aquatic

aquatic

пикабушник
1320 рейтинг 124 комментария 11 постов 7 в "горячем"
25

Обзор методов дефторирования воды.

Обзор методов дефторирования воды. Дефторирование, Фтор, Методы дефторирования воды, Длиннопост

Статья обзорная.


Введение.

Вода является основным источником потребления фтора.

Так согласно действующему СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения», концентрация фтора (фторидов) в питьевой воде варьируется от 1,2 до 1,5 мг/л, что удовлетворяет требованиям Всемирной организации здравоохранения.

В России содержание фтора в питьевой воде находится в пределах СанПин 2.1.4.1074-01, за исключением Уральского и Подмосковного регионов, где этот показатель ориентировочно составляет 4 мг/л.

Результаты многочисленных исследований свидетельствуют как об отрицательном, так и положительном влиянии фтора на организм человека. Попадая в организм животных и человека, фтор вызывает такие необратимые заболевания как зубной и скелетный флюороз, оказывает токсическое воздействие на сердечно-сосудистую и центральную нервную систему, а также на работу печени, почек, щитовидной железы. В то же время при использовании питьевой воды с низким содержанием фтора наблюдается заболевание кариесом.

Обеспечение водой с оптимальной концентрацией фтора единственный способ, которым можно защититься от негативного воздействия.

Методы дефторирования.

Дефторирование определяется как «понижение уровня фтора в питьевой воде». Во всем мире были опробованы различные методы и материалы для дефторирования воды. Можно выделить 4 основных метода.

1.- Сорбционный метод

2.- Ионообменный метод

3.- Метод осаждения

4.- Физико-электрохимический метод.

Деление довольно условно, поскольку один и тот же механизм извлечения фтора и реагенты, ответственные за данный процесс, могут относиться к разным методам.


Сорбционный метод

Обзор методов дефторирования воды. Дефторирование, Фтор, Методы дефторирования воды, Длиннопост

Метод основан на сорбционных процессах (физико-химических процессах поглощения жидкостей или растворенных в жидкости веществ твердыми телами или другими жидкостями).

Используются фтор-селективные материалы как природного, так и искусственного происхождения. Широкое применение в процессах дефторирования получили следующие материалы (Углеродные материалы, активированный глинозем, активированные угли, магний, трикальцийфосфат, кальцит, гидроксиапатит, активированный оксид алюминия).

Исследования, выполненные в МГСУ, показали, что процесс сорбции фтора свежеобразованным гидроксидом магния при рН>9,5 протекает быстро и интенсивно, практически не зависит от температуры и заканчивается за 8 -12 минут. Отличительной особенностью осадка гидроксида магния является чрезвычайная легкость. Поэтому скорость восходящего движения воды в осветлителях должна быть 0,2 - 0,3 мм/с.

Для ориентировочных расчетов расход солей магния на дефторирования воды осаждением гидроксида магния с использованием его сорбционной способности во взвешенном слое следует принимать равным 2 мг-экв/л на 1 мг удаляемого из воды фтор. Это актуально при содержании фтора в воде до 7 мг/л.

Удаление фтора из воды с помощью трикальцийфосфата основано на сорбции свежеобразованным трикальцийфосфатом, который связывает имеющийся в воде фтор в малорастворимое соединение-- [Са9(Р04)6Са]F2, выпадающее в осадок. Расход трикальцийфосфата на удаление 1 мг фтора составляет 23-30 мг. Этот процесс описывается следующей реакцией:

Обзор методов дефторирования воды. Дефторирование, Фтор, Методы дефторирования воды, Длиннопост

Скорость восходящего потока воды в слое взвешенного осадка принимают 0,6 - 0,8 мм/с. Содержание фтора снижается с 5 мг/л до 1 мг/л, при расходе реагента = 30 мг на 1 мг удаленного фтора.


Ионообменный метод

Анионообменные смолы различной основности, способны удалять из воды фтор-ионы. Наибольшая ёмкость присуща анионитам, содержащим четвертичную аминогруппу.

Процесс обмена, вследствие более высокой электроотрицательности F-, протекает по реакции:

Matrix-NR3+Cl– + F– → Matrix-NR3+F– + Сl-

В начале процесса фильтрования через анионитовый фильтр практически весь фтор задерживается загрузкой, поэтому до 1,2 мг/л фильтрат разбавляют исходной водой. Повышение содержания фтора в фильтрате более ПДК свидетельствует об окончании цикла. Смолу отмывают пересыщенным раствором хлорида натрия или соляной кислотой.

Катионообменные смолы, предварительно обработанные раствором сульфата или оксихлорида алюминия, также могут быть использованы в качестве дефторирующих материалов.

Восстановление ионообменной способности фильтрующей загрузки проводится последовательной обработкой 1% раствором сульфата или 2-4 % раствором основного хлорида алюминия и водой. Для более эффективной регенерации рекомендована предварительная обработка катионита раствором соляной кислоты.

Несмотря на 90-95% удаление фтора, метод характеризуют: высокая себестоимость процесса из-за стоимости самого материала, его предобработки, регенерации, необходимости утилизации фтор обогащенных отходов; снижение эффективности очистки в присутствии конкурентно способных анионов; низкое рН очищенной воды и загрязнение её хлор-ионами. С учетом сказанного, использование ионообменных смол целесообразно при одновременном обессоливании и удалении избыточного фтора из воды.


Метод осаждения

При осаждении фтор удаляют в виде его малорастворимых основных солей.

Если содержание фтор-иона в исходной воде более 12-15 мг/л, то целесообразно провести предварительное известкование (не менее 1,5 мг оксида кальция на 1 мг фтора), позволяющее связать основную часть фтора во фторид кальция.

Низкая растворимость Са(ОН)2 обусловливает большой расход реагента, поэтому чаще применяют либо смесь извести с хорошо растворимым хлористым кальцием, либо только хлористым кальций.

Метод осаждения – коагуляция

Коагуляция обеспечивает извлечение фтора вновь сформированными осадками гидроксидов магния, алюминия, железа. Окончательная доочистка воды завершается на фильтрах с различной загрузкой.


Широкое применение для обесфторивания подземных вод Индии, содержащих до 30 мг/л фтора, получил разработанный на основании многолетних исследований метод Nalgonda. Эта технология включает ряд процессов: смешение воды с коагулянтом (солями алюминия), известью (содой) и белильной известью; седиментацию коагулированной взвеси не менее 2-4 ч и фильтрацию через песчаные фильтры. Выбор соли алюминия (хлорида или сульфата) зависит от содержания этих анионов в исходной воде, чтобы не допустить превышения их допустимых пределов. Расход коагулянта определяется содержанием фтор-иона и составляет в среднем 30 мг Al2O3 на 1мг фтора. Добавление извести (или соды) гарантирует адекватную щелочность для эффективного протекания гидролиза коагулянта и предотвращения роста содержания остаточного алюминия в питьевой воде.

Для обеспечения населения небольших сельских общин в Индии качественной питьевой водой разработан метод IISc, который состоит в обработке воды окисью магния (в виде разбуренной породы), гидроксидом кальция и бисульфатом натрия.

Недостатки метода осаждения – неприменимость при высоком (более 10 мг/л) содержании фторидов, что требует большой дозы коагулянта и приводит к резкому повышению солесодержания в виде сульфат- или хлорид – ионов; опасность повышения по той же причине растворенного алюминия в питьевой воде, что недопустимо с учетом его нейрогенного воздействия на организм человека; необходимость регулярного анализа очищаемой воды, параметры которой изменяются в широких пределах вследствие сезонных колебаний, и точного дозирования реагентов; строгий контроль рН и щелочности питьевой воды (стабилизационная обработка).

Использование данного метода требует применения следующей стадии обработки, а именно, фильтрования через различные сорбенты.


Физико-электрохимический метод

Установки обратного осмоса недавно начали использовать для дефторирования воды. Есть работы, где показан результат очистки воды с изначальным содержанием фтор-ионов = 20 мг/л и после очистки = 0,5 мг/л.

Обзор методов дефторирования воды. Дефторирование, Фтор, Методы дефторирования воды, Длиннопост

Исследования, проведенные НИИ КВОВ АКХ, показали, что при фильтровании фтор - содержащей воды через полупроницаемые мембраны при давлениях выше осмотических происходит извлечение фтор-ионов из воды.

Электрокоагуляционное дефторирование

Электрокоагуляционное дефторирование природных вод, что объясняется возможностью удаления фтора без применения химических реагентов, вместе с которыми в воду вводится значительное количество дополнительных солей, а также высокая активность электролитически, полученного гидроксида алюминия.

В качестве растворимых анодов применяют алюминий и дюралюминий, для экономии энергозатрат варьируют токовой нагрузкой и расстоянием между электродами, электролиз ведут при постоянном и переменном токе.

При электролизе в воду с анода переходят катионы алюминия, которые и адсорбируют фтор. Растворение 1 г металлического алюминия эквивалентно введению 6,35 г сернокислого алюминия.

Теоретический расход электроэнергии на получение 1 г алюминия должен составлять около 12 Вт-ч. Фактический расход электроэнергии значительно выше из-за тепловых потерь, дополнительного сопротивления оксидной пленки, образующейся на поверхности электродов, и ряда других причин.

Основным фактором, влияющим на сорбционную способность электролитически полученного гидроксида алюминия, является концентрация ионов водорода. В слабо кислой среде фтор сорбируется получаемым осадком значительно лучше, чем в нейтральной и щелочной. Оптимальное значение рН обрабатываемой воды находится в пределах 6,4 - 6,6. Повышение или понижение активной реакции среды приводит к снижению эффективности дефторирования воды. Причиной этого, как и в случае реагентной обработки воды, является конкуренция гидроксил-ионов при высоких значениях рН и растворение хлопьевидного осадка в кислой среде. Расход металлического алюминия при предварительном подкислении воды составил около. 12 г на каждый 1 г удаляемого фтора, расход кислоты = 0,2 л/м3.

В состав установки по дефторированию входит емкость для соляной кислоты, насос-дозатор, электрокоагулятор, фильтр, центробежный насос и контрольно-измерительная аппаратура.


Заключение.

Таким образом, анализ известных в настоящее время методов обесфторивания воды свидетельствует о том, что ни один из них не является универсальным. В то же время любой из них может обеспечить удаление фтор-ионов из воды до требуемой кондиции, причём эффективность каждого метода будет определяться социально-географическими и экологическими условиями, присущими каждой стране, и её техническими и экономическими возможностями.

