Очистка воды

Наша фирма поможет сделать развернутый химический анализ воды, подобрать и смонтировать систему очистки воды, основываясь на данных анализа воды и необходимой производительности системы, предложить различные ценовые группы оборудования.

Находящиеся на рынке бытовые очистные системы можно разделить

на  3 вида: 

1- Магистральные колбы  стандарта 10"Slim, 10"BigBlue, 20"Bigblue

с установленными картриджами механической очистки, угольными, умягчения, обезжелезивания.

имеют небольшой ресурс использования, который находится в зависимости от концентрации примесей в воде и потребления воды. После отработки ресурса регенерировать картридж проблематично и обычно он утилизируется, поэтому стоит иметь запас их для быстрой замены.

Для механической очистки от песка, глины ила и т.п., а также для осветления воды (угольные картриджи) хорошо подходит, просто заменяется,имеют хорошую производительность, в прозрачных корпусах легко увидеть когда нужна замена картриджа, картриджи широко распространены и имеют невысокую стоимость, легко консервировать на зиму в летних строениях.   

По стоимости это самый дешевый вариант (3-10 т.р.),но для более тонкой очистки-удалении превышения содержания химических примесей в воде-таких как железо, марганец и особенно жесткость, сероводород плохо подходит, по причине низкой эффективности, отсутствии простой регенерации и невысоком ресурсе до выхода из строя. Возможно использовать только при незначительном превышении хим. примесей в воде и небольшом обьеме потребления воды.

Примерный реальный ресурс картриджей обезжелезивания  (при  концентрации железа в воде 1мг\л (т.е в три раза выше ПДК)) 2-5м3 прошедшей через него воды.

у картриджей умягчения на основе ионообменной смолы  (при концентрации солей жесткости 10мг-экв\л (т.е. в 2 раза выше ПДК)) он примерно составляет 0,5-1м3 прошедшей через него воды.

2-Обратный осмос

бытовая система обратного осмоса

Полностью очищает воду от всех примесей и загрязнений за счет мембраны, проницаемой только для молекул воды, но имеет небольшую производительность 150-200л\сутки. и поэтому обычно применяется только на кран питьевой воды на кухне. ( высокопроизводительные установки (от 0,5 м3\час) существуют, но их стоимость намного выше, чем у всех остальных методов очистки:150-500 000руб, также высока стоимость расходников,  но в случае высокой минерализации воды (более 2гр\л) остается единственным рабочим методом понижения солесодержания в воде).

 система обратного осмоса высокой производительности

Имеет 6 ступеней очистки:

1-механический картридж 5мкр

предварительная механическая фильтрация на картридже из
полипропиленового шнура PP-5M или вспененного полипропилена PS-5M. Устраняет нерастворённые
в воде механические частицы загрязнений размером свыше 5 микрон (ржавчина, ил, водные
организмы, песок, волосы, гумус, водопроводные загрязнения).

2-угольный картридж

картридж из гранулированного мелкозернистого активированного
угля повышенной плотности, изготовленным из скорлупы кокосового ореха GAC-10, BL-10. Своей
пористой поверхностью адсорбирует высоко и низко-молекулярные органические соединения,
чистый хлор (99%), хлороформ (98%), фтор (98%), свинец (96%), неприятный вкус и запах.

3-механический картридж 1-3мкр

окончательная механическая фильтрация на картридже из
полипропиленового шнура PP-1M или вспененного полипропилена PS-1M. Устраняет нерастворённые
в воде механические частицы загрязнений размером больше 1 микрона.

4-мембрана обратного осмоса

высокопроизводительная тонкослойная обратноосмотическая
мембрана, изготовленная по TLC-технологии (Filmtec USA, 284л./сут). В настоящее время обладает
наилучшими характеристиками по критериям цена-производительность-ресурс-качество. Устраняет
до 96-99,8% пропущенных тремя предварительными фильтрами загрязнений всех типов, молекулярная
масса которых больше 150-250 дальтонов, в том числе аммиак (86-92%), хром (96-98%), цианиды
(92-98%), цинк (94-97%), кадмий (98-99%), марганец (96-98%), медь (95-99%), свинец (96-98%), ртуть
(96-98%), серебро (86-98%), стронций (87-90%), железо (98-99%), пестициды и гербициды (99-100%),
бактерии и цисты (99-100%), вирусы (99-100%). Конструкция мембраны позволяет загрязняющим
веществам вымываться с её поверхности в канализацию, что существенно продлевает срок её служб 

5-угольный пост-картридж 

постфильтр с высококачественным активированным углём L-GAC.
Имеет исключительные адсорбционные возможности по отношению к различного рода летучим
субстанциям, тем самым придаёт воде натуральный родниковый вкус.

