Chemikálie a činidla používané v různých procesech úpravy vody v průmyslu

Destilace byla donedávna hlavní metodou pro přípravu vysoce čisté vody. Metoda neztratila a neztratí svůj význam, zejména pro přípravu injekční vody, ale má řadu omezení.
Zaprvé, výsledná voda má velmi vysokou výrobní cenu kvůli spotřebě elektřiny na odpařování a chlazení vody pro následnou kondenzaci.
Za druhé, není možné získat ultračistou vodu destilací, a to ani opakovanou. Dosaženou hranicí je tzv. „Kohlrauschova voda“, získaná 42 po sobě jdoucími destilacemi a mající specifický odpor při 25 °C 16,4 MΩ*cm.
Moderní přístup k výrobě vysoce čištěné vody je založen na kombinaci několika fyzikálních a chemických procesů, které z vody postupně odstraňují nečistoty různého fázově disperzního stavu, aniž by se změnil její fázový stav. V důsledku toho se náklady ve srovnání s destilací prudce snižují a dosažený stupeň čištění se řádově zvyšuje a blíží se teoretické hranici.

Mechanická filtrace může být použita v různých fázích čištění vody v závislosti na daném úkolu. Princip mechanické filtrace je jednoduchý: částice, jejichž velikost přesahuje velikost pórů (otvorů) filtru, jsou zadržovány na povrchu nebo v tloušťce filtračního materiálu. Tato metoda čištění se používá k odstranění nerozpustných látek v počátečních fázích čištění a také k odstranění mikroorganismů v konečných fázích.
Nejjednodušším příkladem mechanického filtračního zařízení je zásypový filtr s granulovanou náplní. Granule filtrační náplně vytvářejí porézní vrstvu, skrze kterou se částice obsažené ve vodě zadržují na povrchu granulí a také ulpívají na již zachycených částicích. Tento typ mechanické filtrace se používá v patronách s granulovaným filtračním médiem. CFC (freony).
Mikrofiltrace je membránový separační proces, který se provádí filtrováním kapaliny přes porézní polymerní membránu. Tuto metodu lze také klasifikovat jako mechanickou filtraci.
Pro zvýšení kapacity filtrů a také jejich propustnosti se zvětšuje filtrační plocha. Vlnité filtry, u kterých je plošný filtrační materiál (tkanina) složený „harmonikově“, umožňují výrazně zvětšit filtrační plochu při zachování kompaktnosti filtračního prvku.
Lze použít i filtry, které fungují na principu hloubkové filtrace. Jak voda prochází filtrem, velikost pórů se postupně zmenšuje. To umožňuje zadržovat větší částice blíže k povrchu, zatímco menší částice jsou zachyceny v tloušťce filtru. Tato technologie se používá v mikrofiltračních patronách. MFC.

Sorpce umožňuje odstraňování organických znečišťujících látek a aktivního chloru z vody. Jako sorbenty se nejčastěji používá aktivní uhlí.
Aktivní uhlí je porézní materiál. Velikost pórů a jejich geometrie se značně liší. Organické znečišťující látky a některé plyny se adsorbují uvnitř rozvětvených pórů a zadržují se tam díky mezimolekulární interakci. Kromě toho mohou na povrchu sorbentu probíhat chemické reakce (chemisorpce). Princip chemisorpce je základem použití aktivního uhlí k odstranění aktivního chloru. Technologie sorpce aktivního uhlí se používá v sorpčních patronách s aktivním uhlím ACC.
Filtr má sorpční kapacitu, po jeho nasycení lze pozorovat zvýšení koncentrace znečišťujících látek ve vodě za filtrem v důsledku desorpce.
Za zmínku stojí, že aktivní uhlí je díky své vysoké poréznosti a přítomnosti zadržených organických látek v pórech příznivým prostředím pro růst mikroorganismů. Včasná výměna filtru je nesmírně důležitá, jinak se může stát zdrojem sekundární mikrobiologické kontaminace.

