сорбционный фильтр для очистки воды что это
Что представляет собой сорбционный фильтр для очистки воды?
Высокая антропогенная нагрузка на окружающую среду влечёт за собой ухудшение качества воды.
Большие концентрации химических примесей и органических веществ в стоках, а нередко и в питьевой воде, требуют не только использования грубой механической очистки, но и специальных глубоко фильтрующих устройств.
Сорбционные фильтры способны извлекать из гетерогенных смесей как вещества, опасные для окружающей среды, так и полезные примеси.
Общая информация о способе и очистителе
Сорбционная очистка – это один из способов глубокой очистки вод, основанный на способности фильтрующего элемента задерживать примеси, находящиеся в жидкости. Такой метод используется, когда существуют высокие требования к составу воды.
Сорбционный фильтр – это один из дополнительных элементов очистных сооружений, предназначенный для более эффективной работы системы.
Как правило, он работает совместно с:
Основным очищающим элементом устройства служит сорбент (впитывающее вещество).
Наиболее распространены 2 вида фильтрующих аппаратов:
Фильтрующий аппарат не может быть установлен в качестве первичной очищающей единицы. Глубокая очистка с наименьшим остатком загрязняющих веществ возможна только при попадании в систему частично осветлённых стоков. Она может применяться только в том случае, если концентрация загрязнителя в жидкости не превышает 5-1000 мл/л.
В случае, если сорбционный блок используется на окончательном этапе очистки (доочистке), количество загрязняющего вещества не должно быть выше 100 мл/л.
В комплексе с другими блоками, сорбционный аппарат используются для осветления ливневых и промышленных стоков. Здесь он улавливает нефтепродукты, а также частички загрязняющих веществ, находящиеся в стоках во взвешенном состоянии. Уменьшает показатели химического (ХПК) и биологического потребления кислорода (БПК).
Через блок с фильтратом, в зависимости от мощности системы, в секунду может проходить от 1 до 100 л жидкости. Такие устройства удаляют из стоков до 90% (до 0,005 мг/л) продуктов нефтепереработки и до 70-90% (до 3 мг/л) взвешенных частиц. Воды, очищенные таким образом могут быть сброшены в водоёмы, грунт или использованы повторно.
Устройство и принцип работы
Принцип работы сорбционного фильтра базируется на способности некоторых материалов поглощать поверхностью своего тела вещества из окружающей среды.
Фильтрующий аппарат, как правило, представляет собой резервуар из стеклопластика и стали в виде горизонтального или вертикального цилиндра с подводящей трубой для предварительно очищенной жидкости и отводящей – для вывода чистой воды из установки.
А также кассеты с фильтрующим элементом. Он может быть укомплектован датчиками, сетью распределительных устройств, вентиляционной трубой.
Если аппарат установлен в комплексе с отстойниками, система работает следующим образом:
Назначение и область применения
Сорбционные фильтры могут быть установлены в жилых, обслуживающих, промышленных объектах, общественных учреждениях и т.д.
Чаще всего они встречаются в:
Методом адсорбции из жидкости удаляются: 
Применение данного метода очистки оправдано только в случае, если загрязнитель хорошо поглощается при использовании минимального количества сорбента.
Классификация установок
По типу конструкции фильтрующие аппараты могут быть в виде колон или ёмкостей.
Сорбционные колонны широко применяются для извлечения полезных продуктов из жидкостей. К примеру, при добыче золота. Также существуют виды, предназначенные для очистки сточных вод.
Ёмкостные устройства могут быть горизонтальными или вертикальными.
По типу прохождения процесса очистки сорбционные установки делятся на:
Для восстановления сорбента установке по таймеру или пропускной способности необходимо промыть фильтрующий материал.
В этот момент данный блок перестаёт очищать жидкость. Здесь все процессы происходят внутри одного сооружения. Такие устройства называют периодическими.