Основными критериями, которыми следует руководствоваться при выборе метода обесфторивания, являются: стоимость и эффективность технологического процесса; качество конечного продукта – питьевой воды (по всем показателям, а не только по остаточному содержанию фтор-ионов).

Определение этих характеристик возможно только в процессе апробации метода обесфторивания на фактической воде конкретного источника.


ЛИТЕРАТУРА:

1.- Фрог Б. Н., Левченко А. П., Водоподготовка: Учебное пособие для вузов. М. Издательство МГУ, 1996 г. 680 с.

2.- piddennavar Renuka, krishnappa Pushpanjali,: The International Journal Of Engineering And Science (Ijes) Volume -2, Issue- 3, Pages 86-94, 2013.

3.- Шабарин А.А., Водяков В.Н., Котин А.В., Кувшинова О.А., Матюшкина Ю.И., Очистка питьевой воды от фторидов методом обратного осмоса: Вестник Мордовского Университета, Том№ 28, Номер № 1, Год 2018, Страницы: 36-47

4.- Всемирная организация здравоохранения: Руководство по качеству питьевой воды, 3-е издание: Том 1, 2008

5.- Fawell J., Bailey K., Chilton J. et al. Fluoride in Drinking-water – Geneva: WHO, 2006.

6.- Meenakshi, Maheshwari R.C. Fluoride in drinking water and its removal // J. of HazardousMaterials. – 2006. – 137, №1. – P 456-463.

7.- Золотова Е.Ф., Асс Г.Ю. Очистка воды от железа, марганца, фтора и сероводорода. М: Стройиздат, 1975.

8.- Anasuya A., Bapurao S., Paranjape PK. Fluoride and silicon intake in normal and endemic fluorotic areas // J. of Trace Elements in Medicine and Biology. – 1996. – 10. – P 149-155.

9.- Dinesh C. Fluoride and human health-cause for concern // Ind. J. Environ. Protec. – 1998. – 19, № 2. – P 81-89.

10.- Nagendra Rao C.R. Fluoride and environment // Proceedings of the Third International Conference on Environment and Health, Chennai, India, 15-17 December, 2003. – P 386 – 399.

11.- Qafas Z., Kacemi K.E., Edelani M.C. Study of the removal of fluoride from phosphoric acid solutions by precipitation of Na2SiF6 with Na2CO3 // Sci. Lett. – 2002. – 3, № 3. – P 1-11.

12.- Мамченко А.В., Герасименко Н.Г., Дешко И.И., Пахарь Т.А.: Институт коллоидной химии и химии воды НАН Украины, г. Киев «Фтор в питьевой воде и методы его удаления» Сентябрь 2018

13.- Николадзе ГИ. Улучшение качества подземных вод. М: Стройиздат, 1987.- 240 с.

14.- Дебелый П., Новоженов С. Безреагентное обесфторивание подземных вод с помощью фильтрующей среды КДМ // Водоочистка. – 2005.- № 5. – С. 53 – 54.

15.- Самченко З.А., Гороновский И.Т, Вахнин И.Г Обесфторивание воды сульфостирольным Al-катионитом КУ-2 // Химия и технология воды. – 1985. – 7, №2. С. 77- 79.

Показать полностью 3
366

Обезжелезивание воды

Обезжелезивание воды Обезжелезивание воды, Методы, Очистка воды, Гипохлорит натрия, Аэрация, Озонирование, Длиннопост

Каким способом очищать воду от железа или не очищать – каждый решает сам.

Cтатья обзорная.

Цель статьи ознакомить читателей с существующими методами.


Прежде чем решить проблему, как производить обезжелезивание воды, нужно разобраться, сколько железа содержится в источнике. В идеале сделать химический анализ воды классическим способом, если такой возможности нет, можно приобрести промышленный экспресс набор (предел обнаружения от 0,01 до 10 мг/л). Норма по содержанию железа в питьевой воде не более 0,3 мг/л.

Вода в природных источниках может содержать повышенное содержание железа. Этот элемент может привести к проблемам со здоровьем (аллергии, заболеваниям желудочно-кишечного тракта, может стать причиной заболеваний сердца, печени, почек), способствует размножению бактерий и коррозии оборудования.

В подземных водах железо чаще всего встречается в растворенном состоянии в виде двууглекислого соединения Fe(HCO3)2.

В водах поверхностных источников железо может находится в виде органических соединений (гуминовокислое железо) или в виде сернокислого соединения FeSO4.


Методы обезжелезивания.

1. Обратный осмос;

2. Аэрация;

3. Многокомпонентные ионообменные смолы;

4. Реагентный;

4.1.Применение гипохлорита натрия;

4.2. Коагуляция и осветление;

4.3. Озонирование.

5. Биологическое обезжелезивание.


Каждый из приведенных методов имеет свои плюсы, а так же свои минусы.


1. Обратный осмос

Метод обратного осмоса позволяет удалять до 98% растворённого в воде двухвалентного железа. Очистка воды данным методом подходит, если концентрация железа не превышает 0,3 мг/литр. Данный метод дорогостоящий и не предназначается конкретно для обезжелезивания. Это происходит в процессе обессоливания (обратный осмос). Кроме того, мембраны легко подвергаются зарастанию органической плёнкой и забиванию поверхности нерастворимыми частицами, в том числе ржавчиной, а также поглощают растворённое двухвалентное железо и теряют способность эффективно задерживать другие вещества.

Более подробно вы можете прочесть в моих статьях

Часть 1. https://pikabu.ru/story/promyishlennyie_sistemyi_filtratsii_...

Часть 2. https://pikabu.ru/story/chast_2_membranyi_promyishlennogo_ob...

Часть 3. https://pikabu.ru/story/chast_3_vidyi_zagryazneniy_obratnoos...

Часть 4. https://pikabu.ru/story/chast_4_kak_ochishchayutsya_obratnoo...

Однако применение мембранного метода оправдано там, где просто необходима высокая степень очистки воды, в том числе от железа, например, в медицинской и пищевой промышленности.


2. Аэрация

Аэрация представляет собой процесс насыщения воды воздухом, при этом происходит окисление железа и оно выпадает в осадок, который удаляется механической фильтрацией.

Очистка воды данным методом подходит, если концентрация железа не превышает 6 мг/литр.

Аэрация воды воздухом осуществляется с использованиями компрессора, эжектора или душирования. Установки аэрации подразделяются на напорные и безнапорные.

Напорная аэрация подразумевает отсутствие потери давления в трубопроводе.

Обезжелезивание воды Обезжелезивание воды, Методы, Очистка воды, Гипохлорит натрия, Аэрация, Озонирование, Длиннопост

При напорной аэрации воздух подается в трубопровод при помощи компрессора или эжектора. Далее водо-воздушная смесь подается в контактную камеру. Из контактной камеры вода поступает на систему фильтрации практически без потери исходного давления. При использовании напорной аэрации воды в верхней части контактной камеры устанавливают воздухосбросный клапан для удаления лишнего воздуха и удаленных из воды газов. Контактная камера, распределительный оголовок с трубками и восдухосбросный клапан в сборе называются аэрационной колонной.

Финальный этап фильтрования происходит через каталитический уголь.


Безнапорная аэрация воды подразумевает разрыв струи и для подачи воды на последующие стадии очистки необходим насос второго подъема.

Обезжелезивание воды Обезжелезивание воды, Методы, Очистка воды, Гипохлорит натрия, Аэрация, Озонирование, Длиннопост

Установки безнапорной аэрации воды состоят из контактной камеры (ёмкости), аэратора (компрессора, безнапорного эжектора или системы душирования), насоса или насосной станции второго подъема. При безнапорной аэрации в самой накопительной емкости происходит отстаивание.

Финальный этап фильтрования происходит через каталитический уголь.


3. Многокомпонентные ионообменные смолы;

Ионообменная смола представляет собой скопление достаточно мелких (меньше миллиметра в диаметре) шариков, изготовленные из специальных полимерных материалов, которые называют смолой.

Обезжелезивание воды Обезжелезивание воды, Методы, Очистка воды, Гипохлорит натрия, Аэрация, Озонирование, Длиннопост

Очистка воды данным методом подходит, если концентрация железа не превышает 15 мг/литр.

При этом методе необходимо помнить: кислотно-щелочной баланс должен быть ниже 7, т.к. окисленное железо переходит в трехвалентную форму, что значительно ухудшает качество реакции и загрязняет фильтрующие элементы. Кроме того, негативно влияют органические вещества, присутствующие в воде, они могут привести к возникновению бактерий на смоле.

Наряду с многокомпонентными ионообменными смолами могут применятся каталитические загрузки.

Очистка воды данным методом подходит, если концентрация железа не превышает 15 мг/литр.

В качестве каталитической загрузки используются дробленый пиролюзит, "черный песок", сульфоуголь и МЖФ (отечественные загрузки); Manganese Green Sand (MGS), Birm, MTM (зарубежные наполнители). Эти фильтрующие материалы различаются по своим физическими характеристиками, так и содержанием диоксида марганца.


4. Реагентный;

4.1. В некоторых случаях нельзя обойтись без химического метода обезжелезивания, так например, при концентрации железа более 18 мг/литр, низком уровне щелочности и высоком количестве органики.

При реагентном методе обезжелезивания применяются сильные окислители, например, гипохлорит натрия (NaOCl) (белизна), который дозируется в воду с помощью насоса дозатора.

Этот метод находит применение, как на больших станциях водоподготовки, так и на небольших объектах, в том числе и в частных домах.

Гипохлорит натрия обладает рядом свойств, ценных в техническом отношении. Применение гипохлорита натрия для обработки воды не вызывает увеличения ее жесткости, так как он не содержит солей кальция и магния. Бактерицидный эффект раствора NaClO, кроме того, гипохлорит натрия обладает большим окислительным действием.

Окисление двухвалентного железа происходит в соответствии со следующим уравнением:

2Fe(HCO3)2 + NaClO + H2O = 2 Fe(OH)3↓ + 4 CO2↑ + NaCl {1}

Выпавший осадок удаляется при последующей фильтрации.

Обезжелезивание воды Обезжелезивание воды, Методы, Очистка воды, Гипохлорит натрия, Аэрация, Озонирование, Длиннопост

Расчет установки для обработки воды гипохлоритом натрия в первую очередь требует определить расход активного хлора на процессы окисления, обеззараживания и разрушение сероводорода.

