Фильтрация

Это очистка, в процессе которой крупные частицы при прохождении жидкости по слоям фильтра остаются в порах между гранулами загрузки,  а более мелкие прилипают к ним. Для удаления отфильтрованных загрязнений проводится промывка, после которой возможно дальнейшее использование этой же загрузки.

Фильтрация через зернистую загрузку

используется для осветления и очистки воды из разных источников. Фильтр с зернистой загрузкой представляет собой вертикальный корпус, имеющий верхнюю и нижнюю дренажно-распределительные системы с загрузкой различных фракций, распределенных по слоям.

Среди основных загрузок чаще всего применяются следующие:

дробленый керамзит;
щебень;
кварцевый песок;
антрацит и т.д

Преимущества фильтрации через зернистую загрузку:

высокая емкость задерживаемых примесей за счет объемного слоя загрузки;
возможность длительной эксплуатации без замены за счет регулярной промывки загрузки;
простота использования такого фильтра.

Восстановление

Одним из способов умягчения воды является использование ионообменных материалов, которые способны обменивать ионы, находящиеся на радикалах,  на ионы с тем же зарядом, находящиеся в контактируемой жидкости. Таким образом, обмен ионами позволяет изменять ионный состав обрабатываемой жидкости, не изменяя суммарного числа зарядов в нем.

В качестве ионообменных материалов раньше применялись природные материалы – цеолиты, затем синтетические неорганические соединения, например, кремнеалюминаты. Сейчас самым часто используемым материалом для данного процесса являются синтетические органические соединения –  ионообменные смолы.

Преимущества ионного обмена:

не требуется внешней энергии, а, следовательно, это малозатратный процесс;
возможность долгосрочного использования смол при их своевременной регенерации;
высокая эффективность работы и возможность удаления солей жесткости из концентрированных растворов;
простота процесса.

Сорбция

Среди всех сорбционных явлений в процессах водоочистки применяется адсорбция. Адсорбция представляет собой фиксацию ионов или молекул –  адсорбатов – на поверхности некоторых материалов – адсорбентов. При этом происходит перенос вещества из водной или газовой фазы на поверхность твердой фазы сорбента.

Применяется для:

доочистки питьевой воды и обработки особо чистых вод для промышленных нужд;
обработки поверхностных сточных вод с высоким содержанием токсичных органических соединений, не позволяющих использовать биологическую очистку;
доочистки сточных вод, фиксируя растворенные органические загрязнения, устойчивые к биологической очистке.

Важнейшими адсорбентами являются:

Активированные угли – самые эффективные и часто применяемые адсорбенты;
- порошковые активированные угли;
- гранулированные активированные угли;
Минеральные адсорбенты (оксиды различных металлов);
Органические адсорбенты (макромолекулярные смолы).

Преимущества данного метода

очистки заключаются в простоте использования материала и высокой эффективности очистки,  а также возможности регенерации угля и его дальнейшего использования без замены.

Обессоливание

очистка воды от солей и других примесей до требуемого минимума.

Методы получения обессоленной воды:

мембранное обессоливание (обратный осмос).
ионный обмен – обратимая химическая реакция между твердым веществом (ионитом) и раствором электролита.
Обычно катионит в H-форме, анионит в OH-форме;
Эффективны для очистки воды от солей солесодержанием 1,5-2 г/л.
электродиализ – электрический перенос ионов солей. В камерах, образованных отрицательно и положительно заряженными мембранами, раствор концентрируется, а в смежных камерах раствор разбавляется (обессоливается).
Эффективен для очистки воды от солей солесодержанием до 1500-1700 мг/л

Селективное удаление загрязнений

Целью селективной (избирательной) фильтрации частиц является сохранение растворенных в воде полезных веществ. С данной задачей хорошо справляется мембранная фильтрация.

В зависимости от степени очистки и требуемых показателей воды на выходе существует:

микрофильтрация (размер пор ~ 0,05–5 мкм)
Эффективна для удаления микрочастиц, макромолекул, живых организмов.
Применяют в качестве ступени механической очистки для удаления взвешенных веществ и в качестве дополнительной очистки после сорбционных фильтров.
ультрафильтрация (размер пор ~ 0,001–0,05 мкм)
Эффективна для удаления макромолекул, простейших живых организмов, бактерий и вирусов.
Применяют в качестве очистки поверхностных и сточных вод и как предварительную ступень очистки перед обратным осмосом.
нанофильтрация (размер пор ~ 0,0008–0,01 мкм)
Эффективна для удаления всех примесей из воды кроме ионов металлов, включая бактерии, вирусы, кислоты, пестициды. Применяют для тонкой очистки воды с сохранением определённого содержания солей.
обратный осмос (размер пор ~ 0,0001 мкм)
Эффективен для удаления всех солей.
Применяют для фармацевтических производств, парфюмерии, ТЭЦ и т.д.

Выбор вида мембранной фильтрации сводится к трём ключевым показателям:

качеству исходной воды;
требуемым показателям очищенной воды;
нужной производительности системы.