Современная атомная, медицинская, электронная, химическая и пищевая промышленности невозможны без использования во все возрастающих количествах глубоко очищенной воды.
Требования как к качеству очистки, так и к количеству используемой воды возрастают от года к году.
Все это ставит перед разработчиками методов и аппаратуры для очистки воды задачу создания экономически выгодных, экологически безопасных методов и технически простой и дешевой в изготовлении аппаратуры. Анализ российского рынка услуг по водоочистке позволяет выделить четыре основных метода: ионообменные смолы, дистиллирование, обратный осмос и электродиализ. Каждый из методов очистки воды имеет свою область применения:
Дистиллирование. Метод довольно распространен для получения чистой воды. Диапазон применения: очистка водопроводной воды до дистиллята (200 кОм•см). Метод относительно прост. К недостаткам относится высокая энергоемкость (более 0.7 кВт/литр) и большие потери очищаемой воды - 700% и более (на 1 литр дистиллята расходуется 7 литров и более исходной воды для охлаждения). Без предварительного умягчения очищаемой воды на ионообменных смолах дистиллятор быстро зарастает так называемой накипью, что резко увеличивает его энергоемкость. Очистка дистиллятора от накипи - процесс длительный и дорогой.
Ионообменные смолы. Этот метод получил широкое распространение в мире и у нас в стране. Диапазон применения: от очистки воды средне минерализованной (менее 4 г/л) до воды глубочайшей очистки (18 МОм•см). Метод относительно прост. К недостаткам относится необходимость периодической регенерации смол химическими реагентами (растворами серной или соляной кислот или едкого натра), что делает этот метод сложным в обслуживании и экологически небезопасным. Потери исходной воды - 3-5% на регенерацию и промывку. Средний срок службы смол - 5 лет, после чего требуется их полная замена.
Обратный осмос. Метод, получивший в настоящее время широкое распространение в мире и все шире применяющийся у нас. Диапазон применения: от сильно минерализованной (40 г/л) до дистиллята (200-250 кОм•см). К достоинствам метода относится работа в большом диапазоне очищаемой воды, глубокая очистка от мех. частиц, органики и токсинов. К недостаткам относится повышенное требование к предварительной подготовке очищаемой воды (содержание свободного хлора не более 0.1 мг/л, общего железа - не более 50 мкг/л, коллоидный индекс - не более 4). Метод достаточно сложен и требует повышенного внимания при обслуживании. Картриджи обратноосматического фильтра работают при повышенном давлении (10 атм и более ) и имеют средний срок службы 15 месяцев. Наша промышленность не наладила выпуск картриджей достойного уровня и поэтому в основном обратноосматические фильтры, применяемые у нас, импортного производства. Потери исходной воды от 60% до 20% ( в зависимости от минерализации исходной воды ).
Электродиализный метод.Метод, получивший наибольшее развитие у нас в стране и судя по литературе, получающий все большее применение в мире. Как видно из диаграммы, электродиализ перекрывает практически весь диапазон очистки воды. Преимущества электродиализного метода:
Основной элемент схемы - электродиализные аппараты. Принцип их действия - разделение веществ, основанное на их электролитической диссоциации и переносе образовавшихся ионов через мембрану под действием разности потенциалов, создаваемой в растворе по обе стороны мембраны, - особенно эффективен при использовании так называемых ионоселективых мембран, избирательно пропускающих катионы или анионы. Фирма «АКВАРОС» разработала и изготовляет несколько видов электродиализных аппаратов, предназначенных для разных этапов очистки. Комбинируя различные электродиализные аппараты мы обеспечиваем очистку исходной воды или технических сливов.
Возможности наших электродиализных аппаратов (ЭДА) при использовании в предлагаемой ЭД-технологии разнообразны: от подготовки безопасной питьевой воды (до 1 г примесей на литр), до глубокой ее очистки (18 М0м•см ). При этом энергозатраты на очистку воды не превышают 2 Вт/л..
Главные достоинства электродиализной очистки стоков - отсутствие химических реагентов, минимальное потребление электроэнергии и высокий коэффициент возврата воды в хозяйственный оборот (90-95%). К несомненным достоинствам этого способа очистки относится простота гидравлической схемы, которая не требует специально создаваемого для установки высокого давления и тонкой предварительной очистки, как например для обратного осмоса. Срок службы комплекса электродиализной очистки стоков без замены основных узлов - не менее 10 лет.
Комплекс полностью автоматизирован и не требует обслуживания. Все основные материалы, комплектующие и детали, используемые в комплексе - российского производства.
