Очистка воды на водопроводной станции. Аммонирование воды

хлорирование с аммонизацией

Для борьбы с хлорфенольными привкусами и запахами в воде производят преаммонизацию, т. е. вводят в нее аммиак (до ввода хлора). Количество вводимого аммиака (или аммонийных солей) принимается из расчета 0,5—1 г ЫШ-иона на 1 г введенного в воду хлора.[ ...]

Хлорирование воды для снижения содержания органических веществ обычно проводится повышенными дозами хлора перед обработкой воды. Доза введенного хлора может достигать 20—30 мг/л. Если хлорирование для улучшения органолептических свойств воды проводится после очистки, то часто возникает необходимость дехлорирования воды, так как доза хлора при этом выше, чем необходимо для обеззараживания воды. Для снижения цветности воды на 3 град требуется 1 мг хлора при дозе 5 мг/л. Хлорирование с аммонизацией эффективно лишь для предотвращения запахов хлорфенолов. Оптимальная доза хлора выбирается по точке перелома на кривой хлоропоглощения. Доза перманганата калия при перхлорировании воды обычно составляет 0,3—0,5 мг/л.[ ...]

Хлорирование воды небольшими дозами усиливает привкусы и запахи. Запах увеличивается при наличии в воде фенолов вследствие образования при хлорировании хлорфенолов, обладающих резким запахом. Поэтому в данном случае либо увеличивают окислительно-восстановительный потенциал системы природная вода — хлор, применяя перехлорирование, либо снижают его, используя хлорирование с аммонизацией.[ ...]

Хлорирование с аммонизацией воды устраняет запахи и привкусы в исходной воде и маскирует присутствие хлора в хозяйственно-питьевой воде.[ ...]

Образующийся хлорамин обладает меньшими окислительными свойствами, чем хлор, в результате чего не происходит образования хлорфенолов. Запахи и привкусы, обусловленные деятельностью микроорганизмов, преаммонизацией не уничтожаются.[ ...]

При хлорировании с аммонизацией воду обрабатывают аммиачной водой, раствором сульфата аммония или газообразным аммиаком. В последнем случае используются аммонизаторы — аппараты, сходные с хлораторами, но изготовленные из других материалов.[ ...]

Методы хлорирования воды. Описанные условия образования и разрушения неорганических хлораминов в воде лежат в основе комбинированного метода обеззараживания — хлорирования с аммонизацией. Этот метод применяется для вод, имеющих запахи или привкусы. В обрабатываемую воду кроме хлора вводится аммиак или сульфат аммония. Если обработка аммиаком предназначается для снижения интенсивности запахов исходной воды, то аммиак вводится до хлорирования воды. Если аммонизация проводится для маскирования запаха хлора, аммиак подается в воду после обеззараживания. Связанный остаточный хлор более длительное время сохраняется в воде, так как гидролиз хлораминов идет значительно медленнее, чем свободного хлора. Большой опыт по применению хлорирования с аммонизацией накоплен на водопроводных сооружениях Москвы и Киева.[ ...]

Процесс хлорирования с аммонизацией следует вести при рН>7, так как при низких значениях pH образование хлораминов идет медленно. Дозы хлора и аммиака определяются пробной хлораммонизацией, при этом в зависимости от поставленной цели соотношение доз аммиака и хлора (по массе) изменяется от 1:3 до 1:10. Если требуется продлить обеззараживающее действие хлора, принимается меньшее соотношение, при низких температурах воды и необходимости более глубокого обеззараживания — большее.[ ...]

Расход хлора при хлорировании с аммонизацией такой же, как и при хлорировании одним хлором. Но с хлораминами удобно обеззараживать воду, содержащую большое количество органических веществ, так как расход хлора при этом резко снижается.[ ...]

В настоящее время хлорирование с аммонизацией применяется на многих водопроводах Советского Союза. Для аммонизации используется водный раствор аммиака или газообразный аммиак. В последнем случае растворение его в обрабатываемой воде производится в аппаратах-аммонизаторах, устройство которых аналогично хлораторам.[ ...]

