Вы здесь: Главная Статьи

Статьи | Босфор - центр водных технологий

Для чего используют сорбционные технологии в системах очистки воды

Сорбционные технологии используются в водоподготовке для осветления воды и улучшения ее органолептических качеств путем удаления растворенных органических веществ и газов. 

В технологии очистки воды активированные угли и другие (чаще искусственные сорбенты) применяются для снижения цветности и запахов воды. В частности они эффективны по отношению к природным гуминовым кислотам, широкому спектру промышленных органических соединений, в том числе фенолам, хлорорганике, эффективно снижают содержание хлора, показатели общего органического углерода. Эти процессы позволяют использовать его в сахарной, пищевой и спиртовой промышленностях, в сложных химических производствах. Некоторые умельцы используют активированный уголь для очистки самогона от сивушных масел. 

Механизм адсорбции

Рассмотрим этот процесс на примере активированного угля. Если рассматривать его частицу под микроскопом, можно увидеть много выступов, углублений и пиков, которые значительно увеличивают его поверхность и образовывают пористость. Существует несколько видов пор, которые классифицируются по размеру: макро, мезо и микро.

Существует два типа адсорбции — физическая и химическая. 

Физическая представляет собой процесс, который происходит благодаря наличию особенных (вандерваальсовых) взаимодействий, вызывающих притягивание молекул к поверхности адсорбента. Этот физический процесс имеет обратимую природу - часть сорбированного вещества при определенных условиях (повышение температуры, изменение состава воды и пр.) может вернуться в воду. Благодаря этому активированные угли могут частично восстанавливаться промывкой обратным током воды.

Если процесс усложняется химической реакцией, то наступает химическая адсорбция (хемосорбция), для нее не характерно наличие обратных реакций. Это значит, что если вещества закрепились на поверхности, то они не вернутся в воду.

Стоит заметить, что оба процесса протекают одновременно не разделяясь во времени. 

Сорбенты

Самым популярным сорбентом для очистки воды является активированный уголь. Он получается из природного растительного сырья (древесины, скорлупы кокосового ореха, абрикосовых косточек и пр.) или полезных ископаемых (битуминозный и каменный угли). Технология получения базируется на сжигании в специальных печах и последующей активации. 

Активация представляет собой процесс открытия закрытых пор в структуре угля.
Существуют три метода активации:

  • обработка растворами определенных веществ и последующая высокотемпературная обработка без доступа воздуха (чтобы исключить сгорание);
  • обработка горячим паром и/или углекислым газом при 800 - 850 oC;
  • обработка горячим паром с ограниченным количеством воздуха для сгорания определенного количества угля. 

Значение удельной поверхности пор у лучших марок активированных углей может достигать 1800—2200 м² на 1 г угля.

Современные сорбенты для очистки воды 

В наше время для сорбционной очистки воды используется активированный уголь. Обычно применяются гранулированные формы, поскольку они более удобны в эксплуатации. В зависимости от качества исходного сырья и технологии производства удельная площадь поверхности таких углей достигает 800 - 1300 м²/г. 

Одним из самых больших производителей является американская компания Calgon Carbon. Продукция поставляется в Украину. Преимущественно в технологиях водоподготовки применяются угли полученные из кокосовой скорлупы.
Стоит заметить, что существуют и альтернативы углям. К ним относятся новые синтетические сорбенты, такие как HumiSorb - компонент многофункциональной смеси Ecomix, которая способна комплексно очищать воду от органических соединений, солей жесткости и железа.

Оборудование

Современное водоочистительное оборудование выполняется в роли фильтров баллонов производительностью от 0,6 до 25 - 30 м.куб/час. Производительность таких систем определяется объемом активированного угля и, соответственно, размером фильтра. 

Принцип работы таких систем заключается в том, что предварительно очищенная от механических частиц вода из трубопровода через распределительную систему подается в корпус фильтра (баллон) и распределяется по толщине загрузки. Потом она через центральную трубу отводится потребителю. 

Через определенное время производится регенерация системы. Она предусматривает промывку загрузки с большой скоростью обратным током воды.

Качественные активированные угли в зависимости от качества воды при правильной эксплуатации могут работать более пяти лет. 

