Предварительная очистка воды

Фильтр предварительной очистки воды: зачем нужен, устройство и советы по выбору

При использовании централизованной системы водоснабжения приходится ставить фильтр предварительной очистки воды. Первичная фильтрация воды очень важна, так как останавливает самые крупные частицы грязи. Такие фильтрующие элементы ещё называет — грязевик.

Зачем нужна предварительная фильтрация воды

Существует ряд факторов, объясняющих важность предварительной фильтрации воды. Среди них выделяются следующие:

  1. Забота о собственном здоровье.
  2. Продление срока службы приборов отопления и смесителей.
  3. Снижение затрат на покупку дополнительных моющих средств. Если пользоваться неподготовленной жидкостью, придется брать всевозможные бальзамы и лосьоны. При наличии жесткой воды моющие средства будут растворяться плохо.
  4. Предотвращение проблемы белых следов на сантехнике, изделиях из стекла или плиточных конструкциях.
  5. Удаление из состава железа. Любые железистые соли и примеси металлов негативно сказываются на состоянии бытовой техники и приводят к накоплению ржавчины и налета.

Предварительный фильтр первичной очистки размещается за запорной арматурой, но перед устройствами учета. Его задача заключается в эффективной фильтрации жидкостей, поступающих в дом, и выведении из состава ржавчины, песка и прочих крупных фракций. Однако это только начальный этап очистки, и его недостаточно для получения безопасной питьевой воды.

Смотрите таблицу, чтобы понимать что задерживают фильтры грубой очистки.

Отдельные предметы бытовой техники, которые работают на основе трубопроводной воды, нуждаются в наличии предфильтра. В их числе:

  1. Посудомоечные машины.
  2. Нагреватели воды.
  3. Стиральные машины.
  4. Термопоты.
  5. Другие приборы.

Воду нужно профильтровать еще до момента ее взаимодействия с оборудованием. В противном случае при появлении поломок производители откажутся предоставлять услуги по гарантийному обслуживанию.

Предварительная фильтрация — это залог долгой и бесперебойной работы недешевой сантехники.

Устройство фильтров предварительной очистки

Наиболее примитивные варианты предфильтров выполнены в виде металлической мелкоячеистой сетки, которая способна удерживать крупные загрязнения в воде. Некоторые модели оборудованы системой промывки фильтров, что избавляет хозяев здания от необходимости самостоятельно снимать рабочий элемент и проводить его чистку. В отдельных исполнениях системы автоматизированы.

Еще в продаже предлагаются фильтры, оснащенные специальными клапанами, которые регулируют скачки давления в трубах. Это защищает бытовую технику от гидроударов и скачков давления. Для оценки показателей используется манометр (или несколько таких измерительных приборов). При появлении низкого давления фильтр нужно будет промыть.

Виды предфильтров

На рынке представлено несколько типов фильтрующих систем для предварительной подготовки воды, однако сетчатые и картриджные разновидности считаются наиболее востребованными.

Представители первой группы оснащены специальной сеткой с мелкими ячейками, где задерживаются крупные фракции и вредные примеси. Второй тип оборудован многослойным картриджем, который сохраняет крошечные загрязнения.

Передовые модели поддерживают 2 варианта фильтрации, что делает их максимально производительными и эффективными.

Сетчатые фильтры из нержавеющей стали очищают воду с помощью металлической сетки с мелкоячеистой структурой. Размеры этих отверстий варьируются от 50 до 400 мкм, что обеспечивает удерживание большинства твердых примесей. Ржавчины и песок с труб остаются на фильтрующих приборах, не нарушая работоспособность сантехники и другого оборудования в доме.

В продаже — доступные сетчатые фильтры самопромывные, которые способны самоочищаться без помощи человека. Остальные модели нуждаются в демонтаже грязной сетки для промывки.

Еще производители фильтров предлагают системы с магнитным уловителем, притягивающим железистые соединения, ржавчину и прочие гидроокислы железа, которые содержатся в воде.

Картриджные предфильтры для горячей и холодной воды закрепляются на поверхности, поскольку они обладают крупными габаритами и занимают много места. Передовые разработки оборудованы прозрачным корпусом, что позволяет потребителям следить за процессом очистки и видеть, сколько различных частиц имеется в трубопроводной жидкости.