Требуемый расход активного хлора на обработку воду = АХ (в пересчете на 100% хлор, г/ч) определяется следующим выражением:

AX = Qчас * {Дх + [Fe2+] * KFe] + [Mn2+] * KMn + [H2S] * KCB},

где Qчас - объемный расход воды (максимальный), м3/ч;

Дх - доза активного хлора для обеззараживания воды, мг/л;

[Fe2+] - содержание двухвалентного железа в исходной воде, мг/л;

KFe - расход активного хлора для окисления железа (0,67 мг активного хлора на 1 мг двухвалентного железа);

[Mn2+]- содержание двухвалентного марганца в исходной воде, мг/л;

KMn - расход активного хлора для окисления двухвалентного марганца (1,3 мг активного хлора на 1мг марганца);

[H2S] - содержание сероводорода в исходной воде, мг/л;

KCB - расход активного хлора для разрушения сероводорода (2,1 мг активного хлора на 1 мг сероводорода).

Как следует из уравнения реакции {1} в процессе окисления железа гипохлоритом натрия не происходит подкисления воды, а это очень важно для процесса фильтрации. Кроме того, раствор гипохлорита натрия щелочной, что благоприятно для фильтрования.

Финальный этап фильтрования происходит через каталитический уголь.

4.2. Коагуляция и осветление

Из поверхностных вод, как правило, необходимо удалить взвеси и коллоидно-дисперсные вещества, включающие соединения железа. Освобождение воды от взвеси и коллоидных веществ возможно осуществить только путем ввода специальных реагентов-коагулянтов. Данный метод обработки воды называют коагуляцией. Коагулянт образует в воде хлопья, которые адсорбируют на своей поверхности коллоиды и выделяются в виде осадка.

Рабочий режим и оборудование для осветления и коагуляции исходной воды выбирают исходя из характера и уровня содержания загрязнений. При этом если необходимо одновременно повысить щелочность воды и снизить ее солесодержание, рассматриваемые процессы совмещают с известкованием.

Процесс коагуляции достаточно сложен и нет строгих стехиометрических соотношений между дозой коагулянта и количеством растворенных коллоидных веществ в исходной воде. Поэтому дозу определяют методом пробного коагулирования.

В качестве коагулянтов применяют:

сульфат алюминия (глинозем) Al2(SO4)3 * 18 H2O при рН исходной воды 6,5-7,5;

сульфат железа (железный купорос) FeSO4 * 7 H2O при рН воды 4-10;

хлорное железо FeCl3 * 6 H2O для воды с рН 4-10.

Для интенсификации процесса коагуляции в воду дополнительно вводят флокулянты (наиболее распространен полиакриламид). Флокулянты способствуют укрупнению осадка и ускоряют процесс слипания осаждаемых коллоидных и взвешенных частиц.

При достаточном содержании в воде карбонатной жесткости (выше 1 мг-экв/л) коагулянты вначале образуют неустойчивые бикарбонаты, которые разлагаются с образованием хлопьев гидроксидов:

Al2(SO4)3 + 3 Са(HCO3)2 = 2 Al(HCO3)3 + 3 CaSO4

FeSO4 + Ca(HCO3)2 = Fe(HCO3)2 + CaSO4

2 Al(HCO3)3 = 2 Al (OH)3↓ + 6 CO2

4 Fe(HCO3)2 + O2 + 2 H2O = 4 Fe(OH)3↓ + 8 CO2

Для образования хлопьев гидроксида железа необходимо наличие в воде растворенного кислорода.

Если карбонатная жесткость исходной воды невелика, то ее подщелачивают раствором гидроксида натрия или «известковым молоком» (раствор Ca(OH)2):

4 FeSO4 + 4 Ca(OH)2 + 2 H2O + O2 = 4 Fe(OH)3 ↓ + 4 CaSO4

Осветление и обесцвечивание мутных вод с повышенной жесткостью предпочтительнее осуществлять коагулянтами при высоких значениях рН, а цветных мягких вод - при пониженных рН.

При реализации процесса коагуляции температуру воды поддерживают в пределах 20-25 оС, а при осуществлении коагуляции с известкованием воду подогревают до 30-40 оС.

Дозу коагулянта сульфата алюминия обычно принимают в пределах 0,5-1,2 мг-экв/л. Для воды с умеренным (до 100 мг/л) содержанием взвеси и с небольшой окисляемостью дозу понижают, а для вод с содержанием железа и с высокой окисляемостью (15 мг/л О2 и выше) ее повышают до 1,5 мг-экв/л.


4.3. Озонирование.

Обогащение озоном – еще один способ окисления водорастворимого железа.

Очистка воды данным методом подходит, при концентрации железа от 18 до 50 мг/литр.

Обезжелезивание воды Обезжелезивание воды, Методы, Очистка воды, Гипохлорит натрия, Аэрация, Озонирование, Длиннопост

Газ синтезируется из кислорода в специальном устройстве, после чего он поступает в емкость с жидкостью. Очищенная от примеси вода проходит в фильтр тонкой очистки, а из него – в систему водоснабжения.

Преимущества озонирования очевидны: процесс очищения проходит очень быстро, при этом вода обогащается кислородом, а болезнетворные бактерии погибают.

Недостатки:

метод считается одним из самых дорогостоящих;

озон сам по себе весьма токсичен, поэтому при эксплуатировании установки следует строго следовать правилам техники безопасности;

после очищения озонатором, вода приобретает окислительную способность, из-за чего водопроводные трубы и емкости для хранения питьевой воды должны быть выполнены из стойкого материала (ПВХ, нержавеющая сталь);

при неправильном использовании установки повышается риск обогащения воды токсичными продуктами окисления, которые будут во много раз опаснее примесей, присутствующих в воде до озонирования;

из-за своей высокой реакционноспособности озон быстро разлагается и его бактерицидное действие становиться весьма недолгим.


5. Биологическое обезжелезивание.

Этот метод подразумевает использование железобактерий, окисляющих двухвалентное растворённое железо до трёхвалентного, в целях очистки воды, с последующим удалением коллоидов и бактериальных плёнок в отстойниках и на фильтрах.

В некоторых случаях это оказывается единственным приемлемым способом снизить содержание железа в воде. Прежде всего – когда концентрации железа в воде особенно велики, свыше 30 мг/л.

Чтобы микроорганизмы нормально существовали, нужно поддерживать кислую среду на низком уровне, одновременно обеспечивая подачу кислорода из воздуха.

Также применяют биологическое обезжелезивание, если в воде высоко содержание сероводорода и углекислоты. Такая вода подвергается фильтрации через колонии бактерий на медленных фильтрах с песчано-гравийной загрузкой. Затем подвергают сорбционной очистке для задержания продуктов жизнедеятельности бактерий и ультрафиолетовому обеззараживанию.

Безусловно, такой метод экологичен и эффективен, однако у него есть большой минус: низкая скорость процесса. Кроме того, чтобы производительность очистки была на должном уровне, необходимо иметь очистные емкости больших размеров.


Список использованной литературы:

В.Г. Арсенов «Водоснабжение промышленных предприятий».

М. Иванов «Цветность воды», статья в журнале Аква-Терм декабрь 2012 года

Е. Хохрякова «О выборе метода обезжелезивания воды», статья в журнале Аква-Терм июль 2008 года

В. В. Банников «Обезжелезивание и деманганация воды»,

В.В. Кулаков, Е.В. Сошников, Г.П. Чайковский «Обезжелезивание и деманганация подземных вод».

А.К. Запольский, А.А. Баран «Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды», 1987.

С.В.Черкасов «ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЕ ВОДЫ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА»,

Б. Е. Рябчикова «Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования»

Показать полностью 5
147

КАК ПОЛУЧИТЬ ВОДУ ИЗ ВОЗДУХА

КАК ПОЛУЧИТЬ ВОДУ ИЗ ВОЗДУХА Вода, Воздух, Получение воды, Солнечный харвестер, Видео, Длиннопост, Мок

Многие скажут, это дорого и все давно придумано, что существую генераторы добывающие воду из воздуха используя обычную технологию кондиционирования затрачивая при этом ориентировочно 650-850Вт.час на 1 литр воды.


С одной стороны ДА, НО предлагаю Вашему вниманию два новых технологических подхода.

Первый технологический подход: патент 2015 года, Поставлен на коммерческую основу.

Второй технологический подход: научные изыскания 2017 года, в коммерции не использован.

Теперь по подробнее.


Первый технологический подход: патент 2015 года, Поставлен на коммерческую основу.


Компания использовала запатентованную систему теплообменников, для осушения воздуха и экстракции воды. Воздух поступает в систему теплообменников (схематично представлено), где он осушается, вода удаляется из воздуха и собирается в сборном резервуаре внутри устройства. Оттуда вода проходит через обширную систему фильтрации воды, которая очищает ее от возможных химических и микробиологических загрязнений. Чистая очищенная вода хранится в другом внутреннем резервуаре для воды.

КАК ПОЛУЧИТЬ ВОДУ ИЗ ВОЗДУХА Вода, Воздух, Получение воды, Солнечный харвестер, Видео, Длиннопост, Мок
КАК ПОЛУЧИТЬ ВОДУ ИЗ ВОЗДУХА Вода, Воздух, Получение воды, Солнечный харвестер, Видео, Длиннопост, Мок

Эффективное производство воды: при стандартных условиях = 27 °С и 60% относительной влажности

Объем производимой воды: 600л/сутки

Интегрированный бак для воды: 300литров

Электропитание: 3 фазы, 208/400 В переменного тока, 60/50 Гц

Потребляемая мощность: 5.8 кВт.ч

Размеры: 1,58 x1,45 × 1,45 м

Вес: 800 кг (пустой)

Места расположения установок по производству воды = США, Индия, Юг Франции, Африка, Мексика

Себестоимость 1 литра воды производимой этой технологией = 0,02 доллара США.


Второй технологический подход: научные изыскания 2017 года, в коммерции не использован

КАК ПОЛУЧИТЬ ВОДУ ИЗ ВОЗДУХА Вода, Воздух, Получение воды, Солнечный харвестер, Видео, Длиннопост, Мок

Команда ученых из Массачусетского технологического института и Университета Калифорнии смогла собрать воду из воздуха с помощью металло-органических каркасов, приводимых в действие естественным солнечным светом.

Прототип устройства вырабатывает до 2,8 литра воды за 12 часов (или 5,6 л/сутки) при относительной влажности воздуха 20% и выше. Для работы устройство использует солнечный свет. Это устройство, получившее название “солнечный харвестер”, было создано с использованием специального материала измельченных металл-органических каркасов (МОК) из циркония и адипиновой кислоты.

