Вода может иметь определенный, не всегда приятный, запах, который приобретает из-за содержащихся в ней различных органических веществ, представляющих собой продукты жизнедеятельности или распада микроорганизмов и водорослей. Очистку воды от запаха (дезодорацию воды) производят с помощью различных модификаций метода хлорирования воды, сорбционного фильтрования, углевания, аэрирования, озонирования, обработки воды перманганатом калия, перекисью водорода и комбинации этих методов.
Обработка воды активным углем
Если сравнивать сорбционный и окислительный методы дезодорации, то первый отличается большей надежностью в силу того, основан на извлечении органических веществ из воды, а не на их трансформации. Наиболее эффективные сорбенты – активные угли, хорошо сорбирующие фенолы, большинство нефтепродуктов, полициклические ароматические углеводороды (канцерогенные в том числе), хлор- и фосфорорганические пестициды, а также другие органические загрязнения. Но сорбция на активных углях не является универсальным средством очистки воды от органических соединений, так как некоторые вещества (например, органические амины) ими не задерживаются или же задерживаются, но плохо (например, синтетические поверхностно-активные вещества).
Применяют активные угли в виде порошка – для углевания воды и в виде гранул – как загрузку для фильтров. Стоит отметить ряд недостатков, ограничивающих осуществление углевания воды – это трудности замачивания и дозирования угля, необходимость в емкости для обеспечения контакта угля с обрабатываемой водой и т. д. Поэтому данный метод используется в основном тогда, когда требуется эпизодическая, кратковременная дезодорация небольших объемов воды.
Применение гранулированных активных углей в качестве фильтрующей загрузки – более надежный вариант. Вне зависимости от колебания уровня загрязнения воды фильтры с загрузкой из гранулированного активного угля являются прекрасно действующим барьером для сорбируемых веществ до момента исчерпания емкости угля.
Располагают угольные фильтры после осветлительных. Также возможен вариант применения совмещенных осветлительно-сорбционных фильтров.
Недостаток угольных фильтров - необходимость регенерации активного угля. Восстановление угольной загрузки может осуществляться химическим, термическим и биологическим методами. При использовании химического метода регенерации уголь предварительно обрабатывается острым паром, потом - щелочью. При всей сложности и трудоемкости метод не достаточно эффективен, так как не происходит полного восстановления сорбционной способности материала. Термический метод предусматривает выжигание адсорбированных органических соединений при температуре 800 ... 900ºС в специальных печах. Этот достаточно сложный метод регенерации сопровождается потерями угля при обжиге. Биологический метод регенерации опирается на способность бактерий к минерализации адсорбированных углем органических соединений, но скорость этого процесса очень мала.
Как правило, в промышленных системах водоочистки и тем более в бытовых системах применение ни одного из представленных выше видов регенерации невозможно и при снижении качества очистки просто производят замену фильтрующей загрузки.
Окислительно-сорбционный метод обработки воды
В силу вышеизложенного актуальна задача увеличения межрегенерационного периода работы гранулированного активного угля, которая успешно решается обработкой воды окислителем перед фильтрованием ее через уголь. Такая обработка воды дает не просто суммирование двух процессов, а способствует проявлению эффекта окислительно-сорбционного взаимодействия. При этом уголь «работает» как катализатор окисления, значительно повышающий глубину и скорость этого процесса, и, в то же время, на угле лучше сорбируются многие продукты окисления. Подобное одновременное применение двух методов значительно расширяет диапазон органических загрязнений, удаляемых из воды. Практикой доказано также экономическое преимущество совместного применения окислителей и активного угля.
Исходные данные, такие как качество обрабатываемой воды, состав и типы очистных сооружений, определяют разнообразие технических решений применения окислительно-сорбционного метода очистки воды. Например, фильтры с загрузкой из гранулированного активного угля, очищающие воду только от органических загрязнений, располагаются в технологической схеме после осветлительных фильтров. Фильтры, использующие гранулированный уголь и выполняющие наряду с указанной функцией также функцию осветления воды, размещаются после сооружений первой ступени. Загрузка таких фильтров имеет два варианта исполнения: 1) целиком состоит из активного угля; 2) состоит из угля и материала механической очистки (двухслойная загрузка).
