Очистка воды от бора

Очистка воды от бора

      Согласно СанПин 2.1.4.1074-01 допустимое содержание бора и брома которых в питьевой воде не должно превышать соответственно 0,5 и 0,2 мг/л. Источником бора в подземных водах служат бороносные осадочные породы (борацит, бура, калиборит, улексит, колеманит, ашарит), породы, сложенные известково-магнезиально-железистыми силикатами и алюмосиликатами (так называемые "скарны"), соленосные отложения, а также вулканические породы и глины, содержащие бор, сорбированный из морской воды.  Так же источниками соединений бора служат воды нефтяных месторождений, рапа соленых озер, термальные источники, особенно в районах вулканической активности, стоки стекольного, металлургического, машиностроительного, текстильного, керамического, кожевенного производств и коммунальные сточные воды, содержащие моющие вещества. Локальное загрязнение почвы возможно при внесении в нее борсодержащих удобрений и в местах разработки борсодержащих руд.  В природных водах бор находится в виде ионов борных кислот. В более кислых водах при рН 2-6 бор присутствует преимущественно в форме ортоборной кислоты (Н3ВО3) с частичной ее диссоциацией на H2BO3- и (ВО3)3-, в щелочных водах (при рН 7-11) - в форме тетра-, пента-, гекса- и других полиборных кислот, а при рН 12-14 - в форме метаборной кислоты (НВО2). Щелочные воды, как правило, более богаты бором, чем жесткие воды. Связано это с тем, что натриевые соли борных кислот имеют гораздо более высокую растворимость, чем соли кальциевые и магниевые. В подземных водах содержание бора составляет, как правило, десятки-сотни мкг/дм3, однако в минерализованных щелочных водах его концентрация может достигать единиц и даже десятков мг/л, что делает такую воду потенциально небезопасной для питьевого применения. При поступлении боратов или борной кислоты внутрь с водой бор быстро и почти полностью поглощается из желудочно-кишечного тракта. Выведение бора происходит в основном через почки. При непродолжительном употреблении внутрь бора в повышенных концентрациях возникает раздражение желудочно-кишечного тракта. При длительном воздействии соединений бора нарушение процессов пищеварения приобретает хронический характер (развивается так называемый "борный энтерит"), возникает и борная интоксикация, которая может поразить печень, почки, центральную нервную систему. В длительных исследованиях на животных было выявлено негативное воздействие бора на репродуктивную функцию. Бром широко распространен в природе и в рассеянном состоянии встречается почти везде. Почти все соединения брома растворяются в воде. Как примесь, он есть в сотнях минералов. В накоплении брома основную роль играют процессы испарения океанической воды, в результате чего он накапливается как в жидкой, так и в твердой фазах. Наибольшие концентрации отмечаются в конечных маточных рассолах. В горных породах бром присутствует главным образом в виде ионов, которые мигрируют вместе с грунтовыми водами. Часть земного брома связана в организмах растений в сложные нерастворимые органические соединения. Некоторые растения активно накапливают бром. В случае чрезмерного употребления брома у человека могут возникнуть высыпания на коже, нарушения пищеварительного процесса, ринит, бронхит, ухудшение памяти, проблемы со сном, а также некоторые другие нарушения, носящие неврологический характер.

Методы удаления бора и брома

1. Ионный обмен
2. Обратный осмос

     Описание методов 

     1. Ионный обмен. Бор, присутствующий в природных водах, удаляется с помощью специальных, селективных по боратиону анионитов. Анионит применяется либо в сульфатной форме (в этом случае регенерируется серной кислотой), либо в хлоридной форме (регенерируется таблетированной поваренной солью). Бромид-ион удаляется на анионитах, степень удаления так же как и хлорид-ионы, но хуже, чем сульфат-ионы. Поэтому при фильтровании воды через анионит для снижения содержания брома обменная емкость фильтра быстро исчерпывается. Для удаления ионов бора и брома наиболее эффективно использовать метод обратного осмоса. На рис.1 представлен фильтр умягчитель колонного типа анионнообменной смолой для удаления бора и брома.

