Химические реактивы для очистки воды
1. Где и зачем используются реагенты
2. Какие бывают химические реагенты и их особенности
3. Можно ли заменить реагенты?
1. Где и зачем используются реагенты?
Фильтрация воды обязательный этап водоочистки. Как в бытовом, так и в промышленном сегменте. И всем известно, что в любой воде содержится какое-то количество вредных примесей. Начиная от солей жесткости и заканчивая тяжелыми металлами. Подвержены этому не только наземные водоемы, но и скважины.
В процессе водоподготовки могут быть использованы различные методы. Но не всегда фильтрация происходит быстро. Это зависит от уровня загрязненности и выбранного способа очистки. Поэтому в воду добавляются специальные вещества-реагенты. Они влияют на молекулы загрязнений и деактивируют их. При такой реакции происходит выпадение осадка в виде нерастворенных или хлопьевидных соединений.
Использовать химические вещества можно в любой сфере производства. Но не рекомендовано для очистки питьевой воды. Хотя современные синтетические реагенты не столь токсичны и имеют довольно широкий спектр действия. Зачастую определенный тип химических элементов ориентирован на устранение одного загрязнения. Например, для удаления тяжелых металлов или солей кальция и магния или железа. Но есть и универсальные варианты, хотя они более вредные. Преимуществ у таких очистителей много. Имеют высокую производительность, с помощью реагентов можно фильтровать большой поток воды. Совместно с удалением примесей дезинфицируют воду. Способны работать при любых условиях, независимо от температуры воды, давления или кислотно-щелочного баланса. Позволяют очищать воду, даже при высоких концентрациях загрязнений. Так как химические вещества обладают определенными свойствами, то и оборудование, например, трубы в процессе так же дезинфицируются. Или необходима очистка мембранного элемента. Но и без недостатков не обошлось. Обязательное условие – наличие дозирующего оборудования. Так как подача реагента должна осуществляться строго по норме, рассчитанной на определенный объем воды.
2. Какие бывают химические реагенты и их особенности?
Современные реагенты поставляются уже в готовом виде, без необходимости предварительной подготовки. Они сразу же добавляются в систему фильтрации воды. Можно выделить два подвида химических веществ: комплексные и простые. Простые химикаты используются в быту. Они умягчают воду, устраняют органические загрязнения, производят обеззараживание и восстанавливают pH. У них довольно ограниченные возможности. Зато уровень токсичности снижен до минимума. В быту применяются для очищения труб или водоочистительного оборудования. А вот комплексные рассчитаны на промышленное производство и могут устранять гораздо больше загрязнений. Например, тяжелые металлы. В состав входят полиминокарбоновые кислоты, которые не дают развиваться коррозии. Их использование значительно облегчает процесс фильтрации и позволяет сохранить комплектующие.
Форма химических веществ тоже может быть разной, гранулированные, раствор или таблетки. Реагенты в виде гранул предназначены для постепенного растворения и скорость фильтрации довольно низкая. Эффективны для устранения органических соединений и бактериальных отложений. Раствор проникает в воду постепенно, но при этом производительность выше. Более эффективен на предварительных этапах обработки. А также при очищении мембран. Таблетки растворяются сразу же и мгновенно начинается реакция. Ярким примером является регенерация ионной смолы. Но независимо от выбора формы химикатов, суть очистки примерно одинаковая.
Рис. 1 Химические реагенты
В первую очередь производится устранение механических загрязнений, чтобы не мешать работе реагента. Потом происходит осветление, на этом этапе удаляются мелкие примеси. Далее производится умягчение, устраняются соли кальция и магния. Следующий этап очистка от кремния и остаточных солей. Последний этап - финальное обеззараживание. Кроме примесей из воды выводятся лишние растворенные газы. На каждом этапе возможно добавление реагентов для ускорения реакции. Но чаще всего их добавляют на начальных этапах водоподготовки.
Самым широко известным реагентом является перманганат калия. Он не только способен справиться с большим количеством примесей, но и устраняет неприятные запахи. Очень эффективен при фильтрации скважинной воды, с повышенным содержанием железа и сероводорода. Обязательна дозация химиката. Еще одним популярным реагентом является гидроксид натрия. Позволяет убрать труднорастворимые кислоты. Также эффективен при обработке труб от бактериального налета. Но при этом довольно токсичный. Поэтому для фильтрации питьевой воды противопоказан. Всеми известная хлорка также используется для обработки воды от органических соединений и дезинфекции. Применяется для обработки воды в бассейнах и на крупных промышленных предприятиях. Но так как вещество довольно вредное, его заменяют гипохлоритом натрия. По сути, это то же самое вещество, но менее едкое. К тому же гипохлорит натрия не оставляет продуктов распада в воде. Еще одна категория - кислоты. Эффективны при удалении оксидов и солей жесткости. Но необходимо подержать в воде какое-то время. Кислоты эффективны при обработке компонентов системы водоподготовки. Например, мембранные элементы подвержены накоплению на поверхности бактериальных и солевых отложений. При добавлении кислот, элемент плавно очищается и не требуется его замена. При этом качество очистки не ухудшается. Из таблетированных реагентов - соль, насыщенная хлоридом натрия. Но она требует определенной подготовки – растворения. Используется для регенерации фильтрующей загрузки – ионной смолы. Концентрация готового раствора зависит от степени загрязнённости и объема воды. Реагенты можно использовать совместно с любым методом фильтрации. И, конечно, необходим правильный расчет добавления химического вещества и экономическая составляющая.
3. Можно ли заменить реагенты?
Если в процессе водоподготовки не рекомендовано использование реагентов, то да, можно обойтись и без них. Но при этом нет гарантии, что фильтрация будет производиться быстро и качественно. Добавление химических веществ не только позволяет устранить высокую концентрацию примесей, но и значительно ускорить процесс. К тому же не все загрязнения поддаются обычной фильтрации. Взять, к примеру, продукты нефтепереработки. Или органическое железо. К тому же использование реагентов позволяет убрать стадию предварительной обработки воды, например, ионным обменом. А это значительно выгодно экономически. Благодаря химическим веществам, сроки службы оборудования не снижаются. Так как на них не остается отложений, которые требуют устранения. Значит элемент способен выполнять свои функции и не потребует замены.
Современные реагенты не такие токсичные. Поэтому могут использоваться практически повсеместно. Они могут применяться не только как средство для очистки, но и для обеззараживания или изменения свойств воды.
Реагенты используются повсеместно. Благодаря их способности быстро и эффективно удалять примеси, они актуальны на производствах, где требуется высокая производительность. Практически не оставляют продуктов распада. Главным условием использования химикатов является расчет дозы. Если превысить нормативы, то скорее всего в воде останутся вредные элементы. И потребуется добавлять в цепочку водоочистки еще един финишный фильтр. Если занизить, очистка будет не полной. Добавление реагентов должно происходить строго по инструкции и следуя всем мерам безопасности.
Дозирующее оборудование можно подбирать как отдельно, так и в комплексе с системой водоподготовки. Универсальным вариантом станет автоматизация процесса. То есть химические вещества будут попадать в воду строго по времени или в зависимости от объема воды. Важно помнить, что при сливе воды в канализацию так же требуется соблюдение нормативов. Поэтому если остаются продукты распада, их требуется утилизировать. Экономическая выгода тоже стоит не на последнем месте. Если расчеты показывают, что потребуется большое количество химических веществ, то стоит подумать об аналогах или смене метода очистки.
