Реферат: Установки для водоподготовки в общественных зданиях
Содержание:
Введение
3
Фильтрация в системах водоподготовки
4
Система водоподготовки
4
Фильтрация воды в водопроводной сети бытового назначения
4
Фильтрация воды в тепловых сетях
5
Фильтры бассейнов
6
Фильтрационные системы ирригационного типа
7
Фильтрация воды для небольших помещений
7
Очищающие фильтры
7
Фильтрующие материалы и кассеты
8
Фильтрующие системы очистки воды
9
Магнитные системы очистки воды
10
Мембранные системы очистки воды
11
Список литературы
12
Введение
Очень редковода, имеющаяся в природе, обладает всеми необходимыми качествами. По этойпричине перед использованием она должна проходить определенную подготовку, вчастности, фильтрацию, соответствующую назначению такой воды.
Вода, распределяемаяпо водопроводной сети, в зависимости от источника водоснабжения может иметьразличное происхождение. Она может забираться из источника, выкачиваться изскважины, поступать из слоя поверхностных вод (реки, озера), получатьсяпосредством опреснения морской воды.
Но чтобы водамогла использоваться как пищевой продукт, она должна приобрести характеристикипитьевой воды, то есть быть прозрачной, без цвета, без запаха и не содержатьболезнетворные микробы. Помимо этого, вода имеет некоторые особые параметры,определяющие степень ее воздействия непосредственно на водопроводную сеть,водоразборное и пользовательское оборудование. Это, в частности, ее коррозийныесвойства, накипеобразование, обусловливаемое растворенными в воде солями,возможные закупоривающие отложения из взвешенных твердых частиц илирастворенных в воде веществ, дающих осадок при определенных условиях, и пр.Кроме того, необходим контроль за уровнем содержания в воде нежелательных иливредных веществ. Даже вода промышленного назначения должна обладатьопределенными характеристиками, различающимися по типу применения воды.Поскольку очень редко вода, имеющаяся в природе, обладает всеми необходимымикачествами, практически всегда перед подачей в распределительную сеть онадолжна проходить определенную подготовку. Суть водоподготовки составляюткоагуляция, отстаивание, фильтрация, умягчение, дезинфекция, кондиционированиеразличного типа.
Зачастуюподготовка такого рода применяется, в том числе, для воды, поступающей пообычному водопроводу, поскольку, как отмечалось выше, далеко не всегдаводопроводная вода имеет все необходимые качества. Бывает, что прииспользовании воды в течение определенного срока ее характеристики ухудшаются,и тогда вода вновь проходит определенную обработку соответственно своемуфактическому назначению. Фильтры применяются также для нейтрализации кислойводы и реминерализации воды, получаемой путем тепловой дистилляции. И, наконец,фильтрация используется для финишной обработки воды в целях нейтрализациикаких-либо существенных негативных характеристик, чтобы вернуть воду вприродный цикл в приемлемом состоянии. Основная задача фильтрации – отделить отводы твердые взвешенные частицы (песок, грязь, листья и лепестки, ржавчина,шлаки и пр.) и тем самым предохранить от отложений, коррозии, износа изасорения водопроводную сеть на всех участках (трубопровод, сантехническая изапорная арматура), оборудование, использующее воду, и предметы, с нейсоприкасающиеся.
Фильтрацияосуществляется путем пропускания воды через фильтрующий слой из инертногогранулированного материала определенной зернистости (гравий, щебень, песок,антрацит) либо через кассетный элемент из водопроницаемого материала илиперфорированную корзину с мелкими ячейками, задерживающими большую частьзагрязняющих веществ.
Используядополнительные фильтрующие материалы, оказывающие на воду определенноехимическое или физическое воздействие, наряду с простым механическимзадерживанием твердых частиц, одновременно можно удалять из воды нежелательные(или вредные) вещества, удалять нежелательные запах и вкус. Действующимитехническими регламентами для некоторых сфер деятельности установка фильтровобязательна (например, обработка бытовой питьевой воды, а также воды,предназначенной для систем отопления жилых помещений). Данные регламентысодержат ряд обязательных требований.
