Uzdatnianie wody jest istotną częścią wielu procesów przemysłowych i technicznych. Obejmuje ono wszystkie środki, które zmieniają właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne wody surowej, aby uczynić ją użyteczną do odpowiednich celów. W praktyce uzdatnianie wody ma na celu usunięcie zanieczyszczeń, optymalizację jakości wody i spełnienie wymogów prawnych dotyczących wody do różnych zastosowań.
Spis treści
Znaczenie uzdatniania wody
Uzdatnianie wody jest wykorzystywane nie tylko do produkcji wody pitnej, ale także odgrywa kluczową rolę w procesach przemysłowych, a w szczególności w oczyszczaniu ścieków. Nieoczyszczona woda może powodować korozję systemu, zanieczyszczenie, osady lub biofouling i znacząco pogarszać wydajność procesów technicznych. Ponadto ponowne wykorzystanie wody w cyklach jest kluczem do oszczędzania zasobów.
Obszary zastosowania:
- Przemysł: Woda procesowa dla przemysłu chemicznego, spożywczego, metalurgicznego i elektronicznego.
- Elektrownie: Woda zasilająca kotły parowe i systemy wody chłodzącej.
- Recykling wody: Recykling wody w zakładach przemysłowych w celu oszczędzania zasobów.
- Oczyszczanie ścieków: Oczyszczanie wstępne i oczyszczanie ścieków w celu zapewnienia zgodności z limitami zrzutu.
Etapy procesu uzdatniania wody
Uzdatnianie wody odbywa się w kilku skoordynowanych etapach, które są indywidualnie łączone w zależności od jakości wody surowej i zamierzonego zastosowania.
1. obróbka wstępna
Oczyszczanie wstępne jest stosowane w celu usunięcia gruboziarnistych zanieczyszczeń z wody surowej i ochrony dalszych etapów przed przeciążeniem lub uszkodzeniem.
Sita i sita:
Urządzenia mechaniczne, które zatrzymują gruboziarniste ciała stałe, takie jak gałęzie, części plastikowe lub większe cząstki. Elementy te są szczególnie ważne w oczyszczaniu wód powierzchniowych lub ścieków przemysłowych z gruboziarnistymi zanieczyszczeniami.
Aspekt techniczny: Rozmiary oczek wahają się od 1 mm (sita drobne) do 100 mm (sita grube) w zależności od wymagań.Separator piasku:
Grawitacyjnie oddziela cięższe, podatne na sedymentację cząstki, takie jak piasek, muł i osady mineralne. Zmniejsza to zużycie pomp i rurociągów.
Typowe konstrukcje: Poziome separatory piasku lub okrągłe separatory piasku z dopływem powietrza w celu poprawy separacji.Separator oleju:
Usuwa wolny, pływający olej i smar z wody. Separatory te wykorzystują różnice gęstości między olejem a wodą i mogą być opcjonalnie uzupełnione o filtry koalescencyjne w celu zwiększenia wydajności.
2. główne etapy leczenia
Główne etapy uzdatniania stanowią rdzeń stacji uzdatniania wody. Procesy fizyczne, chemiczne i biologiczne są tu wykorzystywane do usuwania zanieczyszczeń rozpuszczonych, koloidalnych i organicznych.
Procesy fizyczne
Filtracja:
Systemy filtracji, takie jak filtry wielowarstwowe lub filtry tarczowe, usuwają cząstki i zawiesiny.
Aspekty techniczne:- Materiały filtracyjne, takie jak piasek kwarcowy, węgiel aktywny lub antracyt.
- Funkcja płukania wstecznego do czyszczenia filtrów.
Zdjęcie: Nasze filtry wielowarstwowe ALMA FIL z wymiennikami jonów ALMA ION.
- Ultrafiltracja (UF):
Usuwa cząsteczki, wirusy i bakterie przez membrany o wielkości porów 0,01-0,1 mikrometra. - Nanofiltracja (NF):
Redukuje substancje tworzące twardość, takie jak wapń i magnez. - Odwrócona osmoza (RO):
Wysokociśnieniowy proces usuwania soli, substancji organicznych i mikrozanieczyszczeń. Idealny do produkcji czystej lub ultraczystej wody.