При осуществлении хлорирования с аммонизацией станции обработки воды оборудуют аммонизаторными установками [21].[ ...]

Комбинированные методы хлорирования, т. е. обработка воды хлором совместно с другими бактерицидными препаратами, применяются для усиления действия хлора или фиксации его в воде на более длительный срок. Комбинированные методы используются не только при обработке больших количеств воды на стационарных водопроводах, но и как индивидуальные средства обеззараживания воды.[ ...]

Вариант обеззараживания хлорированием с аммонизацией применяют в двух случаях: для снижения запаха воды и для консервации остаточной концентрации хлора на более длительный период. Аммонизацию проводят до ввода хлора, если вода содержит фенолы или другие органические соединения.[ ...]

При аммонизации в обеззараживаемую воду вводят аммиак или соли аммония. Обычно для этого применяются аммиак жидкий, аммиачная вода и сульфат аммония.[ ...]

Изменение температуры от 10 до 40° С при постоянной концентрации остаточного хлора оказывает сравнительно небольшое влияние на бактерицидный эффект хлорирования. Незначительную роль играет изменение температуры в этих пределах и при хлорировании с аммонизацией (рис. 125), но, как видно из приведенных кривых, при температуре ниже 10° С бактерицидный эффект хлорирования с аммонизацией заметно падает.[ ...]

В настоящее время как профилактика для борьбы с хлорфенольным запахом и привкусом используется хлорирование с аммонизацией, которое не устраняет хлорфенольных запахов, а предупреждает их возникновение, поскольку хлор реагирует с аммиаком, а не с фенолом. При введении в воду сначала аммиака, а затем хлора хлорфенольные соединения, которые вызывают ухудшение органолептических показателей воды, не образуются.[ ...]

На многих современных водопроводах, в том числе и на Московском, производится хлорирование воды с аммонизацией. Соли аммония вводятся в воду несколько раньше хлора. Хлорирование с аммонизацией устраняет запах, улучшает вкусовые качества и придает хлору консервативность.[ ...]

При расчете процессов обработки воды хлором дозы его принимают для предварительного хлорирования 3—5 мг/л и для обеззараживания очищенной воды —0,75—2 мг/л. Кроме того, должна быть предусмотрена возможность кратковременного хлорирования воды дозами до 50 мг/л с последующим дехлорированием сернистым газом, гипосульфитом или другими веществами. В случае хлорирования с аммонизацией соотношение дозы х-гора и аммиака принимается от 1 : 4 до 1 : 10.[ ...]

Для обеспечения нормального протекания процесса обеззараживания необходимо определенное время контакта воды с хлором. Обычно в расчетах его принимают равным: при нормальном хлорировании 30 мин., при хлорировании с аммонизацией 1,0—2 час.[ ...]

Последний метод получил наибольшее распространение в технологии обработки воды. Аммонизация осуществляется введением в обрабатываемую воду аммиака или солей аммония. В зависимости от целевого назначения такие добавки вводят перед хлорированием (преаммонизация) или после него (постаммонизация). В случае преаммонизации аммиак вводят в водоводы первого подъема за 1—2 мин до первого ввода хлора, при постаммонизации — в резервуары чистой воды. Наиболее эффективной является смесь, содержащая аммиак и хлор в молекулярных соотношениях 1:1 и 1 : 2, что примерно соответствует весовым соотношениям 1:4— 1 : 10.[ ...]

Расход активного хлора в случае применения раствора хлорамина не мен’ьше, чем при использовании растворов свободного хлора. Поэтому хлорирование с аммонизацией эффективно при содержании в воде большого количества органических примесей, когда потери хлора за счет разложения хлорамина не играют существенной роли (они будут меньше того количества хлора, которое без наличия аммиака пошло бы на окисление органических примесей воды).[ ...]

