Исходная вода содержит определённое количество взвешенных и растворённых веществ — в основном неорганических солей, коллоидов и биологических частиц (микроорганизмы, водоросли), которые осаждаются на мембране и перекрывают подающие каналы. Растворённые вещества — это, как правило, легкорастворимые соли (например, хлориды) и труднорастворимые соли (карбонаты, сульфаты, силикаты и т. д.). Труднорастворимые соли при превышении предела насыщения выпадают из воды в осадок и образуют накипь на поверхности мембраны, снижая удельную производительность обратноосмотической мембраны, повышая рабочее давление и приводя к ухудшению качества очищенной воды.
С широким распространением технологии обратного осмоса в водоподготовке всё больше внимания уделяется загрязнению обратноосмотических мембран в процессе эксплуатации. Поэтому на стадии предподготовки, перед поступлением исходной воды в систему обратного осмоса, необходимо предусмотреть систему дозирования реагентов, удаляющую взвешенные частицы, микроорганизмы и избыток труднорастворимых солей, способных вызвать загрязнение обратноосмотической мембраны, и тем самым снижающую склонность мембраны к загрязнению. Например: флокулянты — для удаления взвешенных примесей, регуляторы pH — для коррекции кислотности воды, бактерициды — для обеззараживания, восстановители — для нейтрализации окисляющих примесей, ингибиторы отложений — для предотвращения накипеобразования и т. д.
Содержание
- Флокулянты и вспомогательные флокулянты
- Регулятор pH
- Бактерициды
- Восстановитель
- Ингибитор отложений (антискалант)
Флокулянты и вспомогательные флокулянты
Порядок дозирования: флокулянт вводится в предподготовке перед фильтром с кварцевым песком или фильтром с активированным углём.
Основная задача флокулянтов — отделение мельчайших частиц примесей. В процессе водоподготовки флокулянты реагируют с мельчайшими частицами в воде, образуя химические соединения, которые заставляют эти частицы укрупняться и формировать хлопья. Хлопья плотнее воды, поэтому их можно отделить от воды осаждением или фильтрацией.
Существует множество типов флокулянтов — как неорганических, так и органических соединений. К неорганическим флокулянтам относятся сульфат алюминия (квасцы), хлорид железа(III) и полиалюминия хлорид; к органическим — полиакриламид, гуаровая камедь и др. Для разных задач необходимо подбирать разные типы флокулянтов, чтобы достичь наилучшего эффекта разделения. При выборе флокулянта следует учитывать целый ряд факторов: pH воды, температуру, тип и концентрацию взвешенных частиц и т. д.
Вспомогательный флокулянт, аналогично основному, представляет собой реагент, способствующий укрупнению растворённых веществ в воде. Его основная функция — объединять растворённые вещества в более крупные и тяжёлые частицы, облегчая тем самым их отделение от воды.
Принцип действия флокулянта
Коллоидные частицы в воде малы, гидратированы и несут поверхностный заряд, что обеспечивает их устойчивость. После введения в воду флокулянт гидролизуется в заряженные коллоиды, которые вместе с окружающими ионами образуют коллоидные комплексы с двойным электрическим слоем. Быстрое перемешивание увеличивает число и вероятность столкновений между коллоидными частицами примесей в воде и коллоидами, образованными при гидролизе флокулянта. Под действием флокулянта частицы примесей сначала теряют устойчивость, затем коагулируют друг с другом в более крупные частицы, после чего осаждаются или всплывают в сооружении для разделения.
Регулятор pH
Порядок дозирования: регулятор pH вводится в предподготовке перед фильтром с кварцевым песком или фильтром с активированным углём либо между первой и второй ступенями обратного осмоса.
Регулятор pH — важный реагент в системе обратного осмоса, применяемый главным образом для коррекции значения pH воды с целью более эффективного удаления примесей и органических веществ, повышения степени обессоливания и продления срока службы обратноосмотической мембраны. Регуляторы pH делятся на типы: щелочные регуляторы, кислотные регуляторы, буферные агенты и ингибиторы отложений. Дозирование кислоты и щёлочи позволяет продлить срок службы обратноосмотической мембраны и повысить степень обессоливания.
К щелочным регуляторам относятся карбонаты, гидроксид натрия и др.; они нейтрализуют кислотные вещества в воде и повышают её pH, снижая тем самым коррозионное воздействие кислот на обратноосмотическую мембрану. К кислотным регуляторам относятся серная, соляная, фосфорная кислоты и др.; они понижают pH воды, снижая коррозионное воздействие щелочных веществ на мембрану. Буферные агенты служат для стабилизации pH воды и предотвращения его колебаний. Основная функция ингибитора отложений — связывать ионы кальция и магния в воде, не давая им кристаллизоваться на поверхности обратноосмотической мембраны и образовывать накипь, тем самым защищая мембрану. Регулятор pH для системы обратного осмоса следует подбирать с учётом конкретных условий — с целью продления срока службы обратноосмотической мембраны и повышения степени обессоливания.