- Ultrafiltracja (UF):
Sedymentacja:
W zbiornikach sedymentacyjnych lub osadnikach lamelowych ciężkie cząstki opadają na dno pod wpływem grawitacji, gdzie mogą zostać zebrane i usunięte. Sedymentacja jest często stosowana jako wstęp do procesów chemicznych lub biologicznych.
Zdjęcie: Nasz system odwróconej osmozy ALMA OSMO do wewnętrznego recyklingu wody
Procesy chemiczne
Strącanie i flokulacja:
Odczynniki chemiczne, takie jak sole żelaza lub glinu, są stosowane w systemach CP do przekształcania rozpuszczonych zanieczyszczeń w cząstki stałe. Flokulanty (polimery ) sprzyjają tworzeniu się stabilnych kłaczków.- Ozon, chlor lub nadtlenek wodoru utleniają zanieczyszczenia organiczne i mikrozanieczyszczenia.
- Zaawansowane procesy utleniania (AOP): Wysoce reaktywne rodniki hydroksylowe rozkładają nawet substancje, które są trudne do rozłożenia.
Wymiana jonowa:
Żywice jonowymienne wiążą rozpuszczone jony (np. metale ciężkie, substancje tworzące twardość) i wymieniają je na nieszkodliwe jony, takie jak sód lub wodór.
Zdjęcie: Przykład systemu CP do usuwania metali ciężkich, AOX i węglowodorów(ALMA CHEM MCW)
Procesy biologiczne
Proces osadu czynnego:
Mikroorganizmy rozkładają ładunki organiczne tlenowo. Proces ten jest szczególnie skuteczny w zmniejszaniu ChZT (chemicznego zapotrzebowania na tlen) i BZT (biochemicznego zapotrzebowania na tlen).Biofiltracja:
Substancje organiczne są biodegradowane w bioaktywnych filtrach z mikrobiologicznie skolonizowanymi mediami. Stosowane w oczyszczaniu wstępnym przed procesami membranowymi lub w uzdatnianiu wody procesowej.Reaktory beztlenowe:
Bez tlenu mikroorganizmy przekształcają substancje organiczne w biogaz (metan i CO₂). Procesy te są idealne dla wysoko stężonych ścieków przemysłowych.
Zdjęcie: Nasza biogazownia ALMA BHU GMR do wytwarzania energii ze ścieków
3. leczenie uzupełniające
Oczyszczanie końcowe zapewnia osiągnięcie pożądanych celów w zakresie jakości wody. Jest to szczególnie ważne w przypadku wrażliwych zastosowań, takich jak woda chłodząca, woda kotłowa lub w przypadku zgodności z prawnymi limitami zrzutu.
Dezynfekcja UV:
Światło ultrafioletowe niszczy DNA bakterii, wirusów i pasożytów oraz zapobiega ich rozmnażaniu. Dezynfekcja UV jest szybka i nie zawiera środków chemicznych.Polerowanie:
- Filtracja drobnego materiału przy użyciu węgla aktywnego lub membran usuwa ostatnie pozostałości organiczne i zawieszone ciała stałe.
- Cel: Osiągnięcie jakości wody czystej lub wolnej od substancji resztkowych dla określonych zastosowań.
Regulacja pH:
Kwasy lub zasady są dozowane do systemów neutralizacji w celu dostosowania wartości pH do wymagań dalszych procesów lub wartości granicznych zrzutu.
Zdjęcie: Filtr z węglem aktywnym zainstalowany w zbiornikach GRP(ALMA Fil AK)
Kluczowe procesy technologiczne: Instalacje CP, biofiltracja i instalacje membranowe
Wybór odpowiednich kluczowych technologii uzdatniania wody ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia skutecznego uzdatniania i ponownego wykorzystania wody. Instalacje chemiczno-fizyczne(instalacje CP), biofiltracja i instalacje membranowe (zwłaszcza odwrócona osmoza) to trzy główne technologie, z których każda odpowiada na określone wyzwania, a w połączeniu osiąga optymalne wyniki w zakresie uzdatniania wody przemysłowej i recyklingu wody.
