Классификация химических реагентов для водоподготовки

Грамотное применение реагентов в промышленной водоподготовке помогает решить целый комплекс задач:

1. Приведение воды в соответствие с отраслевыми требованиями. Это исключает штрафные санкции со стороны уполномоченных государственных инстанций.
2. Повышение качества готовой продукции. Особенно актуально для областей, где вода – основное сырье, например, производство напитков или продуктов питания.
3. Повышение общей эффективности водоподготовки. Реагенты используются не только самостоятельно, но и в комбинации с механической чисткой, обратным осмосом, для достижения наиболее строгих стандартов.
4. Снижение нагрузки на производственное оборудование. Приведение концентраций загрязняющих веществ в норму позволяет не переживать по поводу состояния труб, котлов и других установок, использующихся на предприятии. Минимальная окислительная активность исключает коррозию, содержание минеральных и бактериальных загрязнителей – формирование отложений на внутренних поверхностях труб. 

При подборе реагентов следует учитывать и специфику дальнейшей эксплуатации воды. Она делится на три группы: 

• Технологическая. Требования к чистоте определяются областью работы предприятия. Например, в котельных или на ТЭЦ они не слишком жесткие, в электронном, пищевом, фармацевтическом производстве – максимальны.
• Питьевая. Характеристики закреплены СанПиН 2.1.4.1074-01.
• Многоцелевая. Используется в технических, питьевых, хозяйственных целях. 

Реагенты представлены множеством классов, каждый из которых – требует подробного рассмотрения. Одна из наиболее обширных категорий – окислители, способные справиться с органикой, растворенным железом, сероводородом. Интенсивная окислительная реакция преобразует вещества в нерастворенную форму, удалить которую можно механически. Основные окислители таковы:

1. Гипохлорит натрия. Доступен и эффективен в отношении марганца, железа, органики, бактерий.
2. Перманганат калия. По эффективности сопоставим с хлором. Цена выше, но она оправдана безопасностью. После воздействия реагентов в воде отсутствуют токсичные примеси хлора. Это ценное качество для предприятий пищевой промышленности.
3. Перекись водорода. Экологически чистый реагент, после воздействия которого не образуется токсичных побочных продуктов. Приводит в норму концентрации подавляющего большинства загрязняющих веществ. 

Коагулянты – реагенты, трансформирующие загрязнения, находящиеся в растворенной или мелкодисперсной форме, в крупные хлопья, удаление которых возможно на механических очистных установках.

Один из наиболее востребованных в промышленности коагулянтов – сульфат алюминия, но он эффективен только в диапазоне кислотности воды от 5.5 до 7.5. Современный модифицированный аналог – полиалюминийхлорид, характеризующийся следующими преимуществами: 

• Расширенный рабочий диапазон pH, от 5 до 9 единиц.
• Формирование хлопьев крупного размера, что повышает эффективность механической фильтрации.
• Минимальная чувствительность к низкотемпературным нагрузкам.
• Экономичный расход. 

Если показатель pH воды составляет от 4 до 11 единиц, необходимость использовать коагулянты на основе железа. Сбалансированное по цене и эффективности решение – его сульфатированная форма. 

Флокулянты усиливают действие предыдущих реагентов. Результат – увеличение размеров выпадающих хлопьев, что упрощает их удаление отстаиванием, механической фильтрацией. Эффективное решение – полиакриламиды и реагенты со схожей основой. Классифицировать их можно в соответствии с зарядом: положительным, отрицательным или нейтральным. Чтобы процесс очистки оказался максимально эффективным, следует руководствоваться зарядом частиц веществ, содержащихся в воде. Главное правило – противоположность. Частицы с отрицательным зарядом эффективно удаляются положительно заряженными коагулянтами и наоборот. 

Применение флокулянтов дает ряд преимуществ: 

• 30-процентное снижение расхода коагулянта.
• Двукратное или трехкратное ускорение выпадения осадка.
• Снижение нагрузки на фильтрационные установки с повышением их эффективности. 

Эти реагенты востребованы в пищевой и других отраслях промышленности с особо жесткими стандартами и требованиями. Сорбенты поглощают загрязняющие вещества органического и неорганического происхождения, улучшают органолептические показатели, устраняют неприятные привкусы и запахи. 

Классический сорбент – активированный уголь с высокой поглощающей способностью, но существуют и более современные, технологичные альтернативы. Пример – каталитически активный уголь, являющийся не просто сорбентом, но мощным окислителем.  

Помимо основных, в водоподготовке используются и вспомогательные реагенты, усиливающие действие, позволяющие поддерживать систему в надлежащем состоянии. К категории таковых относится таблетированная соль высокой степени очистки, восстанавливающая эффективность ионообменной смолы, применяющейся для умягчения. Регулярная регенерация продлевает срок службы смолы на 30 и более процентов, что упрощает обслуживание и снижает общие расходы. 

Также рекомендовано периодическое применение щелочей, растворителей, удаляющих загрязнения из элементов, формирующих систему водоподготовки и водоочистки. 

Эффективность реагентов в промышленной водоподготовке определяется правильностью их подбора. Как отмечено выше, универсальных схем не существует. Необходимо руководствоваться конкретными показателями, в том числе:

• Характер и специфика загрязнений. Для получения точных данных необходимо провести лабораторный анализ, обратившись в организацию, имеющую соответствующую аккредитацию, лицензию.
• Отраслевые требования, экологические, государственные стандарты, санитарные нормы.
• Совместимость с производственными установками, системами, вспомогательными элементами. Реагенты должны быть на 100% безопасны для запорной арматуры, клапанов, мембран. 

Значим и экономический аспект. Реагенты не должны быть слишком дорогими для предприятия, провоцировать снижение прибыли и дохода. Практика показывает, что для улучшения экономических показателей следует автоматизировать внесение реагентов. Автоматика вычисляет пропорции в соответствии с объемами воды, исключает перерасход химического вещества, гарантирует стабильно высокое качество, чистоту ресурса.