Фильтрация в системахводоподготовки
В сетях,использующих в качестве источника поверхностные воды, фильтрация являетсяобязательной. Особенно если вода забирается из потоков горного происхождения –в зависимости от метеорологических условий конкретной местности очень часто онасодержит листья и лепестки, ветки, грязь. В любом случае содержание взвешенныхтвердых частиц и ила в ней довольно высокое.
В процессефильтрации из воды удаляются не только взвешенные твердые частицы размеромболее размеров ячеек фильтра, но и вещества, находящиеся в коллоидном состоянии(переводимые в твердые посредством флокуляции), а также растворимые в водеметаллы (например, железо и марганец), осаждаемые путем окисления.
В современныхводораспределяющих сетях фильтрующие системы, как правило, сгруппированы понесколько блоков, через которые пропускается водяной поток.
Системаводоподготовки
Можно говорить о двух основныхметодах фильтрации воды:
контактная фильтрация: водяная масса, подлежащаяфильтрации, медленно пропускается через фильтрующее средство, котороемеханически удерживает взвешенные в воде частицы;биологическая фильтрация: данный вид фильтрацииоснован на очищающем действии колоний анаэробных бактерий, выращиваемых всубстрате щебня.Фильтрация воды вводопроводной сети бытового назначения
Пройдя черезсистему водоподготовки, вода, прежде чем поступить на водоразборные точки,проходит довольно длинный путь. По пути она может собирать и переноситьразличного рода примеси, которые могут служить причиной засорения вентилей,водонагревательных колонок, стиральных машин, посудомоечных машин, душевыхстоков, сантехнического оборудования в целом. Кроме того, вода может вызватькоррозию трубопровода. Этого можно избежать, если помимо прочего установитьсоответствующие фильтры в точке, где вода поступает в домашний водопроводныйконтур (сразу за счетчиком) (см. рисунок).
<img src="/cache/referats/20295/image002.jpg" v:shapes="_x0000_i1025">
В зависимостиот поставленной цели бытовая водоочистка осуществляется при помощи следующих фильтров:
·<span Times New Roman"">
·<span Times New Roman"">
·<span Times New Roman"">
В механическихфильтрах вода проходит через физические препятствия (как правило, фильтрующиекассеты), которые задерживают взвешенные в воде частицы. В фильтрах на основеактивированного угля вода пропускается через слои угля, имеющего абсорбирующиесвойства. Их главная задача – удалить из воды неприятные запахи, обусловленныепредыдущей обработкой воды хлором либо хлорсодержащими составами. Вкомбинированных фильтрах действие механических либо угольных фильтровсочетается с антибактериальной обработкой, обеспечиваемой соответствующейаппаратурой (например УФ-облучением).
И, наконец,воду можно деминерализировать, для чего пропустить через специальные смолы.Таким образом готовится вода для автомобильных аккумуляторных батарей, бытовыхпарогенераторов и всех паровых электроприборов.
Бытовыефильтры очистки воды, будучи почти всегда рассчитаны на небольшие пропускныеобъемы, имеют малые габариты и вес. В большинстве случаев фильтрующий элементпредставляет собой кассету, имеющую различные функциональные параметры. Какправило, бытовые фильтры врезаются непосредственно в водопроводную сеть черезпосредство резьбовых муфт или фланцевых соединений.
В соответствиис требованиями, установленными Постановлением Минздрава № 443/90, дляобеспечения санитарно-гигиенической безопасности бытовых водопроводных сетей всистемах водоподготовки могут применяться только механические фильтры на основесинтетической или металлической сетки, задерживающей взвешенные в воде частицыразмерами не менее 50 мк. Кроме того, такие фильтры должны быть моющимися,автоматически или вручную.
В отношенииугольных фильтров Постановление указывает на опасность размножения в нихбактерий и неконтролируемого выброса микрозагрязнителей и по этой причинезапрещает их отдельное использование в бытовых системах водоподготовки. Ихиспользование разрешается только в составе комбинированных фильтров очисткиводы установленного типа.
Фильтрация воды втепловых сетях
Всоответствии с требованиями регламента, вода тепловых сетей гражданскогоназначения должна проходить определенную водоподготовку и иметь следующиехарактеристики:
прозрачность;уровень рН более 7 (но менее 8 в сетях салюминиевыми радиаторами);содержание железа ниже 0,5 мг/кг;содержание меди ниже 0,1 мг/кг.Ответственностьза состав и соответствие параметров воды в тепловой сети несеткомпания–поставщик услуг теплоснабжения.