1. zakłady chemiczno-fizyczne (zakłady CP)
Dlaczego systemy CP są kluczową technologią:
Systemy CP są niezbędne do wstępnego oczyszczania ścieków zawierających metale ciężkie, które są wytwarzane w wielu procesach przemysłowych, np. w obróbce metali, galwanizacji lub obróbce powierzchni. Oczyszczają one ścieki w taki sposób, że mogą być one skutecznie poddane recyklingowi w dalszych systemach odwróconej osmozy.
Technologia i funkcjonalność:
- Neutralizacja: Wartość pH jest dostosowywana do optymalnego zakresu poprzez dodanie kwasów lub zasad, aby umożliwić wytrącanie metali ciężkich.
- Strącanie: Rozpuszczone metale ciężkie (np. nikiel, cynk, chrom) są przekształcane w nierozpuszczalne wodorotlenki poprzez dodanie środków strącających (np. mleko wapienne, chlorek żelaza).
- Flokulacja: Flokulanty promują tworzenie stabilnych cząstek, które są łatwiejsze do oddzielenia.
- Sedymentacja: Cząstki stałe opadają na dno zbiornika sedymentacyjnego, gdzie są zbierane i usuwane.
Obszary zastosowania:
- Obróbka wstępna dla systemów odwróconej osmozy: Metale ciężkie i inne krytyczne substancje muszą zostać usunięte przed filtracją membranową, aby zapobiec zanieczyszczeniu i osadzaniu się kamienia na membranach.
- Zastosowania przemysłowe: Oczyszczanie ścieków w celu zapewnienia zgodności z limitami prawnymi przed odprowadzeniem do publicznego systemu kanalizacyjnego.
Zalety:
- Wysoka skuteczność w usuwaniu metali ciężkich.
- Ochrona dalszych systemów membranowych przed uszkodzeniem i zanieczyszczeniem.
- Zgodność z prawnymi limitami zrzutu metali ciężkich.
Zdjęcie: Nasz system CP ALMA CHEM MCW z odwadnianiem osadu przez komorową prasę filtracyjną
2. biofiltracja
Dlaczego biofiltracja jest kluczową technologią:
Systemy biofiltracji są idealne do oczyszczania ścieków zanieczyszczonych organicznie, na przykład z przemysłu spożywczego, chemicznego lub papierniczego. Zmniejszają obciążenie organiczne i zapobiegają biofoulingowi w dalszych systemach odwróconej osmozy.
Technologia i funkcjonalność:
- Degradacja mikrobiologiczna: Mikroorganizmy kolonizują bioaktywne media filtracyjne (np. piasek, granulat z tworzywa sztucznego, węgiel aktywny) i rozkładają związki organiczne, takie jak węglowodory, tłuszcze i białka.
- Napowietrzanie: Tlen jest wprowadzany do filtrów w celu promowania aktywności mikroorganizmów tlenowych.
- Filtracja cząstek stałych: Oprócz aktywności biologicznej, biofiltracja usuwa również mechanicznie zawieszone ciała stałe i cząstki stałe.
Obszary zastosowania:
- Obróbka wstępna dla systemów odwróconej osmozy: Redukcja ładunków organicznych w celu zminimalizowania zanieczyszczenia i zatykania membran.
- Zastosowania przemysłowe: Oczyszczanie wody procesowej w przemyśle spożywczym i napojów oraz do ścieków zanieczyszczonych organicznie w przemyśle chemicznym.
Zalety:
- Zrównoważone, wolne od chemikaliów usuwanie związków organicznych.
- Wydłużona żywotność i zwiększona wydajność dalszej filtracji membranowej.
- Elastyczność w dostosowywaniu się do różnych składów ścieków.
Zdjęcie: Nasz system biofiltracji ALMA BioFil Compact do oczyszczania ścieków przed systemami odwróconej osmozy.
3. systemy membranowe (odwrócona osmoza)
Dlaczego odwrócona osmoza jest kluczową technologią:
Odwrócona osmoza (RO) jest podstawą recyklingu wody. Usuwa prawie wszystkie rozpuszczone sole, zanieczyszczenia organiczne, substancje śladowe, PFAS (perfluorowane i polifluorowane substancje alkilowe) oraz inne mikrozanieczyszczenia i umożliwia ponowne wykorzystanie wody w procesach przemysłowych.
