Современные методы обеззараживания воды - [19]

Современные обратноосмотические мембраны – композитные – состоят из нескольких слоев. Общая толщина 10–150 мкм, причем толщина собственно селективного слоя, который определяет селективность мембраны, – не более 1 мкм. В состав конструкции входит турбулизирующая сетка между мембранами.

Для бытовых систем обратного осмоса срок службы мембранного элемента при правильной эксплуатации и своевременной замене фильтров предварительной очистки – 2–3 года. Мембрана задерживает все бактерии и вирусы, большую часть растворенных солей и органических веществ (в том числе железо и гумусовые соединения, придающие воде цветность, и патогенные вещества), пропуская лишь молекулы воды, небольших органических соединений и легких минеральных солей (RO мембраны задерживают 97–99 % всех растворенных веществ). Такие мембраны используются во многих отраслях промышленности, где есть необходимость в получении воды высокого качества (разлив воды, производство алкогольных и безалкогольных напитков, пищевая промышленность, фармацевтика, электронная промышленность и т. д.).

11.2. Материал мембран и конструкции аппаратов

Мембраны изготавливаются из полимерных материалов: целлюлозы и ее эфиров, полиамидов, полиолефинов, сополимеров акрилонитрила с винилхлоридом, поливинилхлорида. Применяются и керамики, и металлы.

Мембранные аппараты изготавливают четырех типов.

Плоскокамерные: мембранный элемент состоит из двух плоских мембран с расстоянием между ними 1,5–5,0 мм. В этом промежутке расположен пористый дренажный материал.

Трубчатые: аппарат состоит из пористых трубок диаметром 5–20 мм. Материал, который служит мембраной, наносится на поверхность трубки (внутреннюю или наружную).

Рулонные: мембранный элемент имеет вид пакета, три кромки которого герметизированы, а четвертая крепится к перфорированной трубке для отвода пермеата. По окружности трубки таких пакетов несколько, все они вместе с сетками накручиваются на трубку. Разделяемая вода движется в продольном направлении по межмембранным каналам, а пермеат поступает в отводящую трубку.

Волоконные: мембранный элемент имеет вид полого волокна. Аппарат представляет собою цилиндр, заполненный пучком пористых полых волокон с наружным диаметром 80–100 мкм и толщиной стенки 15–30 мкм. Разделяемая вода омывает наружную поверхность волокна, а по его внутреннему каналу выводится пермеат.

Бытовые системы обратного осмоса имеют небольшие размеры и помещаются под кухонной мойкой. Для их работы требуется давление 2,5– бар. Основными блоками бытовой системы обратного осмоса являются: префильтры, защищающие мембрану от растворенных частиц хлора, органических веществ; сам мембранный элемент рулонного типа, накопительный бак для хранения очищенной воды и постфильтр.

11.3. Условия применения мембран

Все мембраны нуждаются в защите от взвешенных примесей, коллоидов и др.

Поэтому перед обратноосмотическими мембранами качество и параметры исходной воды должны соответствовать определенным требованиям по мутности, перманганатной окисляемости, содержанию нефтепродуктов, железа, минерализации и некоторым другим.

Для бытовых мембранных фильтров, где, как правило, в качестве исходной используется водопроводная вода, предочистка перед мембранами упрощается, но в любом случае необходимы патронные фильтры с пористостью 5 мкм.

Необходимо также отметить, что стандартные конструкции фильтров и материалы мембран не предотвращают вторичное бактериальное заражение воды, т. е. бактерии могут развиваться и на самой мембране. Следовательно, особенно для питьевой воды необходимо перед мембранным фильтром и после него предусматривать обеззараживание воды, например, ультрафиолетовым излучением.

12. Электроимпульсный метод

Электроимпульсный метод относится к физическим методам обеззараживания воды. Сущность данного метода заключается в воздействии на обрабатываемую воду ударной волной.

Специальный прибор создает электрический разряд, который в свою очередь формирует ударную волну, распространяемую в объеме воды. При таком воздействии происходят ряд физических процессов: кавитация, образование ударных волн высокого давления, интенсивные ультразвуковые колебания.

Как результат происходит механическое уничтожение биологического объекта.

Достоинством данной технологии является возможность применения с водой повышенной мутности и для всех видов микроорганизмов, включая вирусы. В воду не вносятся дополнительные вещества.

До настоящего времени технология не применятся широко, что связано с высокими энергетическими затратами, применением специального оборудования, настройку и обслуживания которого должны выполнять специалисты, и отсутствием нормативных стандартов определения качества обеззараженной воды.

13. Нетрадиционные методы обеззараживания

Самым распространенным способом обеззараживания воды в полевых условиях является применение растворимых антисептиков в форме таблеток (аквасепт, клорсепт, акватабс, пантоцид). Одна таблетка обычно рассчитана на обеззараживание до 1 л. воды. При таком способе вода очищается благодаря химической реакции добавленных в воду веществ. После ее растворения необходимо подождать 15–20 мин до полного завершения химической реакции. При сильном загрязнении дозу удваивают. Качество таблеток зависит от количественного содержания активного хлора, на 1 мг – плохо, на 3–4 мг. – хорошо.