Известно, что для обеспечения нормального протекания процесса обеззараживания необходимо соблюдать определенную продолжительность контакта воды с хлором. Продолжительность контакта хлора с водой от момента смешения до поступлений воды к ближайшим потребителям следует принимать не менее 30 мин, а при хлорировании с аммонизацией — не менее 1 ч. Такой контакт в зависимости от местных условий может осуществляться в резервуаре чистой воды, водоводах или специальных контактных резервуарах.[ ...]

При обеззараживании вод, обладающих малой хлоропоглощаемостью, наблюдается обратное явление — более интенсивное уменьшение концентрации активного хлора при хлорировании с аммонизацией, чем при обычном хлорировании. Это явление объясняется окислением и разложением монохлорамина, особенно интенсивно протекающими при избытке активного хлора. Максимальная скорость окисления наблюдается при pH 7—9. Разложение монохлорамина особенно быстро происходит при pH 5—7 [30]. Скорость процесса обеззараживания хлораминами меньше скорости обеззараживания хлором, поэтому контакт воды с хлором при преаммонизации должен быть более длительным (не меньше 2 ч).[ ...]

Разрушение фенолов большими дозами хлора разрешает использовать этот метод для улучшения органолептических качеств воды, содержащей свыше 0,1 мг!л фенолов, т. е. в условиях, когда хлорирование с аммонизацией уже не устраняет хлорфенольного запаха в воде.[ ...]

Треугольник, ограничивающий хлораминную область, сильно увеличивается и деформируется при наличии в воде различных примесей. Так, при наличии в обрабатываемой хлором воде веществ с малой реакционной способностью (на рис. 7.14, б — фенол) значительно удлиняется сторона А3В3. Наоборот, при большой реакционной способности примесей (пирогаллол) вытягивается сторона ОА2 и в начальном участке кривой может вообще отсутствовать остаточный хлор. При средней реакционной способности примесей (гидрохинон) растягиваются обе стороны треугольника, ограничивающего хлораминную область на графике «доза хлора — остаточный хлор». Соответственно с описанными деформациями наблюдается смещение точек перелома вдоль абсциссы и изменение положения максимумов; высота треугольника остается почти постоянной, так как она определяется содержанием в воде аммиака. Этот возможный дрейф точки перелома необходимо учитывать при разработке рациональной технологии хлорирования с аммонизацией.[ ...]

На обеззараживание воды расходуется лишь незначительное количество вводимого в нее хлора; основная масса этого реагента идет на окисление различных органических и неорганических примесей. Для фиксации хлора в воде на более продолжительное время и одновременного снижения его расхода применяют хлорирование с аммонизацией. При наличии в воде аммиака или солей аммония вводимый в нее хлор образует хлорамины, окислительный потенциал которых значительно ниже, чем у свободного хлора. В результате этого резко снижается хлоропоглощаемость воды, а содержащийся в ней после обработки хлораминный хлор органолептически менее ощутим.[ ...]

Устранение запахов и привкусов в зависимости от их происхождения осуществляется различными методами. Предотвращение запахов, вызываемых размножением и отмиранием водорослей, достигается при обработке воды в водоеме медным купоросом. Запахи, возникающие в результате жизнедеятельности микроорганизмов, устраняются аэрацией, фильтрованием воды через активированный уголь, обработкой ее угольным порошком, соединениями, содержащими активный хлор, или озоном. Применение хлорирования с аммонизацией в воде, содержащей фенолы и другие производные бензола, предотвращает возникновение хлорфенольных запахов и привкусов. Некоторые привкусы, вызванные содержанием большого количества отдельных солей, устраняются различными методами обес-соливания воды.[ ...]