Исследователи обнаружили, что МОК из циркония и адипиновой кислоты эффективно поглощают молекулы воды. Воздух проходит сквозь пористую массу каркасов и молекулы воды крепятся к их внутренней поверхности.

КАК ПОЛУЧИТЬ ВОДУ ИЗ ВОЗДУХА Вода, Воздух, Получение воды, Солнечный харвестер, Видео, Длиннопост, Мок

Под воздействием солнечного света и тепла пары воды отделаются от МОК и конденсируются в отдельном резервуаре, который подключен к системе опреснения.

«Эта работа предлагает новый способ сбора воды из воздуха, которая не требует высокой относительной влажности и намного более энергоэффективна, чем другие существующие технологии», - сказал Ванг.



Ниже представлены ссылки на источники информации.


https://interestingengineering.com/this-machine-produces-dri...

http://water-gen.com/ru/

http://science.sciencemag.org/content/early/2017/04/12/scien...

https://phys.org/news/2017-04-device-air-powered-sun.html

Показать полностью 4 1
88

Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны.

Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны. Химическая промывка, Гидравлическая промывка, Список литературы, Длиннопост, Мембрана, Очистка, Очистка воды

Здравствуйте уважаемые читатели! Спасибо Вам за проявленный интерес к вопросам водоподготовки и очистки воды.

Продолжаем статью "Промышленные системы фильтрации воды. Обратный осмос"

Ссылки

Часть 1. - Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит.

(https://pikabu.ru/story/promyishlennyie_sistemyi_filtratsii_... )


Часть 2.- Мембраны промышленного обратного осмоса.

(https://pikabu.ru/story/chast_2_membranyi_promyishlennogo_ob... )


Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран.

(https://pikabu.ru/story/chast_3_vidyi_zagryazneniy_obratnoos... )


Хочу предупредить, что статья обзорная и не будет подробного переписывания из книг и статей.


Содержание

Часть 1. - Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит.

Часть 2.- Мембраны промышленного обратного осмоса и их виды.

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран.

Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны.

Список используемой литературы.


Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны.

промышленный обратный осмос требует проведения профилактической промывки.

Существует два типа процессов очистки поверхности обратноосмотических мембран:


1.- Гидравлическая промывка – Это наиболее простой способ удаления загрязнений. Очистка поверхности мембраны происходит путем движения большого количества пермеата с высокой скоростью вдоль поверхности мембраны. Промывочную воду не следует замыкать в рецикл. Гидравлическая промывка осуществляется через каждые 30 минут простоя установки промышленного осмоса на 10 секунд. Обычно данный процесс автоматизирован.


2.- Химическая промывка - Используется для удаления загрязнений с поверхности мембран путем их растворения и/или физико-химического отделения при взаимодействии с химическим веществом. Частота промывки может изменяться в каждом конкретном случае. Оптимальным считается проведение промывки с частотой один раз в течение от 3 до 12 месяцев. Если существует необходимость проводить промывку чаще, чем один раз в месяц, необходимо усовершенствовать предочистку, применяемой перед установкой обратного осмоса, или реорганизовать работу установки.


Очень важно выполнять химическую промывку мембран, когда они только начали загрязняться, а не после их сильного загрязнения. Сильное загрязнение может снизить эффективное воздействие промывных растворов, препятствуя их глубокому проникновению в отложения, тогда при промывке последние не удаляются с поверхности элемента.


Показатели загрязнения, свидетельствующие о необходимости промывки:


1.- Снижение расхода пермеата (производительности установки) на 15-20% от начального,

2.- Увеличение значения электропроводности пермеата на 15-20% от начального,

3.- Снижение качества пермеата на 15-20% от начального,

4.- Когда перепад давлений между исходной водой и концентратом достигнет 15-20% от первоначальной величины.

Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны. Химическая промывка, Гидравлическая промывка, Список литературы, Длиннопост, Мембрана, Очистка, Очистка воды

Химическая промывка может отличаться из-за различных загрязнений в каждом конкретном случае. Ситуация усложняется тем, что чаще всего присутствуют загрязнения разных видов, что обуславливает последовательность очистки растворами с низким и высоким показателем рН.


Меры предосторожности по выбору очищающих химических реагентов и их применение.


- Все моющие химические растворы готовятся на пермеате, вырабатываемом обратноосмотической установкой.

- При использовании запатентованных химических реагентов, необходимо следовать инструкциям поставщика реагентов.

- Химическую промывку следует выполнять в пределах рекомендуемой температуры (прописано в паспорте на поставку мембран) для обеспечения эффективности промывки и сохранения срока службы мембраны.

- При химической промывке следует выдерживать оптимальное время (прописано в паспорте на поставку мембран) воздействия химических реагентов, для сохранения эксплуатационного периода мембраны.

- Регулирование показателя рН при его минимальном или максимальном значении следует выполнять осторожно, чтобы продлить эксплуатационный срок мембраны. Оптимальный интервал pH 4-10, но допускается 2-12.

- Обычно, более эффективные результаты достигаются при промывке вначале раствором с кислым рН, а затем – с щелочным. Но существуют исключения, для мембран, загрязненных маслами, где не следует применять первым раствор с кислым рН, это вызовет затвердение загрязнений.

- Подача растворов для промывки должна осуществляться в том же направлении, как и подача питательной воды с целью предотвращения потери формы и повреждения элемента.

- Если осуществляется промывка многоуровневых систем обратного осмоса, наиболее эффективным является выполнять промывку каждого уровня, при этом поток очищающего раствора должен быть оптимизирован, а отложения из первых уровней не должны проходить через последующие стадии.

- Только пермеатом осуществляется промывание после кислотных и щелочных моющих веществ.

- Из соображений безопасности, убедитесь, что гибкие шланги и трубопроводы предназначены для работы при температуре, давлении и pH, при которых будет проводиться химическая промывка.

- Из соображений безопасности, следует всегда добавлять химические вещества медленно в подготовленную дозу воды для растворов.

- Из соображений безопасности, при работе с химическими веществами всегда необходимо применять защитные очки и средства защиты.

- Из соображений безопасности, не смешивайте кислоту с щелочью. Тщательно вымывайте предыдущий промывочный раствор из системы обратного осмоса перед введением нового раствора.


Выбор очищающего раствора


В таблице перечислены общие рекомендации по выбору химических растворов для очистки обратноосмотических мембранных элементов в зависимости от загрязнений, которые необходимо удалить.


Внимание: Рекомендуется ознакомиться с листом безопасности вещества, приобретенным у поставщиков и соблюдать все меры безопасности при работе и хранении таких средств.


Таблица Выбора химических растворов

Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны. Химическая промывка, Гидравлическая промывка, Список литературы, Длиннопост, Мембрана, Очистка, Очистка воды

Описание очищающих растворов


Раствор 1: Это очищающий раствор с кислым рН (4.0) 2% лимонной кислоты. Он эффективен для удаления неорганических отложений (например, карбоната кальция, сульфата кальция, сульфата бария, сульфата стронция), оксидов/гидроксидов металлов (например, железа, марганца, никеля, меди, цинка) и неорганических коллоидных веществ. Примечание: Лимонная кислота имеет хелативную способность, которая лучше проявляется, когда для поднятия рН используется гидрохлорид аммония. Для регулировки уровня рН не допускается применять гидрохлорид натрия. Лимонная кислота может использоваться в порошковом виде.


Раствор 2: Это очищающий раствор с кислым рН (2.5) 1% соляной кислоты. Он эффективен для удаления неорганических отложений (например, карбоната кальция, сульфата кальция, сульфата бария, сульфата стронция), оксидов/гидроксидов металлов (например, железа, марганца, никеля, меди, цинка) и неорганических коллоидных веществ. Этот очищающий раствор более агрессивный нежели раствор 1.


Раствор 3: Это очищающий раствор с щелочным рН (10.0) 2% ТПФН (триполифосфат натрия) и 0.8% Na-ЭДТА (натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты). Этот раствор особенно рекомендуется для удаления солей сульфата кальция и органических отложений природного происхождения низкой и умеренной степени. ТПФН является неорганическим хелативным и моющим веществом. Na-ЭДТА – это органическое хелативное очищающее вещество, способствующее разделению и удалению двухвалентных и трехвалентных катионов, а также ионов металлов. ТПФН и Na-ЭДТА могут использоваться в порошковом виде.


Раствор 4: Это очищающий раствор с щелочным рН (10.0) 2% ТПФН и 0.025% додецилбензолсульфоната натрия. Этот раствор предназначен для удаления значительных органических загрязнений природного происхождения. ТПФН является неорганическим хелативным и моющим веществом. Додецилбензолсульфоната натрия работает как анионный ПАВ.


Раствор 5: Это очищающий раствор с щелочным рН (11.5) 1% Na2S2O4 гидросульфита натрия. Успешно применяется для удаления оксидов и гидроскидов металлов, и небольших отложений сульфата кальция, сульфата бария и сульфата стронция. Гидросульфит натрия – сильное восстанавливающее вещество, также известно как дитионит натрия. Гидросульфит натрия может использоваться в порошковом виде.


Раствор 6: Это очищающий раствор с щелочным рН (11.5) 0.1% гидроксида натрия и 0.03% додецилсульфата натрия. Успешно удаляет органические загрязнения природного происхождения, коллоидные отложения смешанного органического и неорганического происхождения и биологические загрязнения (грибы, плесень, биоил и биологические пленки). Додецилсульфат натрия является растворителем, анионным сурфактантом, который может приводить к пенообразованию. Раствор обладает также сильным очищающим воздействием.


Раствор 7: Это очищающий раствор с щелочным рН (11.5) 0.1% гидроксида натрия. Он эффективен при удалении полимеризованного кремния. Раствор обладает также сильным очищающим воздействием.


Процедура промывки установки обратного осмоса

Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны. Химическая промывка, Гидравлическая промывка, Список литературы, Длиннопост, Мембрана, Очистка, Очистка воды

Процедура промывки установки обратного осмоса очень зависит от конкретных условий. Продолжительность химической промывки может занимать от 6 до 10 часов.


Этапы промывки:

1.- Набрать в емкость необходимое количество воды для приготовления моющего раствора. В качестве воды для промывки может применяться пермеат обратного осмоса или деионизированная вода, не содержащая переходных металлов и хлора.