Если сбои в работе недопустимы (вода необходима круглосуточно), монтируются системы с несколькими фильтрами, которые регенерируются в разное время. То есть сорбционная установка работает по непрерывному типу.
По состоянию слоёв сорбента аппараты делятся на:
Устройства с псевдоожиненным слоем используются для осветления трудноочищаемых стоков. Через движущийся слой сорбента вода течёт со скоростью 7-10 м/ч и фильтрующее вещество в системе находится во взвешенном состоянии.
В зависимости от направления отфильтрованного и регенерирующего раствора фильтры могут быть:
Прямоточные аппараты технически устроены просто. Концентрация загрязнителей в очищаемой жидкости наиболее высокая. Противоточные — имеют более сложную конструкцию и отличаются большей эффективностью и экономичностью.
Виды сорбентов
Сегодня существует огромное количество видов сорбентов и их марок. Фильтраты выбираются по составу примесей в очищаемой жидкости, а также исходя из пожеланий заказчика.
Наиболее известные виды сорбентов:
Активированный уголь (кокосовый, древесный, каменный) считается одним из наиболее распространённых и эффективных сорбентов.
Он удаляет из жидкости примеси, придающие ей неприятный вкус, запах и цвет. Снижает уровень органических загрязнителей на 90-99%.
Монтаж и обслуживание
Место для расположения очистного сооружения выбирают вместе со специалистами исходя из:
Сорбционный блок, как правило, устанавливается под землю. В случае очистки стоков, он располагается за объектами грубой очистки (песко-, жироуловителем).
Монтаж производится в соответствии с техническим паспортом оборудования специально обученной бригадой.
Аппарат устанавливается следующим образом:
Для контроля работы блока раз в 6 месяцев, воду прошедшую очистку, рекомендуют сдавать в лабораторию.
Фильтрующий элемент в зависимости от типа может служить в течение 3-7 лет. Периодически проводят его промывку. По истечении срока, указанного в техническом паспорте, сорбент заменяют, предварительно удалив из резервуара все стоки. В это же время производят очистку корпуса.
В целях безопасности, все мероприятия проводятся в индивидуальных средствах защиты. Для проветривания люки фильтра открывают за 10-15 минут до начала работ. Внутрь блока спускаются только при наличии страховки.
Где купить?
Сорбционные фильтры можно приобрести в оффлайн магазинах, специализирующихся на продаже оборудования для очистки воды, а также в интернет-магазинах, например, здесь и здесь.
Цена на сорбционные фильтры варьирует от 20 до 500 тыс. рублей.
Стоимость зависит от:
Заключение
Сорбционные фильтры – устройства, предназначенные для глубокой очистки жидкостей от посторонних включений. Они используются только в комплексе с другими очищающими системами.
Их эффективность зависит от типа фильтрующей загрузки, а также своевременного обслуживания – промывки сорбента. Наиболее распространенным фильтратом является активированный уголь.
Сорбционные фильтры для очистки воды – виды и принцип работы
Сорбционные фильтры — достаточно востребованные изделия для удаления разнообразных механических и хлорорганических примесей путём поглощения загрязнителя внутренней поверхностью зерна загрузки.
О выборе и установке сорбционных фильтров пойдет речь в этой статье.
Что такое адсорбция
Термином «адсорбция» именуется процесс поглощения загрязнения жидкости поверхностным слоем твёрдого тела. Он основан на диффузии молекул загрязняющих веществ через специальную жидкостную плёнку, которая окружает частицы адсорбента, к поверхности последнего, которая происходит при перемешивании очищаемой жидкости.
Затем диффузия продолжается со скоростью, определяемой строением применяемого адсорбента и величинами молекул собираемых веществ.
Данный процесс наиболее эффективен в тех случаях, когда жидкость имеет низкую концентрацию загрязняющих веществ (на стадии глубокой очистки). В таких случаях эффективность процесса позволяет получить на выходе практически нулевую концентрацию загрязняющих веществ.