Konstrukce rolovacího membránového prvku

Filtrace pomocí membrán reverzní osmózy je v současnosti nejmodernější a cenově nejefektivnější metodou odsolování vody, která umožňuje odstranit až 99 % rozpuštěných solí z vody. Účinek přímé osmózy spočívá v tom, že molekuly vody procházejí membránou (propustnou pro vodu) z méně koncentrovaného roztoku do koncentrovanějšího, dokud se koncentrace roztoků na obou stranách membrány nevyrovnají. Princip reverzní osmózy je opakem přímé osmózy: na straně koncentrovaného roztoku se vytváří přetlak a čistá voda prochází membránou do méně koncentrovaného roztoku. Pro implementaci technologie reverzní osmózy v systémech určených pro odsolování vody se používají speciální zařízení – membránové prvky. Nejrozšířenější jsou rolované membránové prvky, u kterých jsou membránové listy spirálovitě navinuté kolem trubice pro odtok filtrátu. Membránové prvky této konstrukce se používají v kazetách s membránovým prvkem ROC. Pro zajištění účinného odsolování se koncentrovaný roztok (koncentrát) kontinuálně odstraňuje z povrchu membrány a nahrazuje se napájecí vodou. Čistá voda (permeát) se odvádí centrální trubicí a v případě potřeby se posílá k dalšímu čištění.

Vícevrstvá membrána v řezu

Iontová výměna je proces nahrazování iontů rozpuštěných látek z roztoku ionty ze speciální matrice (pryskyřice). Iontoměničové pryskyřice mohou být kationtoměničové nebo aniontoměničové. Iontová výměna jako metoda čištění se používá jak v raných fázích čištění vody, tak i pro konečné odsolování. K tomu se používají pryskyřice různých tříd a stupňů čištění.
Systémy předčištění používají k odstranění solí tvrdosti (změkčování) k odstranění solí tvrdosti vody (změkčování). Změkčovací filtry používají pryskyřice s ionty sodíku. Když voda prochází těmito filtry, ionty vápníku a hořčíku z roztoku se vážou na pryskyřici a nahrazují ionty sodíku. Poté, co jsou všechny ionty sodíku nahrazeny pryskyřicí, se zdroje filtru považují za vyčerpané; filtr již nemůže vodu změkčit. Takové filtry lze regenerovat pomocí koncentrovaného roztoku kuchyňské soli, který projde filtrem. Tento proces je opačný než proces popsaný výše. Tato technologie se používá v systémech změkčování vody Aquaton SFS MINI.
V pozdějších fázích čištění se používají směsi specializovaných kationtoměničových a aniontoměničových pryskyřic, na jejichž povrchu se nacházejí ionty H+ a OH⁻. Když roztok prochází takovým filtrem, kationty a anionty solí se vážou na pryskyřici a uvolňují ionty H+ a OH⁻, které se následně neutralizují za vzniku vody. Pomocí směsných iontoměničových pryskyřic je možné získat hluboce odsolenou vodu se specifickým elektrickým odporem 18,2 MOhm (při 25 °C). Tato technologie se používá v kazetách MBC, MBC-MR, MBC-UPW.

Duté vlákno v řezu

Ultrafiltrace je nejúčinnější metoda čištění vody od mechanických částic o velikosti 0,01–0,1 mikronu, koloidů, mikrobů, virů a velkých organických molekul. Ultrafiltrace, stejně jako mikrofiltrace, je membránový separační proces prováděný filtrací kapaliny přes porézní membránu vyrobenou z polymerního materiálu. Nejpoužívanější ultrafiltrační prvky jsou ty, které se skládají z několika jednokanálových nebo vícekanálových dutých vláken. Každé vlákno je válcovité a skládá se z nosné vrstvy a selektivní filtrační vrstvy. Ultrafiltrační membránové prvky se používají v medicíně a farmacii díky své schopnosti zadržovat pyrogeny, což jsou obvykle částice buněčných stěn mikroorganismů. Právě pro tyto účely se tato technologie používá v instalacích Aqualab AL UF..

Ultrafialové ošetření je metoda prevence mikrobiologické kontaminace. Proud vody prochází specializovanými ultrafialovými lampami, jejichž maximální intenzita spadá do rozsahu vlnových délek 250-260 nm. Když UV záření se specifikovanou vlnovou délkou dopadne na řetězec DNA (nebo RNA) mikroorganismu, způsobí mutaci thyminových bází, což znemožní reprodukci a syntézu životně důležitých proteinů. Zvýšené dávky (intenzity) záření mohou také způsobit destrukci buněčné stěny. V obou případech mikroorganismus hyne, ale zbytky buněčné stěny, proteiny a pyrogeny se dostávají do roztoku.
K ničení organických sloučenin a mikroorganismů lze použít tvrdé UV záření s vlnovou délkou 180-190 nm a vysokou dávkou. Během procesu ozařování vody UV zářením se stanovenými parametry vzniká atomární kyslík, který oxiduje organické sloučeniny.
Moduly ultrafialového záření se používají v instalacích jako Aqualab AL Plus, Aqualab S18 (Supreme).

