Очистка стоков от сульфатов
Физико-химические методы
Реагентная очистка сточных вод от сульфатов заключается в гравитационном осаждении крупных частиц, тонкодисперсные же частицы размером ＜ 10 мкм осаждаются с применением коагуляции. Реагентом, как правило, выступает известковое молоко Ca(OH)₂. В результате сульфат кальция осаждается и затем отделяется от очищенной воды.
Реагентами может выступать негашеная известь СаО, хлорная известь 3Ca(OH)₂·2Cl₂, комовый известковый продукт, или известь-пушонка Ca(OH)₂.
Технологический процесс известкования состоит в добавлении в загрязненный водный раствор известкового молока и осаждение нерастворимого осадка под действием силы тяжести. Это делает реагентный метод весьма эффективным. Оксид кальция соединяется с водой и образует гидроксид кальция, который осаждает сульфаты в водном растворе.
На хлопьях гидроксида происходит сорбция, далее вводится флокулянт, сокращающий дозу коагулянта и образующий компактные хлопьевидные конгломераты, которые легко выделяются из водного раствора.
Часто коагулянтом служит сульфат двухвалентного железа (железный купорос) FeSO₄. Вступая в реакцию с ионами гидроксида и хлорат-ионами хлорной извести, окисляется до трехвалентного гидроксида железа и при этом поглощает осажденные нерастворимые соли кальция. Железный купорос можно заменять сульфатом Fe₂(SО₄)₃ или хлоридом трехвалентного железа FeCl₃, но по причине чрезмерной способности вызывать коррозию данные соединения не получили широкого применения.
Наиболее эффективным коагулянтом является оксихлорид алюминия Al₂(OH)₅Cl, так как для осаждения сульфат-ионов не требуется дополнительного внесения хлорид-ионов. Кроме того он увеличивает скорость коагуляции, не подкисляет воду и дает высокое качество очистки с минимальным содержанием остаточного алюминия в воде.
Не стоит использовать сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃, который имеет аморфную структуру и при рН среды выше 8, что неизбежно при известковании, образует алюминаты, для выделения которых из водного раствора необходима дополнительная обработка.
Флокулянтом в процессе реагентной очистки может служить полиакриламид. Его действие заключается в связывании взвешенных частиц посредством образования полимерных мостиков и последующим формированием крупных трехмерных агрегатов. Полиакриламид ускоряет процессы гравитационного осаждения.
Реагентный метод очистки сточных вод от сульфатов имеет свои плюсы и минусы.
К недостаткам можно отнести:
- громоздкое оборудование;
- большой расход реагентов;
- очищенные воды требуют дополнительной обработки;
- невозможность использования в оборотном водоснабжении из-за высокого содержания солей.
Среди преимуществ следует отметить универсальность и простоту эксплуатации, качество очистки независимо от начальных концентраций.
Источник
Очистка стоков от сульфатов
Мембранные методы очистки
В составе воды, как правило, присутствуют три основных аниона, сульфаты, хлорид-ионы и гидрокарбонаты. Превышение содержания сульфатов, как правило, всегда идет параллельно с повышением всех показателей солевого ее состава, в том числе и общей жесткости, паре Са + Mg, хлоридов, кремния. Поэтому при очистке воду следует частично обессоливать, иными словами провести коррекцию всех растворенных в воде солей.
Особенно это важно, если очищенные воды находятся в оборотном водоснабжении, тогда сульфаты будут являтся источником жестких сульфатных накипей.
В водоочистке при различной концентрации сульфатов и технологии производства могут применятся как обратный осмос, так и ионообменные смолы.
Метод обратного осмоса
Создаваемое давление гонит воду через полупроницаемые мембраны с порами 〜 10-7 см. Диаметр пор и их строение позволяют проникать через мембрану только молекулам определенных газов и воды. Загрязненная вода под высоким давлением, проникает через поры мембраны из сильно насыщенного в слабо насыщенный раствор и образует при этом два потока. В первом — чистая вода, а в другом — с задержанным на мембране осадком, который затем поступает в отстойник.
Обратноосмотические установки практически полностью очищают загрязненные воды от примесей. Кроме этого, они обладают еще рядом преимуществ:
- состав поступающей на очистку воды не влияет на качество очистки;
- отсутствие в техпроцессе химических реагентов превращает этот метод в безопасным в плане экологии;
- компактные размеры оборудования позволяют разместить его на небольшой площади;
- параллельно с освобождением от сульфатов, снижаются показатели жесткости воды, происходит удаление неприятных запахов, осветление и очищение от прочих химикатов;
- простота использования установки, безопасность и продолжительное время использования.
