Зразок роботи
Принципову технологічну схему виробництва води наведено на рис. 1.1.
Процес виробництва води складається з наступних основних стадій:
- підготовка артезіанської води:
І-й етап водопідготовки – знезараження вихідної води озоном, окислення сполук заліза, марганцю тощо;
ІІ-й етап водопідготовки – видалення залишків заліза, марганцю та сірководню, при наявності цих сполук у надлишковій кількості за допомогою механо-каталітичних фільтрів;
ІІІ-й етап – проходження води через вугільні фільтри. Частина води поступає в накопичувальну ємкість №601, частина води поступає на IV-й етап, а решта води поступає на установку зворотнього осмосу;
IV-й етап – пом’якшення води. Вода поступає в ємкість №602.
V-й етап – змішування здійснюється в потоці, при подачі води на розлив, в певних співвідношеннях залежно від виду кінцевого продукту.
VІ-й етап – підготовлена вода проходить через механічний фільтр катриджиного типу
VІІ-й етап – знезараження підготовленої води
- приймання, вихідний контроль, зберігання та підготовка тари (для одноразової – ополіскування з дезінфекцією, для багаторазової – миття та дезінфекція з ополіскуванням або миття з дезінфекцією, ополіскування та заключне ополіскування підготовленою озонованою водою);
- розлив води в ємкості з полімерних матеріалів, цистерн;
- укупорення та бракераж;
- оформлення, пакування та зберігання готової продукції.
Рис.1. 1 Принципова технологічна схема
Озон
Greensand
Актив.вугіл.
Пробка
Етикетка
та пакет
Рис.1. 2 Удосконалена принципово технологічна схема
Greensand
Актив.вугіл.
Пробка
Етикетка
1.4 Аналіз сучасних способів водопідготовки, їх апаратурного оформлення та схем окремих стадій, відділень.
Сучасність широко застосовує нові методи очищення води, які знайшли широке застосування в різних галузях народного господарства.
У водопідготовці в основному застосовуються такі методи очищення води: іонний обмін, окислення, адсорбція, дозування реагентів, молекулярне очищення води, механічна очистка і т. п.
Для зниження жорсткості води в системах пом’якшення і для видалення нітратів в системах денітрифікації, найчастіше застосовуються іонообмінні смоли у вигляді катіонів і аніонів із великою іонообмінною ємністю. Відновлення (регенерація) іонообмінних смол відбувається концентрованим сольовим розчином. При цьому смола з сольового розчину насичується іонами натрію, а іони хлору, з’єднуючись з іонами жорсткості (кальцієм і магнієм), в свою чергу утворюють розчинні сполуки і видаляються при промиванні фільтра.
Спеціалісти впевнені, що для якісної регенерації необхідно використовувати якісну таблетовану сіль. Таблетована сіль рівномірно розчиняється в сольовому баці, що дозволяє уникнути утворення грудок та перевитрати солі при регенерації фільтра.
До останніх досягнень в області розробки нових наповнювачів для очищення води та водопідготовки, можна віднести комплексні засипки.
До таких видів відносяться спеціально підібрані суміші катіонітів, аніонітів і органопоглиначів. Завдяки використанню таких сумішей вдається одночасно видаляти залізо, марганець, солі жорсткості і органічні речовини. Це дає можливість, при встановленні подібних фільтрів, використовувати приміщення невеликої площі.
Для видалення заліза можуть застосовуватися різні методи. Вибір методу залежить від параметрів та показників води.
Використовуються методи окислення хімреагентами, за допомогою станцій дозування реагентів, для переведення заліза з 2-ух валентної «невидимої»
форми в 3-х валентну – «видиму», з подальшим осадженням заліза в механічних фільтрах.
Якщо параметри води дозволяють, то можуть застосовуватися каталітичні засипки. При цьому окислення і осадження заліза відбувається в шарах наповнювача завдяки спеціальному покриттю частинок засипки каталізатором. Такий спосіб видалення заліза дозволяє здійснювати промивку (регенерацію) фільтра без реагентів, а звичайною водою.
Методи, які використовуються для видалення заліза, найчастіше застосовують для «боротьби» з марганцем. Фільтри видалення заліза і марганцю можуть бути з одним корпусом або багатокорпусні і називаються знезалізнювачі.
Для видалення поверхнево-активних речовин, сірководню, хлору, токсичних речовин, важких металів і для поліпшення органолептичних властивостей води (запаху і смаку) використовуються сорбційні фільтри. В якості наповнювача в них застосовуються активоване вугілля і різні сорбенти. Велику популярність в області водопідготовки має активоване вугілля зі шкаралупи кокосових горіхів, завдяки своїй екологічності і високим сорбційним властивостям.
