Определение производительности очистной станции

Введение

 

Целью данного проекта является запроектировать очистные сооружения производительностью 27600 м³/сут. в с. Житное. Вода поступает на сооружение из поверхностного источника.

Требования к качеству питьевой воды и ее санитарно-бактериологический анализ являются основными исходными данными для проектирования очистных сооружений.

При разработке проекта очистных сооружений водопровода использованы последние новейшие достижения науки и техники в области водоснабжения с тем, чтобы ко времени ввода в действие они были технически совершенными. В проекте приняты решения, которые позволяли сократить капитальные вложения, затраты труда на строительство, уменьшить материально-технические ресурсы по сравнению с аналогичными действующими станциями водоподготовки как на стадии проектирования и строительства, так и во время эксплуатации. Успешное решение этих задач возможно в связи с применением более прогрессивных технологий в водоподготовке, объемно-планировочных и конструктивных решений, улучшением технико-экономических показателей объекта строительства.

При разработке проекта использованы следующие сооружения:

· Насосная станция первого подъема

· Смеситель, в котором происходит смешение воды с коагулянтом (Al₂(SO₄)₃ · 18H₂O) и флокулянтом (ПАА)

· Реагентное хозяйство

· Осветлитель со взвешенным осадком

· Скорый фильтр

Сооружения по доочистке:

· Сооружение для обезжелезивания

· Сооружение по фторированию

 

 

Характеристика объекта

 

Показатели качества источника водоснабжения приведены в таблице 1.

Таблица №1

Показатели качества воды

 

Показатели	Единицы измерения	Нормативы (предельно допустимые концентрации (ПДК)	Показатель источника
Вкус, запах	балл	2	2,0
Щелочность	мг-экв/л	4,5	2,2
Водородный показатель,	единицы рН	в пределах 6,5 – 9,5	7,3
Мутность	мг/л	1,5 (2)	90
Жесткость общая	мг-экв /л	7,0 (10)	3
Окисляемость	мг-экв/л	10,75	12,1
Железо	мг/л	0,3 (1,0)	0,3
Фтор	мг/л	0,7 – 1,5	0,1
Хлориды (Сl^-)	-«-	350	3,7
Цветность	градусы	20 (35)	70
ОКБ/ТКБ		100	3000

 

 

Выбор технологической схемы

 

Схему очистных сооружений определяют исходя из результатов анализов исходной воды и тех требований, которые предъявляются к качеству очищенной воды.

Сравнение показателей качества воды показывает, что она не удовлетворяет этим требованиям по цветности, мутности, содержанию железа, фтора. Поэтому вода должна подвергаться осветлению, обесцвечиванию, обезжелезиванию, фторированию.

Осветление и обесцвечивание воды коагулированием предусматривается с применением в качестве коагулянта сернокислого алюминия (Al₂(SO₄)₃ · 18H₂O).

Для интенсификации процесса коагулирования применяется флокулянты. Использование флокулянтов сокращает дозу коагулянта. Последним этапом водоподготовки являются обеззараживание хлором. Хлор используют для следующих целей: разрушение защитных коллоидов, препятствующих успешному протеканию процесса коагуляции, обесцвечивания воды, поддержания очистных сооружений в надежном санитарном состоянии, обеззараживание воды, которое осуществляется перед поступлением воды в резервуары чистой воды.

Учитывая состав воды и производительность очистной станции в качестве основных технологических сооружений принимаем: приемную камеру, вертикальный смеситель, осветлитель со взвешенным осадком, скорый фильтр.

Реагентное хозяйство

 

Для интенсивной очистки природной воды от взвешенных веществ и снижения цветности воду обрабатывают коагулянтами. В процессе коагуляции уменьшаются запахи и привкусы, значительно снижается бактериальная загрязненность воды.

В качестве коагулянта используется сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃. Поставляется в бочках в виде 35%-ного раствора. Содержание активного вещества ρ = 44%. Сульфат алюминия хорошо подвергается гидро­лизу даже при низких темпера­турах воды и низкой щелочно­сти, степень его гидролиза зна­чительно меньше зависит от рН среды.

Для ориентировочных расчетов при проектировании доза коагулянта (сернокислого алюминия) мг/л, может быть определена для цветных вод:

                                                ,мг/л                                          (2)

где Ц – цветность воды, град.

 мг/л

Дозу коагулянта для обработки мутных вод принимаем (Al₂(SO₄)₃ · 18H₂O) [1] учитывая содержание цветности в воде по максимальной мутности Д_к = 70 мг/л.

При недостатке природной щелочности для проведения процесса коагуляции исходную воду необходимо подщелачивать. Дозу щелочи можно определить по формуле:

                              , мг/л                                     (3)

где: Д_щ – количество щелочи, добавляемой для подщелачивания воды, в мг/л;

е_к – эквивалентный вес коагулянта (безводного) в мг-экв/л,

равный для A1₂(S0₄)₃ 57;

Д_к – максимальная доза безводного сернокислого алюминия в мг/л;

Щ₀ – минимальная щелочность воды в мг-экв/л (для природ­ных вод обычно.равная карбонатной жесткости);

К_щ – количество щелочи в мг/л, необходимое для подщелачя-ва'ния воды на 1 мг-экв/л и равное для.извести 28 мг/л.

Д_к=28*(70/57 -22+1)= -554мг/л

Следовательно подщелачивания не требуется.

Процесс осветления (коагулирования и осаждения взвеси) можно интенсифицировать при помощи высокомолекулярных флокулянтов - полиакриламида (ПАА).

При добавлении полиакриламида происходит ускорение слипания агрегативно неустойчивых твердых частиц. Интенсифицирующее действие полиакриламида вызвано адсорбцией его молекул на ча­стицах взвеси и хлопьях коагулянта, что ведет к их быстрейшему укрупнению и ускоряет осаждение.

По [1] принимаем исходя из мутности и цветности дозу флокулянтов ПАА = 0,7мг/л.

Ввод полиакриламида осуществляется непосредственно перед осветлителем со взвешенным осадком в вертикальный смеситель.

Бочки с ПАА нужно хранить при положительных температурах (но не выше 25 °С) в вертикальном положении, загрузочным люком вверх.

Склады реагентов

Для хранения коагулянта необходимо устройство склада, рассчитанного на 15-30 - суточную наибольшую потребность в реагентах.

Склад примыкает к помещению, где установлены баки для приготовления раствора коагулянта.

Площадь склада для коагулянта определяется по формуле:

                                      ,м²                                   (13)

где Q _сут – полная производительность очистной станции в м³/сут;

Д_к – расчетная доза коагулянта по максимальной потребности в г/м³;

T – продолжительность хранения коагулянта на складе в сутках;

α – коэффициент для учета дополнительной площади проходов на складе (1,15);

p _с – содержание безводного продукта в коагулянте в %;

G ₀ – объемный вес коагулянта при загрузке склада навалом в т/м³;

h _к  - допустимая высота слоя коагулянта на складе сернокислого алюминия
(2 м).

 м²

По [1] принимаем исходя из мутности и цветности дозу флокулянтов
ПАА = 0,7 мг/л. Площадь склада для флокулянта:

 м²

Общая площадь склада равна 95 м².

Оборудование для приготовления раствора полиакриламида (ПАА)

 

Технический полиакриламид растворяют в водопроводной воде с применением быстроходных мешалок. Производительность мешалки в кг/ч ПАА определяется по формуле:

                                       , кг/ч                                        (17)

где Д_ПАА – доза полиакриламида.

 кг/ч

Рабочая емкость бака мешалки 1,2 м³ при общей ее емкости 2 м³. Принимаем 1 рабочий бак квадратной формы в плане для уменьшения воронки, образующейся при вращении раствора.

Определение диаметра:

, м                                            (18)

м

Расходный бак ПАА определяем по формуле (48):

м²

Принимаем расходный бак размерами в плане 0,6´0,6 м и глубиной 1 м.

ПАА следует вводить в дозу после коагулянта. Время разрыва между дозами этих реагентов должно составлять 4 минуты.

Для перекачки рабочих растворов ПАА используем кислостойкий насос марки Х50-32-125а: мощность электродвигателя 1,0 кВт; частота вращения 3000 об/мин. Принят 1 рабочий и 1 резервный насос. Для дозирования принят насос – дозатор марки НД-120/6: мощность электродвигателя 0,6 кВт; габариты 680´272´540 мм.

Расчет смесителей

 

Смесители служат для равномерного распределения реагентов в массе обрабатываемой воды, что способствует более благоприят­ному протеканию последующих реакций, происходящих затем в камерах хлопьеобразования. Смешение должно быть быстрым и осуществляться в течение 1—2 мин.

На водоочистной станции принят вертикальный (вихревой) смеситель. Он представляет собой резервуар круглой в плане формы, с конической нижней частью. Центральный угол между наклонными стенками смесителя должен составлять α = 30 ¸ 40°. Обрабатываемая вода по трубе подводится в нижнюю часть смесителя с входной скоростью υ_н = 1,2 ¸ 1,5 м/с.

Принимаем 2 смесителя на полную их работу.

Площадь горизонтального сечения в верхней части смесителя:

                                                                                        (19)

где q – расчетный расход воды, м³/ч; v _в – скорость восходящего движения воды, принимается в пределах 120-150 мм/с.

Диаметр верхней части смесителя:

                                                                       (20)

Диаметр входного отверстия принимаем в зависимости от диаметра подводящего трубопровода:

                                                             (21)

Полученный по формуле (21) диаметр округляем до стандартного 600 мм.

Площадь нижней части смесителя:

                                                               (22)

Высота нижней части смесителя равна:

                                                                  (23)

Объем нижней части смесителя

     (24)

Полный объем смесителя

                                                                        (25)

где t – продолжительность смешения реагента с водой, мин.

Необходимый объем верхней части смесителя

                                                                        (26)

Высота верхней части равна

                                                               (27)

Общая высота смесителя равна:

                                                                        (28)

Сбор воды осуществляется в верхней части смесителя периферийным лотком через затопленные отверстия. Скорость движения воды в лотке n _л принимается 0,6 м/с. Площадь живого сечения сборного лотка определяется по формуле:

                                                                     (29)

где n – количество сборных лотков, шт.

Площадь всех затопленных отверстий в стенках сборного лотка определяют по формуле:

                                                                     (30)

где n _о – скорость движения воды через отверстия лотка, принимается 1 м/с.

Задаемся диаметром отверстий d _о = 80 мм, т.е. площадью f _о = 0,00503 м². Общее количество отверстий равно:

                                                           (31)

Эти отверстия размещаются по боковой поверхности лотка на глубине h_o = 110 мм от верхней кромки лотка до оси отверстия.

Внутренний периметр лотка

                          (32)

Шаг оси отверстий:

                                                     (33)

Расстояние между отверстиями равно:

                                                          (34)

Из сборного лотка вода поступает в боковой карман, размеры которого принимаются конструктивно так, чтобы в нижней части разместить трубу для отвода воды, прошедшей смеситель. Принят стальной трубопровод диаметром 600 мм, скорость движения воды в трубопроводе n = 1,52 м/с.

Расчет осадкоприемных окон.

Площадь осадкоприемных окон определяется по общему расходу воды, который поступает вместе с избыточным осадком в осадкоуплотнитель и составляет:

                                           (42)

 , м³/ч

С каждой стороны в осадкоуплотнитель будет поступать , м³/ч воды с избыточным осадком.

Площадь осадкоприемных окон с каждой стороны осадкоуплотнителя:

 м²

где =36-54м/ч — скорость движения воды с осадком в окнах.

Принимаем высоту окон =0,2 м. Тогда общая длина их с каждой стороны осадкоуплотнителя =0,8: 0,2=4 м.

При длине осадкоуплотнителя 7,4 м и 10 окнах шаг оси окон по горизонтали составит 7,4: 10=0,74 м. Расстояние между двумя соседними окнами при ширине окна 0,4 м будет 0,74—0,4=0,34 м.

Расчет сборного канала

 

Промывная вода из желобов свободно изливается в центральный сборный канал, откуда отводится в сток.

Поскольку фильтр имеет площадь f=20 м² <40 м², он устроен с боковым каналом, непосредственно примыкающим к стенке фильтра.

Сечение центрального сборного канала прямоугольное, а шири­ну канала по условиям эксплуатации надо принять не менее b_кан= 0,7 м.

При отводе промывной воды с фильтра сборный канал должен предотвращать создание подпора на выходе воды из желобов.

Поэтому расстояние от дна желоба до дна сборного канала дол­жно быть:

              ,м                             (63)

                                                             

м

Скорость движения воды в конце сборного канала при разме­рах его поперечного сечения f_кан=0,62*0,7=0,434 м² и q_np=q_кан составит:

,м/сек                               (64)

 м/сек                                               

 

Песковое хозяйство

Кварцевый песок, используемый в качестве загрузки фильтра, должен быть очищен от примесей и иметь определенный грануло­метрический состав.

В установках пескового хозяйства предусматривается подготов­ка карьерного песка как для первоначальной загрузки фильтров, так и для ежегодной его догрузки в размере 10% общего объема песчаного фильтрующего материала. Кроме того, необходима пе­риодическая отмывка загрязненной загрузки.

Песколовки обеспечивают выделение и удаление из технологических стоков песка и гравия, вымываемых из загрузки очистных сооружений при промывке.

Наиболее распространены простейшие вертикальные песколовки, устроенные во входной части резервуара или отстойника промывных вод.

Вертикальная песколовка- ж/б резервуар, состоящий из 2 частей: верхней – прямоугольной формы (рабочая) и нижней (осадковой) в виде перевернутой пирамиды.

Удаление песка из приямков проводится периодически гидромеханическим способом при помощи пескового насоса с отгрузкой на песковую площадку.

Объем песка, загружаемого в фильтры перед пуском станции из 6 фильтров площадью по 60 м² каждый и высо­той фильтрующего слоя 0,7 м, составит

, м³

Годовая потребность в дополнительном количестве песка (10%-ная догрузка)

, м³

Принимаем, что в карьерном сырье содержится 55% песка, при­годного для загрузки фильтра.

Тогда потребность в карьерном сырье перед пуском станции W ' _n = (336*100):55 =610 м³, а годовая потребность в карьерном песке для его догрузки в фильтры W '_д = (33,6* 100):55 = 61 м³.

Песковая площадка принята асфальтированная с размером в плане 40х15 м (т. е. площадью 600 м²), в том числе размер отде­ления для складирования карьерного сырья 30х9 м. Объем скла­дированного сырья при высоте слоя 0,5 м составит W _с = 30*9*0,5 =135м³.

Чистый отсортированный песок крупностью зерен 0,5 - 1 мм хранится в двух железобетонных емкостях размером 6х6каждая и высотой 2 м, размещенных  в фильтровальном цехе. Объем этого песка W _{о m} = 5,8*5,8*2*2=135м³.

Сортировка и отмывка песка производится в классификаторе ТКП-4  конструкцииАКХ РСФСР производительностью 5 м³/ч исходного сырья.

Продолжительность работы классификатора перед пуском станции tк =610/5=122 ч, а для догрузки фильтров t_д=61/5=12,2 ч в год.

Объем расходуемой воды перед пуском станции: классификатором (Q_час=300 м³/ч) q_к=300*122=36600 м³; бункером – питателем Q_б=30*122=3660 м³. Суммарный расход воды Q=36600+3660=40260 м³.

Объем воды, расходуемой при догрузке песка: классификатором 300*12,2=3660 м³/год; бункером-питателем 30*12,2=366 м³/год. Общий расход исходной воды 4026 м³/год.

Фторирование воды

Фторирование воды хозяйственно-питьевого назначения практикуется для предупреждения кариеса зубов у населения, пользующегося водой с содержанием фтора ниже 0,7 мг/л. Однако избыточное содержание фтора свыше 1,5 мг/л может вызвать флюороз. Поэтому следует увеличивать содержание фтора в вожже только до 0,8 мг/л летом и 1 мг/л зимой, вводя фторсодержащие реагенты.

В качестве реагента применяем порошкообразный кремнефтористый натрий Na ₂ SiF ₆. Для фторирования воды применяем установку с сатуратором.

Чтобы получить в сатураторе насыщенный раствор реагента с постоянной концентрацией надо поддерживать постоянную температуру поступающей воды. С этой целью воду пропускают через теплообменник с температурой 20 °С.

Фтораторная установка рассматриваемого типа примыкает к складу реагента; рядом располагают комнату дежурного оператора. Сатуратор состоит из конической нижней и цилиндрической верхней частей; над последней установлен питатель. Внутри сатуратора по его вертикальной оси проходит центральная труба, заканчивающаяся внутри конической части сатуратора расширяющейся книзу воронкой. Центральная труба служит для засыпки реагента и отделения воздуха. Вода подается по трубопроводу в нижнюю часть сатуратора и к небольшой наружной воронке в верхней части сатуратора, в которую поступает раствор реагента. Насыщенный раствор кремнефтористого натрия, образующийся в сатураторе, отводится по фторопроводам, на которых установлены ротамеры.

Расход насыщенного раствора реагента (Na ₂ SiF ₆)

                                   (94)

где Q _час – расход воды в м³/ч;

К_н – концентрация насыщенного раствора в сатураторе в г/л;

п – коэффициент, принимаемый равным при вводе фтора после очистных сооружений – 1;

а – содержание фтора в обработанной воде, принимается равным 0,8 мг/л летом и 1 мг/л зимой;

К – содержание чистого фтора в веществе, равное для Na ₂ SiF ₆ 60%;

[ F ^- ] – содержание фтора в исходной воде в мг/л.

Площадь сечения цилиндрической части сатуратора

                                                 (95)

где υ – скорость движения воды в цилиндрической части, принимаемая равной 0,1 мм/сек.

Диаметр сатуратора

                                 (96)

Высота цилиндрической части сатуратора

                               (97)

где t – время пребывания воды в сатураторе, равное 7 ч.

Объем цилиндрической части сатуратора

                             (98)

Высота нижней конической части сатуратора

              (99)

Объем нижней конической части сатуратора

                                 (100)

Общий объем сатуратора

Общая высота сатуратора Н_с = 2,5 + 1,35 = 3,85 м.

Высотная схема

 

Сооружения водоочистного комплекса надлежит располагать по есте­ственному склону местности с учетом потерь напора в сооружениях, соеди­нительных коммуникациях и измерительных устройствах. Поэтому при проектировании схем с самотечным движением воды в очистных сооружениях стремятся наиболее целесообразно использовать рельеф местности в целях уменьшения их строительной стоимости (путем уменьшения заглубления отдельных сооружений, объема земляных работ, снижения стоимости фундаментов и др.). Состав и технологическую схему работы станции обычно представляют в виде высотной схемы в профиле основных сооружений, уточняемую в дальнейшем. Она устанавливает взаимосвязь между уровнями воды и характерными отметками отдельных элементов очистной станции.

Высотную схему начинают составлять с наиболее низкорасположенного сооружения - резервуара чистой воды (РЧВ). За начальную отметку принимают отметку поверхности земли площадки станции. Отметку наивысшего уровня воды в РЧВ назначают из экономических и санитарных соображений на 0,4-0,8 м выше планировочной отметки. Затем, приближенно принимая потери напора (по опыту) в отдельных сооружениях станции и соединительных коммуникациях между ними, вычисляют требуемые отметки уровня воды в остальных сооружениях (табл. № 2).

Отметки уровней воды в смесителе являются наивысшими, и по ним определяется требуемая величина подъема воды насосной станции первого подъема.

Сооружения реагентного хозяйства для приготовления растворов реагентов иногда требуют подачи воды на более высокие отметки, чем отметка смесителя, но необходимое для этого количество воды весьма мало по сравнению с расходом воды, очищаемой станцией. Поэтому воду для нужд реагентного хозяйства целесообразно подкачивать на необходимую дополнительную высоту.

Таблица № 2

Потери напора в сооружениях станции

Сооружения и оборудования	Потери напора, м	Соединительные коммуникации	Потери напора, м
От фильтров до РЧВ	0,4	В осветлителях со слоем взвешенного осадка	0,7
В песчаной загрузке фильтров	2,5	От смесителя до осветлителя со слоем взвешенного осадка	0,4
От осветлителя со слоем взвешенного осадка до фильтров	0,2	В смесителе	0,4

Коммуникации внутри станции

 

От насосной станции первого подъема идет напорный трубопровод до смесителя, исходя из расхода q_c = 322,2  л/с. По таблице Шевелева принимаем стальной трубопровод d = 400 мм, v = 1,66 м/c.

Далее вода движется самотеком к осветлителю со слоем взвешенного осадка, трубопровод рассчитывается на максимальный пропуск от одного осветлителя, поэтому исходя из их числа и расхода, принимаем трубопровод D = 300 мм.

От основного трубопровода к смесителям подходят дырчатые распределительные трубы d = 200 мм.

От осветлителей к резервуарам чистой воды идет само­течный трубопровод d = 350 мм. От резервуаров к насосной станции второго подъема идет трубопровод d = 350 мм.

14. НИРС Новейшие технологии подготовки воды в централизованном водоснабжении на основе мембранных технологий

Снабжение населения качественной питьевой водой в больших городах представляет серьезную научную и практическую задачу. С одной стороны, ужесточаются требования к качеству питьевой воды, подаваемой в системы централизованного водоснабжения. С другой стороны, существующие технологии не всегда могут справляться с поставленной задачей в силу различных причин. Сюда можно отнести колебания качества природной и очищенной воды в силу природных (паводок), экологических или технологических (аварии) факторов, а также состоянием водопроводных сетей.

Все большее внимание в настоящее время уделяется поиску перспективных, новых, более компактных, дешевых, простых в эксплуатации методов очистки воды. К числу таких методов подготовки питьевой воды относятся мембранные методы: ультрафильтрация и нанофильтрация. Различия в методах состоят в уровне очистки воды.

Ультрафильтрационные мембраны, имеющие размеры пор от 0,002 до 0,1 мкм, могут задерживать высокомолекулярные органические вещества (гуминовые и фульвокислоты), взвешенные и коллоидные вещества (например, коллоиды гидроокиси железа), бактерии и вирусы. Нанофильтрационные (или обратноосмотические) мембраны, имеющие размер пор, соизмеримый с размерами молекул воды, эффективно снижают содержание растворенных в воде органических и неорганических веществ: ионов жесткости, железа, стронция, фторидов, тяжелых металлов, хлорорганических веществ.

Внешне оба процесса имеют сходное аппаратурное оформление: мембранные аппараты рулонного типа с унифицированными размерами, насосные агрегаты, обвязка трубопроводами из полиэтилена или полипропилена, сходные элементы автоматизации. Однако имеются принципиальные различия. Если при эксплуатации нанофильтрационных установок накопившиеся в процессе работы на поверхности мембран осадки задержанных из воды загрязнений удаляются с помощью химических промывок (т. е. с применением реагентов), то при эксплуатации ультрафильтрационных мембран удаление загрязнений с поверхности мембран производится «обратным током», как у фильтров с зернистой загрузкой. Поэтому безреагентная технология ультрафильтрации считается за рубежом технологией будущего.

Хотя вода московского водопровода вполне пригодна для питья, в силу перечисленных выше обстоятельств в воду могут попадать хлорорганические соединения, бактерии и вирусы.

В мировой практике накоплен опыт разработки и применения различных технологий улучшения качества воды, подаваемой в водопроводную сеть. Однако в настоящее время все большее предпочтение отдается мембранным методам с большой надеждой на будущее ввиду невысокой стоимости, компактности, простоты обслуживания.

В Париже, в ряде городов США, Швеции, Голландии имеется опыт строительства крупных мембранных установок улучшения качества воды производительностью от 2 000 до 10 000 м3/ч. После «классических» очистных сооружений воду пропускают через мембраны, в результате гарантируется ее чистота от болезнетворных бактерий, вирусов и ряда растворенных хлорорганических соединений. В настоящее время ведутся работы по созданию мембранной станции на московских очистных сооружениях.

Важный аспект проблемы городского водоснабжения – состояние городских водопроводных сетей, вызывающее дополнительное загрязнение воды.

В мировой и европейской практике начинает широко использоваться доочистка воды, поступающей из городского водопровода. Применяются мембранные системы и в домашнем «водоснабжении». Это многочисленные системы «у крана», системы подготовки питьевой воды в столовых, ресторанах, больницах и т. д.

Многие объекты имеют повышенные требования к составу водопроводной воды по содержанию жесткости, железа, бактерий, взвешенных частиц. Это медицинские оздоровительные центры, элитные клубы здоровья, элитные жилые дома, офисные здания. Для таких объектов используются автономные системы водоснабжения, гарантирующие постоянно высокое качество воды вне зависимости от паводков и других причин сбоя в работе городских очистных сооружений.

Более того, плохое качество централизованной горячей воды и перебои с ее подачей заставляют создавать в домах и квартирах автономные системы горячего водоснабжения, которые также должны «питаться» очищенной и умягченной водой. В таких системах применение мембранных установок дает несомненный эффект.

Мембраны пропускают преимущественно молекулы воды, задерживая все загрязнения, молекулы которых больше молекул воды. Также мембраны могут быть использованы при любом составе исходной воды. Следовательно, мембраны являются эффективным, универсальным решением проблемы очистки воды. Однако и среди мембран имеются различия, и для разных типов воды предназначены различные мембраны, обеспечивающие максимально точное соответствие качества очищенной воды предъявляемым к нему требованиям.