Эффективность и скорость адсорбции прямо зависит от:
На сегодняшний день лучшими сорбентами, предназначенными для очистки воды, считаются активированные угли разных марок. Эффективность последних определяется наличием микропор. Суммарный их объём является основной характеристикой и указывается для каждой марки.
Добавление озона или хлора (окислителя) до того, как вода поступит на фильтр, увеличивает срок эксплуатации активированного угля до замены, улучшает качество воды на выходе и очищает её от имевшихся соединений азота.
Совместное выполнение озонирования и сорбции позволяет добиться синергетического эффекта, что почти в 3 раза повышает возможности активированного угля.
Если сорбция происходит после предварительно выполненного хлорирования, то из очищаемой жидкости удаляется аммонийный азот.
Если в качестве сорбентов применяются содержащие Mg и Са минералы природного происхождения, либо оксиды алюминия, из воды весьма эффективно удаляются соединения фосфора.
Назначение и область применения
Сорбционные фильтры различных марок используются для осуществления глубокой очистки воды в системах замкнутого водоснабжения, а также для очистки от органических загрязнителей (включая биологически жёсткие) сточных вод.
Очистка с использованием процесса сорбции считается одним из самых эффективных методов проведения тонкой очистки этих вод от загрязнений органического происхождения.
Наиболее эффективна технология при выполнении очистки стоков от красителей, гидрофобных и ароматических соединений группы алифатических, слабых электролитов и т.п.
Метод сорбции не используется для очистки стоков, загрязнённых исключительно веществами неорганического происхождения, либо органическими низкомолекулярными (альдегиды, спирты).
Классификация установок сорбционной очистки
По гидродинамическому режиму:
По состоянию слоёв сорбента:
По направлению фильтрации:
По контакту взаимодействующих фаз:
По конструкции фильтра:
Конструкция сорбционного фильтра
Сорбционный фильтр состоит из:
Линейная скорость выполнения фильтрации зависит во многом от степени загрязнения воды, подаваемой на очистку. Её значение может составлять от 1 до 10 м3/час. Размеры зерна сорбента колеблются от 1 до 5 мм.
Наиболее оптимальным вариантом очистки считается фильтрация, в процессе проведения которой жидкость подаётся снизу вверх. При этом равномерно заполняется вся площадь сечения фильтра, а поступившие с водой пузырьки воздуха вытесняются достаточно легко.
Фильтры, имеющие неподвижный слой сорбентов, применяются для регенеративной очистки стоков с одновременным решением задач утилизации имеющихся в них ценных компонентов. Десорбция выполняется с использованием химических растворителей либо водяного пара.
Принцип работы
Вода, пройдя описанный выше предфильтр, поступает по подводящей трубе в сорбционный блок. Отсюда, через распределительно-разгрузочную трубу, вода перемещается в нижнюю распределительную зону.
Здесь она равномерно распределяется по всей площади заложенного сорбента, марка и объёмы которого зависят от начальной и конечной концентрации загрязняющих веществ и требуемой производительности. П
осле этого вода восходящим потоком направляется в сборный круговой лоток, а оттуда отводится через патрубок.
Монтаж сорбционного фильтра
Чтобы выбранный вами сорбционный фильтр удалял максимально возможное количество типов загрязняющих веществ, к угольному фильтру в обязательном порядке следует добавлять различные ионообменные вещества, перечень которых определяется с учётом приоритетных загрязнителей на вашем предприятии (участке).
Сорбционная очистка воды: для чего она нужна и где применяется
Сорбционная очистка воды: для чего она нужна и где применяется
Сорбционная очистка воды: для чего она нужна и где применяется
Проблема очистки воды издавна волновала человечество. Сегодня существует много способов ее очищения. Одним из самых распространенных, без сомнения, является сорбционная очистка воды. В чем ее суть?