После истечения этого срока производится замена материала. В промышленных масштабах возможна его термическая регенерация, которая предусматривает обжиг в печах при 800 - 850 оС для удаления органических частиц и реактивации. 

Еще одной модификацией угольного фильтра является картриджный магистральный. Он представляет собой классическую колбу типа BB20 или BB10, которая монтируется в трубопровод. В роли фильтрующего элемента устанавливается картридж с гранулированным активированным углем или карбонблок из спрессованного порошкового сырья. Принцип работы можно увидеть на рисунке ниже.

Такие решения имеют довольно малый ресурс (50 - 60 м.куб для фильтра ВВ20) и при исчерпании его подлежат замене. Такого ресурса хватит для очистки воды в квартире с 2-3 жителями примерно на 3 месяца. Широко применяются в быту и производстве питьевой воды (пункты разлива, киоски и пр.). 

Что такое сырая вода

История сырой воды

В 2017 году в New York Times появилась статья о нефильтрованной, неочищенной, нестерилизованной воде из природных источников в специальной таре в форме стеклянного шара, которая пленила Силиконовую долину. Стоимость такой бутыли объёмом 2,5 галлона (или 8,3 литра) равнялась 36,88$, а ее перезаправка - 14,99$. Производителем этой воды была компания Live Water. Вода отбирается в подземном источнике Опал Спрингс в Центральном Орегоне.

На сайте производителя озвучен ряд тезисов в пользу этой “волшебной” воды. Ниже мы приведем их и добавим некоторые комментарии.

  1. “Вода никогда не участвовала в гидрологическом цикле”. Данный источник действительно бьет из глубоких подземных горизонтов, поэтому в данном утверждении маркетологи бренда правы.
  2. “Оптимальный баланс минералов”. Исходя из анализов воды, которые приводятся на сайте, вода действительно соответствует всем требуемым стандартам качества.
  3. “Экологичность”.Используется только стеклянная многоразовая тара, которая поддается полноценной переработке, а также отбирается менее 1% ежедневного потока воды для того, чтобы избежать нарушения природного баланса источника.
  4. “Биологически адаптированная вода”. Авторы утверждают, что 99% времени люди пили необработанную воду, и с ними все было хорошо. Пожалуй, с этим утверждением можно сильно поспорить, учитывая некоторые мировые эпидемии. Например, холеру, главным источником передачи которой является как раз вода.
  5. “Особенная свежесть”. Под этим тезисом говорят об исследовании количества дейтерия в воде и особенном щелочном балансе. Дело в том, что сравнить количество дейтерия довольно сложно, а учитывая тот факт, что ранее мы уже разобрались, что этот самый дейтерий, собственно, не опасен, можно полагать, что это утверждение тоже можно критиковать.
  6. “Наличие в воде кремния”. На самом деле, кремний может присутствовать в любой питьевой воде.

    В целом, вода получаемая из артезианского горизонта будет обладать подобными характерными свойствами. Но своеобразная субкультура почитателей “сырой воды” получила определенное развитие, и люди начали самостоятельно искать такие источники и отмечать их на карте. И если собственники брендированной воды просто обязаны следить за ее качеством, так как несколько кишечных инфекций способны обеспечить репутационные риски, то люди, которые находят источники такой воды самостоятельно, зачастую не считают необходимым делать анализ воды.

    Благодаря отметкам на той самой карте источников, мы узнали, что почитатели этого движения есть и в Украине — на карте выделены три источника воды:

    • Источники в парке “Погулянка”, который находится непосредственно во Львове, например, не соответствуют установленным стандартам на питьевую воду. Единственным преимуществом данных источников является то, что на территории Львова эти каптажи не загрязнены микроорганизмами.
    • Вторым отмеченным источником является Березнуватый в Николаевской области. О составе воды этого источника мы ничего не знаем.

    Так какая вода лучше, кипяченая или сырая?

    На самом деле, кипячение — это самый простой процесс обработки воды, который позволит убить бактерии и удалить часть вредных примесей. Поэтому если вы решили использовать родниковую воду, ее действительно лучше прокипятить, чтобы избежать инфекционных заболеваний.