Недостатком обратноосмотического оборудования можно считать большие материальные затраты, но эффективность очистки компенсирует затраты на ее приобретение.
Метод ионного обмена
В данном методе используются ионообменные смолы сильного основания — аниониты. Они присоединяют анионы соединений, растворенных в воде, избирательно и имеют относительное родство по отношению к тем ионам, которые удаляются из раствора, по следующему ряду:
Источник
Очистка воды от сульфатов
Сульфаты – это анионы солей серной кислоты, которые повсеместно присутствуют в составе воды. Они входят в число основных анионов солевого состава жидкости и их концентрация повышается одновременно с уровнем жесткости воды. Сульфатные соединения не представляют серьезной опасности для здоровья людей, но их чрезмерная концентрация меняет вкусовые качества воды и негативно сказывается на самочувствии людей, состоянии скота и растений, работоспособности техники и оборудования. Поэтому очистка воды от сульфатов, методы которой могут быть разными, обычно проводится комплексная очистка воды от вредных примесей.
Зачем нужна очистка воды от сульфатов
Сульфаты в воде не токсичны для человека, но их чрезмерная концентрация способна оказывать негативное воздействие на организм человека:
- провоцирует расстройство ЖКТ;
- препятствует нормальному всасыванию питательных веществ;
- нарушает процесс пищеварения;
- снижает секрецию желудочного сока;
- вызывает аллергические реакции;
- раздражает слизистую глаз, носа, ротовой полости.
Если регулярно употреблять сульфатную воду, организм перестраивается и привыкает. Но как только концентрация сульфатов повысится, вновь появляются неприятные симптомы. Такую жидкость не рекомендуется использовать не только в питьевых, но и хозяйственно-бытовых целях. Применение жесткой воды приводит к таким неприятным последствиям:
- сужаются просветы трубопроводов;
- уменьшается КПД отопительных приборов;
- снижается срок службы бытовой техники из-за образования накипи;
- разрушается гидротехническое оборудование;
- разрушается структура волоса;
- раздражается кожа;
- появляется шелушение, сухость кожи.
Сульфатная вода не подходит и для ведения фермерского хозяйства. Максимальная допустимая концентрация вещества в жидкости – 0,5 г/дм3. В случае превышения нормы нужна очистка воды от сульфатов.
Методы очистки воды от сульфатов
Определить наличие большого количества сульфатов в воде из скважины, достаточно просто. Если концентрация вещества менее 500 мг/л, у воды отмечается соленый вкус, а если более 500 мг/л – горький. Жидкость остается жесткой даже при длительной термической обработке. Для определения состава воды и точного выявления концентрации сульфатов необходимо провести лабораторный анализ жидкости. Исследовать можно воду из любых источников.
Если по результатам анализа была подтверждена повышенная концентрация сульфатов, необходима очистка воды от сульфатов. Методы удаления вредных примесей должны быть комплексными, направленными на общее снижение уровня солей в растворе. Обычные домашние методы по типу отстаивания, заморозки или кипячения не подходят. Очистка воды от сульфатов проводится только 2 методами: ионный обмен и обратный осмос.
Обратный осмос
Обратноосмотическая установка – это отличный вариант очистки воды от сульфатов. Суть данной технологии заключается в прохождении загрязненной жидкости через ряд мембран с мельчайшими порами. Данные мембраны пропускают только молекулы воды, задерживая все вредные примеси. Система обратного осмоса позволяет удалить из воды до 100% вредных примесей. Фильтр не только устраняет плохие вещества, но и смягчает раствор, устраняя неприятные запахи.
Очистка воды при помощи системы обратного осмоса имеет такие преимущества:
- эффективно повышает качество даже самой загрязненной воды;
- экологически безопасная;
- может проводиться для решения разных задач;
- отсутствует необходимость применения реагентов.
Обратноосмотические установки имеют небольшие размеры и высокую производительность, отличаются надежностью и долговечностью. Однако они дорогостоящие и не каждый может их себе позволить.
Ионный обмен
Принцип действия данного метода очистки воды от сульфатов заключается в пропуске жидкости через аниониты – аниобменные смолы сильного основания. Реагенты очищают воду от анионов солей и других вредных примесей. Ионообменная смола регенерируется при помощи раствора хлорида натрия или гидроксида натрия. Очистка воды от сульфатов путем ионного обмена имеет ряд преимуществ:
- комплексная очистка воды от солей и различных вредных примесей, загрязнителей и бактерий;
- качественное очищение даже самой загрязненной жидкости;
- высокая степень производительности;
- медленный расход смолы;
- доступная стоимость компонентов.