Из этой статьи вы узнаете:
Что такое сорбционная очистка воды
Как происходит сорбционная очистка воды
Какие фильтры используются для сорбционной очистки воды
Какие виды сорбентов используются
Сорбционная очистка воды – что это такое
Сорбционная очистка воды – высокоэффективный способ глубокого очищения, при котором эффект достигается путем связывания на молекулярном уровне частиц химических веществ и различных примесей. Подобная очистка воды позволяет удалить даже органические соединения, которые невозможно отделить какими-то другими методами.
Современные высокоактивные сорбенты эффективно работают в воде с любой, даже самой маленькой, концентрацией нежелательных примесей. В результате сорбционной очистки в воде практически нет остаточного концентрата.
Термин «адсорбция» означает поглощение какого-либо вещества из газообразной среды или раствора поверхностным слоем другого вещества. Этот процесс происходит и в воде, которую мы очищаем, при добавлении определенных веществ. Адсорбент притягивает молекулы нежелательных примесей к своей поверхности и больше не отпускает их.
Сорбционная очистка особенно эффективна на завершающей стадии высокого уровня очищения, когда вода, пройдя через предыдущие ступени очистки, оставила на фильтрах практически все ненужное, и теперь необходимо удалить самые незначительные концентрации нежелательных примесей.
Насколько быстро и эффективно пройдет этот процесс, зависит от следующих факторов:
температуры, при которой идет процесс;
вида и концентрации вредного вещества в воде;
активности реакции среды.
Для чего нужна сорбционная очистка воды и где она используется
Сорбционная очистка воды известна людям довольно давно. И раньше, и по сей день для этого, например, использовали фильтрацию углем, который отлично работает в замкнутых системах, глубоко очищая, в том числе от органики.
Сорбционная очистка воды дает отличные результаты, удаляя различные органические вещества, позволяя очистить стоки от красителей или других гидрофобных соединений. Широкую популярность такому методу принес и тот факт, что он не требует значительных материальных затрат.
Сорбционная очистка воды может быть использована как самостоятельный метод, а может применяться в сочетании с биологическим очищением. Однако этот способ не может быть использован при загрязнении только неорганическими примесями или органическими примесями низкомолекулярной структуры. Он очищает воду не только от примесей, увидеть которые можно только в результатах лабораторных анализов, но и от легко определяемых человеком посторонних запахов и привкуса хлора и сероводорода.
Активированный уголь – эффективный адсорбент, имеющий в своей структуре микропоры, успешно выполняющие фильтрацию. Получить его нетрудно: сырьем для производства служит дерево, торф, скорлупа орехов, продукты животного происхождения. Нанесение на поверхность частиц активированного угля ионов серебра продляет срок службы адсорбента, предотвращая его поражение микробами.
Активированный уголь является на сегодняшний день одним из лучших сорбентов, используемых в современных системах. Он бывает разных типов. Самое высокое качество сорбционной очистки воды даст тот, что имеет максимально возможное количество микропор.
Статьи, рекомендуемые к прочтению:
Сорбционная очистка воды активированным углем обычно используется для удаления из воды органики при ее подготовке перед обратным осмосом. При этом жидкость очищается и от хлора, что делает ее более приемлемой для проведения гигиенических процедур.
Фильтры, заполненные активированным углем, могут прийти в негодность, если в них с водой попадают коллоидные частицы, которые не дают микропорам выполнять свои функции. В таком случае приходится менять сорбент либо его восстанавливать.
Сорбционная очистка воды с помощью фильтров на активированном угле значительно улучшает качество жидкости, освобождая ее не только от хлора, но также от азотистых соединений. При одновременной сорбции и озонировании воды возможности активированного угля по ее очистке от примесей значительно повышаются. Если в качестве сорбента использовать природные минералы с добавлением Ca, Mg и окислов алюминия, вода очищается от соединений фосфора.
Отлично справляются сорбционные фильтры с очисткой воды от железа, когда в жидкости после процесса окисления образуются нерастворимые оксиды в виде твердых частиц.