    Чем опасна сырая вода?

    Если вы решили набирать воду в каком-то определенном источнике, то должны быть уверены в качестве воды. Если источник в пределах населенного пункта, то есть вероятность, что исследования воды производит государственная лаборатория. Но так бывает не всегда, поэтому вероятнее всего вам придется брать инициативу в свои руки и отдавать воду на исследование ее химического и микробиологического состава. Стоит отметить, что производить исследования рекомендуется не реже, чем раз в сезон, поскольку в разные времена года состав сырой воды в водоемах может кардинально меняться в зависимости от осадков, температуры окружающей среды, аграрного сезона и удаленности от источника полей, в которые вносятся пестициды.

    Где чистая вода?

    Мы, как сторонники чистой и безопасной воды, является противниками питья воды из поверхностных источников, которые не проходят проверку качества регулярно. Но при этом, если чистота и безопасность воды достаточно высоки, то вода действительно может использоваться даже в необработанном виде. Например, в Исландии вода попадает в трубопровод прямо из ледников.

    Источник: ecosoft.ua

    О важности воды в зимний период

    Многие из нас считают, что зимой можно ограничить потребление простой воды. Вроде как уровень физической активности падает, на улице уже не жарко, да и жажду ощущаем мы реже, чем летом. На самом деле, в зимний период наш организм нуждается в не меньшем, а может и большем количестве воды. Только подумайте, ведь в холодное время года:

    • возникает дефицит витамина D из-за нехватки ультрафиолета;
    • часто организм недополучает в достаточном объеме витамины, макро- и микроэлементы;
    • низкая температура окружающей среды, ветер, небольшая солнечная активность плохо сказываются на психоэмоциональном состоянии человека.

    А теперь представьте, как все это может отразиться на состоянии здоровья и красоте? Рассмотрим основные причины, почему зимой нужно пить больше воды, так как именно она – незаменимая составляющая ежедневного рациона любого человека. С ее помощью справляться со всеми негативными факторами, воздействующими на организм, гораздо проще.

    1. Чистая и увлажненная кожа

      Как зимой человеческий организм теряет влагу, спросите вы? Вспомните, что в морозные дни во время дыхания идет пар изо рта. А из-за теплой одежды, которую мы вынуждены носить в холодную пору, вы наверняка потели не меньше, чем в летний зной? Также зимой почки работают в усиленном режиме, провоцируя более активное мочеобразование с целью обогрева организма. Именно все это и активизирует отвод влаги. Если ее не восполнять, совсем скоро неприятных последствий не избежать.

      Подолгу находясь на холоде, а затем – в помещении с пересушенным из-за работы отопительных приборов воздухом, вы рискуете ухудшить состояние своей кожи. Может появиться сухость, зуд, покраснение, ощущение ее стянутости. Раннее образование морщин – также результат недостаточной увлажненности кожи. Даже самые качественные и дорогие кремы не в состоянии помочь, если не насыщать ее изнутри. Как именно? С помощью обычной воды!
      2. Нормальное пищеварение

        Хорошее пищеварение – это хорошая, сияющая кожа без высыпаний. Чтобы помочь желудочно-кишечному тракту качественнее и быстрее переваривать поглощенные продукты, нужно пить достаточно воды. Она участвует в процессах выделения желудочного сока, нормальной работе тонкого и толстого кишечника, всасывании питательных веществ.

        3. Крепкие ногти и здоровые волосы

          Волосы и ногти часто страдают из-за нехватки витаминов А и D. Конечно, вода не поможет восполнить их дефицит, но она в состоянии предотвратить их стремительную потерю. При обезвоживании питание волосяных луковиц ухудшается, а ногти становятся хрупкими и ломкими. Если пить достаточно воды, клеточная регенерация происходит гораздо быстрее, волосы будут более эластичными и блестящими, ногти – крепкими.
          4. Детоксикация организма

            Вода – самое лучшее средство, помогающее выводить токсины, лучше себя чувствовать. Особенно важно это зимой, когда мы ведем преимущественно сидячий образ жизни, отчего наш обмен веществ несколько замедлен.
            5. Похудение и поддержание стройности

              Возможно не все знакомы с тем фактом, что часто мы путаем жажду с голодом, из-за чего потребляем больше пищи. Чувствуете, что вас одолевает желание поесть? Вначале выпейте стакан воды и подождите минут 10-15. Если вы по-прежнему голодны, значит все-таки вам пора подумать о полезном перекусе.