Внутри системы расположен сменный картридж из угля или прессованного волокна, полипропиленовой нити либо полиэстера. В зависимости от используемых элементов определяется эффективность очистки. Пропускная способность составляет 20-30 мкм, что позволяет избавляться от крошечных частиц.

Из-за ограниченной скорости фильтрации картриджные устройства не подходят для участков с повышенным давлением. После окончания эксплуатационного срока картридж нужно утилизировать, а в колбу поместить новую деталь. Корпус оснащен отстойником и 2 патрубками: первый пропускает водопроводную воду, а второй принимает очищенный состав.

Кроме перечисленных типов на рынке предлагаются высокоскоростные напорные фильтры грубой очистки, которые обладают улучшенными производительностью и пропускными способностями.

Фильтры бывают с таким размещением корпуса:

  1. С прямым — устанавливаются перпендикулярно трубам и отличаются крупными габаритами.
  2. С косым — занимают большое пространство и размещаются под углом к основной трубе.

Еще фильтрующие системы могут отличаться способом монтажа. С учетом способа установки выделяют такие категории устройств:

  1. Фланцевые предфильтры. Размещаются на развязках и магистральных трубопроводах в подвальных помещениях многоэтажных домов. Устанавливаются на трубы диаметром от 2 дюймов (5,08 см). Место монтажа выбирается после составления проектировки.
  2. Муфтовые фильтры. Предназначаются для городских квартир и закрепляются на трубах с диаметром до 2 дюймов (5,08 см).

Как выбрать фильтры предварительной очистки

Выбирая фильтр грубой очистки, нужно руководствоваться следующими критериями:

  1. Цена. В отличие от агрегатов со съемными элементами непромывные изделия с сеткой — более дешевые.
  2. Надежность. Если к работе очистителя предъявляются высокие требования, лучше остановиться на изделиях ФГО с сеткой.
  3. Материал изготовления корпуса. Наибольшей прочностью характеризуются изделия с латунном корпусе.
  4. Простота монтажа. Если нужно выполнить самостоятельную установку фильтрующих систем, лучше остановиться на сетчатых изделиях с косым размещением резервуара. Они не нуждаются в монтаже дополнительных приспособлений, помимо 2 труб с внешней резьбой.
  5. Легкость обслуживания. Изделия с очистными элементами в виде сетки и прямым резервуаром характеризуются простотой обслуживания.
  6. Хорошая пропускная способность. Передовые модели способны задерживать даже самые крошечные примеси и частицы. Однако устанавливать их в домах со старыми, изношенными трубами нецелесообразно, поскольку рабочие элементы будут быстро загрязняться крупными примесями, такими как песок, глина и др.
  7. Исполнение корпуса. Собираясь приобрести предфильтр для очистки воды, важно учитывать и такой нюанс, как тип корпуса. Лучше отдавать предпочтение конструкциям с прямым размещением отстойника. Они способны фильтровать большие объемы воды, чем превосходят разработки с косым расположением.

Топ 5 лучших фильтров предварительной очистки воды

Поскольку в продаже имеется широкий выбор предфильтров, найти оптимальный вариант бывает проблематично.

Чтобы упростить предстоящую покупку, следует ознакомиться с рейтингом лучших моделей:

  1. Гейзер Тайфун 20 ВВ. Представляет собой надежную разработку магистрального типа, которая может взаимодействовать со станциями ГВС и ХВС в жилище. Для изготовления корпуса используется экологически безопасная нержавейка, а модель оснащена нижним клапаном сброса давления и сливным отверстием. Роль фильтрующего элемента выполняет сменный механизм Арагон 3, способный доводить воду до состояния питьевой. Показатели производительности достигают 50 л/мин при рабочем ресурсе до 60 м3. Рабочий температурный диапазон варьируется от 4 до 95 градусов.
  2. Барьер ВМ ½. Модель отличается хорошей эффективностью очистки, простотой установки, доступной стоимостью расходников и надежностью. Из минусов выделяют отсутствие переходника со стандартного диаметра труб в комплекте.
  3. Гейзер 1П ½. Такой фильтр предназначается для защиты сантехники и бытового оборудования от накипи или быстрого износа.
  4. Гейзер 1У Евро. Очистной механизм изготовлен на основе кокосового угля и соответствует международным сертификатам NSF.
  5. Atoll A-575E SailBoat/A-575 box STD. Является дорогостоящим фильтрующим устройством с системой обратного осмоса. Среди основных плюсов выделяют высокое качество выходящей продукции, поддержку 5 ступеней очистки.