Длительность бактерицидного действия зависит от массового соотношения хлора и аммиака, а также от температуры воды. Наиболее длительное действие достигается при соотношении хлора и аммиака, которое отвечает образованию монохлорамина (массовое соотношение составляет 4 : 1 или 5:1). Окислительный потенциал монохлорамина ниже, чем у свободного хлора, поэтому монохлорамин меньше расходуется на окисление органических веществ, содержащихся в воде, и на процессы коррозии. Особенно большой эффект хлорирования с аммонизацией наблюдается при обеззараживании воды, богатой органическими веществами [21—37].[ ...]

ru-ecology.info

Очистка воды на водопроводной станции

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Технологии очистки

Технологический процесс водоподготовки включает следующие основные этапы:

· аммонирование воды (используется сульфат аммония)

· обеззараживание воды (используется гипохлорит натрия)

· коагуляция загрязняющих веществ (используется сульфат алюминия)

· флокуляция (используется катионный флокулянт)

· фильтрация через песчаную загрузку на контактных осветлителях (одноступенчатая схема очистки)

· отстаивание и фильтрация через песчаную загрузку на скорых фильтрах (двухступенчатая схема очистки)

· обеззараживание УФ-излучением

С 2007 года в Водоканале действует уникальная двухступенчатая технология комплексного обеззараживания питьевой воды на водопроводных станциях Санкт-Петербурга. Она включает в себя использование высокоэффективного и одновременно безопасного реагента - гипохлорита натрия (химический метод) и ультрафиолетовую обработку воды (физический метод). Эта комбинация позволяет полностью гарантировать эпидемиологическую безопасность водоснабжения Санкт-Петербурга, а также полное соответствие микробиологических показателей качества воды действующим нормативам.

Петербург стал первым мегаполисом, в котором вся питьевая вода проходит обработку ультрафиолетом и который полностью отказался от использования жидкого хлора для обеззараживания воды.

Церемония вывоза последнего баллона с хлором состоялась 26 июня 2009 года на Северной водопроводной станции. На смену хлору (использование которого представляло серьезную опасность с точки зрения хранения и транспортировки) пришел безопасный реагент гипохлорит натрия. В Петербурге работают два завода по производству низкоконцентрированного гипохлорита натрия – на Южной водопроводной станции (с 2006 года) и на Северной водопроводной станции (с 2008 года).

Еще одна технология, вот уже более двух лет используемая Водоканалом, – это система дозирования порошкообразного активированного угля (ПАУ), обеспечивающая удаление запаха и нефтепродуктов.

Канализация ,Очистка сточных вод.

Канализа́ция — составная часть системы водоснабжения и водоотведения, предназначенная для удаления твёрдых и жидких продуктов жизнедеятельности человека, хозяйственно-бытовых и дождевых сточных вод с целью их очистки от загрязнений и дальнейшей эксплуатации или возвращения в водоём. Необходимый элемент современного городского и сельского хозяйства. Нарушение его работы может ухудшить санитарно-эпидемиологическую ситуацию в местности.

Очистка сточных вод — комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах. Обычно осуществляется в КОС установках.

Очищение происходит в несколько этапов:

§ механический

§ биологический

§ физико-химический

§ иногда дезинфекция сточных вод.

Механический этап

Производится предварительная очистка поступающих на очистные сооружения сточных вод с целью подготовки их к биологической очистке. На механическом этапе происходит задержание нерастворимых примесей.

Сооружения для механической очистки сточных вод:

§ решётки и сита;

§ песколовки;

§ первичные отстойники;

§ мембранные элементы;

§ септики.

Очищенные таким образом сточные воды переходят на первичные отстойники для выделения взвешенных веществ. В результате механической очистки удаляется до 60-70 % минеральных загрязнений, Кроме того, механическая стадия очистки важна для создания равномерного движения сточных вод (усреднения) и позволяет избежать колебаний объёма стоков на биологическом этапе.

Биологический этап

Биологическая очистка предполагает деградацию органической составляющей сточных вод микроорганизмами (бактериями и простейшими).

На данном этапе происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота и фосфора,

Физико-химический этап

Для улучшения параметров очистки могут быть применены различные химические методы, как, например, дополнительная седиментация фосфора солями Fe и Al, хлорирование, озонирование,

Дезинфекция сточных вод

Для окончательного обеззараживания сточных вод предназначенных для сброса на рельеф местности или в водоем применяют установки ультрафиолетового облучения.