              Вы ведь наверняка в курсе, что большинство фитнес-тренеров советует во время занятий понемногу пить воду? И это не только из-за того, чтобы восполнить потерянную влагу. Именно чистая жидкость способствует усилению метаболизма, поэтому благодаря ей вы гораздо быстрее придете к своей цели.

              И еще один момент: не ждите, пока почувствуете жажду. Она является показателем того, что организм уже начал обезвоживаться.
              Как пить воду: несколько рекомендаций

              Предлагаем ознакомиться с основными рекомендациями, которые должны стать вашими правилами на зимний период:

              1. Пейте воды не меньше, чем летом. Вашему организму нужная поддержка в холода. Не забывайте об этом.
              2. Перед выходом на улицу стоит выпивать стакан теплой воды. Это и защитит от переохлаждения, и поддержит нормальный баланс влаги.
              3. Формируйте привычку пить воду. Эксперты советуют пить в сутки не менее 1,5 литров воды, а то и больше. Поначалу это может казаться сложным, но со временем вы привыкнете. Все зависит от вашего веса и состояния здоровья. Собственную норму можно рассчитать по формуле 40 мл воды, помноженной на каждый килограмм вашего веса.
              4. Не забывайте пить воду в помещениях. Обычно воздух в помещениях пересушенный в период отопительного сезона. Нормализуйте водный баланс с помощью регулярного потребления жидкости.



              Зимой велик соблазн практически полностью заменить простую воду согревающими чаями, бодрящим кофе и прочими теплыми напитками. Но, это неправильный подход. Простая чистая вода – это то, в чем нуждается организм в первую очередь. Пусть правильный питьевой режим станет вашей полезной привычкой, которая поможет вам оставаться молодыми, стройными и привлекательными.

              Вреден ли обратный осмос?

              Очень часто встречаем информацию на просторах интернета о вреде обратного осмоса. Так ли это? Попробуем разобраться в этой статье и опровергнем наиболее распространенные мифы о вреде обратного осмоса.

              1 Обратный осмос удаляет из воды жизненно-необходимые минеральные вещества, чем вредит человеку.
              Мембрана обратного осмоса на самом деле удаляет из воды 99,8% примесей, включая соли кальция и магния, которые в малых количествах полезны человеку. Но не стоит забывать о том, что концентрация их в водопроводной и скважинной воде обычно превышает предельно допустимые нормы, что является первопричиной образования песка и камней в почках. Также стоит всегда иметь ввиду огромное количество ионов солей тяжелых металлов, хлора, органических веществ и их соединений. Дополнительно стоит заметить, что основное количество минералов получается из еды при полноценном питании.

              2. Очищенная вода вымывает из организма полезные вещества. Это рассуждение не имеет никакого научного обоснования, наравне, с утверждением о том, что земля имеет плоскую форму.
              Обессоленная вода не может вымывать из организма полезные соли, так как они глубоко внедряются в структуру клетки, а вода проходит множество физиологических барьеров и выводит только те соли, которые организм пытается вывести, как излишние. В этом плане вода, очищенная мембраной обратного осмоса, имеет большое преимущество, так как не создает дополнительной нагрузки на мочевыводящую систему человека.

              3. Очищенная вода портит зубы.
              Это заблуждение вообще не имеет никаких теоретических, а тем более практических подтверждений. Вода очищенная обратным осмосом: имеет оптимальный pH, благодаря чему не повреждает эмаль; не имеет вредных элементов, которые накапливаются в организме и вызывают нарушения обмена веществ, вследствие которых повреждаются зубы.

              4. Очищенная вода имеет неприятный вкус.
              Действительно, вода, пропущенная через мембрану обратного осмоса без последующей обработки, имеет нейтральный вкус. Но в последние годы существуют технологии дезодорации и минерализации, которые создают замечательный вкус и запах очищенной воды. При минерализации вода проходит через фильтр, наполненный низкорастворимым минеральным наполнителем природного происхождения - кальцитом, и насыщается ионами полезного кальция. Дезодорация воды предусматривает ее пропускание через картридж с высококачественным активированным углем из кокосовой скорлупы, после чего вода получает приятный сладковатый привкус.