Установка своими руками

Выполняя установку фильтров своими руками, следует придерживаться таких правил монтажа:

  1. Лучше ставить прибор перед датчиками учета, поскольку попадание загрязнений в это устройство приведет к его выходу из строя.
  2. Емкость с прямым размещением фиксируют только на горизонтальных участках.
  3. ФГО с прямой промывкой дополняется устройством обратной очистки. Для этого используется соединяющий вентиль.

Как обслуживать предфильтр

После установки фильтрующего оборудования важно вовремя обслуживать ее. Среди ключевых задач выделяют: замену фильтра, очистку фильтра и обратную промывку фильтра. Каждая из них отличается разной степенью сложности; чтобы безошибочно выполнить ее, нужно обладать некоторыми навыками и опытом.

Особенности подготовки воды обратным осмосом. Предварительная подготовка воды

Исключительной особенностью очистки воды методом обратного осмоса является эффективное удаление всех классов примесей, содержащихся в воде.

Это обусловлено строением мембранных элементов, фильтрующая способность которых основана на наличии пор (полупроницаемый слой) с размером составляет менее 0,1 нм.

Среди примесей, часто встречающихся в воде и эффективно удаляемых обратным осмосом, можно отметить следующие:

  • хлориды,
  • сульфаты,
  • катионы солей жесткости (кальций, магний, стронций, барий),
  • нитраты и нитриты,
  • бор,
  • железо,
  • марганец,
  • органические молекулы,
  • все бактерии и вирусы (в том числе те виды, которые нечувствительны к другим методам обеззараживания),
  • нефтепродукты,
  • поверхностно-активные вещества,
  • минеральные и органические удобрения,>
  • пестициды, гербициды,
  • соли многозарядных катионов, тяжелых металлов,
  • радионуклиды,
  • многие другие примеси.

Благодаря своим фильтрующим свойствам, обратноосмотические мембранные элементы превосходно удаляют низкомолекулярные органические, в том числе гуминовые соединения, которые придают воде желтоватый оттенок («болотная вода») и ухудшают ее вкусовые свойства. Данные соединения другими методами практически не удаляются.

Высокая степень очистки (до 99,7%) позволяет гарантировать высокое качество очищенной воды даже в случае значительного изменения состава исходной воды, что может наблюдаться у поверхностных источников.

Стоит отметить, что высокая фильтрующая способность накладывает ряд ограничений на применение мембранных элементов — некоторые примеси могут блокировать фильтрующую поверхность, что приводит к уменьшению производительности установки и снижению ресурса мембран.
Так взвешенные вещества физически блокируют поверхность мембранных элементов, снижая площадь фильтрации, а растворенные соли вызывают эффект поляризации в примембранном слое воды, что повышает осмотическое давление и снижает эффективность процесса очистки.
При подаче воды с высоким содержанием активного хлора, происходит необратимая деградация мембранных элементов, что проявляется в увеличении пропускной способности (поток через мембрану большой) и, одновременно, снижении селективности мембран.

Снятие описанных выше негативных эффектов может быть осуществлено с помощью грамотно разработанной, в соответствии с анализом исходной воды, и внедренной системой предварительной подготовки воды.

Предварительная подготовка воды перед подачей на установки обратного осмоса.

Предварительная подготовка исходной воды может включать в себя следующие стадии.

1. Грубая механическая очистка.

Осуществляется на сетчатых или дисковых фильтрах с различной микронностью. Позволяет защитить оборудование от попадания крупных твердых части.

2. Тонкая механическая очистка.

Для тонкой очистки наиболее часто используются осветлительные напорные фильтры с зернистой загрузкой.
Значительный слой (более 1 метра) мелкозернистого (0,6- 1,6 мм) фильтрующего материала эффективно задерживает нерастворимые частицы размером свыше 20 мкм (более мелкие частицы задерживаются с меньшей эффективностью), что позволяет значительно снизить нагрузку на мембранные элементы, обусловленную загрязнением коллоидными примесями.