Для обеззараживания биологически очищенных сточных вод, наряду с ультрафиолетовым облучением, которое используется, как правило, на очистных сооружениях крупных городов, применяется также обработка хлором в течение 30 минут.

Гигиеническое значение почвы

Почва является фактором окружающей среды, с которым человек непосредственно связан в течение всей жизни. Обитая на поверхности Земли, добывая из нее воду и полезные ископаемые, производя различные земляные и сельскохозяйственные работы, человек постоянно подвергается воздействию факторов, связанных с почвой и влияющих на его здоровье и условия жизни.

Если почва загрязняется вредными отбросами от промышленных предприятий или в ней накапливаются пестициды, применяемые при сельскохозяйственных работах для борьбы с вредителями, то это может ухудшить органолептичоские свойства пищевых продуктов, произрастающих на данной почве, или сделать их вредными для здоровья чеПочва, нагретая солнцем, оказывает влияние на тепловые свойства приземного слоя атмосферы. Физико-химические свойства почвы определяют глубину расположения и состав подземных вод. Высокое стояние грунтовых вод влияет на влажность воздуха и микроклимат местности, так как способствует ее заболачиванию, делает климат нездоровым, сырым. Это, в свою очередь, вызывает сырость зданий. Поэтому рельеф почвы и уровень стояния грунтовых вод в ней учитывают при выборе земельных участков для строительства.Почву используют для обезвреживания и утилизации отбросов, образующихся в процессе жизнедеятельности человека. Отбросы богаты органическими веществами и могут содержать патогенные микроорганизмы и яйца гельминтов. При плохом благоустройстве населенных мест и нерегулярной очистке отбросы загрязняют почву. При этом органическая часть отбросов разлагается с образованием зловонных газов, загрязняющих атмосферный воздух, является питательной средой для патогенных микроорганизмов. Они, в свою очередь, загрязняют подземные воды, пищевые продукты (овощи), распространяясь мухами, грызунами и с почвенной пылью.

Эпидемиологическое значение почвы.

Патогенные микроорганизмы попадают в почву с испражнениями и трупами людей и животных, погибшими от инфекционных заболеваний. Почва является важным фактором в распространении дизентерии, тифопаратифозных заболеваний, особо опасных инфекций и гельминтозов. Большинство патогенных микроорганизмов не находят в почве достаточно удовлетворительных условий для существования и постепенно погибают. Их продолжительность жизни различна. Так, возбудители дизентерии могут находиться в почве около 3—7 месяцев, брюшно-тифозные палочки — до 1,5 года. В почве живут от нескольких часов до нескольких суток возбудители туляремии, туберкулеза, патогенные леп-тоспиры и др. Почва также является резервуаром энтерови-русов. Загрязнение ими почвы может происходить при попадании фекалий и хозяйственно-бытовых сточных вод. Выживаемость вируса полиомиелита в почве составляет от 25 до 130 суток в зависимости от температурного режима.

На обсемененность почвы патогенными микроорганизмами влияет ее глубина. С увеличением глубины почвы количество микроорганизмов уменьшается. Так, если на глубине до 10 см количество их достигает сотен тысяч, то уже на глубине 25 см их в 10—20 раз меньше. Способствуют гибели микроорганизмов такие факторы, как влажность и температура почвы, антагонизм микроорганизмов, аэрация почвы и скорость самоочищения ее от органических загрязнений.

Очистка воды на водопроводной станции

Технологии очистки

Технологический процесс водоподготовки включает следующие основные этапы:

· аммонирование воды (используется сульфат аммония)

· обеззараживание воды (используется гипохлорит натрия)

· коагуляция загрязняющих веществ (используется сульфат алюминия)

· флокуляция (используется катионный флокулянт)

· фильтрация через песчаную загрузку на контактных осветлителях (одноступенчатая схема очистки)

· отстаивание и фильтрация через песчаную загрузку на скорых фильтрах (двухступенчатая схема очистки)

· обеззараживание УФ-излучением

Канализация ,Очистка сточных вод.