              Алюминий в воде и как с этим бороться

              Источники алюминия в воде

              Существует несколько путей поступления солей алюминия в воду. В первую очередь это:

              • реагенты для очистки воды на станциях водоподготовки;
              • стоки промышленных предприятий, а также атмосферные осадки, содержащие их выбросы;
              • природные алюмосиликатные минералы и глины, которые обладают ограниченной растворимостью.

              Естественное поступление алюминия в воду

              Этот химический элемент является третьим по распространению в земной коре. Соответственно может поступать в воду из природных минералов: глин и алюмосиликатов. Он присутствует и в поверхностных, и в грунтовых, и даже в подземных водах. Деятельность человека способствует интенсификации растворения природных минералов.

              Данные Всемирной организации здравоохранения от 1997 года говорят о том, что концентрация алюминия в поверхностных водах достигает обычно не более 0,05 мг/л для нейтральных и щелочных вод, но может быть выше для кислых вод (до 90 мг/л). Согласно исследованиям, которые проводились в США уже в 21 веке, содержание алюминия в грунтовых водах может варьироваться в пределах 14 - 290 мг/л, а в поверхностных - 16-1170 мг/л. Системного обзора информации касаемо алюминия в природных водах Украины нет. Согласно экологическим паспортам регионов его содержание в природных водах повышено в:

              • Запорожской области в части проб Днепровской воды уже после ее спуска из Алюминиевого комбината;
              • Луганской области, богатой промышленными предприятиями насыщены алюминием воды реки Северский Донец.

              Эти факты подтверждают тезис о том, что промышленность влияет на загрязнение воды хуже всего.

              Откуда алюминий в питьевой воде?

              Содержание алюминия в питьевой воде, определяется исходными ее показателями, а также тем, сколько примесей вносятся в нее в процессе водоподготовки. Что касается реагентов, применяемых на станциях водоподготовки, существует два вероятных источника загрязнения:

              • алюминий сульфат и другие соли, используемые в качестве коагулянтов для осветления воды;
              • реагенты для обесфторивания воды.

              Одними из самых широко применяемых коагулянтов являются как раз соли алюминия, они помогают очистить воду от взвешенных частиц, которые включают в себя гуминовые и фульвокислоты, бактерии и пр. Встретить алюминий в украинской водопроводной воде можно там, где источником водозабора являются поверхностные водоемы (реки и водохранилища), а вот для очистки подземных вод коагулянты у нас не применяют. Детальнее о том,как работает коагуляция воды, и почему же применяют именно сульфат алюминия, мы писали ранее.

              Предельно допустимая концентрация алюминия в питьевой воде - 0,2 мг/л, аналогичные рекомендации дает ВОЗ, Европейская директива по качеству воды и законодательства большинства стран. В США же установлено ограничение в 0,05 мг/л. Позже мы объясним почему, но если вас заинтересовала эта тема, то вы наверное уже догадываетесь.

              Как обстоит ситуация с состоянием питьевой воды в Украине?

              Что касается города Киева, где в системе водоподготовки применяют сульфат алюминия, ситуация следующая: не менее, чем в 16% проб его содержание превышает предельно-допустимые значения, и только в 10% образцов воды, он не обнаружен вовсе, остальные значения находятся в пределах 0,2 мг/л. В остальных областях, ситуация зачастую аналогична.

              В связи с низкой актуальностью темы систематических исследований качества воды в Украине относительно содержания алюминия в целом нет, так как существуют более приоритетные задачи.

              Как очистить воду от алюминия дома?


              Удаление алюминия из воды в домашних условиях можно осуществить с помощью бытового фильтра обратного осмоса. Помимо этого он поможет удалить и остальные опасные загрязнения, включая канцерогенную хлорорганику, микробиологические загрязнения и другие тяжелые металлы.

              Источник: ecosoft.ua

              Страница 1 из 9