6-минерализатор 

минерализирующий картридж L-MIN, полностью повторяющий
природный процесс минерализации воды. Разработан при содействии Военной Медицинской
Академии США (WAM). Его задачей является обогащение воды минеральными соединениями,
необходимыми человеческому организму (Ca2+ -34мг/л, Mg2+-12мг/л, Na+ -22мг/л, K+ -8.5мг/л,
CO32--10мг/л, SO42--0.3мг/л, Cl- -0.8мг/л, F- -0.06мг/л) в количествах, исходя из суточной потребности
нашего организма в этих микроэлементах. “Употребление одного литра минерализированной воды
методом RO + M, обеспечивает потребность организма на минеральные субстанции, содержащиеся в
жидкостях, и является отличным дополнением к ежедневной диете”.

Система обратного осмоса обычно монтируется под мойку вместе с накопительным баком на 8-12л , который создает некоторый запас чистой воды, и выводится отдельный кран на мойку для питья. Мембрану,  необходимо заменять примерно раз в 2 года, предварительные картриджи раз в 6 мес, минерализатор и угольный пост фильтр 1 раз в год. В расширенные комплектации входит насос подкачки, т.к. необходимо минимальное давление в системе от 2,7ат.

Иногда используется система ультрафильтрации, в ней мембрана пропускает вместе с молекулами воды и некоторые минеральные соли, производительность системы выше, минерализатор не требуется.

Стоимость бытовой системы осмоса вместе с монтажом обойдется примерно в 8000-9000 руб. 

3-Напорные фильтры с автоматической регенерацией по времени\расходу

обезжелезиватель       умягчитель                                      аэрационная колонна

Наиболее распространенные фильтры,много разновидностей, модификаций, они способны очистить воду при высоких превышениях ПДК с большой производительностью. Обычно засыпка в них при исчерпании ресурса регенерируется различными способами и замена ее требуется через 3-5 лет. Стоит отметить, что установка данных  фильтров требует довольно много места, периодического наблюдения, и совершенно не предназначены для неотапливаемых на зиму помещений, потому как  воду с них очень непросто слить, также необходимо подведение отдельного дренажа для слива большого количества воды (300-900л) в процессе регенерации.

Расходный материал -реагент для регенерации, затраты на него меньше, чем на картриджи.

Стоимость системы такой очистки  сильно различается от 20 т.р. до 100т.р., зависит  от количества примесей,превышения ПДК их содержания,  производительности, типа засыпки.

Основные химические примеси содержащиеся в подземных источниках воды:

1. Железо.

пример обезжелезивателя

Типичная картина, которая наблюдается при подъеме железистой воды из скважины, такова. Вначале вода, выкаченная из скважины, абсолютно прозрачна и кажется чистой, но проходит несколько десятков минут и вода мутнеет, приобретая специфический желтоватый цвет. Через несколько часов муть начинает оседать, образуя рыхлый осадок. Процесс осаждения может длиться несколько дней. Скорость осаждения зависит от температуры и состава воды. Наличие железа можно определить и на вкус. Начиная с концентрации 1,0-1,5 мг/л вода имеет характерный неприятный металлический привкус.

Железо не дает нормально заваривать чай или кофе и при больших концентрациях негативно влияет на здоровье. Высокие концентрации железа в воде вызывают аллергические реакции, которые могут привести к заболеваниям крови. Если железа больше 1 мг/л - желтеет кожа, волосы блекнут и теряют естественный цвет, седые и светлые становятся рыже-коричневыми. При концентрации 10 мг/л волосы можно испортить за две-три недели, и никакие шампуни не помогут.