В любом случаево всех сетях рекомендуется установка предохранительного фильтра очистки воды.В соответствии с регламентом обязательной установка фильтров является длятепловых систем мощностью свыше 350 кВт (300 000 ккал/час). Задача фильтра –задерживать имеющиеся в воде песок, ржавчину и мусор. Здесь можно применятьобычные фильтры очистки воды либо фильтры самоочищающегося типа, существеннооблегчающие обслуживание системы.
Следует особоотметить, что циркулирующая в тепловой сети вода постепенно оставляет настенках труб накипь, очаги коррозии и илистые отложения, которые со временем,если не проводить регулярное обслуживание сети, могут привести к выходу системыиз строя. В частности, илистые отложения обусловлены наличием в воденесвязанной извести, продуктов коррозии, песка или земли либо размножениемживых организмов (таких как плесень, водоросли, бактерии).
Илистыеотложения являются чрезвычайно вредными, поскольку катализируют коррозиюметаллических элементов сети и, тормозя циркуляцию воды, ведут к потеренагрузки системы.
Фильтры бассейнов
В силу своегоназначения и очевидной связи с внешней средой (особенно в случаях, когдабассейны под открытым небом) вода в бассейнах содержит мусор какмакроскопический (земля, насекомые, волосы, сухие листья и пр.), так имикроскопический (бактерии и микроорганизмы, водоросли, органические вещества ит. п.).
В этой связи вцелях обеспечения необходимых санитарно-гигиенических параметров бассейныдолжны оборудоваться соответствующими системами водоподготовки.
Загрязнениемикроскопического характера ликвидируется химической обработкой (хлорирование иподдержание рН на определенном уровне). Макроскопическое загрязнениенейтрализуется посредством фильтрации. Постепенное пропускание воды бассейначерез фильтры обеспечивает очищение воды от мусора.
Циркуляцияосуществляется при помощи насоса, оборудованного фильтром предварительнойочистки воды. Такой фильтр представляет собой съемную крупноячеистую корзину,задача которой – задерживать крупные частицы мусора, которые могут повредитьсам насос.
Вбассейнах применяются три типа фильтров очистки воды: самые популярные –песочные. Фильтрующая подушка определенной толщины (60–100 см и более)заполнена песком соответствующей зернистости. Песок не должен иметь глинистыхвключений. Зернистость используемого песка определяет величину задерживаемыхчастиц мусора и, соответственно, эффективность такого фильтра. Меньшаязернистость задерживает более мелкий мусор, но одновременно ведет ксущественной потере нагрузки фильтра. Другой популярный фильтр для бассейнов –многослойный (двух- или трехслойный) минералов различной зернистости, гдезернистость уменьшается в направлении движения очищаемой воды. Каждый болеемелкий слой задерживает более мелкий мусор. Например, первым слоем может бытьугольный антрацит (зерно 1,5–2 мм), за ним кремнистый песок (∆ 1 мм) и,наконец, гранулят барита (∆ 0,5 мм). Применяется и еще один оригинальныйспособ фильтрации – через диатомит (инфузорную землю). Материал состоит изкремнистых скелетов микроскопических (∆ несколько микрон) одноклеточныхводорослей, существующих в виде крупчатой породы белого или желтоватого цвета,которая высыпается слоем несколько миллиметров (периодически заменяется) напористую основу большой площади. В некоторых случаях применяются в том числе икассетные фильтры. Чтобы обеспечивать эффективную очистку воды в бассейне,фильтрующая производительность фильтра должна быть пропорциональна объему воды.Эффективность очистки определяется «временем рециркуляции» или, иначе говоря,временем, необходимым для того, чтобы объем воды, равный объему бассейна,полностью прошел через фильтрующую систему.
Какправило, это время составляет 3–4 часа для бассейнов общего пользования и 8–10часов для индивидуальных бассейнов. Индивидуальные бассейны обычнокомплектуются одним единственным фильтром, тогда как бассейны общегопользования по понятным причинам имеют несколько фильтров, имеющих идентичныерабочие параметры (не менее двух, один из которых – основной рабочий, другойрезервный на случай выхода из строя, а также на время проведения техническогообслуживания первого). Кроме того, необходимо иметь дополнительные фильтрующиемощности в объеме не менее 30 % от расчетных фильтров на случай оперативнойзамены и непредвиденных обстоятельств.
