентных и сорбционных схем всегда усложняет технологический процесс водоподготовки. Кроме того, технологическая схема должна быть рациональной, применение дополнительного метода удаления бора и боратов до или после опреснения малопригодны в водоснабжении для питьевых целей, т.к. высокие экономические затраты влияют на стоимость подготовленной воды.

Мембранные методы подготовки воды являются оптимальными для решения проблем опреснения и удаления бора и боратов. Во всем мире мембранные технологии опреснения доказали своё преимущество по сравнению с традиционными технологиями обессоливания и опреснения. Обратноосмотическое и электродиализное опреснения относятся к мембранным методам опреснения и являются самыми рентабельными методами.

Обратный осмос является мембранным процессом, при котором для разделения растворенных в жидкости веществ используется (полупроницаемая) мембрана, которая пропускает воду и задерживает микроорганизмы, коллоиды, ионы растворенных солей, а также молекулы органических веществ. Размер задерживаемых частиц определяется структурой мембраны, т.е. размером ее пор.

Ценной с практической точки зрения представляется эффективность очистки от бора, которая в среднем составляет 90,11%. Эффективность обратного осмоса выше на 5-30%, чем общепринятая дорогостоящая очистка на сорбирующих фильтрах (сорбент — гидроксид циркония), которая рекомендована Классификатором технологий очистки природных вод для глубокого удаления бора из подземных вод.

Имеющиеся данные по извлечению бора из растворов различными методами свидетельствуют о существенной зависимости этих процессов от многих факторов. Очевидно, что для повышения степени задержки бора в процессах мембранного опреснения борсодержащих растворов необходимо создание оптимальных условий, таких, как рН, температура и т.д., что, в свою очередь, требует всестороннего изучения закономерностей транспорта бора через ионообменные и обратноосмотические мембраны.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В данном эксперименте использовалась исходная вода, рН которой изменяли с помощью дозирования щелочи, и получали воду на входе в установку с диапазоном рН от 7,8 до 9,9. Затем исследовали, как изменяется концентрация бора в очищенной воде от рН исходной воды.

Экспериментальная установка (рис. 2) предназначена для очищения воды с помощью обратноосмотических мембран, при этом происходит обессоливание воды, удаляются соли жесткости вместе с двухзарядными анионами, а также однозарядные катионы натрия и калия, анионы хлора и др. С помощью данной установки были получены экспериментальные значения концентраций бора в очищенной воде (пермеате) в диапазоне от 0,4 до 0,075 мг/л.

Состав установки:

механический фильтр предварительной очистки воды, 20 мкм;
механический фильтр предварительной очистки воды, 5 мкм;
насос высокого давления; 9 защита насоса по «сухому» ходу;
высокоселективные обратноосмотические мембранные элементы BW 30-4040 в корпусах из нержавеющей стали;
водосберегающий контур рециркуляции воды;
контур гидравлической промывки обратноосмотических мембран;
блок химической мойки обратноосмотических мембран с набором реагентов;
комплект ротаметров;
система автоматики;
цифровой кондуктометр.

Для расчета теоретических значений концентраций бора в очищенной воде была использована программа Rosa ( Reverse Osmosis System Analysis компании FiimTec Corporation). Теоретические значения концентрации бора в пермеате находятся в диапазоне 0,7-0,19 мг/л.

ЭКСПЕРИМЕНТ

Исследования проведены на установке ДВС-М/150- 4-4 производства ЗАО «НПК Медиана-Фильтр».

Вода подавалась на установку с концентрацией по бору 1,39 мг/л и рН 7,8. Целью эксперимента было посмотреть, как удаляется бор в зависимости от рН. Для этого воду подщелачивали с помощью дозирующей станции NaOH , установленной на входе в мембранные корпуса. Значения рН варьировались от 7,8 до 9,9. Рабочее давление на мембране 15,5 атм. Вода подавалась на установку с расходом 1,3 м3/час, далее в исходный поток подмешивается вода из рецикла с расходом 1 м3/час, и суммарный поток (2,3 м3/час) подается на установку. На выходе установки получаем очищенную воду (пермеат) с расходом 800л/час и поток, обогащенный солями (концентрат) с расходом 1,5 м3/час, часть из которого (1 м3/час) идет на рециркуляцию для увеличения экономии воды, а 0,5 м3/час сбрасывается в канализацию.