При подаче высокомутной воды из поверхностного источника или сточной воды наиболее эффективно применение установок ультрафильтрации в качестве предварительной очистки перед обратным осмосом. Преимущество ультрафильтрационных мембранных модулей заключается в возможности проведения промывки обратным током воды, что позволяет удалять даже плотные отложения загрязнений с поверхности мембран. Специальный полимерный материал мембранных элементов выдерживает воздействия концентрированных промывочных растворов.

При незначительных потоках воды можно использовать систему картриджных фильтров с размером пор 5-25 мкм. Данное решение является самым простым, но наименее эффективным и достаточно ресурсоемким при эксплуатации.

3. Обезжелезивание.

Мембранные установки эффективно удаляют железо в растворенной форме из воды, а современные мембраны являются устойчивыми к соединениям железа. Из многолетнего опыта работы с установками обратного осмоса было установлено, что концентрация двухвалентного железа в исходной воде, без присутствия трехвалентного (при очистки воды из скважин), в количестве до 6-8 мг/л не вызывает затруднений в работе обратноосмотических установок.
Такая вода при определенных условиях может быть подана на вход мембранной установки без предварительного обезжелезивания.
Тем не менее, в некоторых случаях может наблюдаться снижение ресурса мембранных элементов вследствие появления отложений соединений железа на их поверхности (например, при подаче на мембраны окисленного железа в большом количестве).
Необходимость предварительного обезжелезивания для повышения ресурса мембран определяется многими факторами: концентрация железа, его форма, сопутствующие примеси. Немалую роль играет водородный показатель исходной воды.
Для предварительного обезжелезивания в воду, как правило, вводят окислители (наиболее безопасным вариантом является использование кислорода при аэрации воздухом) для перевода двухвалентного железа в трехвалентное состояние, вследствие чего гидроксид железа (III) выпадает в осадок и затем отфильтровывается на поверхности фильтрующей загрузки. Для ускорения процесса перехода в нерастворимую форму и повышения эффективности процесса обезжелезивания в качестве фильтрующей загрузки фильтров-обезжелезивателей используют специальные материалы, обладающие каталитической активностью.
Использовать хлорсодержащие химические реагенты и другие сильные окислители перед подачей на установки обратного осмоса категорически не рекомендуется, т. к. при наличии остаточных концентраций этих веществ может происходить быстрая деградация мембран.

4. Умягчение.

Мембранные установки являются действенным способом умягчения и используются для эффективного и стабильного удаления из воды солей жесткости.
Следует отметить, что при подаче жесткой воды на установки обратного осмоса напрямую, на поверхности мембранных элементов происходит сильное концентрирование солей, вследствие чего производительность и селективность мембран снижается, а гидрокарбонаты и сульфаты образуют плотный нерастворимый осадок на поверхности мембраны.
Эффективным и экономичным способом предотвращения отложения солей жесткости на мембранах является дозирование ингибиторов осадкообразования. Механизм действия ингибиторов основан на том, что молекулы или ионы активного реагента сорбируются на поверхности образовавшихся микрокристаллов и препятствуют их дальнейшему росту. С учетом механизма роста кристаллов (послойно или на дефектах кристаллической решетки), торможение роста происходит при блокировке точек, где может происходить присоединение новых атомов, формирующих кристалл, количество таких точек ограничено.
Ингибитор вводится непосредственно в поток исходной воды перед входом на установку обратного осмоса.

При использовании умягчения на ионообменных смолах — натрий-катионирование — очистка воды производится путем ее контактирования с катионитом в Na-форме. В результате этого из воды извлекаются ионы кальция, магния (то есть понижается жесткость) и частично ионы железа (II), замещаясь ионами натрия. При этом солесодержание и pH исходной воды практически не меняется. Однако, что особенно важно для при употреблении воды в питьевых или , умягченная вода характеризуется повышенным содержанием натрия и не всегда является пригодной. После умягчения на ионообменных смолах избыток натрия и других катионов и анионов может быть удален с только помощью установок обратного осмоса.

5. Дехлорирование (дегазация).

При наличии в воде свободного активного хлора, что может встречаться в воде из централизованных систем водоснабжения, воду необходимо дехлорировать для предотвращения деградации мембранных элементов. Чаще всего для этого используют сорбционный напорный фильтр с загрузкой активированного угля из скорлупы кокосового ореха.
Активированный уголь не только сорбирует свободный хлор, но и переводит его в безопасно состояние по каталитическом механизму за счет расположенных на его поверхности различных активных групп. Помимо этого, так же удаляются низкомолекулярные органические соединения и растворенные газы, присутствующие в воде, что улучшает вкус и другие органолептические свойства воды.

