ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Активные угли в водоподготовке из "Сорбционная очистка воды" Неуклонный рост водопотребления, связанный с увеличением численности населения и развитием промышленности, вызывает необходимость использования воды из источников, содержаш,ей повышенное количество примесей, что сопряжено с обязательной глубокой предварительной очисткой ее. Особое внимание уделяется подготовке питьевой воды, так как обязательное высокое качество питьевой воды по советским стандартам не ставится в зависимость от методов ее обработки [65]. Сорбционную обработку природной воды используют для удаления окрашенных, летучих и токсичных соединений, высокомолекулярных органических веществ естественного и искусственного происхо-кдения. [c.63] К 1979 г. идентифицировано более 700 органических соединений в природных водах, но они составляют лишь 10—20% от общего количества примесей. Изменение органолептических свойств природных вод возникает и в результате их загрязнения недостаточно очищенными бытовыми и особенно производственными сточными водами, поступающими в поверхностные водоисточники и реже в подземные горизонты [65, с. 43]. Обработка воды активным углем из-за универсальности действия является одним из наиболее перспективных методов дезодорации и обесцвечивания воды. Для обработки питьевой воды используют в основном древесные активные угли БАУ, ДАК, ОУ, разрешено применение угля АГ-3. В нашей стране основные параметры сорбционной водоподготовки нормируются СНиП [59]. [c.63] Одно из традиционных направлений использования АУ в водоподготовке — дехлорирование питьевой воды, реализуемое на угольных фильтрах [67, с. 324]. Высоту фильтра назначают в зависимости от скорости фильтрования, начальной и конечной концентрации свободного хлора. Практически на малых станциях с напорными фильтрами высота слоя угля принимается 2—2,5 м, а скорость фильтрования 20—30 м/ч. Дехлорирующие фильтры регенерируют 1 раз в месяц горячим раствором соды или едкого натра. До регенерации 1 кг ГАУ дехлорирует 50— 100 м воды [3, с. 62]. [c.64] При суперхлорировании концентрация хлора в воде перед угольными фильтрами значительно выше. Например, на водопроводе г. Киева она составляет 5—12 мг/дм [57, с. 6]. [c.64] Предлагается сравнивать дехлорирующую способность ГАУ через 100 сут работы адсорбера при следующих стандартных условиях Со = 5 мг С1/дм pH 7 Тк=36 с и / = 20°С. Увеличение pH от 4 до 10 снижает степень дехлорирования Сдх от 75—80 до 50%. Повышение температуры воды от 2 до 35 °С способствуют росту Сдх от 40—45 до 80—85%. Увеличение времени контакта от 15 до 75 с приводит к росту этого показателя от 35 до 90—95%. Применение более мелкого ГАУ с экв = = 0,3—0,4 мм вместо 1,0 мм также повышает его от 65 до 95—100%). Степень дехлорирования 70% сохраняется в течение 100 сут при Со = 5 мг С1/дм и 500 сут при Со = 1 мг С1/дм [64, 74]. [c.64] Для удаления из питьевой воды привкусов и запахов интенсивностью 3, 4 и 5 баллов (по СНиП) применяют уголь ОУ-А, доза которого составляет до 20, 30—40 и 50—80 мг/дм . Обычно ПАУ используют периодически, при резком ухудшении органолептических свойств воды. [c.65] ПЛУ рекомендуют вводить в 1—3 точках технологической схемы обработки воды в водоприемник и в резервуары насосной станции первого подъема, после осветлителей или отстойников перед фильтрами. При слабо выраженной десорбции загрязнений с АУ дробное введение ПАУ снижает его суммарный расход. Время контакта ПАУ с водой, необходимое для сорбции загрязнений, при интенсивном перемешивании 10—20 мин. [c.65] В литературе подробно рассмотрены технологические схемы углевания воды. Реализация этого процесса не требует значительных капитальных затрат, необходимо лишь строительство блока приготовления и дозирования ПАУ и склада ПАУ. [c.65] Вследствие сильного пыления и взрывоопасности ПАУ в сухом виде в воду его вводят редко. Обычно предварительно готовят суспензию 2—10% ПАУ в воде, которую и направляют в основной поток обрабатываемой воды. Дозу ПАУ выбирают с учетом загрязненности воды и сорбционных свойств угля. В нашей стране, как правило, Dy = 1—5 мr/дм в Финляндии 5— 15 мг/дм , в ФРГ (водозаборы на Рейне) 25—40 мг/дм , во Франции 5—40 мг/дм , в Англии и США 5—30 мг/дм [57, с. 22]. Увеличение дозы ПАУ свидетельствуют о сильной загрязненности водоисточников за рубежом. [c.65] Постоянное использование ПАУ для водоподготовки обычно невыгодно из-за нерентабельности и невозможности его регенерации и потерь при дозировании. Для постоянной сорбционной обработки воды используют ГАУ, которые можно регенерировать, что снижает стоимость очистки воды, хотя ГАУ и дороже, а их применение требует больших капитальных затрат. Фильтрование через ГАУ дает воду лучшего и более постоянного качества по сравнению с углеванием. [c.65] На многих водопроводных станциях к сорбционной очистке воды на ГАУ переходят путем замены части или всей загрузки скорых песчаных фильтров на ГАУ. При