На какие виды делится сорбционная очистка воды
По типу процесс сорбционной очистки бывает:
По гидродинамическому режиму есть:
установки промежуточного типа.
По состоянию слоев используемого сорбента очистка может быть:
По направлению фильтрации очистка бывает:
По контакту взаимодействующих фаз процесс очистки делят на:
По конструкции фильтра очистка бывает:
Основные виды сорбентов
Мы уже говорили, что очень популярным видом сорбента для очистки воды является активированный уголь, отлично удаляющий органические соединения природного и искусственного происхождения. Но, кроме активированного угля, используются и другие виды сорбента.
Безуглеродные сорбенты для очистки воды
Самой широко используемой технологией сорбционной очистки воды является очищение с помощью безуглеродных сорбентов. Они могут быть как природного, так и искусственного происхождения: глинистые породы, цеолиты и т. п.
Неуглеродные сорбенты обладают рядом преимуществ, таких как:
способность обмениваться катионами;
распространенность и, соответственно, невысокая цена.
Глинистые породы
Глинистые породы часто играют роль фильтра воды в природе. Способность этого материала успешно использует для этих же целей и человек. Такие породы имеют слоистую жесткость, хорошо развитую структуру с большим количеством микропор различного размера.
Сорбционная очистка воды с помощью фильтров, где сорбентом выступают глинистые породы, – сложный процесс, включающий Ван-дер-ваальсовые реакции. В результате вода становится внешне кристально чистой, освобождается от токсичных органических соединений хлора, гербицидов, ПАВ.
Глинистые породы удобны еще и тем, что они доступны для добывания. Это увеличивает их потребление.
Цеолиты
Цеолиты – группа минералов с характерным стеклянным блеском. Сегодня используют природные и искусственные цеолиты. Они имеют интересное строение: трехмерный алюмосиликатный каркас с правильной тетраэдрической структурой и отрицательным зарядом. Гидратированные ионы щелочных и щелочно-земельных металлов расположены в пустотах каркаса и имеют положительный заряд, компенсирующий заряд каркаса. Цеолиты называют ситом для молекул, так как они улавливают вещества, молекулы которых меньше пустот каркаса.
Известно более 30 видов цеолитов. Самые используемые, которые просто добывать и перерабатывать: абазит, морденит, клиноптилолит.
Прежде чем использовать цеолит в качестве сорбента, его с хлорид-карбонатом натрия прокаливают в печи при температуре +1000 °С, после чего на его поверхности образуются кремнийорганические соединения, придающие ему гидрофобные свойства.
Цеолиты используют для сорбционной очистки воды в виде порошка. Они очищают воду от:
коллоидных и бактериальных загрязнений;
Неорганические иониты
Сорбционная очистка воды с помощью неорганических ионитов сейчас – наиболее перспективное технологическое направление. Здесь используются:
титаносиликаты и цирканосиликаты;
соли гетеро- и поликислот;
ферроцианты тяжелых и щелочных металлов;
гидроксиды железа и сульфиды железа, нерастворимые в воде.
Большая их часть используется в форме соли, так как в водородной форме они существовать не могут. Но это не позволяет обессоливать воду без участия редких анионитов неорганических минералов. Поэтому приходится использовать органические катиониты и аниониты на основе синтетической органики.
Органические иониты
Многие органические иониты имеют гелевую структуру. У них нет пор, но в водном растворе они набухают и могут обмениваться ионами.
Есть работающие как активированный уголь макропористые иониты, которые менее емки, чем гелевые, но зато имеют улучшенный обмен и ситовый эффект, устойчивы к механической нагрузке, осмотически стабильны.
Важным достижением нашего времени стала возможность синтеза органических ионитов с заданными свойствами, не встречающимися в природе.