6. Обеззараживание.

Обеззараживание перед установкой обратного осмоса применяется крайне редко, только если в исходной воде присутствует большое количество микроорганизмов, вызывающих зарастание мембран биопленками, например, при водозаборе, производимом из открытых водоемов: пруд, река, озеро.

Микробиологическое загрязнение исходной воды не влияет на качество очистки, т. к. мембрана является надежным барьером для бактерий и вирусов. Однако, ресурс мембранных элементов может понижаться.

Предварительная очистка воды

Предварительная очистка воды

• Водоподготовка – это очистка природной
воды до тех требований, которые
необходимы. Вопросы организации
рационального водного режима и
водоподготовки приобрели важное значение
в эксплуатации тепловых электростанций в
связи с ростом параметров пара и единичной
мощности парогенераторов и турбоагрегатов.

Основными задачами водоподготовки
являются:
• а) предотвращение образования на
внутренних поверхностях парообразующих и
пароперегревательных труб отложений
соединений кальция, меди, железа,
кремниевой кислоты;
• б) защита от коррозии оборудования ТЭС и
теплофикационных систем в условиях их
контакта с водой и паром, а также при
нахождении их в резерве.
Основные цели водоподготовки – это
подготовить воду, которая будет
соответствовать техническим требованиям.
Удалить соли, если она применяется для

теплообмена, перехода воды в пар.
Водоподготовка делится на основные виды:
• Осветление подразумевает под собой
удаление суспензий, грубо-мелкодисперсных,
коллоидных частиц. Удаляют с помощью
осаждения и фильтрования
• Умягчение :
1. Ионирование ( Н и Na ),
2. Известковые осветлители
3.Обессоливание воды ( удаление катионов и
анионов, мембранные технологии – обратный
осмос, электродиализ, выпаривание).
• Удаление растворённых газов
1. Термический — нагревание
2. Химический (ингибитор коррозии образует
плёнку и не даёт газу подойти к трубе)
• Удаление гидроксидов Fe и Mn (окисление и
фильтрация взвеси)
• Улучшение органолептических свойств воды
( сорбция на активированном угле, фильтрация
+ хим.реагенты озон, Cl)
Обработка поверхностных природных вод
для восполнения потерь пара и конденсата на
тепловых
электростанциях
начинается
с
очистки их от грубодисперсных и коллоидных
примесей, которые могут явиться причиной
образования вторичной накипи на поверхностях
нагрева,
ухудшения
качества
пара
и
загрязнения ионитных материалов.
Удаление
из
воды
грубодисперсных
примесей достигается осветлением ее путем
отстаивания и фильтрования.
Отстаивание воды является естественным
процессом, при котором взвешенные в воде
грубодисперсные частицы с плотностью,
превышающей плотность воды, осаждаются
под действием силы тяжести. Осветление воды
отстаиванием осуществляется в осветлителях.
Осветление
воды
путем
фильтрования
заключается
в
пропускании
ее
через
осветлительные фильтры. Фильтры бывают
напорными и безнапорными.
Напорные
фильтры
это
аппараты
заполненые гравием, песком разной крупности.
Осветление воды без введения в нее реагентов
применяется в тех случаях, когда она
загрязнена
только
грубодисперсными
веществами.
Для полного осветления воды, содержащей
коллоиднодисперсные вещества, необходимо
укрупнение их частиц, которое достигается их
коагулированием.
Коагулированием
называется
технологический процесс обработки воды
реагентами,
который
завершается
укрупнением ее коллоидных примесей.
Коагуляция является физико-химическим
процессом слипания коллоидных частиц и
образования
грубодисперсных
хлопьев,
выпадающих в осадок и удаляемых из воды
осаждением
осветлителях
или
фильтрованием. Реагенты, применяемые для
коагуляции, называют коагулянтами.
Эффект осветления коагулированной воды в
осветлителях ниже, чем в осветлительных
фильтрах. С другой стороны, целесообразное
применение осветлительных фильтров возможно
только при незначительном содержании в воде
грубодисперсных примесей. Поэтому обычно
применяется двухступенчатое осветление
воды: а) коагулирование и задержание взвеси в
осветлителе со снижением ее содержания до
8—12
мг/л,
б)
последующее
глубокое
осветление фильтрованием коагулированной
воды, содержащей тонкодисперсную взвесь,
не успевшую осесть в осветлителях.

11. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА КОАГУЛЯЦИИ

Коллоидные частицы, содержащиеся в воде,
находятся в непрерывном и беспорядочном
броуновском движении. Каждая коллоидная
частица
обладает
адсорбционной
способностью, благодаря чему она адсорбирует
из раствора ионы электролитов одного знака,
которые распределяются равномерно по ее

поверхности, образуя адсорбционный слой.
Между ними действуют силы взаимного
притяжения и отталкивания. Коллоидная
частица вместе с адсорбционным слоем
называется гранулой.
Ввиду наличия у гранулы электрического
заряда вокруг нее концентрируются ионы с
зарядами
противоположного
знака
(противоионы). Противоионы не связаны
прочно с гранулой; они сохраняют способность
к диффузии в окружающую жидкость, образуя
вокруг гранулы диффузный слой, в котором
концентрация противоионов уменьшается по
мере удаления от гранулы. Гранула вместе с
диффузным слоем называется мицеллой.
В
практике
водоподготовки
на
электростанциях
и
в
коммунальном
водоснабжении используют один из вариантов
коагуляции, связанный с вводом в природную
воду реагентов, называемых коагулянтами,
образующих новую дисперсную систему со
знаком заряда частиц, противоположным
отрицательному знаку заряда коллоидов
природных вод. При этом происходит взаимная
коагуляция
разноименно
заряженных
коллоидов
при
их
взаимодействии
дестабилизированными
участками
поверхности, называемая гетерокоагуляцией.
В дальнейшем микрохлопья сцепляются,
захватывая грубодисперсные примеси и воду, и
образуют коагуляционную структуру в виде
хлопьев
(флокул)
с
размером
0.5
3 мм. Макрофаза затем выделяется из воды в
аппаратах для коагуляции — осветлителях и
далее в пористой загрузке осветлительных
фильтров. В качестве коагулянтов применяют
сульфат алюминия Al2(SO)4·18H2O или сульфат
двухвалентного железа FeSO4·7H2O, причем
последний реагент используют при совмещении
процессов коагуляции и известкования в
осветлителях.
1 – частицы взвеси;
2 – частицы
гидроксида;
3 – органические
вещества;
4 – «клеевые»
мостики;
5 – полости,
заполненные водой
Эти соли в воде диссоциируют:
Al2(SO4)3 → 2Al3+ + 3SO42-,
FeSO4 → Fe+ + SO42-.
Катионы слабых оснований Al3+ и Fe2+ легко
подвергаются ступенчатому гидролизу с
образованием трудно растворимых гидроксидов:
Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+,
Fe2+ + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H+.
В щелочной среде (pH > 9,0), создаваемой при
известковании, и при наличии растворенного в
воде кислорода гидроксид железа (II) окисляется
в менее растворимый гидроксид железа (III):
4Fe(OH)2 + O2 + H2O → 4Fe(OH)3.
Приведенные реакции гидролиза могут протекать
до конца лишь при условии отвода ионов H+ из сферы
реакции. В природной воде связывание ионов
H+ происходит согласно реакции:
H+ + HCO3- → H2CO3 → CO2 + H2O.
При щелочности обрабатываемой воды более 1,21,5 мг-экв/дм3 не возникает затруднений в отводе
образующихся ионов H+, т.к. доза коагулянта (0,3-0,8мгэкв/дм3) обычно меньше величины Щисх. Остаточная
величина щелочности в этом случае уменьшается на
значение, равное дозе коагулянта.
При
недостаточной
величине
гидрокарбонатной щелочности концентрация ионов
H+ может регулироваться введением в воду NaOH или
при известковании щелочным Ca(OH)2.
Процесс коагуляции требует для своего
завершения
определенного
промежутка
времени (4 — 5 мин). Хлопья, вначале невидимые,
постепенно соединяются в крупные комплексы,
вызывая помутнение воды. Затем образуются
более крупные рыхлые хлопья, захватывающие
грубодисперсные примеси и воду. Режим потока