2.- Размеры емкости должны соответствовать объему всей жидкости, наполняющей трубопроводы и элементы установки обратного осмоса. Емкость должна быть сконструирована так, чтобы вместить 100% объема сливаемой жидкости, с обеспечением легкого доступа для добавления и перемешивания химических веществ, с рециркуляционной линией от насоса промывки, с соответствующими патрубками для вентилирования, аварийного слива и обратной линии расположенной у дна для уменьшения пенообразования при использовании реагентов.


3.- Добавить к пермеату в емкости необходимое количество требуемого реагента. В качестве воды для разбавления может применяться пермеат обратного осмоса или деионизированная вода, не содержащая переходных металлов и хлора. Температуру и уровень рН необходимо отрегулировать в соответствии с установленными значениями (смотри паспорт на поставленные мембраны).


4.- Включить циркуляцию очищающего раствора через корпуса в течение одного часа или необходимого в конкретном случае времени, если сильное загрязнение. При запуске, направить заменяемую воду в дренаж. Так Вы предотвратите разбавление промывочного раствора, и затем слить до 20% наиболее сильно загрязненного очищающего раствора перед подачей этого раствора назад в емкость.


В течение первых 5 минут, медленно изменять скорость потока до 1/3 максимального расчетного значения. Это выполняется для уменьшения потенциального засорения линии подачи большим количеством удаленных загрязнений. В течение последующих 5 минут увеличивать расход до 2/3 максимального расчетного значения, а затем довести до максимального значения потока.


При необходимости (если уровень рН изменится более чем на 0,5 единицы), восстановить показатель рН до исходного значения готового раствора.


5.- Если загрязнение сильное, можно применять замачивание в растворе или повторять циркуляции. Время замачивания в растворе может составлять от 1 до 8 часов в зависимости от рекомендаций изготовителей реагентов и мембран. При этом необходимо предусмотреть поддержание соответствующей температуры и рН. При этом увеличивается время воздействия химических веществ на мембрану.


6.- Смыв химического раствора с внутренней поверхности производится пермеатом с температурой 25 0С. Операция проводится для удаления всех остатков химических веществ на мембранах, для каждого из применяемых химических растворов.


7.- Обязательно опорожнить и промыть емкость; затем вновь заполнить емкость чистой водой для промывания системы. Следует промыть корпуса, пропуская через них воду для промывки. Если требуется повторная промывка, ее этапы повторяются, начиная с этого пункта.


8.- Когда система обратного осмоса полностью промыта пермеатной водой от очищающих химических веществ, окончательный этап промывки под низким давлением выполняется с использованием пермеата. Линия пермеата должна быть открыта, допуская слив. Давление подачи не должно превышать 3,8 бара. Эта завершающая промывка длится до тех пор, пока вода для промывки не станет совершенно чистой, не содержащей пены или остатков химических веществ. Обычно это может продолжаться от 30 до 70 минут.


9.- Когда все уровни установки будут очищены, и промыты, установка системы обратного осмоса может быть запущена и переустановлена в систему технологической промывки. Пермеат системы обратного осмоса будет направляться в сливную линию, пока качество не достигнет требуемых технологических показателей (например, проводимость, показатель рН и т.д.). Для стабилизации качества пермеата может потребоваться от нескольких часов до нескольких дней, особенно если выполнялась очистка растворами с высоким уровнем рН.


Большое спасибо, что прочитали все 4 части.


Ниже приведен список литературы использованный для написания обзорной статьи «Промышленные системы фильтрации воды. Обратный осмос» с 1 по 4 части.


1.- Ю.И. Дытнерский «Обратный осмос и ультрафильтрация», 1978 год

2.- М. Мулдер «Введение в мембранную технологию» 1999 год.

3.- А.А. Свитцов «ВВЕДЕНИЕ В МЕМБРАННУЮ ТЕХНОЛОГИЮ» 2006 год.

4.- С.В. Черкасов «ОБРАТНЫЙ ОСМОС. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ» в редакции от 2017 года.

5.- В.И. Федоренко, И.Е. Кирякин «ПРОИЗВОДСТВО УЛЬТРАЧИСТОЙ ВОДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО ОБРАТНОГО ОСМОСА». ВНИИ Пищевой Биотехнологии РАСХН Серия. Критические технологии. Мембраны, 2004, № 4 (24)

6.- В.И. Федоренко «ИНГИБИРОВАНИЕ ОСАДКООБРАЗОВАНИЯ В УСТАНОВКАХ ОБРАТНОГО

ОСМОСА» ВНИИ Пищевой Биотехнологии РАСХН Серия. Критические технологии. Мембраны, 2003, № 2 (18)

7.- С.Е. Беликова «Справочник для профессионалов ВОДОПОДГОТОВКА» Москва 2007 год.

8.- С.В. Черкасов «Обратный осмос. Теория, практика, рекомендации» журнал Сантехника Отопление Кондиционирование №11 от 2005 года

9.- С.П. Высоцкий «Загрязнение мембран в обратноосмотических установках и методы продления ресурса мембран» АДИ ГВУЗ «ДонНТУ», г. Горловка 2010 год

10.- Б. Е. Рябчикова «Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования»

11.- Liguo Shen, Shushu Feng, Jianxi Li, Jianrong Chen, Fengquan Li, Hongjun Lin & Genying Yu «Surface modification of polyvinylidene fluoride (PVDF) membrane via radiation grafting: novel mechanisms underlying the interesting enhanced membrane performance» (https://www.nature.com/articles/s41598-017-02605-3 ) 2017 год.

12.- Hydranautics Техническое руководство по мембранам,

13.- Dawood Eisa Sachit and John N. Veenstra «Foulant Analysis of Three RO Membranes Used in Treating Simulated Brackish Water of the Iraqi Marshes» (http://www.mdpi.com/2077-0375/7/2/23/htm ) 2017 год.

14.- https://www.biocide.com/ro-treatment-chemicals/

15.- TORAY Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию мембранных элементов».

16.- By Harold G. Fravel Jr. and Karen Lindsey «Understanding Salt Solubility Reaps Benefits In RO System Performance» (https://www.amtaorg.com/understanding-salt-solubility-reaps-... ) 2014 год.

17.- https://www.complete-water.com/ro-commonly-asked-questions/

18.- George Gordon First Nation, Sask.: Manganese Greensand (http://www.engineering.com/DesignerEdge/water/ArticleID/1344... )

19.- Dow Техническое руководство по мембранам FILMTEC,

20.- Florian Beyer subject «Physiological properties of defined mono- and mixed culture biofilms associated with membrane biofouling» (https://www.wur.nl/en/show/Physiological-properties-of-defin... )

21.- Gavin Long presentation «Membranes, Getting dirty and obturation Prevention or process delay» (http://slideplayer.com/slide/6429533/ )

22.- https://www.complete-water.com/blog/reverse-osmosis-membrane...

Показать полностью 3
75

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран.

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран. Промышленный обратный осмос, Длиннопост, Очистка воды, Загрязнение, Мембрана, Фильтрация

Здравствуйте уважаемые читатели! Спасибо Вам за проявленный интерес к вопросам водоподготовки и очистки воды.

Продолжаем статью "Промышленные системы фильтрации воды. Обратный осмос"


Ссылки


Часть 1. - Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит.

(https://pikabu.ru/story/promyishlennyie_sistemyi_filtratsii_... )


Часть 2.- Мембраны промышленного обратного осмоса.

(https://pikabu.ru/story/chast_2_membranyi_promyishlennogo_ob... )


Хочу предупредить, что статья обзорная и не будет подробного переписывания из книг и статей.


Содержание

Часть 1. - Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит.

Часть 2.- Мембраны промышленного обратного осмоса и их виды.

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран.

Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны.

Список используемой литературы.


Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран.

В начале 3 части фотография с электронного микроскопа, где виден рост кристаллов карбоната кальция на поверхности мембраны (черное это поверхность мембраны) 5 микрон.


При работе промышленного осмоса происходит постепенное снижение производительности, ухудшение химического качества пермеата и/или высокий перепад давления на отдельной мембране при проведении ее тестирования, все это характеризует загрязнение мембран.

Все загрязнения обратноосмотических мембран различают по составу, структуре, размеру частиц, а так же по механизму образования. Наиболее частыми примерами загрязнений обратноосмотических мембран являются:


1.- отложения карбоната кальция (мел)

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран. Промышленный обратный осмос, Длиннопост, Очистка воды, Загрязнение, Мембрана, Фильтрация

Каковы же признаки того, что на поверхности обратноосмотических мембран образуются отложения карбоната кальция? Прежде всего, это образование осадка белого цвета на торцах обратноосмотических мембран. Надо отметить, что белый цвет отложений карбоната кальция бывает достаточно редко. Чаще всего отложения имеют кремовый или желтоватый оттенки. При этом и осадок, и отложения хорошо растворяются в растворе соляной кислоты с выделением пузырьков газа. Если отложения содержат только карбонат кальция, то образец осадка должен полностью растворится в растворе кислоты, а раствор не изменит свой цвет и останется прозрачным. Если же после растворения в растворе будут находиться посторонние частицы или он изменит свой цвет, то помимо карбоната кальция в осадке содержатся и другие примеси.


2.- отложения сульфата кальция (гипс), бария или стронция

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран. Промышленный обратный осмос, Длиннопост, Очистка воды, Загрязнение, Мембрана, Фильтрация

Это наиболее вероятный осадок из всего диапазона растворенных солей в подземных солоноватых и морских водах.

Образовавшиеся на поверхности мембраны кристаллы гипса становятся центрами кристаллизации и вызывают «цепную» реакцию «загипсовывания» мембраны. Все это происходит при постоянном обновлении потока концентрата, и процесс становится необратимым.


Признаки того, что на поверхности обратноосмотических мембран образуются отложения сульфата кальция схожи с теми, которые мы указывали выше для карбонатных отложений за исключением того, и осадок, и отложения не растворяются в растворе соляной кислоты. При этом скорость «зарастания мембран» сульфатными отложениями в разы выше, чем при карбонатных отложениях.


Говоря о сульфатных отложениях, которые образуются на поверхности обратноосмотических мембран, кроме сульфата кальция, который является одним из наиболее распространенным загрязнителем, просто нельзя упомянуть о других сульфатах группы щелочноземельных металлов: сульфатах бария и стронция. Почему? Да потому, что сульфат кальция (CaSO4) в сравнении с сульфатами бария (BaSO4) и стронция (SrSO4) «хорошо» растворим в воде: сульфат бария почти нерастворим – при 18°С в 100 г воды растворяются лишь 0,22 мг ВаSO4; растворимость же сульфата стронция выше – 11,3 мг SrSO4 в 100 мл воды при 0°C.