Эффективностьфильтрации следует периодически проверять, поскольку по мере засоренияпроизводительность фильтров неизбежно снижается. Проверка проводится путемзамера манометром уровня потери нагрузки, обусловленной постепеннымнакапливанием отложений. Фильтр подлежит восстановлению, когда потеря нагрузкипревысит 0,5 бар по сравнению с расчетной на чистом фильтре. Восстановлениефильтра производится (в бассейнах общего пользования не реже чем раз в четыредня) путем промывки обратным током скопившейся грязи, смываемой в сток (всоответствии с правилами организации и эксплуатации водосточных сетей).
Фильтрационныесистемы ирригационного типа
Микроирригация(или капельная ирригация) – особый процесс, посредством которого распределяютсянебольшие объемы воды под низким давлением с медленной продолжительной подачейи частыми интервалами, для которого требуется специально подготовленная вода.
Посколькуздесь применяются питатели со сверхмалыми и поэтому легко засоряемымиотверстиями, используемая вода не должна иметь взвешенных твердых частиц инакипеобразующих веществ. Иными словами, нельзя использовать мутную засореннуюводу (с включениями песка, ила, глины) с высоким содержанием растворенныхвеществ (железа или накипеобразующих солей), которые могут осаждаться настенках системы. В том числе водоросли и бактерии, если будут размножатьсявблизи водоподающих форсунок, довольно быстро могут их закупорить.Накипеобразующие вещества и растворенные в воде микроэлементы удаляютсяхимической обработкой, а мутность корректируется фильтрацией.
Фильтрация воды длянебольших помещений
Вдомашней водопроводной сети часто применяются различного рода кассетныефильтры. Их выбор достаточно широк и зависит от поставленной задачи, т. е. оттого, насколько тонкой должна быть очистка. Существуют необслуживаемыеодноразовые фильтры, подлежащие периодической замене. Но большая часть фильтровмоющиеся, т. е. восстанавливаются промывкой водой.
Промывкавыполняется обратным током воды самим пользователем так часто, как того требуетфактическая загрязненность фильтра.
Существуюттакже самоочищающиеся фильтры, между периодической очисткой фильтра, время ипродолжительность промывки устанавливаются при помощи пульта управления.
Фильтрымогут комплектоваться манометром, отображающим рабочее значение потери нагрузки.Фильтры, устанавливаемые на входе в домашний контур, т. е. в точке подключенияк водопроводной магистрали, могут оснащаться редукторами давления, которыенезависимо от колебаний давления на входе будут поддерживать постоянноедавление на выходе.
Очищающие фильтры
Вфильтрах данного типа используется активированный уголь (растительный либоминеральный). Это специально приготовленный микропористый уголь, оказывающийактивное абсорбирующее действие на некоторые вещества. Это свойствоактивированного угля позволяет при пропускании через него воды удалятьнеприятные вкус и запах, например, от избытка хлора, оставшегося в воде последезинфицирующей обработки. При помощи угля можно избавиться от некоторыххимических микрозагрязнителей, таких как хлорсодержащие растворы (напримертриэлин), пестициды (например атрацин), детергенты и пр. Производительностьизделий на основе активированного угля варьируется в широком диапазоне –небольшие фильтры, навинчивающиеся на отдельный водопроводный кран, кассетные,фильтры водораспределительных сетей, фильтры систем водоподготовки. Действиютаких фильтров может мешать наличие в воде взвешенных частиц (масла, жиры,песок, ил), которые забивают угольные микропоры.
Следуетпомнить, что фильтр с активированным углем не может «стерилизовать» воду, и,следовательно, таким фильтром можно обрабатывать воду, уже являющуюся«питьевой». Кроме того, такой фильтр требует внимания и регулярногообслуживания, поскольку в противном случае может произойти неконтролируемоеразмножение бактерий и выброс в воду микрозагрязнителей. По этой причине мощныеугольные фильтры требуют регулярной промывки обратным током и реактивации, амалые фильтры – регулярной замены фильтрующего элемента.