     Рис.1. фильтр умягчитель колонного типа анионнообменной смолой для удаления бора и брома

     2. Обратный осмос. Бор содержится в воде в виде борной кислоты, которая,
будучи слабой кислотой, лучше диссоциирует при высоких значениях рН. Как известно, обратноосмотические мембраны хорошо задерживают гидратированные ионы солей, но плохо задерживают электронейтральные молекулы. Поэтому селективность обратноосмотических мембран по бору возрастает при повышении значения рН обрабатываемой воды. Для увеличения селективности мембран по бору используется увеличение рН исходной воды (подщелачивание с добавлением щелочи). Однако такое подшелачивание может оказаться «опасным» для мембранных установок с точки зрения интенсивного образования осадка карбоната кальция на мембранах. Поэтому технология очистки морских и подземных вод обратным осмосом, содержащих бром и бор, должна происходит с дозированием антискаланта. Бромид ионы задерживаются аналогично хлорид ионам. При содержании бора в природных водах на уровне 4—5 мг/л одной ступени обратноосмотического обессоливания бывает недостаточно для обеспечения требований к качеству питьевой воды, предусмотренных СанПиН 2.1.4.1074-01 по остаточной концентрации ионов бора. Только при использовании высокоселективных мембран для морской воды остаточная концентрация бора не превысит предельно допустимые 0,5 мг/л. Однако мембраны для морской воды рассчитаны на высокое давление обрабатываемой воды, что нерационально по стоимостным показателям. При использовании второй ступени обратного осмоса для доочистки воды от ионов бора необходимо учитывать зависимость селективности обратноосмотических мембран по бору от величины рН обрабатываемой воды. Как уже говорилось, при значениях рН, близких к нейтральным, бор находится в воде в виде борной кислоты практически на 100%. Однако, основываясь на опыте изучения вопросов осадкообразования карбоната и сульфата кальция в обратноосмотических аппаратах, при стремлении увеличить селективность мембран по бору и подщелачивании исходной воды интенсивность образования осадка карбоната кальция вырастает в несколько раз. На рис.2 показана технологическая схема очистки воды с помощью системы обратного осмоса. На рис.3 представленна схема двухступенчатой установки обратного осмоса.

Рис.2. Схема очистки воды от борас помощью системы обратного осмоса (1 - фильтр предварительной очистки, 2 - угольный фильтр для удаления хлора и органических соединений, 3 - фильтр умягчитель, 4 - система дозирования антискаланта, 5 - система обратного осмоса, 6 - накопительная емкость, 7 - обратный клапан, 6 - насосная станция подачи воды)

Рис.3. Схема двухступенчатой установки обратного осмоса (1 - насос 1-ой ступени; 2 - аппараты I ступени; 3 - насос II ступени; 4 - аппараты II ступени; 5 - напорный бак-гидроаккумулятор; 6 - ингибиторный патрон; 7 - блок дозирования NaOH; 8 - регулирующий вентиль подачи фильтрата I ступени для смешения с фильтратом II ступени; 9 - регулирующий вентиль сбора концентрата II ступени; 10 - регулируюший вентиль сбора концентрата I-ой ступени; 11 - манометр; 12 - ротаметр; 13 - патронный фильтр; 14 - обратный клапан; 15  - солемер; 16 - водосчетчик

Характеристики эксплуатационных затрат оборудования для удаления бора и брома из воды предсталена в таблице №1.

     Таблица №1. Экплуатационные затраты на оборудование для удаления бора и брома из воды 

     Для подбора и консультации свяжитесь с нами удобным для Вас способом:

1) Форма "Бесплатный звонок"
2) Форма "Оставить заявку"
3) Напишите нам при оформлении корзины заказа - укажите интересующий Вас вопрос по услуге в поле "Примечания к заказу"
4) Просто позвоните нам или отправьте на электронный адрес vagner-ural@bk.ru и задайте интересующие Вас вопросы по услугам по телефону +7(343) 300-12-92 (многокан.)