Стирка в «железистой» воде гибельна для белья - если концентрация железа больше 1,0 мг/л, то всё бельё желтеет. Добавка стиральных порошков, и особенно отбеливателя, приводит к интенсивному образованию хлопьев железа уже при концентрации 0,3 мг/л. «Железистая» вода портит кафельную плитку, эмаль и фаянс сантехнических изделий.

В системе горячего водоснабжения проблемы, обусловленное повышенным содержанием железа, многократно возрастают. Уже при концентрации 0,5 мг/л идет интенсивное появление хлопьев, образующих рыхлый шлам, который забивает теплообменники, радиаторы, трубопроводы, сужает их проходное сечение. Шлам попадает в краны, смесители, приборы автоматики. При концентрации 1,5-3 мг/л шаровые краны и смесители выходят из строя уже через несколько месяцев. При высоких температурах шлам затвердевает в виде осадка на металлических поверхностях, что проводит к снижению теплоотдачи и коррозии.

Российские санитарные нормы ограничивают концентрацию железа в воде для хозяйственно-питьевых нужд в пределах 0,3 мг/л. В подземной же воде она колеблется в пределах от 0,1 до 20 мг/л.

Основные способы удаления:

На сегодняшний день существует несколько методов обезжелезивания воды. Их можно разделить на группы:
1.  Реагентные; 
2. Каталитические; 
3. Ионообменные;

Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки, но все они за исключением ионообменного, основываются на окислении железа ІІ до железа ІІІ при этом происходит переход железа в нерастворимую форму, которую и задерживают на фильтрах.
Реагентный метод
Широко распространен в промышленной водоподготовке больших объемов воды. Хорошо изучен, имеет большой спектр разнообразных  реагентов, начиная от атмосферного кислорода, заканчивая известью и  гипохлоритом.
Реагентные методы основываются на введении в исходную воду какого – либо  реагента, способствующего переходу растворимого двухвалентного железа (II) в его нерастворимую трехвалентную (III) форму. Этого можно добиться вводя окислитель (кислород, озон, гипохлорит натрия, перманганат калия и др.) После перевода железа в нерастворимую форму его соединения задерживаются в толще фильтрующей загрузки, а очищенная вода поступает потребителю. 
В самостоятельном виде – т.е. только для обезжелезивания наиболее широкое распространение получил метод окисления растворенного железа. Из всех окислителей наиболее безопасным и дешевым является кислород, который подают в воду различными способами в составе атмосферного воздуха. Самые распространенные методы подачи воздуха – упрощенная аэрация (разбрызгивание воды и полет ее капель от брызгальных насадок до зеркала воды), вакуумно-эжекционный (использование различных конструкций эжекторов для подсоса воздуха в поток воды), напорная аэрация - подача воздуха компрессором. При этом происходят такие реакции:

4Fe(НСО₃)2 + O₂ + 2H₂O → 4Fе(ОН)₃ + 8СO₂↑

На окисление 1 мг железа (ІІ) тратится 0,143 мг растворенного в воде кислорода, т.е. для окисления железа (II) в железо (III) кислородом воздуха на 1 г удаляемого железа, достаточно добавлять в воду 2 л воздуха. Процесс обогащения воды кислородом при ее разбрызгивании в воздухе происходит довольно интенсивно. При падении капель воды с высоты 0,5 м содержание кислорода в воде достигает 
5 мг/л, что достаточно для окисления 35 мг/л железа (ІІ).
То есть изменения в химизме воды минимальны, органолептика улучшается, а минеральный состав остается без изменений.
Этот метод можно применять в случаях, когда исходная вода характеризуется такими показателями:

рН не меньше 6,6;

щелочность не меньше 1,35 мг-экв/л;

содержимое углекислоты до 100 мг/л;

содержимое сероводорода до 10 мг/л;

перманганатная окисляемость не больше 8,5 мг О2/л.

Возможны изменения пределов применения связки рН и  перманганатной окисляемости.
Аналогичные процессы происходят при окислении железа (II) другими окислителями.