воды влияет на формирование хлопьев. Он может
даже разрушать сформировавшиеся хлопья,
поэтому скорость воды в зоне формирования и
отстаивания
хлопьев
должна
быть не более 1.5 мм/сек. К основным факторам,
определяющим течение процесса коагуляции,
относятся:
Температурный
режим.
Подогрев
коагулируемой воды до 30 — 40°С и
перемешивание ее вызывает более частые и
сильные столкновения коагулирующих частиц,
приводящие к их слипанию;
Дозировка коагулянта. Она определяется
составом и количеством коллоидных примесей
и солесодержанием обрабатываемой воды.
Оптимальная доза коагулянта устанавливается
опытным путем для конкретного источника
водоснабжения и времени года. Обычно дозы
коагулянта находятся в пределах 0,3 — 0,8 мгэкв/дм3,
увеличиваясь
в
паводковый
период до 1,0 — 1,2 мг-экв/дм3.
Значение pH среды. Его значение оказывает
влияние на скорость и полноту гидролиза
коагулянта, а также на состояние удаляемых из
воды примесей. При коагуляции сернокислым
алюминием
оптимальная
величина
pH, устанавливаемая также экспериментально,
находится пределах 5.5 -7,5. При pH < 4,5 гидролиз
сернокислого
алюминия
практически
не
происходит, гидроксид алюминия не образуется, а
введенный в воду коагулянт остается в растворе в
виде ионов Al3+ и SO42-. В щелочной среде
гидроксид алюминия растворяется, диссоциируя,
как кислота:
Al(OH)3 → H+ + H2AlO3-.

23. Оборудование предочистки с осветлителями и его эксплуатация

Осветлитель является аппаратом, в
котором одновременно протекают химические
реакции, связанные с вводом реагентов, а
также физические процессы формирования
образовавшихся осадков (шлама) в объеме
воды
осветлителя
и
фильтрования
обрабатываемой
воды
через
их
слой. Прошедшая через шламовый фильтр
вода освобождается от грубодисперсных
частиц, содержащихся в исходной воде и
сформировавшихся в результате химических
реакций в осветлителе. Поэтому их остаточная
концентрация обычно находится в пределах 5 10 мг/дм3.
При
конструировании
осветлителя
учитывается, что гидравлические процессы в нем
включают в себя следующие составляющие:
поддержание во взвешенном состоянии
твердых частиц, образующих контактную среду
восходящим потоком воды;
удаление избытка этих частиц из зоны
контактной среды;
режимы движения воды в контактной среде, а
также во входной и выходной частях осветлителя.
Для очистки используются специальные
аппараты — осветлители. Схема коагуляционной
установки с осветлителем для коагуляции
приведена на рис.
1 — исходная вода; 2 — греющий пар; 3 — конденсат; 4 осветлитель; 5 — бак коагулированной воды; 6 — насос
коагулированной воды; 7 — насос взрыхляющей
промывки
осветлительных
фильтров;
8
осветлительный фильтр; 9 — осветленная вода; 10 — ввод
реагента (щелочь) для создания требуемого значения
рН; 11 — сброс взрыхляющей воды; 12 — сброс первого
фильтрата; 13 — бак сбора вод взрыхления; 14 — насос
перекачки вод взрыхления в осветлитель; 15 — продувка
(дренаж); 16 — бачок постоянного уровня; 17 — 19 техническая вода; 20 — ячейка мокрого хранения
коагулянта; 21 — насос раствора коагулянта; 22 расходный бак (мерник) коагулянта; 23 — насос-дозатор
коагулянта; 24 — воздушный колпак