Вода из Московского водопровода, а также многих других водопроводов: Владимирского, Нижегородского, Тульского, Рязанского и т. д. – получается при очистке речной воды (поверхностной). Такие воды обычно по солевому составу соответствуют требованиям ГОСТ и ВОЗ, но по содержанию органических веществ имеют проблемы «проскоков». Поэтому для очистки воды рекомендуется использовать нанофильтрационные мембраны, которые удаляют органические вещества и лишь частично задерживают растворенные ионы солей, мало изменяя ионный состав.

Выбор типа мембран зависит от требований к качеству очищенной воды и вида загрязнений в водопроводной воде. Однако во всех случаях при подборе мембран для домашней системы очистки воды нужны советы специалистов.

В настоящее время домашние мембранные мини-системы достаточно популярны и их часто можно увидеть в продаже. Традиционно они состоят из мембранного фильтра, напорного бака-накопителя чистой воды, содержащего запас чистой воды на 5–8 л, а также крана чистой воды.

Установка такой мини-станции чистой воды в доме или в офисе приоритетнее, чем покупка бутылированной воды как по качеству, так и по экономическим соображениям. Себестоимость такой воды составляет порядка 1 долл. США за 1 м3, т. е. примерно в 300 раз дешевле бутылированной!

Бутылированная вода – это, прежде всего, хорошо очищенная вода, и, как мы выяснили, очищенная в большинстве случаев с помощью мембран. Именно мембраны обеспечивают очистку от растворенных органических веществ, что позволяет воде еще долго храниться. Наряду с фирмами, обеспечивающими очистку воды перед ее розливом, имеют место случаи подделок, некачественной очистки и даже использования просто воды из-под крана. Ввиду этого использовать свою проверенную систему гораздо надежнее.

Несмотря на высокую эффективность мембран, не все специалисты согласны с положительной оценкой их использования. Так, гигиенисты считают, мембраны, а именно обратный осмос, «слишком хорошо» очищают воду, удаляя из нее все соли и необходимые для жизни компоненты: кальций, натрий, фтор и т. д. Действительно, есть мембраны, которые удаляют из воды все соли на 99%, но есть и другие мембраны, удаляющие соли на 50% (в 2 раза), а органические вещества на 90–100%. Именно их и нужно использовать при очистке, в частности, московской водопроводной воды. Ведь существуют нормативы качества воды: ГОСТ, ВОЗ, СанПиН, и достаточно сделать анализ воды и сравнить. Сложность заключается еще и в том, что гигиенисты предлагают учитывать в нормативах на состав питьевой воды так называемый «нижний порог» на содержание некоторых компонентов воды, например, жесткость воды (содержание в ней кальция и магния) должна быть выше 7 единиц и ниже 2. А при применении мембран концентрации всех компонентов, в том числе жесткости, обычно снижается. Если, конечно, специально не задаться этой целью и не подбирать соответствующие мембраны.

Вместе с тем существуют жалобы на присутствие в воде жесткости даже при покупке бутылированной воды, используемой, как правило, для приготовления пищи, чая, кофе. Естественное недовольство вызывают образующиеся при кипении воды накипь или белый налет на поверхности воды в чайниках.

Важным аспектом снабжения населения водой является использование артезианских вод. Эта проблема особенно актуальна для городского строительства в Московской области, где в ряде городов и поселков, помимо жесткости и железа, подземные воды содержат в повышенных концентрациях фториды, стронций, даже радионуклиды.

В зависимости от качества исходной воды для ее очистки может быть выбран метод ультрафильтрации (только для удаления железа) или метод нанофильтрации обратного осмоса для одновременного снижения жесткости, железа, фторидов, стронция и др. В соответствии с составом исходной воды наиболее оптимальное качество очищенной воды достигается на основании компьютерного оптимизационного расчета с помощью специально созданной компьютерной программы.

Мембранные нанофильтрационные системы малой производительности (от 20 до 1 000 л/сут.) особенно эффективны при их использовании в квартирах, на дачах, в офисах, пищеблоках предприятий, больниц, баз отдыха и т. д.

В отличие от систем, использующихся для улучшения качества московской водопроводной воды, при очистке артезианской воды подбирается наиболее подходящий тип мембраны, а также оптимизиру