Вэтой связи Постановлением Минздрава № 443/90 запрещено отдельное применениеугольных фильтров в домашних (квартирных) водопроводных контурах питьевой воды.Их применение возможно только по специальному разрешению и только в качестведополнительного фильтра в системах и аппаратуре бытовой водоподготовки (например,бактерицидный УФ-фильтр), обеспечивающих финишную дезинфекцию питьевой воды.
Фильтрующие материалыи кассеты
Наиболеепопулярные гранулированные фильтрующие материалы – кварцевый песок игранулированный антрацит.
Песокдобывается по берегам рек и проходит следующие виды обработки: промывка,просеивание, сортировка. Существуют несколько видов гранулометрии песка впределах установленных (мин. и макс.) диапазонов зерна.
Гранулированныйантрацит состоит из практически чистого углерода (около 90 %), имеет гранулынеправильной формы различных размеров. Материал можно использовать слоямиразличной зернистости. В силу того, что гранулы имеют острые края, недопускающие плотной трамбовки фильтрующей подушки, материал обеспечиваетнезначительную потерю нагрузки и высокую скорость фильтрации. Можеткомбинироваться с песком в двухслойных фильтрах.
Вфильтрующих кассетах используются различные материалы – как необслуживаемые, т.е. одноразовые, так и регенерируемые, т. е. моющиеся.
Потерянагрузки фильтра очистки воды обусловлена зернистостью фильтрующего материала.Необслуживаемые кассеты представляют собой катушку нити перекрестной намоткиопределенной толщины из определенного материала (полипропилен, хлопок, нейлон,полиэстер). Размер кассет составляет, как правило, 5, 7 и 10 дюймов. Ониобеспечивают тонкую очистку воды в диапазоне от 1 до 100 мк. Необслуживаемымиявляются и так называемые фильтрующие свечи. Зернистость кварцита в них впределах от 10 до 50 мк. Керамические свечи и инфузорный фильтрант могут обеспечиватьфильтрацию до 0,5 мк и менее. К категории обслуживаемых относятся кассеты,изготовленные с применением стальной либо нейлоновой нити на пластмассовомсердечнике. Иногда пористые мембраны в кассете гофрируются в целях увеличенияфильтрующей поверхности.
Фильтрующие системыочистки воды
Ксожалению, в связи с неудовлетворительным качеством поступающей в здания воды,приходится использовать целые системы ее очистки. В зависимости от показателейисходной воды и требований, предъявляемых к степени ее очистки, применяютсяразличные виды фильтрующих загрузок позволяющие получать очищенную водутребуемого качества. Блочно-модульная система позволяет изготавливать установкина любую производительность. Фильтры укомплектованы автоматическими клапанамипромывки и регенерации загрузки как по пропущенному объему воды, так и повремени. Ниже приведены основные типы фильтрующих загрузок.
Тип устройства
Фильтрующая среда
Принцип действия
Условия работы.
Осадочный фильтр
Гранулированный вспененныйалюмосиликат.
Удаляет механические взвеси (до20 мкм), ржавчину, песок, глинистые и органические взвеси, водоросли.
Отсутствие нефтепродуктов.
Корректор кислотности
Кальцит.
Гранулированный природныйкарбонат кальция
Повышает величину рН На 1-2единицы за счет растворения среды. Связывает агрессивную углекислоту
Величина рН исходной воды 5-7ед. Отсутствие сероводорода.
Обезжелезиватель МЖФ
МЖФ
Гранулированная среда издоломитов, модифицированных оксидами железа, марганца и кремния.
Катализатор окисленя двухвалентногожелеза и марганца. Повышает значение рН воды за счет растворения доломитнойосновы, удаляет свободную углекислоту.
Величина рН воды не менее 6,8ед. Отсутствие сероводорода и нефтепродуктов
Обезжелезиватель BIRM
BIRM
Алюмосиликат покрытый оксидамимарганца и железа.
Катализатор, ускоряющий процессокисления двухвалентного железа и марганца растворенным в воздухе кислородом
Величина рН воды не менее 7,2ед. Удаляет общее железо до 3 мг/л. Отсутствие сероводорода и нефтепродуктов.
Обезжелезиватель MGS
Manganese Greensand.
Марганцевый наполнительсодержащий оксиды марганца, железа, магния, алюминия, кремния.