В осветлителе происходит смешение воды и
реагентов, образование шлама и отделение его
от воды, т.е. осветление. Из осветлителя вода
поступает в бак коагулированной воды (5), а
выделенный осадок — в бак шламовых вод (15), откуда
перекачивается на шламоотвал. Из бака (5) насосы
подают воду на
фильтры, где она окончательно
освобождается взвешенных веществ (5 — 10 мг/дм3).
Из механических фильтров задержанная взвесь
удаляется при очередной промывке обратным потоком
воды. Промывочные воды собираются в специальный
бак (13) и равномерно в течение суток перекачиваются
насосом в осветлитель. Такое мероприятие помимо
экономии воды, тепла и реагентов позволяет
при маломутных исходных водах интенсифицировать
хлопьеобразование
вследствие
благоприятного
влияния
взвеси,
содержащейся
в
возвратных
промывочных водах.
В
настоящее
время
на
различных
водоподготовительных установках используются
осветлители
двух
типов:
осветлители
разработанные ЦНИИ РЖД, для реализации в них
процессов
коагуляции;
осветлители,
разработанные ВТИ, в которых осуществляется
известкование или известкование с коагуляцией. В
конструкциях осветлителей этих двух типов
отсутствуют
принципиальные
различия,
но
скорости движения воды в различных зонах
осветлителя выбраны разными. Это связано с
различной
плотностью
образующихся
в
осветлителях
шламов.
Осветлители
для
известкования типа ВТИ могут быть использованы
для проведения в них коагуляции сернокислым
алюминием.
Схема осветлителя СКБ ВТИ для
известкования
Схема работы осветлителей следующая.
Исходная вода 1, подогретая до заданной
температуры, подается в воздухоотделительные
воронки 2 воздухоотделителя 3, в котором
освобождается
от
пузырьков
воздуха.
Из
воздухоотделителя по опускной трубе через
тангенциально
направленный
ввод
с
регулирующим устройством 9 исходная вода
поступает в нижнюю часть аппарата 5 — смеситель
воды
и
реагентов.
При
использовании
промывочных вод осветлительных фильтров эта
вода направляется в смеситель по трубопроводу 4.
Известковое молоко 6, раствор коагулянта 7 и ПАА
8 поступают в смеситель по радиально
направленным трубопроводам, расположенным на
различных уровнях.
Предусмотрен
ввод
коагулянта

в
трубопровод исходной воды. Комплекс химических
реакций завершается в зоне смешения, при выходе
из которой начинается выделение продуктов
взаимодействия в форме хлопьев, которые
увеличиваются в объеме и задерживаются при
восходящем движении воды. Приданное воде
тангенциальным вводом вращательное движение
гасится вертикальными перегородками 10 и
горизонтальной перегородкой 11, имеющими
отверстия диаметром 100 — 150 мм.
Верхняя
граница
взвешенного
шлама,
образующего в осветлителе контактную среду 12,
находится на уровне шламоприемных окон 13
шламоуплотнителя 15. Избыток шлама непрерывно
удаляется, для чего часть общего расхода воды
отводится из контактной зоны в шламоуплотнитель
(«отсечка»).
После взвешенного шламового слоя вода
проходит через зону осветления 16, верхнюю
распределительную решетку 17 и сливается через
отверстия в желоб 18. Далее она поступает в
распределительное устройство 19, смешивается с
осветленной
водой,
поступающей
из
шламоуплотнителя, и по трубопроводу 20
отводится в бак известкованной воды.
Шлам, поступивший с отсечкой, оседает в
нижней части шламоуплотнителя и по
трубопроводам 23 (непрерывная продувка) и 24
(периодическая продувка) удаляется из него
через
измерительную
шайбу

Для
опорожнения и заполнения шламоуплотнителя
предусмотрен трубопровод 29. Осветленная в
шламоуплотнителе
вода
собирается
перфорированным коллектором 21 и отводится
по трубопроводу 22 в распределительное
устройство 19.
На отводящей трубе имеется дроссельная
заслонка
28,
обычно
управляемая
дистанционно, которая регулирует расход воды,
поступающей через шламоуплотнитель. На
этом же трубопроводе установлена задвижка
31, которая открыта при работе осветлителя и
закрывается
при
промывке
коллектора
шламоуплотнителя водой, подаваемой по
трубопроводу 30. По этому же трубопроводу
подается вода для обмывки желоба 18 и
решетки 17.
Для сбора крупного оседающего шлама и
песка, поступающего с исходной водой, служит
грязевик 26, из которого грубые частицы
периодически удаляются по трубопроводу 27,
он
же
используется
для
опорожнения
осветлителя.
Основные параметры, характеризующие
работу осветлителя в конкретных условиях
(производительность, характеристики шлама,
величина непрерывной продувки и частота
периодических продувок шламоуплотнителя и
грязевика, качество обработанной воды)
уточняются при наладке осветлителей.
Суммарная
производительность
осветлителей, баков и насосов осветленной
воды
должна
выбираться
с запасом 10% расчетной производительности
ВПУ. Работа осветлителей типа ВТИ для
известкования в дополнение к требованию
стабилизации температуры обрабатываемой
воды в пределах +1ºC предусматривает
выполнение следующих условий:
ограничение
содержания
взвешенных
веществ в исходной воде в паводок до

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *