Танины в воде
1. Причины появления танина в воде
Танин - это вещество, которое находится в растениях. Наибольшее его содержание в дубе, чае, орехах. В естественных условиях растения увядают и начинают разлагаться. При этом продукты распада проникают в почву, попадают в поверхностные источники, грунтовые воды, неглубокие колодцы. Кроме самого танина, при разложении органики, образуются гуминовые кислоты и фульвокислоты. Они также проникают в почву и в воду. Содержание танина может быть повышено, если источник воды находится недалеко от торфяников.
Содержание танина в воде окрашивает её в желтовато грязный цвет, схожий с повышенным содержанием железа. Внешне чистая вода будет напоминать чай. Вкус тоже поменяется на горьковатый и вяжущий.
Появляется танин в поверхностных источниках. Вещества не проникают глубоко в почву, поэтому артезианские скважины меньше подвержены загрязнению гуминовыми кислотами. Концентрация танина определяется типом и количеством растений на местности.
2. Проблемы, которые вызывает вода, насыщенная танином
Танин безвредное вещество. И его наличие в воде не наносит вред здоровью. Конечно, в единичных случаях гуминовая кислота может быть опасна. Но какие именно проблемы вызовет зависит от самого организма человека и типа растения. Естественно, наиболее сильное воздействие танин окажет на пожилых людей и с хроническими заболеваниями. При высокой концентрации танина в воде может быть реакция слизистой кишечника и легкое расстройство.
Рис. 1 Танин в воде
На оборудование гуминовая кислота оказывает воздействие, только при сильной концентрации. В частности, на сантехнику. Из-за желтого цвета, происходит окрашивание санфаянса, ванны, раковин. При стирке белья, на одежде появляются желтые разводы или полное окрашивание. Поэтому вред от танина больше визуальный. Однако, присутствие данного вещества в воде все же нежелательно. Особенно неприятна гуминовая кислота для мембран обратного осмоса. При попадании на поверхность мембраны она забивает ее поры, в результате существенно снижается производительность мембраны и всей системы обратного осмоса.
3. Как удалить танин из воды
Удаление танина из воды сложный процесс. Дело в том, что определенные вещества при фильтрации воздействуют на один тип элементов. А соединений гуминовой кислоты существует множество. И с чем поможет один метод, не поможет с другим. Поэтому в случае очистки от танина следует опираться на практические результаты. Также выбор способа фильтрации зависит от концентрации самого танина. При низких показателях будет достаточно простой обработки, при высоких – комбинирование системы.
Если концентрация танина в воде невысокая, без повышенной кислотности, то можно обойтись обычным угольным фильтром. Низкие концентрации гуминовой кислоты проявляют себя только при взаимодействии с умягчителем, изменяя цвет. Другие характеристики воды остаются прежними.
3.1. Хлорирование или озонирование. Обработка воды хлором или озоном позволяет окислить среду и устранить вредные примеси.
Принцип работы системы: В колонну подается поток воды, в который поступает хлор или озон. Эти вещества являются сильными окислителями. После обработки, вода проходит через сорбционный фильтр для удаления остаточных продуктов окисления и улучшает органолептические свойства. Один из самых эффективных сорбентов считается уголь. Но перед его применением рекомендуется проконсультироваться со специалистом. Так как сорбент может быть разного типа и из разного материала. Озон, хлор или гипохлорит натрия (замена хлору) подается в систему дозировано. Промывка фильтрующей сорбционной загрузки осуществляется с помощью подачи обычной воды.
Такой метод хоть и позволяет удалить танин, все же применяется редко. Во-первых, используются химические вещества. И использование воды для питья не желательно, а при превышении допустимых концентраций вредно для организма. Во-вторых, высокий расход реагентов. В-третьих, при взаимодействии хлора и гуминовой кислоты возникают токсичные соединения. А они уже опасны, так как вызывают отравление. Если все же такой вариант обработки в приоритете, тогда рекомендуется финишная обработка угольным фильтром.
3.2. Системы обратного осмоса. Мембранная технология позволяет устранить множество примесей и танин в том числе. Перед тем как устанавливать фильтр, следует сделать анализ воды. В этом случае выявляется не только концентрация вредных веществ, но и размер молекул. На основе этих данных подбирается мембрана. Внимание! Перед мембранами обратного осмоса, для их защиты обязательно необходимо установить фильтр тонкой очистки и угольный фильтр для предварительной очистки от хлора, органики.
Рис 2 Схема фильтрации с обратным осмосом
Принцип работы системы: Вода под давлением проходит на фильтрующий элемент, мембрану. Далее, проходя через ячейки, разделяется на концентрат и пермеат. Концентрат, он же загрязненная вода, сливается в дренаж. А пермеат, чистая вода, уходит потребителю. Благодаря мелким ячейкам мембрана пропускает только водород и кислород. Промывка проходит с помощью воды в обратном направлении. Если требуется уменьшить расход утилизируемой воды, то устанавливается дополнительная мембрана.
Можно использовать мембраны, изготовленные из нановолокон оксида алюминия с дзета-потенциалом 51 мВ. Они позволяют увеличить производительность, не снижая качества фильтрации. Обработана веществом – бемитом, который давно применяется в пищевой промышленности. Он совершенно безопасен и помогает устранить танин без вреда для здоровья. Благодаря такой обработке, происходит поглощение примесей. В отличии от стандартных мембран, у которых качество очистки зависит от диаметра ячеек.
3.3 Ионный обмен. Один из самых первых способов удаления танина из воды. Изначально использовали только анионитовую смолу. Но её эффективность не всегда удовлетворяла ожидания. Поэтому современную очистку проводят с помощью акриловой смолы. У нее более пористая структура и это повышает качество фильтрации. Умягчители с катионной средой обрабатывали воду, устраняя жесткость и другие примеси. Они имеют свойство притягивать положительно заряженные частицы. Поэтому на танин, у которого есть отрицательный заряд, катионы никак не влияют. Аниониты направлены на устранение отрицательно заряженных частиц, поэтому с очисткой танина справляются, но при этом может снизится кислотно-щелочной баланс. Так как щелочные ионы тоже устраняются.
Рис. 3 Схема очистки ионным обменом
Принцип работы: Вода подается в колонну, где находится анионообменная смола. И пропускается через нее. Происходит реакция ионного обмена анионов на ионы танина. Далее поток воды поступает потребителю. Анионообменная смола нуждается в периодической регенерации, для восстановления своих свойств. Поэтому её очищают с помощью солевого раствора. Но у танина есть свойство проникать глубоко в гранулы анионита. Поэтому регенерация не всегда позволяет полностью очистить смолу.
Кроме того, анионитная смола может давать неприятный запах. Он исчезает после нескольких регенераций. Это вызвано триметиламином, который применяется в процессе изготовления смолы. Данная особенность так же проявляется при высоком уровне pH, более 8. Если запах остается более длительное время, значит были нарушения. Макропоритстая структура анионитов более быстро очищается, по сравнению с гелевым типом. То есть в данном методе эффективность очистки зависит от типа смолы. Можно применять смешанный тип, который позволяет устранять любые загрязнения, ввиду своих технических особенностей.
При комбинации метода хлорирования и ионного обмена так же возникает рыбный запах. Это объясняется сочетанием продуктов распада хлора и высокой щелочностью воды. При совмещении этих способов, запах не устранить, независимо от количества регенераций. При этом такой эффект дает не только сам хлор, и любые хлориты.
4. Выводы
Несмотря на относительную безобидность танина в воде, его все же рекомендуется удалять. При этом важно подобрать наиболее подходящий метод. Самыми распространёнными являются методы обратного осмоса и ионный обмен. По расходам на эксплуатацию, системы примерно одинаковы. Для мембранной технологии требуется замена фильтрующего элемента по истечению срока эксплуатации. А для ионного обмена – расходы на соль для регенерации. А также приобретение ионной смолы, если она не входит в комплектацию.
Выбор фильтра зависит и от технических характеристик воды. Таких как температура, кислотно-щелочной баланс, давление. Поэтому обязателен предварительный анализ воды. При высоких концентрациях можно комбинировать элементы очистки. Например, после ионозамещения обработать сорбентами. Они позволят устранить оставшиеся продукты распада и улучшить вкус, запах воды.