3.- отложения оксидов металлов (железа, марганца, меди, никеля, алюминия и других)

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран. Промышленный обратный осмос, Длиннопост, Очистка воды, Загрязнение, Мембрана, Фильтрация
Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран. Промышленный обратный осмос, Длиннопост, Очистка воды, Загрязнение, Мембрана, Фильтрация
Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран. Промышленный обратный осмос, Длиннопост, Очистка воды, Загрязнение, Мембрана, Фильтрация
Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран. Промышленный обратный осмос, Длиннопост, Очистка воды, Загрязнение, Мембрана, Фильтрация

Существует несколько теорий, объясняющих процесс образования осадка гидроксида железа на поверхности обратноосмотических мембран.

По одним предположениям частицы железа, проникшие в промышленный обратный осмос закрепляются в местах с низкой турбулентностью – в «застойных зонах». Другие предполагают, что скорость образования осадка соединений железа на мембране не зависит ни от их концентрации, ни от производительности мембран, ни от степени турбулентности потока обрабатываемой воды, а определяющим фактором является природа полупроницаемых мембран. Третьи, утверждают, что переход двухвалентного железа в трехвалентное может происходить под действием микроорганизмов.


Американские исследования показали, что в промышленном обратном осмосе были обнаружены железобактерии, способные окислять Fe2+ в Fe3+. При этом даже фильтрование исходной воды через фильтры с размерами пор 1 мкм не обеспечивает защиту мембран от их загрязнения соединениями железа. На основании этого факта сделано заключение, что ответственными за процесс осаждения железа на поверхности мембран являются именно железобактерии, в результате жизнедеятельности которых частицы гидроксида железа образуются непосредственно у поверхности мембран.


Соли марганца менее распространены, чем соли железа, и обладают лучшей растворимостью, чем соли железа, поэтому удалять их труднее. Чаще всего это делают с помощью фильтров с специальной загрузкой, которые регенерируют перманганатом калия (марганцовка). Однако, если дозировка перманганата калия (марганцовки) превышена или он не вымыт из фильтра, то при высоких концентрациях перманганата калия в фильтрате после указанных фильтров возможно окисление поверхности мембраны, а при низких образование осадка оксида марганца на поверхности мембраны.


4.- отложения кремния

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран. Промышленный обратный осмос, Длиннопост, Очистка воды, Загрязнение, Мембрана, Фильтрация

При насыщении кремниевая кислота начинает полимеризоваться с образованием нерастворимого коллоидного диоксида кремния или силикагеля, который оседать на поверхности обратноосмотических мембран. Скорость образования осадков кремниевых кислот определяется скоростью их полимеризации, которая повышается с ростом концентрации. Кремниевая кислота обладает выборочным участием в химическом взаимодействии. Так кремниевая кислота может взаимодействовать с катионами железа, находящимися в степени окисления +3, и быть совершенно инертной по отношению к ионам железа со степенью окисления +2. Как только значение рН начинает превышать нейтральное значение = 7, кремниевая кислота образует силикат аниона ([SiO32-]n), который может реагировать с кальцием, магнием, железом, марганцем или алюминием с образованием нерастворимых силикатов. Например, образующийся при этом силикат кальция CaSiO3 можно выразить так: СаО× SiO2.

В результате такого химического взаимодействия появляются устойчивые коллоидные образования, которые не удаляются ни фильтрованием, ни отстаиванием. Стоит отметить, что двух- и трехзамещенные силикаты кальция и железа после своего затвердевания (например, при нагревании) превращаются в очень прочный материал.


5.- биологические отложения (ил биологический, водоросли, плесень, грибы)

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран. Промышленный обратный осмос, Длиннопост, Очистка воды, Загрязнение, Мембрана, Фильтрация
Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран. Промышленный обратный осмос, Длиннопост, Очистка воды, Загрязнение, Мембрана, Фильтрация
Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран. Промышленный обратный осмос, Длиннопост, Очистка воды, Загрязнение, Мембрана, Фильтрация
Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран. Промышленный обратный осмос, Длиннопост, Очистка воды, Загрязнение, Мембрана, Фильтрация
Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран. Промышленный обратный осмос, Длиннопост, Очистка воды, Загрязнение, Мембрана, Фильтрация

Специалисты, которые занимаются обслуживанием установок обратного осмоса, постоянно сталкиваются с таким явлением, как накопление слизи внутри корпуса, где расположены мембраны или на поверхности обратноосмотических мембран. Такая же слизь находится и внутри самой обратноосмотической мембраны. Более правильное название этой слизи – биопленка, т.е. колонии микроорганизмов, закрепившиеся и резвившиеся на поверхности мембраны.

При определенных условиях биопленки могут разрушить верхний активный слой мембраны до ее поддерживающего слоя, у которого размер пор соизмерим с размерами бактерий. Это особенно опасно при производстве питьевой воды, так как в этом случае возможно попадание патогенных микробов и вирусов из исходной воды в пермеат.


Процесс закрепления микроорганизмов на поверхности мембраны в основном определяется ее свойствами: материалом, из которого изготовлена мембрана, шероховатостью ее поверхности, гидрофобностью и поверхностным зарядом мембраны. После этого происходит рост клеток и их размножения как за счет растворимых питательных веществ в исходной воде, так и за счет веществ, адсорбированных на поверхности мембраны. Этот рост и размножение клеток сопровождается выделением межклеточного вещества (полисахарида), которое крепит как якорь клетку к поверхности, «цепляет» и закрепляет на субстрат другие клетки и тем самым стимулирует микробную колонизацию поверхности мембраны.


Ко всему прочему, образовавшаяся биопленка может выступать в качестве «ловушки» для взвешенных частиц, которые, в свою очередь, могут быстро создать плотные отложения на мембране.


Количество родов и видов микроорганизмов, присутствующих на поверхности обратноосмотической мембраны может быть весьма разнообразным, и, в целом, зависит от источника водоснабжения, его организации и последующих стадий предварительной обработки перед подачей воды на обратноосмотическую мембрану. Микроорганизмы, присутствующие в поступающей исходной воде, могут включать в себя и бактерии, и грибы, и дрожжи.


Как правило, общее количество бактерий, обнаруженных на поверхности обратноосмотической мембраны, колеблется между 1 000 000 и 100 000 000 колониеобразующих единиц на 1 см2.


Природа и скорость появления загрязнений зависит от ряда факторов системы обратного осмоса, таких как качество исходной воды, процента получаемого пермеата, рециркуляции. Например, если промышленный обратный осмос будет работать при 50% рециркуляцией, то концентрация примесей в потоке концентрата удвоится по сравнению с концентрацией в питательном потоке воды. Чем выше процент % рециркуляции установки, тем выше - риск образования отложений. Поэтому, нужно позаботиться о том, чтобы не превышались пределы растворимости труднорастворимых солей, в противном случае произойдёт образование осадка.


Так же промышленный обратный осмос требует проведения профилактической промывки.



Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны.


Продолжение следует….

Показать полностью 12
104

Часть 2. Мембраны промышленного обратного осмоса.

Здравствуйте уважаемые читатели! Спасибо Вам за проявленный интерес к вопросам водоподготовки и очистки воды.

Продолжаем статью "Промышленные системы фильтрации воды. Обратный осмос"


ссылка на Часть 1. - Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит.

(https://pikabu.ru/story/promyishlennyie_sistemyi_filtratsii_... )


Хочу предупредить, что статья обзорная и не будет подробного переписывания из книг и статей.


Содержание

Часть 1. - Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит.

Часть 2.- Мембраны промышленного обратного осмоса и их виды.

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран.

Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны.

Список используемой литературы.


Часть 2. Мембраны промышленного обратного осмоса.

Мембранный элемент промышленного обратного осмоса (мембрана в разговоре и далее по тексту) располагается в корпусе (часть 1.- Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит. «Принципиальная схема»). Корпус может вмещать от 1 до 7 обратноосмотических мембран. Остановимся сейчас на строении мембраны. По своим конструктивным особенностям обратноосмотические мембраны различаются на спирально навитые и половолоконные. В настоящее время наиболее востребованы спирально навитые.

Конструктивно они представляют собой две мембраны, навивающиеся на центральную трубу, по которой отводится фильтрат.


конструктивная схема спирально навитой мембраны:

Часть 2. Мембраны промышленного обратного осмоса. Мембрана, Строение мембраны, Виды мембран, Требования к качеству воды, Длиннопост, Видео

1 – мембрана; 2 – дренаж; 3 – зона склейки; 4 – перфорированная труба для сбора пермеата


Если теперь приклеенный к трубке пакет свернуть рулоном вокруг трубки, мы получим готовое изделие. Необходимо только на поверхность одной мембраны уложить разделительную сетку – турбулизатор, которая предотвратит при сворачивании слипание мембран между собой. Такая конструкция изображена следующем рисунке.

Часть 2. Мембраны промышленного обратного осмоса. Мембрана, Строение мембраны, Виды мембран, Требования к качеству воды, Длиннопост, Видео
Часть 2. Мембраны промышленного обратного осмоса. Мембрана, Строение мембраны, Виды мембран, Требования к качеству воды, Длиннопост, Видео

1.- поток исходной воды

2.- Выход концентрата

3.- Выход пермеата

4.- Направление потока исходной воды внутри мембраны

5.- Направление движение пермеата

6.- Оболочка или защитное покрытие

7.- Соединительный коннектор

8.- Перфорированная труба для сбора пермеата

9 и 13.- Разделительная сетка

10 и 12.- Обратноосмотическая мембрана

11.- Дренаж или коллектор.

14.- Линия шва, соединяющего две мембраны

Основными материалами для изготовления мембран являются: ацетаты целлюлозы, ароматические полиамиды, полисульфонамид, полиэфирсульфон, фторопласты, поливинилиденфторид, полиэтилентерефталат, полиакрилонитрил, полиамиды, полиимиды, полиэтилен, полипропилен и еще несколько десятков полимеров, применяющихся для создания различных элементов современных мембранных элементов.


Ацетаты целлюлозы (АЦ) – первый материал, из которого начали изготавливать мембраны для всех мембранных процессов. Это синтетический полимер, получаемый из природной целлюлозы. Он отличается низкой стоимостью и относительно высокой стойкостью к действию свободного активного хлора. В настоящее время АЦ мембраны выпускаются на подложке из бумаги из ПЭТФ или полипропилена, что существенно улучшило их характеристики.