Odplyňování je proces odstraňování rozpuštěných plynů z vody. Nejjednodušší metodou odplyňování je zahřívání. S rostoucí teplotou se rozpustnost plynů ve vodě snižuje, ale po ochlazení, pokud se parciální tlaky nezměnily, dochází k opětovnému rozpouštění.
Moderní metody odplyňování zahrnují použití dutých vláknitých membrán a vakuových pump nebo nosných plynů (metoda blow-off). Vakuové pumpy vytvářejí vakuum na vnější straně dutého vlákna a rozpuštěné plyny jsou podle Henryho zákona parciálních tlaků odstraňovány z vody. Použití nosných plynů má podobný princip: rozpuštěné plyny jiné než nosný plyn jsou z roztoku odstraňovány, ale roztok je nasycen nosičem. Použití té či oné metody je určeno daným úkolem. Například pokud hovoříme o úplném odplyňování, je nutné použít vakuové pumpy, pro selektivní odplyňování – blow-off.

V průmyslu i každodenním životě se dnes používají různá činidla k čištění vody, obnovení její průhlednosti, odstranění škodlivých kontaminantů, více informací na https://www.splast.ru/ochistka-i-promyvka/reagenty-dlya-vodopodgotovki/. Jsou potřebná ke zlepšení kvality vody a zachování jejích vlastností. Činidla pro čištění vody se používají ve strojírenství a hutnictví, těžbě a dobývání, chemické a petrochemické výrobě a komunálním hospodářství. Tyto chemicky aktivní látky jsou technologicky vyspělé, cenově dostupné a naprosto bezpečné pro životní prostředí: neškodí ani lidem, ani životnímu prostředí.

Chemikálie používané v různých procesech čištění vody

Voda je základem veškerého života na Zemi. Člověk může žít bez jídla několik týdnů, ale bez vody nemůže přežít déle než několik dní. Přestože na Zemi existují obrovské přírodní rezervoáry, mnoho z nich obsahuje mikroorganismy (patogeny), vysoký obsah minerálů a znečištění.

V důsledku toho zemře každoročně odhadem 3,4 milionu lidí kvůli nedostatečnému přístupu k čisté pitné vodě. Kromě toho mohou průmyslové vody a odpady způsobit škody na životním prostředí. Chemický průmysl a společnosti specializující se na čištění vody nabízejí řešení těchto závažných problémů pomocí řady inovativních chemikálií pro úpravu vody, jako jsou algicidy, chlor, oxid chloričitý, kyselina chlorovodíková, soda nebo hydrogenuhličitan sodný, a také koagulanty, flokulanty, čističe a čističe filtrů.

Procesy čištění vody

Chemikálie používané při každé úpravě vody závisí na použitém procesu. Úprava kotlové a chladicí vody pomáhá předcházet degradaci zařízení a omezuje množství potřebné čerstvé vody, čímž šetří vodu. Čištění vody a čištění odpadních vod účinně odstraňují kontaminanty a znovu je zavádějí nebo vracejí do koloběhu vody. Pomocí kombinace fyzikálních a chemických prostředků každý z těchto procesů odstraňuje suspendované látky, viry, houby, bakterie, řasy a škodlivé minerály z vodních zdrojů, čímž je činí bezpečnými pro lidské použití, zařízení a životní prostředí. Profesionální společnosti nabízejí chemikálie a řešení pro různé procesy úpravy vody.

Chemikálie a roztoky pro úpravu kotlové vody

Úprava kotlové vody je proces hospodaření s vodou používanou pro výměnu tepla horkou vodou a výrobu páry v průmyslových a komerčních parních a teplovodních topných systémech. Aby kotle zůstaly v dobrém stavu, musí být voda ošetřena odbourávači kyslíku, alkalickými látkami a inhibitory usazování vodního kamene.

Lapače kyslíku, jako jsou siřičitany, chrání kotel před destruktivními chemickými reakcemi a snižují korozi pasivací různých kovových povrchů, čímž zabraňují rezivění a dalším problémům. Aby se zabránilo další korozi, je nutné udržovat vysokou hladinu pH pomocí činidel zvyšujících zásaditost, obvykle hydroxidů, aby se minimalizovalo množství kyselého působení, které způsobuje ztenčování nebo lokalizovanou korozi a usazování oxidu křemičitého. Kromě alkalizačních činidel se často používají protivápníkové prostředky nebo změkčovače vody, jako je fosforečnan sodný nebo uhličitan sodný, aby se zabránilo usazování solí tvrdosti vody v kotlové vodě. Vodní kámen může způsobit, že kotel pracuje méně efektivně a nakonec se na potrubí a jiných površích vytvoří dostatek usazenin, které mohou způsobit prasknutí nebo přehřátí. Profesionální firmy nabízejí chemikálie používané v roztokech pro úpravu kotlové vody.

