Одноступенчатая схема прямоточного фильтрования включает коагуляцию — фильтрование. Коагуляция происходит непосредственно в фильтрующей загрузке. Аппаратное оформление: смесители — скорые фильтры. Область применения прямоточного фильтрования — невысокая мутность воды при дозе коагулянта до 20 мг/л. Ввиду эффективности контактной коагуляции при прямоточном фильтровании нормативная скорость фильтрования может достигать 25 м/ч (форсиров. 40 м/ч), экономия коагулянта — до 20%. Для маломутных высокоцветных вод нашел применение метод, включающий коагуляцию, крупно- и мелкозернистые фильтры. Конструкции смесителей обеспечивают практически мгновенное смешение реагентов с исходной водой. В отечественной практике успешно применяют фильтры с плавающей загрузкой, например, из пенополистирола, а также контактные осветлители. В качестве загрузки скорых фильтров используют песок, керамзит, антрацит, гранодиарит, габбро-диабаз, шунгизит, горелые породы, вулканич. шлаки, фосфорит, цеолит, дробленый гранит. Большое разнообразие фильтрующих материалов позволяет применять высокоэффективные многослойные фильтры. Обработка воды раствором коагулянта, подвергнутым магнитно-электрической активации, позволяет увеличить крупность взвешенных веществ и улучшить работу фильтров водопроводных станций. Обработку воды коагулянтами применяют для очистки воды от взвешенных веществ пестицидов, нефтепродуктов, снижения цветности и для интенсификации процесса реагентного умягчения воды.
Для коагуляции воды применяют следующие реагенты: сернокислый алюминий Al2(S04)3, хлорное железо FeCb, железный купорос FeSO<r7H20, оксихлорид алюминия А12(ОН)пС1б-п, алюминат натрия, который не снижает рН воды при гидролизе и поэтому не требуется дополнительное подщелачивания; анионные флокулянты — активная кремнекислота, по-лиакриламид; катионные флокулянты — ВА-2, ВПК-101 и ВПК-402 (полидиметилдиалиламмонийхлорид) и др., получившие распространение в отечеств, практике для очистки хозяйственно-питьевых вод. Для промышленного водоснабжения используют полиэтиленамин; известь (СаО), кальцинированная сода, едкий натрий (NaOH), применяемые для подщелачивания воды при недостаточной щелочности; гексаметафосфат натрия (NаРОз) и триполифосфат натрия NasP30io и др., используемые в качестве ингибитора коррозии. Для дезодорации питьевой воды, очистки от пестицидов, нефтепродуктов и органических веществ, в том числе хлорорганики, применяют гранулированный активный уголь для загрузки фильтров АГ-3, АГ-М, СКТ-6 марки А. Дозирование реагентов осуществляют особыми устройствами — дозаторами. Комплекс устройств, с помощью которых хранят, приготовляют и дозируют реагенты, называется реагентным хозяйством. Для очистки подземной воды от сероводорода, аммонийного азота, агрессивного диоксида углерода, а также снижения содержания метана, нефтепродуктов, фенолов, марганца, ПАВ, тяжелых металлов и органических веществ используют схему, включающую реактор биологического окисления, представляющий собой резервуар с гравийной или щебеночной загрузкой. Вода проходит снизу вверх через загрузку и при этом барботируется воздухом. После реактора вода направляется на скорые фильтры для очистки от активного ила и продуктов реакции.
Для улучшения качества воды, используемой для хозяйственно-бытовых целей, применяют фторирование и дефторирование воды. Заключительным этапом очистки воды является обеззараживание газообразным хлором, хлорной известью, гипохлоритом кальция или натрия и гипохлоритами, получеными путем электролиза непосредственно на станции в специальных электролизерах, озоном, ультрафиолетовыми лучами.
Вода, используемая в промышленности, подвергается обработке для устранения из нее раствора и взвешенных примесей, а также агрессивных газов (Ог, СОг, HfeS), предупреждения отложений в теплосиловом оборудовании, ухудшающих теплообмен, и снижения интенсивности коррозии внутренних поверхностей. Снижение содержания в воде свободного диоксида углерода называемого декарбонизацией.