Активоване вугілля поділяється на гранульоване K835, кам’яне S835 і імпрегноване KAT (спеціальне).
Для отримання високоякісної питної води або води спеціального призначення для харчових або фармацевтичних виробництв, застосовують фільтри або системи зворотного осмосу. В основі принципу очищення в таких видах фільтрів, лежить використання тонкоплівкових мембран.
Вода проходить через шари мембрани і очищується від сторонніх речовин, механічних включень, вірусів і бактерій.
Основною перевагою такого методу очищення є стабільне отримання високоякісної питної води без додаткового застосування хімічних реагентів і бактерицидних ламп, адже пори мембрани не пропускають ні віруси, ні бактерії.
Для видалення завислих механічних частинок з води застосовуються фільтри двох типів: механічні та осадочні. Механічні фільтри можна умовно розділити по конструкції на сітчасті, мішкові і картриджні. Такі фільтри в якості фільтруючого елемента використовують сітки з нержавіючої сталі, мішки і картриджі різної тонкості.
Сенс фільтрації полягає в тому, що за допомогою деяких засобів (наприклад, іонообмінних смол) можна відокремити від рідини забруднюючі речовини та елементи і тим самим провести фізико-хімічне очищення води.
Проходячи через фільтр для очищення води, що містить слабко- і сильнокислотний катіоніти і аніоніти, рідина очищається за рахунок того, що при вступі в реакцію обміну, небажані елементи і частинки осідають на іонообмінних смолах.
Даний метод хімічної очистки води досить корисний тим, що він дозволяє виділити з рідини конкретні речовини і залишити ті елементи, які не потребують видалення.
Фізичне очищення води
Під фізичними способами очищення води мається на увазі якийсь фізичний вплив, що здійснюється на неочищену воду. Найпростішою фізичною технологією водоочищення можна назвати кип’ятіння. Кип’ятіння, з одного боку, повністю очищає воду від будь-яких хвороботворних організмів, проте з іншого боку, такий принцип очищення води не дозволяє позбавитися від різних хімічних забруднень і може застосовуватися лише в обмежених обсягах.
Інша технологія фізичного очищення – це опромінення води ультрафіолетом. Треба відзначити, що це актуальний і сучасний метод очищення води, який масово застосовується на великих об’єктах водоочищення. В процесі очищення води опроміненням знищуються всі шкідливі мікроорганізми, а вода при цьому не обробляється шкідливими для здоров’я хімікатами.
Механічні методи очищення води передбачають використання всіляких фільтрів. Фільтри бувають різні: грубі – для очищення води від крупного сміття
та піску, і тонкі, дозволяють відфільтрувати дуже дрібний пил, а деякі механічні пристрої очищення води допомагають видалити навіть хімічні домішки і мікроорганізми.
Фізико-хімічні методи очищення води використовуються для знезараження рідини і ліквідації органічних частинок, що утворюють дрібнодисперсні і колоїдні маси в каналізаційних системах. Крім того, хімічна водоочистка дозволяє позбутися небажаних іонів, кислот і основ.
Фізико-хімічне очищення води ґрунтується на:
• фільтрації та гіперфільтрації;
• флокуляції та коагуляції;
• нейтралізації;
• деструкції
Гіперфільтрація
Фізико-хімічне очищення води за допомогою гіперфільтрації, полягає в застосуванні методу зворотного осмосу. Суть процесу полягає в тому, що спеціальна мембрана дозволяє дуже ретельно відсіяти забруднюючі елементи і пропустити чисту воду. Гіперфільтрація як правило потребує попереднього механічного очищення води від великих часток.
Очищення води зворотним осмосом
Тонке очищення води зворотним осмосом полягає в роботі особливої мембрани, яка затримує всі можливі домішки (органічні частки, бактерії, хімічні речовини та інші шкідливі домішки), що містяться у воді. Мембранні фільтри для очищення води дозволяють затримувати максимум небажаних речовин і пропускати при цьому чисту рідину.
Пори фільтра тонкої очистки води відсівають всі можливі частинки і елементи, але при цьому не розрізняють чи вони шкідливі.
Таким чином, можна сказати, що фільтри тонкого очищення води дуже якісно очищають воду – вони позбавляють рідину від всіляких хімічних домішок і навіть від одновалентних іонів натрію і хлору.
Очищення води за допомогою зворотного осмосу робить рідину дуже чистою, практично дистильованою.
Флокуляція й коагуляція
Флокуляція й коагуляція – фізико-хімічні методи очищення води, що викликають взаємодію хімічних елементів з колоїдними та дрібнодисперсними домішками. Це дозволяє очистити воду за допомогою вступу їх у відповідну реакцію. Після подібного очищення, у воді з’являться якісь «пластівці», які без перешкод можна механічно видалити або відфільтрувати.