Схема контактного осветления воды предполагает также возможность расположения после контактных осветлителей отдельно стоящих угольных фильтров или же устройство контактных осветлителей с песчано-угольной загрузкой. Стоит отметить, что в первом случае, когда фильтрование воды происходит последовательно через два отдельных каскада фильтров, наблюдается значительный рост капитальных затрат на строительство очистных сооружений. Однако при этом угольную загрузку используют по ее прямому назначению (для удаления химических загрязнений) и находится она в наиболее благоприятных условиях, так как на угольный фильтр поступает осветленная вода. В результате фильтр требует более редких промывок, что снижает потерю угля на измельчение и истирание; уменьшение засорения угольных пор взвесью способствует лучшей сорбции химических загрязнений и увеличению срока службы угля как сорбента.
Санитарно-гигиенические и технико-экономические показатели очистки воды и назначение угольной загрузки определяют ее место расположения в технологической схеме. Во всех случаях введение окислителя в обрабатываемую воду должно производиться до ее поступления на угольную загрузку.
Варианты введения окислителя в воду:
1) в начале технологической схемы;
2) после стадии механической очистки воды;
3) непосредственно перед угольным фильтром;
4) двойное введение окислителей разного типа. Причем место ввода окислителя определяется общими задачами, возлагаемыми на окислитель, скоростью его расходования и другими факторами.
Для подземных источников как правило используется первый вариант ввода, а для поверхностных – второй. рименяя окислительно-сорбционный метод дезодорации воды, важно правильно подобрать тип используемого окислителя. Существующие в настоящее время окислители, распространенные в практике обработки воды реагентами, отличаются различной эффективностью (с технико-экономической и санитарно-гигиенической точек зрения) в отношении химических загрязнений воды.
Хлор как окислитель целесообразно использовать в случае нахождения в воде сравнительно легко окисляемых загрязнений (фенолы, некоторые вещества природного происхождения и т. д). Причем условия совместного применения хлора и активного угля не требуют предварительной аммонизации воды - при необходимости ее проводят при окончательном хлорировании.
При наличии в воде большей частью трудно окисляемых загрязнений (растворимых фракций нефти и ее продуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, органических пестицидов и др.) целесообразно применение озона как наиболее сильного окислителя. В отдельных случаях также эффективно использование нескольких окислителей (озона и хлора, хлора и перманганата калия). Путем лабораторных испытаний осуществляется выбор окислителя, его доза и место ввода в технологической схеме очистки воды – с учетом поддержания минимума нагрузки на уголь как сорбент. При этом учитывается также функция угля как катализатора процесса окисления.
Весьма важный вопрос - продолжительность работы активного угля, которую практически невозможно определить расчетным путем. Она зависит от правильного подбора типа и дозы окислителя, а также ряда других условий. Как показывает практика, совместное применении окислителя и активного угля способствует сохранению сорбционной активности угля в течение достаточно длительного периода (на практике может достигать 2-х лет). При таком положении дел не всегда экономически оправданной является регенерация угля, особенно если учесть, что для возмещения его потерь на измельчение, истирание и унос при промывках ежегодно требуется производить добавку свежего угля (ориентировочно 10% в год к объему угля). В то же время возможно резкое снижение сорбционной способности угля по отношению к органическим веществам вследствие его обрастания неорганическими загрязнениями (в основном, гидроксидами железа, алюминия и др.). Поэтому стоит задача обеспечения высокой степени предварительного осветления воды (а именно – её обезжелезивания и деманганации) до момента ее поступления в слои угольной загрузки. В первую очередь это имеет отношение к фильтровальным сооружениям с совмещенными функциями осветления и очистки от химических загрязнений.
Уважаемые господа, если для Вас актуальна задача внедрения системы дезодорации воды , сделайте запрос специалистам компании Waterman. Мы предложим Вам лучшее технологическое решение.