Из чего состоит сорбционный фильтр для очистки воды
Каждый сорбционный фильтр имеет следующие детали:
корпус определенного размера в виде баллона из стеклопластика;
стационарный слой активированного угля, имеющий гравийную подсыпку;
управляющий клапан определенного типа (иногда – механическая задвижка);
трубопровод для подачи сточной воды;
трубопровод для вывода очищенной воды;
трубопровод для подачи взрыхляющей воды;
Скорость работы фильтра напрямую зависит от того, насколько загрязнена вода, которую следует очистить. Влияют и размеры зерна сорбента (от 1 до 5 мм). Линейная скорость фильтрации воды может колебаться от 1 до 10 м 3 /час.
Лучшим способом сорбционной очистки воды считается ее подача в фильтр снизу вверх, когда вся площадь сечения фильтра наполняется водой равномерно, и из воды легко выходят пузырьки.
Для регенеративной очистки стоков с последующей утилизацией удержанных ценных элементов в сорбционном фильтре для очистки воды используют фильтры с неподвижным слоем сорбента. Извлечь нужные элементы в дальнейшем можно с помощью водяного пара либо химических растворителей.
Пройдя предфильтры, вода по трубе попадает в сорбционный блок, откуда распределительно-разгрузочная труба выводит воду в нижнюю распределительную зону.
Попадая на расположенный здесь сорбент, вода равномерно распределяется по нему и проходит насквозь, очищаясь от примесей. Причем марку и объем используемого сорбента выбирают в зависимости от начального и конечного уровня концентрации вредных веществ и требующейся производительности.
Очищенная вода направляется восходящим потоком в сборный круговой лоток и отводится через патрубок.
Порядок работ по монтажу системы:
Выкопать котлован нужных размеров.
Засыпать его дно песком слоем 300 мм, хорошо утрамбовать.
На песчаной подушке залить железобетонную плиту толщиной не менее 300 мм, размеры которой на 1000 мм шире диаметра корпуса фильтра.
На плите смонтировать корпус сорбционного блока, тщательно соблюдая его вертикальность.
Чтобы корпус стоял устойчиво, в него предварительно (до уровня перфорированного днища) залить воду.
Корпус закрепить анкерами, чтобы при засыпке он не сдвинулся.
Котлован засыпать чистым песком до уровня входного и выходного патрубков. Делать это надо поэтапно, слоями по 300 мм, тщательно утрамбовывая каждый слой.
Подключить подводящий, отводящий и переливной трубопроводы. Далее засыпать корпус песком до верха, аккуратно утрамбовывая грунт, чтобы не повредить установленные трубы.
Заполнить корпус наполнителем из мешков, постоянно аккуратно распределяя его по всей площади днища.
Тщательно промыть уложенный сорбент до ввода системы в эксплуатацию.
В конце корпус необходимо заполнить чистой водой.
Если ваша система сорбционной очистки воды должна очищать воду от всех возможных типов загрязнения, то необходимо задействовать комплекс сорбентов: активированный уголь и различные ионообменные вещества, которые надо подобрать, учитывая примеси, находящиеся в воде вашего источника.
Существует множество видов систем сорбционной очистки воды. Чтобы подобрать ту, что подходит именно вам, изучите все факторы, проведите лабораторные исследования воды. Установка оборудования для очищения воды тоже требует специальных знаний. Поэтому ее должны выполнять профессионалы.
На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра для воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.
Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предоставляет полный спектр услуг – консультацию специалиста, анализ воды из скважины или колодца, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы компания предоставляла и сервисное обслуживание фильтров.
Сотрудничая с «Biokit», вы получаете широчайший выбор систем обратного осмоса, фильтров для воды и многие другие устройства, предназначенные для очистки воды и возвращения ей естественных природных качеств.
Мы готовы вам помочь в данных направлениях:
Выбрать фильтр для воды.
Подключить систему фильтрации.
Подобрать сменные материалы.
Устранить неполадки в работе оборудования.
Дать телефонную консультацию по интересующим вопросам.
Доверьте очистку воды профессионалам компании «Biokit», которые заботятся о вашем здоровье.