Очищение происходит в несколько этапов:

§ механический

§ биологический

§ физико-химический

§ иногда дезинфекция сточных вод.

Механический этап

Сооружения для механической очистки сточных вод:

§ решётки и сита;

§ песколовки;

§ первичные отстойники;

§ мембранные элементы;

§ септики.

Биологический этап

На данном этапе происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота и фосфора,

Физико-химический этап

Дезинфекция сточных вод

Гигиеническое значение почвы

Эпидемиологическое значение почвы.

Удаление аммония в производстве бутилированной воды

Андрей Гречушкин, канд. тех. наук, компания «ЭКОДАР» (Москва)

Елена Симакова, канд. пед. наук, МГТУ им. Н. Э. Баумана (Москва)

Значительную долю рынка бутилированных вод занимают крупные производители, и в последние годы она только увеличивается. В то же время большую часть мирового, да и российского производства бутилированной воды обеспечивают средние и малые предприятия.

Водоподготовка на малых и средних предприятиях

Наряду с предприятиями, специализирующимися на выпуске бутилированной воды, на рынке также присутствуют индивидуальные предприниматели и предприятия, для которых розлив бутилированной воды является непрофильным или сопутствующим бизнесом и др. Малые производители в большинстве своем ориентированы на местный рынок, при этом в ряде случаев розлив воды носит сезонный характер.

Далеко не всегда такие производители могут позволить себе иметь в штате специалистов, обладающих большим опытом работы в области водоподготовки и обслуживания водоочистного оборудования. Вместе с тем, несмотря на небольшие объемы производства и квалификацию персонала, выпускаемая предприятиями бутилированная вода должна полностью удовлетворять требованиям СанПиН 2.1.4.1116–02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости». Может быть, на первый взгляд это покажется странным, но требования к надежности работы оборудования систем водоподготовки для малых и средних производств не ниже, а зачастую и выше, чем для крупных.

Одной из часто возникающих вопросов в подготовке воды для розлива является удаление из воды иона аммония, поскольку СанПиН 2.1.4.1116–02 довольно жестко регламентирует концентрацию аммония (для воды первой категории предельно допустимая концентрация составляет 0,1 мг/л, для воды высшей категории – 0,05 мг/л). Природные воды часто имеют многократное превышение по данному показателю. И хотя тема очистки воды от аммония достаточно широко освещена в литературе [1, 2], нормативная база подготовки воды для розлива и особенности малого и среднего производства накладывают свои ограничения, на которых следует остановиться подробнее.

Методы удаления аммония из воды

Используемые в водоподготовке основные методы удаления аммония сведены в таблицу (в той или иной форме она приводится в различной литературе). Рассмотрим их применимость при подготовке бутилированной воды в условиях малого и среднего производства.

Методы удаления аммония из воды

Метод

Произв-сть, м3/ч

Затраты

Концентрация аммония в исходной воде, не более, мг/л

Примечание

капитальные

эксплуатац.

Ионообменное умягчение воды на сильнокислотных катионообменных смолах	0,5–10,0	Низкие	Высокие	0,2–0,3	Удаление солей жесткости, потребление поваренной соли
Сорбция на неорганических сорбентах	0,5–10,0	Средние	Высокие	10	Удаление солей жесткости, потребление поваренной соли
Сорбция на природном цеолите (клиноптилолите)	0,5–10,0	Средние	Средние	10	Удаление тяжелых металлов, потребление поваренной соли
Обратноосмотический (в том числе нанофильтрация)	0,1–100	Высокие	Низкие	1–5	Обессоливание, умягчение, потребление ингибитора
Использование окислителей (хлор, озон, ClO2, хлорамин, KMnO4)	5–1000	Средние	Средние	Зависит от вида окислителя и применяемой технологии	Удаление органики, появление органохлоридов (в случае использования препаратов хлора)
Биологический (нитрификация)	5–10 000	Средние	Низкие	1	Появление нитратов
Биологический (нитрификация)	5–10 000	Высокие	Низкие	10	Появление нитратов