Бактерициды
Порядок дозирования: бактерициды вводятся в предподготовке перед фильтром с кварцевым песком или фильтром с активированным углём.
Бактерициды для водоподготовки — это реагенты, применяемые для уничтожения бактерий и других микроорганизмов в воде. Распространённые бактерициды делятся на две группы: окисляющие и неокисляющие. К окисляющим бактерицидам относятся хлор, диоксид хлора, пероксид водорода, бром и озон. К неокисляющим — четвертичные аммониевые соединения, бронопол, THPS, DBNPA и глутаровый альдегид. Ниже приведены примеры действия окисляющих и неокисляющих бактерицидов.
Хлор как распространённый окисляющий бактерицид полностью растворяется в воде за десяток секунд и быстро гидролизуется до хлорноватистой и соляной кислот, образуя в воде гипохлорит-ионы и ионы водорода. Гипохлорит — сильный окислитель, способный разрушать клеточную мембрану и белки бактерий. Гипохлорит также окисляет ферменты и метаболиты в бактериальных клетках, нарушая обмен веществ и ускоряя гибель бактерий. Следует учитывать, что хлор — токсичный газ, и при его применении необходимо строго контролировать концентрацию, чтобы избежать вреда для здоровья человека и окружающей среды.
Четвертичные аммониевые соединения как неокисляющие бактерициды содержат в молекуле четыре длинноцепочечные алкильные группы и положительно заряженный атом азота. Эти положительные заряды притягиваются к отрицательно заряженным телам бактерий и адсорбируются на поверхности клеточной мембраны, нарушая дыхание и гликолиз бактерий, что приводит к угнетению их роста и гибели. Кроме того, четвертичные аммониевые соединения денатурируют белки и вызывают вымывание хлор- и фосфорсодержащих соединений из клеток, что также приводит к их гибели.
При применении окисляющие бактерициды используются в более низких концентрациях, чем неокисляющие, однако длительное применение неокисляющих бактерицидов может приводить к формированию устойчивых колоний в системе и развитию лекарственной устойчивости, что требует поочерёдного применения двух и более неокисляющих бактерицидов. При выборе бактерицида для системы необходимо учитывать множество факторов: время контакта, концентрацию, температуру, pH, совместимость и экономическую эффективность. Наш технический отдел готов проконсультировать по подбору бактерицидов.
Восстановитель
Порядок дозирования: восстановитель вводится после фильтра с кварцевым песком или фильтра с активированным углём в процессе предподготовки и перед фильтром тонкой очистки.
Основные задачи восстановителя: удаление остаточного окислителя, удаление растворённого кислорода и восстановление шестивалентного хрома.
При предподготовке перед обратным осмосом часто дозируют хлор — окисляющий бактерицид — для подавления роста микроорганизмов, однако остаточный хлор необратимо окисляет и разрушает обратноосмотическую мембрану, поэтому для удаления остаточного хлора необходимо вводить восстановитель. Как правило, наиболее распространёнными восстановителями для удаления остаточного хлора являются диоксид серы или бисульфит натрия. Растворённый в воде остаточный хлор образует хлорноватистую кислоту, поэтому реакция восстановления выглядит следующим образом:
Растворённый кислород — это растворённый в воде кислород; его удаление обычно выполняется сульфитом натрия или бисульфитом аммония по следующей реакции:
Промышленные сточные воды содержат преимущественно трёхвалентный и шестивалентный хром. Реагентный метод удаления состоит из двух стадий: сначала восстановление шестивалентного хрома до трёхвалентного, затем осаждение в виде гидроксида. Ниже приведено наиболее распространённое восстановление шестивалентного хрома сульфитом натрия:
Ингибитор отложений (антискалант)
Порядок дозирования: ингибитор отложений вводится после фильтра с кварцевым песком или фильтра с активированным углём в процессе предподготовки и перед фильтром тонкой очистки.
Накипь образуется при соединении ионов кальция и магния в воде с карбонатами. Накипь легко вызывает зарастание трубопроводов и приводит к ненужным потерям. Ингибиторы отложений — один из распространённых химических методов предотвращения накипеобразования.
Ингибитор отложений — это отрицательно заряженный поверхностно-активный полимер, образующий с ионами кальция и магния устойчивые растворимые хелаты. Он удерживает больше ионов кальция и магния в воде, так что они уже не осаждаются на поверхности трубопроводов, оборудования и т. д. Кроме того, ингибитор отложений способен разрушать структуру кристаллов карбоната кальция: кристаллы карбоната кальция равномерно распределяются в воде, что предотвращает кристаллизацию и образование накипи.
Подобрать оборудование под ваш анализ воды помогут инженеры АВТ ОСМОС — оставьте заявку.