Каталитический метод
Метод основан на каталитическом окислении железа (II) до железа (III)  в толще фильтрующей загрузки. Часто применяется совместно с дополнительной подачей воздуха. В качестве катализатора процесса часто выступает диоксид  марганца, который в виде пленки наносится на поверхность зерен фильтрующей загрузки, например песка, природного цеолита либо искусственных алюмосиликатов наподобие "Birm"  или модифицированного глауконита, получившего в иностранной литературе название "GreenSand" – и который, благодаря относительно высокому содержанию оксида марганца обладает не только каталитическими, но и окислительно - восстановительными свойствами.
Для востановления каталитических свойств таких загрузок необходима регенерация окисляющей способности фильтрующей загрузки за счет реагентной обработки окислителем - как правило, перманганатом калия. Гидроокись железа так же является эффективным катализатором. 
Область и условия применения "Birm" (без подачи атмосферного воздуха):
- рН 8.0 - 9.0;
- концентрация растворенного в воде кислорода не менее 13% от концентрации железа;
- недопустим контакт с хлором и сероводородом, а также с поверхностями из черных металлов труб и корпусов фильтров.
Область и условия применения GreenSand 
- широкий диапазон рН исходной воды;
- эффективное удаление растворенного и нерастворенного железа с  концентрацией до 10 мг/л;
- удаление марганца и сероводорода;
- регулярная регенерация перманганатом калия.
    Ионообменный метод
Обезжелезивание катионированием применяют при одновремен­ном обезжелезивании и умягчении воды, а также в тех случаях, когда не производится обогащение воды кислородом при поступлении ее на катионитовые фильтры, и низком рН 6,2 и менее. На катионитовом фильтре может быть задер­жано только железо, находящееся в ионной форме, при этом происходит замещение ионов  железа на ионы натрия. Обезжелезивание катионированием производят на катионитовых фильтрах, загружен­ных слоем катионитов толщиной 1,5 - 2,5 м. 

2. Жесткость.

Жесткость воды определяется суммарным содержанием в ней растворенных солей кальция и магния. Гидрокарботаны кальция и магния образуют карбонатную или временную жесткость воды, которая полностью устраняется при кипячении воды в течение часа. В процессе кипячения растворимые гидрокарбонаты переходят в нерастворимые карбонаты, выпадающие в виде белого осадка или накипи, с выделением при этом углекислого газа. Соли же сильных кислот, например, сульфаты и хлориды кальция и магния - образуют некарбонатную или постоянную жесткость воды, не изменяющуюся при кипячении воды. 
На сегодняшний день общая жесткость воды хозяйственно-питьевого назначения регламентируется СанПиНом 2.1.4.559-96 и должна находиться в пределах от 1,5 мг-экв/л до 7 мг-экв/л. 

Высокая  жесткость воды делает её непригодной для питания газовых и электрических паровых котлов и бойлеров. Стенки котлов постепенно покрываются слоем накипи. Слой накипи в 1,5 мм снижает теплоотдачу на 15%, а слой толщиной 10 мм -снижает теплоотдачу уже на 50%. Снижение теплоотдачи ведет к увеличению расхода топлива или электроэнергии, что в свою очередь ведет к образованию прогаров, трещин, вздутий в трубах и на стенках котлов, выводя преждевременно из строя системы отопления и горячего водоснабжения. 
В жесткой воде хуже пенится стиральный порошок и мыло. Жесткая вода снижает эффективность моющих средств. Дело в том, что натриевые соли насыщенных жирных кислот, составляющие основу моющих средств, при взаимодействии с солями жесткости переходят в нерастворимые кальциевые соли тех же кислот, мыльные «шлаки». Шлаки остаются на белье, именно поэтому при стирке жесткой водой сложно добиться эффекта отбеливания, сохранить яркость цвета тканей, качественно отполоскать белье. Шлаки оказывают негативное влияние на кожу и волосы, оставляя на них нерастворимую кальциевую пленку, вызывающую раздражение кожи.