минимальных капитальных вложениях подобный переход от углевания к сорбции на ГАУ сокращает эксплуатационные затраты на 30% [69 71 72, с. 72]. Замена лишь 0,2—0,6 м песчаной загрузки часто дает резкое улучшение качества воды по органолептическим и токсикологическим показателям [73]. Во всех случаях перехода с ПАУ на ГАУ предусматривается химическая или термическая регенерация сорбента. [c.66] Механические примеси снижают сорбционную способность ГАУ. Работа адсорберов протекает нормально при содержании в исходной воде взвешенных веществ до 10 мг/дм [57, с. 27]. Продукты гидролиза коагулянта АЬ(804)3 в концентрации 10— 50 мг/дм уменьшают емкость ГАУ на 20—35% [72, с. 81]. Особое внимание при эксплуатации адсорберов уделяется отложениям на сорбенте соединений железа. Источником их могут быть коагулянты, природное железо из воды источника и продукты коррозии аппаратуры. При очистке природных вод ГАУ насыщается солями и окислами железа, что ухудшает кинетику сорбции и динамическую емкость, но практически не изменяет статическую сорбционную емкость ГАУ по соединениям с малым размером молекул, например фенолу [74, с. 23]. Суспендированные частицы окислов железа размером 0,5—3 мкм, оса-ждаясь на ГАУ, закрывают транспортные поры, что ухудшает сорбционные параметры ГАУ и отрицательно влияет на дальнейшую регенерацию сорбента. До 80% отложений железа удаляется с ГАУ кислотной промывкой. [c.67] В последнее время в подготовке воды все чаще вместе с АУ применяют различные окислители — О3, СЮг, КМПО4, что позволяет сократить общий расход и сорбентов, и реагентов [57 72, с. 10]. Концентрация загрязнений на поверхности ГАУ и время их нахождения в сорбированном состоянии в тысячи раз больше, чем в свободном объеме фильтра. Одновременно на АУ сорбируются и концентрируются окислители, поэтому на поверхности АУ интенсивно идут процессы окисления примесей, причем, чем активнее окислитель, тем эффективнее очистка воды и регенерация сорбента. Вследствие этого перед сорбционной обработкой особенно часто воду предварительно озонируют. Например, совмещение озонирования и углевания воды позволило увеличить производительность водопроводной станции от 270 до 360 тыс. м /сут [62]. Сильно загрязненные воды Рейна перед сорбционной очисткой не только озонируют, но и вводят в них перманганат калия, а после угольных фильтров воду озонируют повторно [75]. [c.67] Для каталитического окисления сорбата на АУ озоном доста точно 3—5-минутного контакта при концентрации озона в воз духе 1% (об.). Обычная доза озона 2—3 мг/л при к.п.д 97%. Введение в воду 3 мг Оз/дм оказывает то же окислитель ное действие, что и 30—50 мг/дм хлора (яп. пат. 52-38666) Однако озонирование на АУ, снижая концентрацию органических загрязнений, не всегда гарантирует бактериологическую безопасность воды. Поэтому в большинстве случаев очищенную озоном и углями воду дополнительно обрабатывают низкими дозами С1г или СЮг (0,3—1,0 мг/дм ). [c.67] Фильтрование через угольную загрузку снижает концентрацию нефтепродуктов и ПАВ ниже 0,1 мг/дм [74, с. 23] пестициды, фенол и другие ароматические углеводороды удаляются практически до любого уровня [57 72, с. 10 73 75] высок эффект удаления из воды вирусов. Избыточный фтор из воды также сорбируется углями, особенно в кислой среде (0,2—1,8 мг р2/г АУ при Со = 8,5—10,3 мг Рг/дм и pH 7) [89]. [c.68] Повышенными бактерицидными свойствами обладает АУ, модифицированный солями серебра. Для этого АУ пропитывают погружением в раствор AgNOз (0,01—0,3% А ) (яп. пат. 52-38666) или Ад2504 [29]. Остаточная концентрация серебра до 0,012 мг/л обеспечивает возможность длительного хранения воды, обработанной AУ- -Ag, без появления в ней биогенных запахов. Попытки замены активных углей синтетическими сорбентами типа ХАД пока не выявили преимуществ их над АУ в водоподготовке [25]. [c.68] Принципиально новыми проблемами, встающими при сорбционной очистке воды, являются дезодорация опресненных вод и очистка воды перед ее обессоливанием. Приготовление питьевой воды опреснением морских вод методом дистилляции связано с отгонкой из них и концентрированием в обессоленной воде летучих нефтепродуктов [74, с. 23 76]. В последнюю переходят нефтепродукты с температурой кипения от 70 до 350 °С, причем половина из них — низкокипящие с кип 160 °С. Эти соединения даже при содержании 1 мг/л придают опресненной воде неприятный запах. Сорбционная очистка обессоленной воды на фильтрах с БАУ удаляет следы нефтепродуктов, а вместе с ними и запахи из воды. [c.68] Исследования ВНИИ ВОДГЕО [97] показали, что сорбционная обработка — один из наиболее эффективных и надежных методов подготовки воды для производственных целей (рис. HI. 2). При этом лучшими показателями обладает уголь АГ-5, имеющий высокую сорбционную емкость и механическую прочность. Уголь АГ-5 хорошо выдерживает промывку при работе из нефильтрованной воде. Сорбцией на угле АГ-5 из воды удаляется 70—80% железа. [c.69] Вернуться к основной статье