На выходе установки проводился отбор пробы воды, которые подвергались анализу на предмет содержания в нем бора (см. рис. 4, зависимость В ( RO ) зксп.).

Кроме того, по программе Rosa ( Reverse Osmosis System Analysis компании FilmTec Corporation ) были рассчитаны теоретические значения концентрации бора в воде после установки обратного осмоса в зависимости от значений рН (см. рис. 4, зависимость В ( RO ) rosa ).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Данные, полученные в ходе эксперимента и теоретические, рассчитанные по программе Rosa , наглядно приведены на рис, 4.

На рис. 4 представлена экспериментальная и расчетная зависимости концентрации бора в пермеате от рН исходной воды. Видно, что эффективнее удаление бора происходит при высоких значениях рН исходной воды как в теоретических расчетах, так и согласно данным эксперимента. Как отмечалось выше, при значениях рН, соответствующих щелочной среде, бор находится в воде в форме тетра-, пента-, гекса- и других полиборатов. В щелочной среде процесс их диссоциации смещен в сторону образования дигидроборат-ионов и гидроборат -ионов, которые эффективно задерживаются методом обратного осмоса. Повышение рН более 10 является нежелательным для материалов, из которых изготовлены обратноосмотические мембраны, поэтому оптимальный режим удаления бора из воды методом обратного осмоса соответствует рН=9,5-10,0.

Как показал эксперимент, предложенный метод эффективен и достаточно прост в техническом исполнении. Поскольку в настоящее время в России эксплуатируются установки обратного осмоса для производства обессоленной воды производительностью до 1000 м3/ч, то аналогичные установки могут быть применены и для процессов удаления бора.

ЛИТЕРАТУРА

1. Джумагулов А, А. Автореферат. Исследование и разработка улучшения качества воды на малогабаритных установках для Приаральского региона, г. Алматы, 2007.

2. Коррекция солевого состава воды для пищевых производств. Журнал «Пищевая промышленность», №4 2006г. И.В. Пригун, к.т.к., М.С. Краснов ООО «Зкодар».

3. http://www.wateг.ru/bz/param/bor. shtml

4. Методы извлечения бора из растворов. А.Т. Пилипенко. В. Д. Гребенкж, Л.Л. Мельник.

www.mediana-filter.ru

Процесс очистки воды от бора

Бор как химический элемент встречается в подземных водах. Его источником служат осадочные бороносные породы (калиборит, углексит, бура, колеманит, борацит, ашарит), соленосные отложения, алюмосиликаты, а также вулканические глины и породы, которые содержат сорбированный из морской воды бор.

Кроме того, природными источниками этого химического элемента являются термальные источники (в районах вулканической активности), воды нефтяных месторождений, рапа соленых озер. Также стоки различных производств и коммунальных хозяйств, в которых есть моющие средства. Загрязнение почвы происходит при внесении удобрений, содержащих бор, и там, где осуществляется разработка борсодержащих руд.

Неизвестно, сколько времени элемент сохраняется в воде, воздухе и почве. Достоверно то, что он токсичен для рыб в малой степени и почти не аккумулируется в их организме. При этом элемент накапливается в растениях: овощах и фруктах.

В естественных водоемах и водах элемент находится как ионы кислот борных. Жесткие воды менее богаты бором, чем щелочные. Это объясняется тем, что магниевые и кальциевые соли обладают меньшей растворимостью, чем натриевые соли кислот борных. Содержание данного элемента в минерализованных щелочных водах иногда достигает больших величин (единицы и десятки мг/л). Питьевое употребление такой воды небезопасно поэтому нужна комплексная система водоочистки и водоподготовки.

В организм бор поступает различными путями, поэтому весьма необходимой является очистка воды от бора. Наибольшее поступление осуществляется при вдыхании людьми, которые работают на производстве, связанном с добычей или переработкой бора. Также большое количество данного элемента вдыхают люди, проживающие недалеко от таких производств. Гораздо меньше поступает элемент с водой или пищей. Предполагается, что бор способен проникать в организм человека через кожу при контакте с косметикой, которая содержит соединения бора, и с моющими средствами.