Основными недостатками таких мембран являются низкая химическая и биологическая стойкость, а также высокое рабочее давление и низкая селективность. Рабочий диапазон рН – от 4 до 8. При кратковременных химических промывках могут быть использованы растворы с рН от 3 до 9

Рисунок. Сравнение диапазонов рН и температуры, допустимых для работы и кратковременных химических промывок, для композиционных полиамидных и ацетатцеллюлозных мембран

Часть 2. Мембраны промышленного обратного осмоса. Мембрана, Строение мембраны, Виды мембран, Требования к качеству воды, Длиннопост, Видео

Температура раствора не должна превышать 35 ° С. Микроорганизмы способны питаться материалом мембраны и прорастать через нее, нарушая структуру и размер пор, в результате селективность мембран падает.


Применение ацетатцеллюлозных мембран оправдано в установках водоподготовки, когда обрабатывается хлорированная вода и есть необходимость сохранить этот хлор в очищенной воде.


Триацетат целлюлозы (ТАЦ). Мембрана предпочтительна при концентрировании (в особенности многократном) и очистке белков. Рабочий диапазон рН – от 4 до 8.


Регенерированная целлюлоза (РЦ). Эта мембрана предпочтительна при необходимости высокой степени концентрирования протеинов из разбавленных растворов с минимальными потерями. Мембрана устойчива к автоклавированию, легко чистится и отличается высокой химической стабильностью. Рабочий диапазон рН – от 3 до 11.


Полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП) – Мембрана отличается высокой химической стойкостью, низкой стоимостью. Температурная устойчивость незначительна. Используются в виде микрочастиц и волокон для производства микрофильтрационных мембран путем их спекания под давлением.


Полиэтилентерефталат (ПЭТФ, лавсан) – Мембрана обладает высокой химической стойкостью к кислотам, щелочам, солям, спиртам, парафинам, минеральным маслам, бензину, жирам, эфиру. Имеет повышенную устойчивость к действию водяного пара.


Алифатические полиамиды (ПА, капрон, nylon-6 и nylon-66). Полиамидные мембраны устойчивы при pH от 2 до 13, а также в большинстве органических растворителей. Хорошо выдерживают стерилизацию насыщенным паром в автоклаве при температуре 120 ° C, а также радиационную стерилизацию и химическую стерилизацию раствором перекиси водорода.


Полиакрилонитрил (ПАН). Мембраны на основе сополимеров акрилонитрила, отличающиеся высокой устойчивостью к действию жиров, нефтепродуктов. Вместе с тем мембраны из ПАН менее устойчивы к воздействию сильных кислот и щелочей, чем мембраны из полиамида и, тем более, из полисульфона.


Все виды мембран предъявляют определенные требования к качеству исходной воды.

Ниже приведены ориентировочные показатели, которым должна соответствовать исходная вода, подаваемая на обратноосмотические мембраны

(наличие диапазона обусловливается требованиями разных производителей мембран):

Цветность воды до 1–5

мутность до 0,6 мг/л

Жесткость общая, не более 20 мг/л

Общее солесодержание, не более 50 000 мг/л

окисляемость Перманганатная до 3 мгО/л

водородный показатель (рН) 3–10, (иногда 2–11)

нефтепродукты 0,0–0,5 мг/л

сильные окислители (хлор свободный, озон) до 0,1 г/л

марганец общий (Mn) до 0,05 мг/л

железо общее (Fe) до 0,1–0,3 мг/л

кремниесоединения (Si) до 0,5–1,0 мг/л

сероводород Не допускается

индекс SDI до 3–5 ед.

температура воды 5–35 (иногда до 45) °С

давление 0,3–6,0 МПа

температура воздуха в помещении 5–35°С

влажность воздуха в помещении ≤ 70%


Стойкость полимерных материалов, применяемых для производства мембран, в различных средах показана ниже.

Часть 2. Мембраны промышленного обратного осмоса. Мембрана, Строение мембраны, Виды мембран, Требования к качеству воды, Длиннопост, Видео

В завершение это части предлагаю видео, где показана сборка 6 мембран в один корпус.

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран.


Продолжение следует….

Показать полностью 5 1
87

Промышленные системы фильтрации воды. Обратный осмос.

Промышленные системы фильтрации воды. Обратный осмос. Промышленный обратный осмос, Из чего состоит обратный осмос, Длиннопост

Здравствуйте уважаемые читатели! Спасибо Вам за проявленный интерес к вопросам водоподготовки и очистки воды.

В данной обзорной статье, будем рассматривать, что такое Обратный осмос, Мембраны промышленного обратного осмоса и их виды, виды загрязнений обратноосмотических мембран, как очищаются обратноосмотические мембраны.

Хочу предупредить, что статья обзорная и не будет подробного переписывания из книг и статей.


Содержание

Часть 1. - Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит.

Часть 2.- Мембраны промышленного обратного осмоса и их виды.

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран.

Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны.

Список используемой литературы.


Часть 1. Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит.


Предыстория промышленного обратного осмоса

После Второй мировой войны американцы, используя немецкие наработки (наработки от 1927 года немецкой фирмы Сарториус «Sartorius»), наладили производство ацетат целлюлозных и нитроцеллюлозных мембран. В начале 1970-х годов появились первые промышленные обратно осмотические системы, о них знали и в СССР, например книга Москва: Стройиздат,1978 год Ясминов А.А. Орлов А.К., Карелин Ф.И., Рапопорт Я.Д. «Обработка воды обратным осмосом и ультрафильтрацией» или еще одна книга Москва: Химия,1978 год Дытнерский Ю.И. «Обратный осмос и ультрафильтрация». Так началась эпоха промышленного обратного осмоса. Сейчас промышленный обратный осмос ассоциируется как универсальный и надежный методов очистки воды, который позволяет снизить концентрацию находящихся в воде компонентов на 96-99% и практически на 100% избавиться от микроорганизмов и вирусов.


Промышленный обратный осмос (RO)

Промышленный обратный осмос (RO reverse osmosis), является технологией, в которой, при определённом давлении, вода проходит через полупроницаемую мембрану из более концентрированного раствора в менее концентрированный раствор, то есть в обратном для осмоса направлении (рисунок 1).

Промышленные системы фильтрации воды. Обратный осмос. Промышленный обратный осмос, Из чего состоит обратный осмос, Длиннопост

При этом мембрана пропускает растворитель, но не пропускает растворённые в нём вещества таки как соли жёсткости, сульфаты, нитраты, ионы натрия, малые молекулы, красители. Для более эффективной работы рекомендуется применение предварительных ступеней очистки (механическая очистка и микро-, ультра- или нанофильтрация), удаляющих более крупные частицы (рисунок 2.)

Промышленные системы фильтрации воды. Обратный осмос. Промышленный обратный осмос, Из чего состоит обратный осмос, Длиннопост

Промышленные системы обратного осмоса (RO reverse osmosis) используются в самых различных областях:

Производство соков и напитков, производство питьевой воды, используется также в медицинской сфере, в парфюмерии, фармацевтике, при производстве целлюлозы и бумаги, опреснение морской воды для различных нужд, а также в теплоэнергетике, микроэлектронике и химической промышленности. Вода, используемая в паровых котлах на котельных (ТЭЦ, АЭС), должна содержать в себе минимальное количество растворенных веществ, в частности солей жесткости, железа и окиси кремния.


Основные элементы промышленного обратного осмоса (RO)

Принципиальная схема

Промышленные системы фильтрации воды. Обратный осмос. Промышленный обратный осмос, Из чего состоит обратный осмос, Длиннопост

1.- Каркас нержавеющей стали

2.- пусковой шкаф

3.- манометры давления на основных линях,

4.- 5-микронный механический фильтр

5.- Корпус для мембран (на рисунке их 3 шт.)

6. - центробежный насос высокого давления

7.- Насос и бак для химической мойки мембран

8.- Станция дозирования антискаланта

9.-Станция дозирования метабисульфита (поглощение хлора)

10.- Бак накопитель пермеата.

Так в Базовую комплектацию по мимо перечисленного выше еще входит

11.- реле для защиты от «сухого хода» насоса;

12.- ротаметры на пермеатной и концентратной линии


Дополнительное оборудование:

Можно поставить практически все, например Блок контроля солесодержания и температуры.


Основные термины и понятия промышленного обратного осмоса (RO)


Исходная вода – вода поступающая на установку обратного осмоса

Пермеат – «чистая» вода

Концентрат - «грязная» вода

Антискалант – это химический реагент, предназначенный для предотвращения отложений различной природы на мембранах обратного осмоса.

Проницаемость или Удельная производительность мембраны - количество очищенной воды, проходящей в единицу времени через единицу площади мембраны. Иными словами это количество пермеата, которое может произвести 1 кв. м. поверхности мембраны за сутки или за час. Единицы измерения: м3/м2*день, м3/м2*час (метрическая система); галлон/кв.фут*день (GFD), галлон/кв.фут*час (GFH) (англо-америкаская система).

Селективность - определяется как процент растворенного вещества, задержанного мембраной или это способность мембраны иметь различную проницаемость по отношению к различным компонентам разделяемой смеси.


Часть 2. Мембраны промышленного обратного осмоса

Продолжение следует….

Показать полностью 3
390

В Норвегии открыта первая электростанция, работающая на осмотическом эффекте.

В Норвегии открыта первая электростанция, работающая на осмотическом эффекте. Электростанция, Осмотический эффект, Соленая Вода, Пресная вода, Мембрана, Длиннопост

Норвежская энергетическая компания Statkraft в 2009 году открыла первую в мире электростанцию, которая вырабатывает электричество, используя осмотический эффект, который возникает при смешении соленой и пресной воды. До этого компания Statkraft в течение 10 лет вела научные и инженерные изыскания с целью практического использования осмотического эффекта как еще одного возобновляемого и экологически чистого источника электроэнергии.

Для начала дадим определение, что такое Осмос – процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону большей концентрации растворённого вещества из объёма с меньшей концентрацией растворенного вещества.

Данная электростанция имеет резервуары с солёной морской водой и с пресной водой. Резервуары разделены полупроницаемой мембраной (на рисунке обозначена буквой М), которая пропускает только воду.

В Норвегии открыта первая электростанция, работающая на осмотическом эффекте. Электростанция, Осмотический эффект, Соленая Вода, Пресная вода, Мембрана, Длиннопост

Солей в морской воде (на рисунке это левый отсек резервуара W2) больше, чем в пресной воде. Молекулы пресной воды стремятся туда, где концентрация соли больше, при этом в резервуаре с морской водой объём жидкости увеличивается и создается избыточное давление. Затем вода из отсека W2 направляется на турбину вращающую генератор.