Использование окислителей. Метод очистки воды, основанный на использовании окислителей, для малых и средних производителей неприменим, поскольку согласно СанПиН 2.1.4.1116–02 запрещено обрабатывать активным хлором воды, предназначенные для розлива, а другие окислители (озон, СlO2, хлорамин, KMnO4) неэффективны для удаления аммония [1].

Биологический метод. Интересным и эффективным методом удаления аммония является его биологического окисления до нитрит-аниона‎, а затем до нитрат-аниона при помощи бактерий Nitrosomonas. Его упрощенно можно представить реакцией:

Nh5+ + 2O2 → NO3– + 2H+ + h3O

Для осуществления процесса при невысоких исходных концентрациях аммония применяются фильтры с загрузкой гранулированными материалами (которые благоприятны для закрепления на них бактерий), при высоких концентрациях (когда растворенного в воде кислорода недостаточно) – аэрируемые реакторы. Для протекания реакции биологического окисления в воде, кроме наличия кислорода, необходимо присутствие (или искусственное добавление в воду) достаточного для роста бактерий количества фосфора; вода должна иметь , концентрацию органических веществ рН > 7,5 и температуру не ниже 8–10 ºС. Следует также учитывать, что процесс естественного обсеменения гранулированного материала фильтра или реактора и достижения максимальной эффективности длится от 1 до 3 мес.

При всех своих достоинствах биологический метод удаления аммония практически неприменим на небольших системах. Заказчик небольшой системы водоподготовки хочет видеть в ней такие технические и технологические решения, которые позволят эксплуатироватьее в автоматизированном или автоматическом режиме. Участие человека в управлении процессом должно быть сведено к минимуму. Простои производства (зачастую небольшое производство бутилированной воды носит сезонный характер) не должны отрицательно сказываться на работоспособности оборудования. В таких условиях поддерживать жизнеспособность бактерий на загрузке фильтров с привлечением высококвалифицированного персонала экономически нецелессобразно.

Обратноосмотический метод. В отличие от биологического метода обратноосмотический процесс легко поддается автоматизации. Функции эксплуатирующего персонала при этом заключаются в периодическом приготовлении раствора ингибитора (иногда и раствора для коррекции рН), в контроле за показаниями приборов и в периодической, раз в несколько месяцев, автоматизированной промывке обратноосмотических мембран.

Однако в случае использования обратноосмотического метода имеет место неспецифическое удаление иона аммония, поскольку одновременно происходит удаление и других ионов, частичное обессоливание и умягчение воды. В зависимости от исходной концентрации аммония можно подобрать селективность обратноосмотических мембран и чаще всего добиться (в ряде случаев применяя подмес исходной воды к пермеату) требуемой концентрации аммония на выходе, сохраняя при этом приемлемый химический состав очищенной воды. Другим путем (при высоких исходных концентрациях аммония) является довольно глубокое обессоливание воды с последующей искусственной минерализацией пермеата.

Все же метод обратноосмотического удаления аммония следует использовать прежде всего для вод, в которых кроме аммония имеется превышение концентрации таких компонентов, как литий, натрий, сульфаты, бор и др.

Ионообменное умягчение воды на сильнокислотных катионообменных смолах. Частичное удаление аммония происходит также в процессе ионообменного умягчения воды на сильнокислотных катионообменных смолах. Это связано с определенным расположением аммония в ряду селективности для сильнокислотных катионообменных смол:

Литий < Натрий < Калий ≈ Аммоний < Магний < Цинк < Кальций < Стронций < Барий

Эффективность метода сильно зависит от химического состава исходной воды, в частности от концентрации в ней натрия и калия. Возможность применения данного метода следует рассматривать при превышении исходной концентрации аммония над предельно допустимой концентрацией не более 30%.