Наиболее широкое распространение получили установки умягчения воды с ионообменной гранулированной загрузкой. Такая загрузка (как правило - ионообменные смолы) способна при контакте с водой поглощать ионы кальция и магния, отдавая взамен ионы натрия или водорода, называясь, соответственно, Nа-катионитовой или Н-катионитовой. Nа-катионитовые загрузки регенерируются концентрированным раствором поваренной соли (NаС1) или сернокислого натрия (Nа2S04). Н-катионитовые загрузки регенерируют концентрированным раствором серной (Н2S04) или соляной (НСL) кислот. При регенерации происходит обратный ионный обмен - ионы кальция и магния удаляются из катионита, который вновь насыщается ионами натрия или водорода. 
Регенерация устройств, загруженных ионообменными средами, как правило, происходит в автоматическом режиме по команде электронного блока, управляющего электромагнитными клапанами. Частота регенерации рассчитывается исходя из жесткости исходной воды, водопотребления и емкости катионита по отношению к солям жесткости. 

Отдельно стоят электромагнитные способы воздействия на воду, при которых ионы кальция Са и карбонат-ионы С0з переводятся в возбужденное состояние, препятствующее их объединению при нагревании и, соответственно, образованию накипи. Химический состав воды при этом не меняется. Эффект, получаемый с помощью такого рода устройств в настоящее время не всегда предсказуем, поскольку возбужденное состояние ионов Са и С0з может продлиться от нескольких секунд до нескольких десятков часов. На практике электромагнитные устройства хорошо показали себя на воде из поверхностных источников, в то время как на артезианской воде отмечены случаи, когда такие устройства не эффективны.

Для технической воды также возможен очень бюджетный вариант- картриджные фильтры с полифосфатной засыпкой (для стиральных машин)

3 Сероводород

Необходимость в очистке воды от сероводорода возникает потому, что его избыток делает поду непригодной для питья и приготовления пищи, поскольку характеризуется специфическим неприятным запахом тухлых яиц. Кроме того, наличие этого соединения мешает обезжелезиванию воды, так что прежде чем приступить к очистке воды от железа, следует удалить  сероводород. Наконец, очистка воды от сероводорода нужна потому, что это вещество вызывает коррозию, а следовательно, оказывает пагубное влияние на трубопроводы сетей тепло- и водоснабжения. 

Очистка воды  от сероводорода, сводится к двум основным вариантам: аэрации  или дозации сильного окислителя (гипохлорита натрия).

Метод безнапорной аэрации не требует расходуемых реагентов, удобен при использовании малодебетных скважин и колодцев (есть промежуточная контактная емкость), не требует большого напора насоса.

 -Безнапорная аэрация.

Аэрация- это насыщение  воды кислородом, который растворяется, вступает в химическую реакцию с двухвалентным железом и приводит его в нерастворимую трёхвалентную форму. Этот способ позволяет достичь высокого качества очистки воды от сероводорода и очистки воды от тяжелых металлов.

При этом используются специальные аэрационные емкости, куда подавлением подается вода, где она насыщается кислородом. Они состоят из мембранного компрессора, датчика потока, регулирующего его работу и аэрационной колонны, где смешиваются подаваемый из компрессора воздух и вода.

Вторым этапом очистки воды от сероводорода с помощью  аэрации является откачка  воды из емкости с помощью центробежного насоса. Аэрационная емкость оснащается выключателем сухого хода, чтобы защитить насос второго подъема, который отправляет обработанную воду на дальнейшие ступни очистки. 
Его расход должен составлять в три раза больше своего номинала при фильтрации, чтобы обеспечить дальнейшее обезжелезивание по окончании очистки воды от сероводорода. Таким образом, для того, чтобы подобрать оборудование для очистки воды от сероводорода, необходимо  отталкиваться от расхода воды в ходе фильтрации.

-Дозация 

Метод дозации более эффективен, чем аэрация, особенно при сильных превышениях железа и сероводорода, очень компактен,производит одновременное обеззараживание воды, имеет обеззараживающий пост-эффект на очищенной воде, дозирующий насос значительно тише воздушных компрессоров в аэрации и более дешев, в целом установка дозации в в капитальных затратах выходит дешевле аэрации, расходуемые материалы гипохлорит натрия и дистилированная вода широко распространены и их можно легко найти в магазинах.

Для очистки воды от сероводорода методом дозирования, необходим насос высокого давления, канистра с реагентом и блок управления насосом. 

Наиболее продуктивным будет очистка воды от сероводорода путем совмещения этих двух методов. При этом следует помнить, что содержание сероводорода в питьевой воде строго регламентировано и составляет 0.003 мг/л.

Очистка воды от сероводорода часто нужна потому, что серобактерии в процессе жизнедеятельности восстанавливают сульфаты до сероводорода, в особенности их деятельность активна при избытке в воде железа и магния. Такое явление часто имеет место в колодцах; чтобы произвести очистку воды от сероводорода необходимо предварительно произвести очистку стен и дна колодца, чтобы уничтожить среду обитания анаэробных бактерий, а так же желательно произвести очистку воды от хлора. 
Признаком их наличия является ил черного цвета, однако для того, чтобы очистка воды от сероводорода была качественной, не обойтись без лабораторного анализа состава воды.

Вот тут можно посмотреть типовые сметы по водоочистке

Примеры работ:

Объект д. Староречье (превышение концентрации сероводорода 100ПДК , жесткости 3 ПДК)

поставлено дозирующее оборудование (дозирующий насос Stenner (США), контроллер пропорционального дозирования, колонна 1354 осадочный фильтр, колонна 1354 умягчитель с солевым баком, управляющие клапана RunXin (Китай), произведен монтаж отдельного дренажного поля для фильтров, бюджет 113тр 

Объект д. Вичелово (превышение концентрации сероводорода 10ПДК , железа 20 ПДК)

поставлено дозирующее оборудование (дозирующий насос Aqua (Италия), контроллер управления импульсами с водосчетчика, колонна 1344 осадочный фильтр, управляющие клапана RunXin (Китай), бюджет 50тр 

Объект д. Ванеево ул. Лазурная (превышение концентрации сероводорода 5 ПДК, жесткость 3 ПДК)

поставлено дозирующее оборудование (дозирующий насос Aqua (Италия), контроллер управления импульсами с водосчетчика, колонна 1354 осадочный фильтр, 1354 умягчитель, управляющие клапана RunXin (Китай), бюджет 80тр 

Объект г. Череповец , Ледовый дворец (превышение концентрации трехвалентного железа, выход из строя осадочного фильтра) производительность 3м3\час

поставлена колонна 1665 осадочный фильтр,  управляющий клапан Autotrol 740 (США), перезагружена умягчающая колонна, бюджет 130тр 

Объект д. Яконское (превышение концентрации  жесткости 4 ПДК, стесненные условия)

поставлен 1054 умягчитель, управляющий клапана RunXin (Китай), бюджет 40тр

Объект д. Тоншалово, ул.Энтузиастов (превышение концентрации  железа 5ПДК, жесткости 3 ПДК, )

поставлен 1354 умягчитель смола микс, управляющий клапана RunXin (Китай), сделан дренажный выброс в канаву,  бюджет 50тр

Объект д. Заозерье Кадуйский р-н  (превышение концентрации  железа 15 ПДК, жесткости 2 ПДК, )

поставлен 1035 умягчитель смола микс, управляющий клапана RunXin (Китай), сделан дренажный выброс в канаву, крайне ограниченное пространство  бюджет 40тр

Объект поселок Финская деревня (превышение концентрации сероводорода 20 ПДК , железа 2 ПДК, жесткости 6 ПДК)

поставлено дозирующее оборудование (дозирующий насос Aqua (Италия), контроллер управления импульсами с водосчетчика, колонна 1354 осадочный фильтр), механический фильтр ВВ20,  колонна 1354 умягчитель+солевой бак 70л, управляющие клапана RunXin (Китай), бюджет 105тр

Объект  д. Яковлево, Белозерский район (превышение концентрации сероводорода 10 ПДК , железа 8 ПДК, жесткости 2 ПДК)

поставлено дозирующее оборудование (дозирующий насос Aqua (Италия), контроллер управления импульсами с водосчетчика, колонна 1354 каталитическая обезжелезивающяя загрузка), механический фильтр ВВ10,  колонна 1354 умягчитель+солевой бак 70л, на питьевой кран фильтр обратного осмоса

бюджет 110тр

Объект д. Воронино, Череповецкий район (превышение концентрации  железа 2 ПДК, жесткости 6 ПДК)

поставлено  механический фильтр ВВ10,  колонна 1354 умягчитель+солевой бак 70л, на питьевой кран-фильтр обратного осмоса

бюджет 60тр