Typy průmyslových vodních filtrů

Existuje několik různých typů vodních filtrů, filtračních metod a systémů, včetně:

• Reverzní osmóza odstraňuje kontaminanty průchodem vody z kohoutku přes polopropustnou membránu, čímž se redukuje olovo, rtuť, chrom-6, chloramin atd.
• Aktivovaný oxid hlinitý — je filtrační materiál určený k odstraňování fluoridů a arsenu, který se široce používá v městských systémech úpravy vody.
• Keramické filtry se používají v kombinaci s jinými filtry, jako jsou sedimentární nebo vodní kámenové filtry, a vsakují se do vody, čímž blokují bakterie, patogeny a další kontaminanty.
• Filtry s aktivním uhlím jsou vysoce porézní, takže účinně odstraňují z vody velké částice, jako jsou sedimenty nebo bahno, a také nepříjemné pachy a chutě způsobené chlorem a dalšími kontaminanty.
• Alkalické/vodní ionizátory pracují procesem elektrolýzy ke zvýšení pH vody, což zvyšuje alkalickou hladinu vody a zabraňuje škodlivému oxidačnímu procesu.
• UV filtry jsou rychlý a bezpečný způsob dezinfekce vody, kdy se pomocí ultrafialových lamp ničí DNA a hubí škodlivé mikroorganismy.

Destilace vody je proces čištění, který využívá teplo k odpařování vody a oddělování kontaminantů, čímž odstraňuje bakterie, viry, chemikálie, těžké kovy, toxiny, cysty a znečišťující látky. Mnoho z těchto metod a systémů lze kombinovat s jinými metodami pro zvýšení jejich účinnosti.

Chemikálie a roztoky pro úpravu chladicí vody

Úprava chladicí vody je proces čištění vody v průmyslových chladicích věžích. Chemikálie používané v tomto procesu jsou inhibitory koroze a usazenin, algicidy, biocidy a regulátory pH pro údržbu chladicích věží. Chemikálie, jako jsou soli mědi, inhibují růst řas a dalších biologických organismů. Pro údržbu zařízení se přidávají biokarbonáty pro odstranění kyselosti a fosfáty pro snížení usazenin. Existují ti, kteří dodávají chemikálie používané v roztocích pro úpravu chladicí vody.

Chemikálie a roztoky pro úpravu vody

K úpravě vody se primárně používají chemické dezinfekční prostředky – chlor, chloraminy nebo méně často oxid chloričitý. Některé obce používají kombinaci chloru a chloraminů, přičemž mezi nimi přecházejí v závislosti na proměnných, jako jsou roční období. Chlor je nejběžnějším chemickým dezinfekčním prostředkem pro vodní zdroje, včetně pitné vody, bazénů, městských odpadních vod a průmyslových čističek vody. Ačkoli chlor může být pro člověka toxický, protože může dráždit oči, nos a dýchací cesty, a v letálních dávkách představuje akutní zdravotní riziko, koncentrace chloru v pitné vodě je tak nízká, že nepředstavuje prakticky žádnou hrozbu. Chlor, který byl nejprve používán jako dezinfekční prostředek, zůstává nejoblíbenějším dezinfekčním a čisticím prostředkem na světě díky své účinnosti při neutralizaci bakterií a virů z povrchů a vodních zdrojů. Společnosti nabízejí chemikálie používané v roztocích na úpravu vody.

Chemikálie a roztoky pro čištění odpadních vod

Odpadní voda (nazývaná také „průmyslová odpadní voda“ nebo „splašková voda“) je odpad jiný než kuchyňská, toaletní, povrchová nebo domovní odpadní voda. Odpadní voda, produkovaná průmyslovými nebo komerčními zařízeními, obvykle odtéká přímo ze zařízení do primární kanalizační sítě. Nemůže odtékat do řeky, nádrže, potoka nebo jezera, pokud nebyla předčištěna a vyčištěna. Mezi kontaminanty obsažené v odpadní vodě patří tuky, oleje, maziva, chemikálie, detergenty, těžké kovy, pevné částice a zbytky jídla. Kromě primárního čištění (suspendace pevných částic v odpadní vodě) musí být odpadní voda čištěna, aby se odstranily kontaminanty.