Одним из важных моментов в этой технологии является сама мембрана, ее селективность и проницаемость.

На данной электростанции использована спиральная мембрана из модифицированной полиэтиленовой плёнки на керамической основе. В качестве будущего материала для мембраны также рассматриваются углеродные нанотрубки и ещё более эффективные графеновые плёнки.

По состоянию на 2009 год мощность этой электростанции – 5 кВт, что чрезвычайно мало, но первые шаги уже сделаны.

«Потенциал технологии очень высок», — добавил на церемонии открытия министр энергетики Терье Риис-Йохансен (Terje Riis-Johansen).

По оценкам Statkraft, занимающейся разработкой и созданием установок, вырабатывающих возобновляемую энергию, общемировой годовой потенциал осмотической энергии (osmotic power) составляет 1600-1700 тераватт-часов. А это ни много ни мало – 10% всего мирового потребления энергии (и 50% энергопотребления Европы).


Статья подготовлена по материалам:

https://www.statkraft.com/media/news/News-archive/2009/statk...


http://energ2010.ru/Stati/Elektrostanciya/osmoticheskaya-ehl...


http://www.membrana.ru/particle/14418

Показать полностью 1
18

Перуксусная кислота и ее роль в дезинфекции воды.

Перуксусная кислота и ее роль в дезинфекции воды. Перуксусная кислота, Дезинфекция воды, Длиннопост

Адаптированная статья для ознакомления моего подписчика, ссылка на оригинал статьи в конце.


Так как требования по остаточному хлору становятся все более жесткими, то рассмотрение применения перуксусной кислоты в качестве дезинфицирующего средства для биоцдной обработки воды становится все актуальнее.


Перуксусная кислота широко используется в отраслях сельского хозяйства, пищевой промышленности и для производства напитков, а также в медицинских целях при стерилизации.


Перуксусная кислота (СН3СО3Н) представляет собой органическую кислоту с сильным окислительным потенциалом, обычно используемую в качестве окислителя и дезинфицирующего средства в промышленных целях, таких как переработка птицы и упаковка напитков.


Перуксусная кислота (СН3СО3Н) Это бесцветная жидкость с резким запахом, полученная реакцией уксусной кислоты, ацетилхлорида или уксусного ангидрида с перекисью водорода (H2O2) или прямым окислением ацетальдегида. Существует в равновесной смеси с водой, перекисью водорода и уксусной кислотой


Рисунок 1. Уравнение равновесия

Перуксусная кислота и ее роль в дезинфекции воды. Перуксусная кислота, Дезинфекция воды, Длиннопост

Перуксусная кислота (СН3СО3Н) более сильный окислитель, чем хлор, и обладает широким спектром антимикробной активности.

В настоящее время применение Перуксусная кислота (СН3СО3Н) обусловлено:

- Возникновением побочных продуктов при применении гипохлорита натрия,

- Широко изменяющимся химическим составом Сточных вод,

- Предельным содержанием хлоридов в сточных водах,

- Временем контакта,

- Применением низких капитальных затрат,


Преимущества и проблемы с использованием Перуксусной кислоты (СН3СО3Н).


У Перуксусной кислоты есть несколько преимуществ перед обычными дезинфекционными технологиями, такими как хлорирование или применение Ультрафиолета. Эффективность Перуксусной кислоты высока в широком диапазоне рН и не подвержена влиянию высоких концентраций нитрита или низкого содержания аммиака, которые могут колебаться во время обработки. Добавление Перуксусной кислоты Не увеличивает концентрацию хлора сточных вод. Перуксусная кислота устойчива при хранении до года без снижения качества, что делает ее выгодным в применении.


К недостаткам применения перуксусной кислоты можно отнести:


- содержание уксусной кислоты, в результате может увеличиться биохимическая потребность кислорода в сточной воде. Стоимость Перуксусной кислоты выше, чем гипохлорит натрия, хотя при не равных значениях дозы все нивелируется. Недоработан метод измерения остаточной концентрации перуксусной кислоты, сейчас концентрация перуксусной кислоты определяется тем же методом, что и для общего остаточного хлора.


В отрасли продолжаются дополнительные исследования и усовершенствования / уточнения при использовании перуксусной кислоты в роли дезинфектанта сточных вод. В 2016 году Фонд «Окружающая среда и повторное использование воды» (WE & RF) приступил к изучению Перуксусной кислоты в качестве альтернативы использования гипохлорита натрия.


Многочисленные публикации и статьи выходят из этого исследования в период с 2017 по 2018 год. Кроме того, Федерация водных ресурсов разрабатывает книгу, посвященную использованию перуксусной кислоты в качестве основного дезинфектанта для промышленности.


Авторы (Sarah A. Stewart, Joshua E. Goldman, Brian A. Hilts).


Оригинал текста ( https://www.wateronline.com/doc/emerging-trends-in-disinfect... )

Показать полностью
4

Новый метод Секвенирования ДНК-Будущее в оценке качества питьевой и сточных вод.

Новый метод Секвенирования ДНК-Будущее в оценке качества питьевой и сточных вод. Питьевая вода, Секвенирование, Стоки, Метод

Данный пост адресован моему единственному подписчику и тем кому интересна информация по очистке воды.

Будет интерес готов помогать в решении существующих проблем по водоподготовке и очистке воды, Знакомить своих подписчиков с новыми международными методами и научными изысканиями.

В Висконсине разработан метод секвенирования ДНК, который можно использовать для анализа питьевой воды и сточных вод.

Секвенирование ДНК - это определение аминокислотной или нуклеотидной последовательности.

Разработанный метод секвенирования ДНК, может идентифицировать и посчитать почти все микроорганизмы в пробе воды, в то время как стандартный микробиологический посев или метод ПЦР дают ограниченую информацию.

Образец воды отправляют в лабораторию Microbe Detectives, где секвенирование ДНК осуществляется путем экстракции, амплификации ПЦР, подготовки библиотеки и анализа данных. Затем извлекается ДНК и помещается в машину под названием секвенсор.

Секвенсор читает каждую отдельную нить ДНК и дает комбинацию букв. Эти последовательности затем отсылаются в базу данных, для определения микроорганизма.

После того, как все эти данные были собраны, создается отчет с указанием того, какие микроорганизмы существуют и какая их общая численности в пробе.

Так секвенирование ДНК может быть использован для идентификации и количественного определения (например, нитрификаторов, для удаления аммиака и бактерий для удаления фосфора). Данный метод также может выявлять кишечную палочку.

Проблема в распространении этого метода состоит в том, что большинство сотрудников на предприятиях привыкли работать по уже давно сформированным методикам и боятся пробовать новые методы.

Так в Новом Орлеане во время ежегодной технической выставки и конференции по водной среде при применении данного метода было обнаружено обилие фекально-ассоциированных бактерий и идентифицирован один штамм Prevotella, который был в очень малом количестве. Сравнивая результаты компания пришла к выводу, что заражение питьевой воды, связано с попаданием в источник конского навоза.


Оригинал текста статьи https://www.wateronline.com/doc/dna-sequencing-the-future-of...

Показать полностью

У «Пикабу» будет своя банковская карта, и вы можете выбрать ее уникальный дизайн

У «Пикабу» будет своя банковская карта, и вы можете выбрать ее уникальный дизайн Длиннопост

У каждого большого классного сообщества должны быть свой маскот и свой мерч. А что, если бы еще была своя дебетовая карта с уникальным дизайном? Вместе с «Тинькофф Банком» мы планируем выпустить такую карту — специально для пикабушников.


У нас есть несколько идей дизайна карты, но нам хочется, чтобы ее внешний вид был по душе как можно большему числу пикабушников (а иначе какой смысл все это затевать!). Вы даже можете предложить свой вариант, и, если другие пикабушники его одобрят, мы нарисуем макет карты по вашей идее. А теперь давайте обо всем по порядку.


Почему именно «Тинькофф Банк»?

Потому что у «Тинькофф Банка» есть крутая дебетовая карта Tinkoff Black. Хороший кешбэк в рублях, процент на остаток каждый месяц, партнерские предложения и акции, удобное мобильное приложение. Если вы никогда не слышали о карте Tinkoff Black, прочитайте о ее преимуществах в этом посте, и сразу поймете, почему мы выбрали именно ее.

У «Пикабу» будет своя банковская карта, и вы можете выбрать ее уникальный дизайн Длиннопост

А кроме плюшек самой карты и уникального дизайна что-то есть?

Есть. От «Тинькофф Банка» вы получите полгода бесплатного обслуживания карты, а от нас — набор пикабушных стикеров с Печенькой (они отлично смотрятся на ноутбуках и чехлах для смартфонов).


Окей, как я могу предложить свой дизайн?

Прислать прямо нам на почту editorial@pikabu.ru. Опишите свою идею словами или нарисуйте, если вам так проще. Умеете рисовать только схематично карандашом на бумаге — сгодится! Словом, предлагайте вашу идею так, как вам удобнее. Главное, чтобы задумка была понятна. Присылая нам свою идею, вы соглашаетесь, что она будет участвовать в конкурсе. А полные правила страшным языком вот тут по ссылке.

У «Пикабу» будет своя банковская карта, и вы можете выбрать ее уникальный дизайн Длиннопост

Но как вы узнаете, по каким идеям рисовать макеты карт?

Мы возьмем все предложенные идеи, отрисуем по ним макеты и добавим их к нашим вариантам. Когда все будет готово, мы устроим всепикабушное голосование за лучший дизайн карты.


А карту можно предзаказать?

Да! И даже нужно. Мы ведь должны понимать, сколько людей хотят получить себе такой драгоценный артефакт, как банковская карта с Печенюхой! Чтобы приступить к выпуску карты, нам нужно собрать хотя бы 1001 предзаказ.

У «Пикабу» будет своя банковская карта, и вы можете выбрать ее уникальный дизайн Длиннопост

Но у меня уже есть карта Tinkoff Black. Я в пролете?

Нет. Вы можете дождаться, когда выйдет карта «Пикабу», и перевыпустить свою Tinkoff Black в новом дизайне. Ну или выпустить ее в качестве дополнительной карты, как хотите. В любом случае вы ничего не потеряете.


Ладно, вы меня убедили, предзаказываю. Куда нажимать?

Показать полностью 3
Отличная работа, все прочитано!