Непосредственно окисляетрастворенное железо, регенерируется раствором перманганата калия
Величина рН воды 6,2-8,8 ед.Удаляет общее железо до 15 мг/л, марганец до 12 мг/л, сероводород до 5 мг/л.
Обезжелезиватель МТМ
МТМ.
Гранулированный вспененныйалюмосиликат, покрытый оскидом марганца.
Непосредственно окисляетрастворенное железо, регенерируется раствором перманганата калия
Величина рН воды 6,2-8,8 ед.Удаляет общее железо до 15 мг/л, марганец до 12 мг/л, сероводород до 5 мг/л.Отсутствие полифосфатов, нефтепродуктов
Угольный фильтр
Гранулированный активированныйуголь изготовленный из скорлупы кокосовых орехов
Адсорбирует органическиесоединения гербициды, пестициды, фенолы, ароматические углеводороды,цветность органической природы
Содержание железа менее 0,3мг/л
Умягчитель
Сильнокислотная катионообменнаясмола в натриевой форме
Ионный обмен. Реакция обменакатионов натрия на катионы кальция и магния. Регенерация раствором повареннойсоли.
Содержание железа менее 0,3мг/л, окисляемость менее 5 мг/л, отсутствие взвесей, нефтепродуктов.
Ультрафиолетовые стерилизаторы
УФ-лампы различной мощности сдлиной излучающей волны 254 нанометров.
Обеззараживание воды отпростейших микроорганизмов, бактерий, вирусов.
Коли-индекс менее 1000 ед/л,мутность менее 1,5 мг/л, железо менее 0,3 мг/л, жесткость менее 3 мг-экв/л.
Магнитные системыочистки воды
В последнеевремя магнитная обработка воды вновь стала приобретать популярность в системахводоочистки. В частности, в обратноосмотических системах это может статьреальной альтернативой жидким и твердым ингибиторам, как средством борьбы собразованием карбонатных отложений на поверхности мембранных элементов. Однакообласть применения этих устройств имеет более широкий спектр.
Магнитныепреобразователи предназначены для обработки воды полем постоянных магнитов. Приэтом растворенные в воде солеобразующие ионы кальция и магния теряютспособность к отложению на сорбирующих поверхностях, а находятся в виде шлама вконтуре водоснабжения. Более того, наблюдается эффект разрыхления ужесуществующих отложений и их вынос.
Область применения:
мембранные и ионообменные системы очистки воды(возрастание ресурса работы на 25-30%); водопроводные сети горячей (до 135 градусовЦельсия) и холодной воды; бойлеры и газовые колонки; оборотные контуры водоснабжения (камеры орошения,испарители холодильных машин) насосные агрегаты; стиральные и посудомоечные машины.Мембранные системыочистки воды
Данные системы основаны наочистке воды, используя механизмы нанофильтрации, обратного осмоса, ионногообмена. Условно мембранные установки очистки воды можно разбить на три класса:
Нанофильтрационные с селективностью 80-90% для удалениясоединений железа, микроэлементов и органических соединений с цельюполучения питьевой воды.Обратноосмотические с селективностью 99,6 % дляполучения воды используемой в пищевой промышленности (производствоалкогольных и безалкогольных напитков), в медицинской промышленности,приготовление дистиллированной воды. Комбинированные (обратный осмос + ионный обмен) дляполучения высокоомной воды, применяемой в электронной промышленности.Необходимые условия для монтажамембранной системы:
давление на входе 2-3,5 атм; температура окружающего воздуха от +5 до+35градусов Цельсия; питающее напряжение 220В 50Гц, 380В 50Гц; наличие канализации.Список литературы
А.С.Копылов,В.М.Лавыгин, В.Ф.Очков «Водоподготовка» М.: Издательство МЭИ, 2003 г.ФрогБ.Н., Левченко А.П. «Водоподготовка» Издательство: Изд. МГУ. Уч. пособие,2003 г.МиклашевскийН. «Чистая вода. Системы очистки и бытовые фильтры» Издательство BHV-СПб,2004 г.ЖурбаМ.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. «Водоснабжение: Проектирование систем исооружений: В 3 т. Т. 2: Очистка и кондиционирование природных вод.», АСВ2004 г.СНиП2.04.02-84 (с изм. 1 1986, попр. 2000) Водоснабжение. Наружные сети исооружения.3. Рефераты. Leetmaster