Метод ионного обмена используется преимущественно на производствах. Ионообменные установки нуждаются в постоянном контроле процесса фильтрации и качества воды.
Выбор метода очистки воды от сульфатов зависит от первоначального состава жидкости и некоторых других моментов. Рекомендуется предварительно проконсультироваться со специалистами.
Источник
Очистка воды от сульфатов
Потребность очистки воды от сульфатов возникает при подготовке технологической воды для производств, а также подготовке питьевых вод в частных домах и крупных объектах промышленности.
Компания Waterman выполняет весь спектр задач по водоочистке как в частных домах, так и в масштабах промышленных предприятий.
Для решения задачи очистки воды от сульфатов используют следующие способы:
1) очистка воды от сульфатов с применением анионитов;
2) очистка воды от сульфатов мембранными методами (нанофильтрация / обратный осмос).
Поскольку сульфаты – это один из трёх основных анионов солевого состава воды, превышения по данному показателю очень часто наблюдается в паре с превышением по общему солесодержанию воды (а также другими элементами солевого состава: жёсткость общая, как сумма кальция + магний, хлориды, кремний). Исходя из этого, при подготовке питьевой воды с повышенным содержанием сульфатов возникает потребность в её частичном обессоливании (т.е. коррекции ряда элементов растворённых в воде солей). В подобных случаях применение установок обратного осмоса или нанофильтрации является более обоснованным решением.
То же самое можно сказать и о подготовке технологических вод, а также вод, где сульфаты рассматриваются как источники твёрдых сульфатных накипей.
Ионный обмен может являться перспективным решением:
1) Для вод с высоким содержанием сульфатов и нитратов. Реализация очистки воды от данных соединений не требует применения агрессивных химических реагентов, однако конечный выбор зависит от стоимости энергоресурсов для конкретного объекта.
2) Подготовка воды для пивных производств. Как известно, сульфаты придают воде горьковатый привкус. Если изготавливаемый сорт пива предполагает мягкий вкус и по технологии требуется вода с низким содержанием сульфатов, а вода по прочим показателям максимально удовлетворяет заданным технологией требованиям – извлечение сульфатов на анионообменный смоле является эффективным решением.
Очистка воды от сульфатов методом обратного осмоса
Рассмотрим процедуру очистки воды от сульфатов с помощью обратного осмоса. Стоит отметить, что по сравнению с другими системами очистки обратноосмотические фильтры решают задачу очистки наиболее эффективно. Одно из очевидных преимуществ обратноосмотического оборудования — независимость результата очистки от исходного солесодержания очищаемой воды. Эта особенность обратноосмотических фильтров позволяет с их помощью успешно очищать как водопроводную воду, так и воду из поверхностных источников водозабора.
Данное оборудование компактно, поэтому для его размещения не требуется больших площадей. Обратноосмотические установки исключают применение агрессивных химических реагентов, что делает их экологически чистыми.
Процесс обратного осмоса представляет собой перетекание воды через полупроницаемые мембраны из более концентрированного в менее концентрированный раствор под воздействием высокого давления, превышающего разницу осмотических давлений этих двух растворов. Размер пор мембраны и особенности ее физико-химического строения определяют возможность проникновения через мембрану только молекул воды и некоторых газов. Таким образом осуществляется разделение потока поступающей загрязненной воды на два, один из которых представляет собой чистейшую воду, а другой — водный раствор с непрошедшими мембрану загрязнениями.
В результате очистки воды на обратноосмотических установках происходит практически полное ее избавление от примесей — как сульфатов, так и азота аммонийного, железа, нитратов, хлоридов, кальция и магния. Полезное побочное действие такой очистки — снижение жесткости воды, приводящей к образованию кальциевых и магниевых отложений в процессе нагрева воды в теплообменниках, к проблемам с бытовой техникой и сантехникой.
Пропуск воды через установку обратного осмоса является эффективным методом дезодорации воды – избавления от неприятных запахов.
Очистка воды от сульфатов методом ионного обмена
Для очистки воды от сульфатов нашли применение анионообменные смолы сильного основания. Аниониты – это смолы, извлекающие из воды анионы соединений с определённой избирательностью — характеризующиеся относительным родством в отношении удаляемых ионов по следующему ряду: ОН
Источник