Для снабжения городов вода забирается из поверхностных или подземных источников и подвергается очистке, часть ее (около 20—40%) направляется на водоподготовку для питания теплосиловых объектов. ТЭС и АЭС с тепловыми сетями обеспечиваются водой обычно от специального комплекса сооружений, включающего очистку и подготовку воды. Жесткость воды нормируется для теплоэнергетического оборудования всех видов, некоторых производственных процессов и для хозяйствено-питьевого использования. Снижение ее обеспечивается умягчением, для чего применяются как ионообменные так и реагентные методы. Прозрачность, содержание соединений железа и марганца — нормируемые показатели для хозяйствено-питьевого водоснабжения и добавочной воды для всех парогенераторов, ядерных ректоров, испарителей и тепловых сетей; цветность — для тепловых сетей открытого типа с водозабором у потребителей; содержание кремния — для парогенераторов высокого, сверхвысокого и сверхкритичного давления.
Для удаления грубодисперсных и коллоидных веществ осуществляется осветление. Эффективность осветления контролируется содержанием взвешенных веществ. Очистка воды от них происходит в отстойниках или специальных осветлителях (осадок в них поддерживается во взвешенном состоянии потоком поступающей снизу вверх воды), в напорных или открытых фильтрах и контактных осветлителях с загрузкой из зернистых материалов, а также во флотаторах, гидроциклонах и фильтрах намывных (напорных), которые позволяют добиться более глубокой очистки от взвешенных веществ.
Для устранения цветности воды, если она обусловлена гуминовыми соединениями, применяют коагуляцию солями алюминия (при рН около 5) или озонирование. Если причина цветности воды — соединения трехвалентного Fe, то ее устраняют при обезжелезивании.
Одна из основных задач при эксплуатации систем охлаждающей воды — предотвращение образования карбонатных отложений в теплообменных аппаратах и парогенераторах, которое вызывается распадом бикарбоната кальция и увеличением концентрации карбоната кальция, а также гидроксида магния. Одной из причин, вызывающих распад бикарбоната кальция, является недостаток растворенного в воде диоксида углерода. Чтобы предотвратить распад бикарбоната кальция, в воде поддерживают необходимую концентрацию растворенного диоксида углерода, т.е. равновесную концентрацию. На ТЭС недостаток диоксида углерода в охлаждающей воде восполняют обработкой ее дымовыми газами. Введение в воду диоксида углерода называется рекарбонизацией. Наряду с умягчением рекарбонизация служит для предотвращения образования карбонатных отложений.
Расход воды на собственные нужды станций очистки воды (промывные воды фильтров, воды от обезвоживания осадков сточных вод и т.д.) составляет 10—14% ее пропускной способности, станций умягчения — 20—30%. При повторном использовании воды расход сточной воды сокращается до 3—4 %.
Заключение
В ходе проделанной работы были рассмотрены такие вопросы как: что такое водоподготовка воды, методы и схемы очистки природных вод от вредных веществ.
Данная тема не была раскрыта мною полностью. Но уже при проделанной работе можно сказать, что очень большое значение имеет мониторинг за состоянием воды, охрана и очистка питьевой воды.
В настоящее время разрабатываются все новые и новые методы очистки вод от вредных примесей. Конструируется множество дополнительных очистных приборов, таких как фильтрованные установки для домашнего использования. И, будем надеяться, что прогресс будет достигнут и мы придем к более рациональному использованию воды, хорошему качеству питьевой воды, а как следствие, и к снижению поломок бытовой техники, а также снижению болезней человека, связанных с потреблением воды низкого качества.
Используемая литература
1. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. Учебник для вузов. Изд. 2-е. М.: Стройиздат, 1974 - 480 с.
2. Клячко В.А., Апельцин И.Э. Очистка природных вод. М.: Издательство литературы по строительству, 1971 - 579 с
3. Орадовская А.Е., Лапшин Н.Н. Санитарная охрана водозаборов подземных вод. М.: Недра, 1987 - 167 с.
4. Алексеев Л.С. Контроль качества воды: Учебник. М.: ИНФРА-М, 2004 - 154 с.