Електрохімічне очищення води
Електрохімічне очищення води базується на окисно-відновних реакціях і являє собою, власне, дію електричного струму на стічні води. Якщо говорити більш доступною мовою, можна сказати, що сильний струм ділить воду на «живу» і «мертву» і тим самим очищає її.
Електрохімічне очищення води досить економний спосіб. Проте за кордоном подібний метод не використовується для побутових вод, а застосовується виключно для промислового очищення води.
Електрохімічне очищення води дозволяє знищити всі мікроорганізми, але при цьому, воно може негативно вплинути на різні органічні речовини. У зв’язку з тим, що у воді можуть міститися абсолютно різні мікроорганізми і речовини, а точний аналіз стічних вод, як правило, не робиться, результат дії струму на цю воду ніхто передбачити не зможе. Відповідно, через непередбачуваність реакції речовин у воді, в ході її очищення можуть вийти не дуже безпечні сполуки.
Очищення води сріблом
Очищення води сріблом відоме людям вже багато століть і сприятливий вплив срібла використовується дуже широко. Бактерицидна дія металу пов’язана з тим, що іони срібла сполучаються з оболонками бактерій та їх ферментними системами і тим самим очищають воду.
Проте мало кому відомо, що очищення води сріблом – далеко не ідеальний спосіб дезінфекції. Справа в тому, що срібло – це не що інше, як важкий метал, і воно може зашкодити здоров’ю не менше, ніж свинець, кобальт та інші подібні, часом отруйні, речовини. Срібло може поступово накопичуватися в нашому організмі, що згодом може призвести до отруєння металом.
Очищення води сріблом може зупинити ріст бактерій. Саме такий бактеріостатичний вплив роблять дозволені концентрації срібла (50 мкг/л). Вбити мікроорганізми зможуть тільки дуже високі концентрації срібла, однак для очищення води вони заборонені. Крім того, деякі мікроорганізми нечутливі до срібла, тому, незалежно від обсягів використовуваного металу, вони будуть розмножуватися.
Відповідно, срібло не можна назвати ідеальним матеріалом для очищення води. Срібло більш доречне не для очищення, а для довгого зберігання води в різних віддалених від джерела води об’єктах, аж до космічних станцій. Також срібло можна використовувати для виробництва очисних фільтрів, створених із застосуванням активованого вугілля. В даному випадку срібло допоможе уникнути накопичення на фільтрі бактерій. Мікроорганізми дуже люблять органічні речовини, що накопичуються на фільтрі, а срібло дозволить запобігти їх росту.
Очищення води гідроциклонами
Очищення води гідроциклонами – метод використання спеціальних апаратів, здатних розділяти у воді високоабразивні матеріали, в залежності від їх розміру. Подібний метод очищення можна зустріти в промислових галузях. Використовуються гідроциклони для очищення стічних вод, а також для зневоднення різноманітних матеріалів.
Очищення води гідроциклонами полягає в тому, що спеціальний механізм, який складається з корпусу (конусоподібного резервуару), кришки, спеціального відводу, патрубка, отвору для зливу рідин і футеровки
Процес очищення води виглядає наступним чином: через спеціальний отвір
у верхній частині гідроциклону, патрубком і циліндричною частиною в корпус гідроциклону надходить рідина з сумішами і елементами. Далі, за рахунок обертання, вода в корпусі розділяється на два потоки – зовнішній і внутрішній.
Потім відцентрова сила переміщує великі частки в зовнішній водний потік і виводить їх через спеціальну насадку в гідроциклоні. Внутрішні очищені водні потоки, у свою чергу, зливаються в резервуар. Для того, щоб дані процеси не зруйнували гідроциклон зсередини, в механізмі передбачена футеровка.
Очищення води гідроциклонами – досить простий і зручний спосіб позбавлення води від небажаних елементів і часток. Гідроциклони вельми довговічні і мало піддаються зносу або зовнішнім пошкодженням.
Конструктивні особливості гідроциклонів дозволяють використовувати механізми як самостійні агрегати, або застосовувати їх у складі систем водоочистки, які знезаражують воду в кілька етапів.
Основними перевагами сучасних систем водопідготовки є:
– окупність, завдяки енергоефективності, автоматизації, мінімальним витратам на сервісне обслуговування;
– невеликі розміри систем, але висока продуктивність;
– використання не схильних до корозії матеріалів;
– автоматична робота систем водопідготовки;
– можливість регенерації деяких фільтрів без використання реагентів, тобто звичайною водою;
– не відбувається додавання у воду додаткових речовин при пом’якшенні води;
– низьке енергоспоживання в порівнянні зі застарілими конструкціями.
Магістр