Technologia i funkcjonalność:
- Proces wysokociśnieniowy: Woda jest tłoczona przez półprzepuszczalne membrany pod wysokim ciśnieniem (10-70 barów).
- Zatrzymywanie zanieczyszczeń: Rozpuszczone substancje, takie jak sole, metale ciężkie, cząsteczki organiczne i mikrozanieczyszczenia pozostają po stronie koncentratu, podczas gdy oczyszczona woda (permeat) przechodzi przez membranę.
- Modułowa konstrukcja: Systemy mogą być skalowane zgodnie z wymaganiami i łączone z etapami obróbki wstępnej i końcowej.
Obszary zastosowania:
- Recykling wody: odzyskiwanie wody procesowej, na przykład w przemyśle elektronicznym, chemicznym i spożywczym.
- Usuwanie substancji śladowych: Redukcja PFAS, pozostałości leków i pestycydów w ściekach przemysłowych.
- Produkcja wody czystej i ultraczystej: Zaopatrzenie systemów chłodzenia i kotłów w wodę demineralizowaną.
Zalety:
- Usuwa do 99% rozpuszczonych substancji i zanieczyszczeń.
- Umożliwia ponowne wykorzystanie ścieków i zmniejsza zapotrzebowanie na świeżą wodę.
- Elastyczność i wysoka skalowalność dla szerokiego zakresu wymagań.
Zdjęcie: Nasz system odwróconej osmozy ALMA OSMO do usuwania PFAS, zainstalowany w kontenerze pomieszczenia technicznego ALMA MODUL.
Wymagania dotyczące stacji uzdatniania wody
Standardy jakości:
- Jakość wody pitnej: Wymaga całkowitego usunięcia zarazków, substancji organicznych i potencjalnych zanieczyszczeń.
- Woda procesowa: W zależności od zastosowania wymagana jest niska zawartość soli, brak twardości lub stabilność chemiczna.
- Ścieki: Zgodność z prawnymi limitami zrzutów określonymi w Ramowej Dyrektywie Wodnej lub lokalnych przepisach.
Elastyczność i skalowalność:
- Modułowa konstrukcja umożliwiająca dostosowanie do zmieniającej się jakości wody surowej i wymagań produkcyjnych.
- Integracja systemów monitorowania parametrów takich jak wartość pH, przewodność, TOC i ChZT.
Wyzwania i przyszłość uzdatniania wody
Rosnące wymagania dotyczące norm środowiskowych, ochrony zasobów i wydajności napędzają rozwój nowoczesnych technologii uzdatniania wody. Firmy stoją przed wyzwaniem jednoczesnej poprawy bilansu wodnego i spełnienia wymogów prawnych.
- Zrównoważony rozwój: Integracja recyklingu wody i procesów oszczędzania zasobów staje się normą.
- Rozwój technologiczny: Zaawansowane procesy utleniania (AOP), inteligentne systemy monitorowania i systemy modułowe umożliwiają bardziej elastyczne i wydajne uzdatnianie wody.
- Wymogi regulacyjne: Zgodność z surowymi przepisami, szczególnie w odniesieniu do mikrozanieczyszczeń, takich jak PFAS, staje się coraz bardziej istotna.
Wnioski
Uzdatnianie wody jest niezbędne dla zrównoważonej i wydajnej produkcji przemysłowej. Zapewnia ochronę instalacji, zgodność z przepisami prawa i minimalizację śladu ekologicznego. Niezależnie od tego, czy chodzi o wodę procesową, wodę chłodzącą, wodę kotłową czy recykling wody - wybór odpowiednich technologii, dostosowanych do konkretnych wymagań, ma kluczowe znaczenie dla sukcesu nowoczesnych zakładów przemysłowych. Ciągły rozwój technologii i ich integracja z istniejącymi procesami zabezpiecza przyszłość uzdatniania wody i umożliwia odpowiedzialne wykorzystanie zasobów.
Aby uzyskać więcej informacji na temat naszych produktów, prosimy skontaktować się z nami w dowolnym momencie!