Сильнодействующими токсичными веществами являются ортоборная кислота и оксид бора. Исследования показывают, что непродолжительное вдыхание воздуха, которое загрязнено соединениями данного элемента, способно вызвать поражение легких. Если бораты или борная кислота поступают с пищей или водой, то элемент быстро и почти бесследно выводится из желудочно-кишечного тракта почками.

При длительном воздействии элемента и его соединений нарушает процессы пищеварения: интоксикация борная поражает почки, центральную нервную систему, печень. Кроме того, он способен отрицательно влиять на репродуктивную функцию, а также происходит токсическое воздействие на эмбрион. Очистка воды от бора избавит вас от негативного влияния этого вещества.

При кожном контакте микроэлемент не ведет к серьезным последствиям. Данный химический элемент не является канцерогенным, не вызывает генных мутаций. Бор постоянно присутствует в организме человека, хотя его биологическая функция изучена недостаточно. Крайне редки случаи дефицита бора.

Установки для очистки воды от бора

Суть технологии очистки воды от бора составляет обмен ионный: иониты способны в адекватных количествах обменивать свои ионы на содержащиеся в растворе ионы. Процесс очистки от бора является реакцией обратимой. Водоочистка осуществляется следующим образом: вода проходит через фильтр анионообменный. В качестве фильтрующего вещества применяют слабоосновной, макропористый, борселективный анионит (пищевой).

Ионитовый фильтр очистки воды непрерывного действия является оборудованием высокопроизводительным и автоматизированным. Оно позволяет получить высокое качество конечного продукта при минимальном расходе реагентов и на большой скорости. Установка состоит из отдельных узлов, объединенных в одно целое. Они выполняют операции ионирования, регенерации и отмывки. Главное достоинство установки для фильтрации – это очистка воды от бора осуществляется с глубокой регенерацией и на большой скорости.

Существуют фильтры водоочистки, где слой ионита является взвешенным. В них происходит непрерывный процесс ионирования воды. В условно сжиженном слое ионита обрабатывается вода с взвешенными веществами. Это способствует упрощению состава очистных сооружений для установок локальных, ионообменных.

Использование фильтрационного оборудования для удаления бора обладает рядом преимуществ. Установки компактны и они размещаются на малых площадях. Требуются малые затраты на монтаж, запуск и пользование.

Смотрите также:

www.bwt.ru

Фильтрационные установки удаления из воды бора

(4922)47-11-16 8-800-775-97-93 Водоподготовка, системы очистки воды, очистка сточных вод, насосы

Главная » Каталог » Водоподготовка » Фильтрационные установки удаления из воды бора РосАква-Ф

Технологии для удаления из воды бора

Ионный обмен составляет основу технологии очистки воды от растворенных примесей, в частности бора. Фильтрационная установка удаления бора из воды функционирует по методу ионного обмена, который заключается в способности вещества (ионита) в эквивалентных количествах обменивать свои ионы на ионы содержащиеся в растворе. Процесс удаления бора в установке является обратимой реакцией. Для удаления бора вода проходит через анионообменный фильтр, где в качестве фильтрующего вещества используют макропористый, слабоосновный, борселективный анионит пищевой категории.

Первое, что следует отметить - ионитовый фильтр непрерывного действия является автоматизированным высокопроизводительным оборудованием, позволяющим получать высокое качество фильтрата при работе на больших скоростях и при минимальном расходе реагентов для их регенерации.

Принцип действия:

При прохождении воды через фильтрующий материал-борселективный,слабоосновный макропористый анионит пищевого класса «ГРАНИОН D403» или его аналоги происходит удалениек ионов бора.
Восстановление ионообменной емкости происходит путем последовательного пропуска через анионит расчетного количества растворов серной кистоты и едкого натра.
Растворы реагентов готовятся на фильтрате,который заполняет реагентные баки во время фильтроцикла.

В итоге применение фильтрационной установки для удаления бора имеет ряд технологических преимуществ: компактность фильтрационной установки делает возможным размещать ее на ограниченных площадях, с малыми затратами на монтаж, пуск и эксплуатацию.