Сорбция на неорганических сорбентах. Более эффективным способом удаления аммония является его сорбция на неорганических сорбентах, таких как синтетические и природные цеолиты. Примером синтетического цеолита является ионообменный материал, получаемый из алюмосиликата натрия. На отечественном рынке довольно широко распространен такой неорганический ионообменный материал под торговой маркой Crystal-Right CR-100. Он служит для обезжелезивания, деманганации и умягчения воды методом ионного обмена и сорбции аммония. Такая универсальность данного материала в рассматриваемой нами области подготовки воды для розлива часто является и его недостатком, так как далеко не всегда требуется одновременное значительное умягчение воды. Емкость Crystal-Right CR-100 по аммонию достаточно высока и составляет до 980 мг на 1 дм3 материала. Применять материал допустимо на водах с исходной минерализацией не менее 80 мг/л, жесткостью не менее 1 мг/л и рН > 5,7. Синтетический цеолит можно использовать в стандартных установках умягчения, при этом по сравнению с процессом умягчения на катионообменных смолах меняются лишь технологические параметры, такие как скорость фильтрования, количество регенерационного раствора хлорида натрия и продолжительность стадий регенерации.

Сорбция на природном цеолите (клиноптилолите). Метод удаления аммония сорбцией на природном цеолите (клиноптилолите – клиноптилолитсодержащем туфе) не получил распространения в крупных системах розлива воды из-за значительной стоимости эксплуатационных затрат, прежде всего на регенерационную поваренную соль. Для небольших систем данный метод достаточно привлекателен из-за низких капитальных затрат, простой автоматизации процесса и, что особенно важно в области подготовки бутилированных вод, незначительного влияния на химический состав воды. Cорбционная емкость по аммонию, по сравнению с синтетическими цеолитами, невелика и составляет от 0,1 до 30 г на 1 дм3 материала в зависимости от месторождения клиноптилолита и условий проведения процесса регенерации.

Пример небольшой системы водоподготовки

На рисунке показана небольшая система подготовки для розлива воды первой категории производительностью 0,7 м3/ч.

Система подготовки (+для розлива) воды первой категории производительностью 0,7 м3/ч

В данном случае стояла задача снижения концентрации аммония с 0,6 мг/л до требований СанПиН 2.1.4.1116–02 для воды первой категории – не более 0,1 мг/л. Также исходная вода имела 70%-е превышение по концентрации фтора. Проведенные предварительные расчеты показали, что обработка воды только на установке обратного осмоса не позволит получить воду с приемлемыми вкусовыми качествами.

Была принята схема с предварительной обработкой воды на природном цеолите для снижения концентрации аммония (на рисунке – фильтр на дальнем плане) и последующей обработкой воды на установке обратного осмоса с подмесом к пермеату воды с выхода фильтра. Благодаря такой схеме удалось получить воду с благоприятными вкусовыми качествами и концентрациями аммония и фтора на уровне требований к воде высшей категории (<0,05 и 0,8 мг/л соответственно).

Таким образом, из допустимых к применению в области подготовки бутилированных вод методов удаления аммония для малых и средних производств более целесообразно использовать методы сорбции на синтетических и природных цеолитах, обратноосмотический метод и при невысоких превышениях по аммонию – метод ионного обмена на синтетических катионообменных смолах.

Библиографический список

Технический справочник по обработке воды : В 2 т. Т. 2 / Пер с фр. СПб. : Новый журнал, 2007. 922 с.
Никашина, В. А. Очистка артезианской питьевой воды от иона аммония на природном клиноптилолитсодержащем туфе. Математическое моделирование и расчет процесса сорбции / В. А. Никашина, И. Б. Серова, Э. М. Кац // Сорбционные и хроматографические процессы. 2008. Т. 8. Вып. 1. С. 23–29.

Дата публикации: 11.01.2012

www.ekodar.ru