Комплектация фильтрационной установки:

Стеклопластиковый корпус фильтра с дренажной системой
Управляющий клапан с блоком питания
Фильтрующая среда(анионит) и поддерживающий слой гравия
Баки для приготовления регенерационных растворов

Производительность установок: от 0,8 до 150 куб. метров в час.

Технические характеристики установок

Расход, м3/час	Диаметр/высота фильтра, мм.	Объём загрузки, л.	Объём реагентных баков, л.	Объём ст.вод от 1 регенерации л.	Расход 92% кислоты/ 42% щёлочи на регенерацию, кг.
0,7	259/1400	35	75	450	3,2/4,4
1	308/1400	50	100	650	4,5/6
2	410/1700	100	150	1100	9/12
3,5	480/1700	150	300	1800	13,5/18
5	525/1800	175	300	2400	15,7/21

Предлагаемые установки оснащены:

рамой из нержавеющей стали;
узлами микрофильтрации;
высоконапорными насосами с высокой коррозионной устойчивостью;
контурами промывки;
пультами управления и приборными панелями.

Скачать прайс-лист фильтрационных установок удаления из воды бора

По всем вопросам об установка удаления из воды бора звоните по телефону: 8 (4922) 47-11-16

rossaqua.ru

Очистка воды от бора по выгодным ценам — Гидросистемы

Компания «Гидросистемы» предоставляет услуги по созданию и монтажу комплексов для многоуровневой водоочистки. Мы работаем с 2002 года, обслуживая крупнейшие предприятия в Воронеже, Липецке, Белгороде, Тамбове, Курске и области.

В число потенциально опасных веществ, загрязняющих воду входит бор – элемент, накапливающийся в составе подземных вод. Его источниками могут служить:

осадочные, силикатные, вулканические породы;
глина;
нефтяные воды;
лиманы и солевые озера;
стоки, содержащие активные компоненты моющих средств и т.д.

Этот химический элемент загрязняет окружающую среду и аккумулируется в растениях, из-за чего возникает потребность интенсивной очистки воды от ионов бора. При превышении допустимой концентрации их воздействие на организм человека приводит к необратимым последствиям:

поражению дыхательных путей и легких;
заболеваниям желудочно-кишечного тракта и системы пищеварения;
расстройствам нервной системы;
нарушению развития плода и т.д.

Считается, что ионы борной кислоты способны проникать в организм при непосредственном контакте с косметикой и бытовой химией. Колоссальный вред наносится здоровью людей, проживающих поблизости от предприятий, осуществляющих добычу бороносных пород или их переработку.

Наибольшее количество опасного вещества накапливается в условиях повышения щелочного уровня. Иногда показатели достигают критических величин – единиц и десятков мг на литр.

В Воронежской, Липецкой и других областях Черноземья повышенные концентрации бора (до 3,5 мг/л) распространены в воде скважин глубиной более 100 м, но встречаются и на глубине от 30 м. Норма ПДК бора в питьевой воде составляет не более 0,5 мг/л.

Сделать воду из источника пригодной для употребления и последующего использования в промышленных или питьевых целях позволит многоуровневая обработка комплексом водоподготовки.

Технологии удаления бора

Ионный обмен

Особенность работы установки ионного обмена заключается в замещающей способности нерастворимых ионитов, позволяющих извлечь из раствора потенциально опасные анионы и катионы. Процесс представляет собой сложную реакцию, важнейшей характеристикой которой является ее обратимость.

Для удаления бора из природной или оборотной воды применяют специальные борселективные аниониты в сульфатной форме. Эта технология пока не получила широкого распространения в связи с высокой стоимостью таких ионообменных смол и сложной многоступенчатой регенерацией опасными агрессивными веществами (щелочью и кислотой).

Обратный осмос

Обратный осмос – способ очистки воды, при котором используется полупроницаемая мембрана. Она пропускает молекулы воды под избыточным давлением, но задерживает бактерии, коллоидные частицы, ионы растворенных солей и органику. Размер пропускаемых частиц зависят от размера пор мембраны – его можно подобрать под конкретную задачу. Технология очистки воды от бора при помощи обратного осмоса ценна в первую очередь с точки зрения эффективности, которая достигает 90% и даже выше.

Для максимальной эффективности установки применяются специальные борселективные мембраны. Конструкция установок различается, при этом выделяют два типа:

Одноступенчатые, используемые при количестве бора немногим выше, чем допускается нормами СанПиН. Для увеличения селективности мембран перед подачей воды на такой агрегат необходимо повысить ее значение pH.
Двухступенчатые, в которые устанавливаются две ступени борселективных мембран. Такие установки применяются при высокой концентрации загрязняющего вещества или при более жёстких требованиях к качеству очистки, например при производстве бутилированной воды.

Для того чтобы улучшить качество результата очистки, необходимо создать оптимальные условия: повысить pH обрабатываемой воды, нормализовать температуру и другие параметры. Двухступенчатые системы обратного осмоса позволяют производить более качественную очистку и надёжнее в работе, чем одноступенчатые.

Для приобретения очистного оборудования, удаляющего из воды ионы бора, свяжитесь со специалистами инженерной компании «Гидросистемы». Мы работаем с 2002 года и накопили большой опыт в проектировании и создании современных комплексов, предназначенных для эффективной водоподготовки и водоочистки. Мы берем на себя ответственность за проведение всех необходимых процедур – от монтажа и ввода устройств в эксплуатацию до гарантийного обслуживания функционирующих систем. Позвоните нам прямо сейчас и положите начало долгому и плодотворному сотрудничеству, заказав установку для очистки воды от бора в Воронеже, Липецке, Белгороде, Тамбове, Курске и других областях.

hydro.systems

Бор

www.water.ru

Описание. Бор (лат. Borum) - химический элемент III группы периодической системы Д.И. Менделеева, атомный номер 5, атомная масса 10,811. Не металл. При обычной температуре химически инертен. Существует в двух формах - аморфной и кристаллической. Аморфный бор - бурый порошок без запаха и вкуса с очень высокой температурой плавления и кипения. Плохо проводит тепло и электричество. Кристаллический бор - гранатово-красные кристаллы квадратной системы, очень твердые (по твердости близки к алмазу) и хрупкие. Название свое бор получил по одному из своих природных соединений, с древности известному как "бура" (по-арабски "бурак", на поздней латыни - borax). Впервые свободный бор получен Л.Ж. Гей-Люссаком (Joseph Louis Gay-Lussac) и Л.Ж. Тенаром (Louis-Jacques Thиnard) в 1808 г. Подробнее об истории открытия бора см. соответствующую страницу книги профессора Химического факультета МГУ Н.А. Фигуровского "Открытие элементов и происхождение их названий". Содержание бора в земной коре составляет 0,0012%. В природе встречается в форме борной кислоты или ее солей - боратов, а также в виде полиборатов - солей полиборных кислот. Бор используется при производстве коррозионно-стойких и жаропрочных сплавов, боросиликатного стекла и композиционных материалов (в т. ч. боропластиков), сложных строительных материалов, некоторых моющих средств, а также при изготовлении сплавов для регулирующих устройств ядерных реакторов (отражателей нейтронов). Бор также содержится в фотографических материалах, высокоэффективных видах топлива, средствах пожаротушения, некоторых инсектицидах и даже в косметике.

Источники. Источником бора в подземных водах служат бороносные осадочные породы (борацит, бура, калиборит, улексит, колеманит, ашарит), породы, сложенные известково-магнезиально-железистыми силикатами и алюмосиликатами (так называемые "скарны"), соленосные отложения, а также вулканические породы и глины, содержащие бор, сорбированный из морской воды. Источниками соединений бора в природе служат также воды нефтяных месторождений, рапа соленых озер, термальные источники, особенно в районах вулканической активности. Существенный "вклад" вносят стоки стекольного, металлургического, машиностроительного, текстильного, керамического, кожевенного производств и коммунальные сточные воды, содержащие моющие вещества. Локальное загрязнение почвы возможно при внесении в нее борсодержащих удобрений и в местах разработки борсодержащих руд. Достоверная информация о том, как долго бор сохраняется в воздухе воде или почве отсутствует. Известно, что бор мало токсичен для рыб и других водных обитателей и практически не накапливается у них в организме. Однако бор имеет тенденцию к накоплению в растениях (особенно в овощах и фруктах) и поэтому присутствует в яблоках (245 мкг%), грушах (135 мкг%), винограде (365 мкг%), моркови (200 мкг%), орехах (мкг% - это величина, показывающая содержание вещества м микрограммах в 100 граммах продукта).

Влияние на качество воды. В природных водах бор находится в виде ионов борных кислот. В более кислых водах (при рН 2-6) бор присутствует преимущественно в форме ортоборной кислоты (Н3ВО3) с частичной ее диссоциацией на h3BO3- и ВО33-, в щелочных водах (при рН 7-11) - в форме тетра-, пента-, гекса- и других полиборных кислот, а при рН 12-14 - в форме метаборной кислоты (НВО2). Щелочные воды, как правило, более богаты бором, чем жесткие воды. Связано это с тем. что натриевые соли борных кислот имеют гораздо более высокую растворимость, чем соли кальциевые и магниевые. В маломинерализованных подземных водах содержание бора составляет, как правило десятки-сотни мкг/дм3, однако в минерализованных щелочных водах его концентрация может достигать единиц и даже десятков мг/л, что делает такую воду потенциально небезопасной для питьевого применения.

Пути поступления в организм. Бор может поступать в организм человека несколькими путями. В наибольших количествах - с воздухом при дыхании у людей, работающих на бородобывающем или бороперерабатывающем производстве, а также у людей, проживающих недалеко от таких заводов. В меньшей степени - при употреблении внутрь воды с повышенным содержанием бора и с пищей. Теоретически бор может попасть в организм при кожном контакте с косметикой, содержащей соединения бора, и с моющими веществами.

Потенциальная опасность для здоровья. Оксид бора и ортоборная кислота относятся к сильнодействующим токсичным веществам. Непродолжительное вдыхание воздуха, умеренно загрязненного соединениями бора вызывает у людей раздражение носоглотки и глаз. Исследования на животных показывают, что при вдыхании воздуха с высоким загрязнением соединениями бора развивается поражение легких. При поступлении боратов или борной кислоты внутрь с водой или пищей бор быстро и почти полностью поглощается из желудочно-кишечного тракта. Выведение бора происходит в основном через почки. При непродолжительном употреблении внутрь бора в повышенных концентрациях возникает раздражение желудочно-кишечного тракта. При длительном воздействии соединений бора нарушение процессов пищеварения приобретает хронический характер (развивается так называемый "борный энтерит"), возникает и борная интоксикация, которая может поразить печень, почки, центральную нервную систему. В длительных исследованиях на животных было выявлено негативное воздействие бора на репродуктивную функцию у мужских особей (в частности, снижение выработки сперматозоидов и развитие атрофии яичка), а также токсическое действие на эмбрион во время беременности с возможностью возникновения дефектов у новорожденных. По данным Агентства по учету токсических веществ и болезней США (US Agency for Toxic Substances and Disease Registry) серьезных последствий при кожном контакте с соединениями бора не установлено. При высоких концентрациях в месте контакта возможно появление раздражения кожи. В исследованиях под эгидой Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) не было также выявлено мутагенной активности боратов и борной кислоты. Департамент здравоохранения США (The Department of Health and Human services), Агентство по исследованию рака (International Agency for Research on Cancer) и Агентство по охране окружающей среды США (Environmental Protection Agency) не относят бор к числу канцерогенов. В долгосрочных исследованиях на мышах и крысах рост числа опухолевых заболеваний, обусловленный получением повышенных доз бария, не выявлен. На основе исследований, проведенных ВОЗ, для бора была определена величина переносимого суточного потребления (ПСП), равная 88 мкг/кг массы тела, и уже на ее основе выработана рекомендация по уровню содержания бора в воде - 0.3 мг/л.

Физиологическое значение. Бор можно отнести к условно эссенциальным микроэлементам, так как в он хоть и в микроскопических количествах (см. "Биогенная классификация химических элементов"), но стабильно присутствует в человеческом организме. На самом деле биологическая роль бора недостаточно изучена. Есть данные, что бор принимает участие в процессах метаболизма кальция, магния и фосфора и, как следствие, необходим для поддержания нормального состояния костной ткани, однако его суточная потребность для человека пока не определена. Утешает только то, что дефицит бора наблюдается крайне редко.

Технология удаления из воды. Обратный осмос, дистилляция.