Andrey Grechushkin, Cand. cele. Științe,
Compania "EKODAR" (Moscova)
Elena Simakova, Cand. ped. Științe,
MSTU-le. NE Bauman (Moscova)
O mare parte din piața de apă îmbuteliată este ocupată de mari producători, iar în ultimii ani aceasta a crescut doar. În același timp, cea mai mare parte a lumii, iar producția rusă de apă îmbuteliată este furnizată de întreprinderile mijlocii și mici.
Tratarea apei în întreprinderile mici și mijlocii
Alături de companiile specializate în producția de apă îmbuteliată pe piață există, de asemenea, antreprenori și companii individuale, pentru care îmbutelierea apă îmbuteliată este un non-core sau de afaceri auxiliare și altele. Micii producători sunt în mare parte orientate spre piața internă, în timp ce, în unele cazuri, apa imbuteliata este sezonier.
Nu întotdeauna acești producători își pot permite să aibă personalul specialiștilor cu o vastă experiență în domeniul tratării și întreținerii instalațiilor de epurare a apelor uzate. În același timp, în ciuda volumelor reduse de producție și a calificării personalului, apa îmbuteliată produsă de întreprinderi trebuie să satisfacă pe deplin cerințele din SanPiN 2.1.4.1116-02 "Apa potabilă. Cerințe igienice la calitatea apei, ambalate într-un container. " Ar putea părea ciudat la prima vedere, dar cerințele pentru funcționarea fiabilă a echipamentelor de tratare a apei pentru industriile mici și mijlocii nu sunt mai mici și adesea mai mari decât cele pentru cele mari.
Metode de îndepărtare a amoniului din apă
Principalele metode de îndepărtare a amoniului utilizate în tratarea apei sunt rezumate în tabel (într-o formă sau alta, este prezentată în literatura de specialitate). Luați în considerare aplicabilitatea acestora în prepararea apei îmbuteliate în producția de dimensiuni mici și mijlocii.
Metode de îndepărtare a amoniului din apă
Utilizarea de oxidanți. Metoda de tratare a apei bazate pe utilizarea agenților, pentru producătorii mici și mijlocii de oxidare nu se aplică, deoarece, potrivit SanPiN 2.1.4.1116-02 interzis să se ocupe activ apa de clor destinat îmbutelierii și alți oxidanți (de ozon, SlO2. cloramină, KMnO4) nu sunt eficiente pentru îndepărtarea amoniului [1].
Metoda biologică. O metodă interesantă și eficientă de îndepărtare a amoniacului este oxidarea biologică a anionului nitrit, și apoi la anionul nitrat cu ajutorul bacteriilor Nitrosomonas. Este simplist să-ți imaginezi o reacție:
Pentru a efectua procesul la concentrații inițiale scăzute de amoniu aplică filtre materiale granulare de încărcare (care sunt favorabile pentru fixarea bacteriilor pe ele), la concentrații mari (atunci când oxigenul dizolvat nu este suficient) - reactoarele aerate.
Pentru reacția oxidării biologice în apă, în plus față de prezența oxigenului, este necesară prezența (sau adăugarea artificială în apă) a unei cantități suficiente de fosfor pentru creșterea bacteriilor; apa trebuie să aibă. concentrație de substanțe organice pH> 7,5 și temperatură nu mai mică de 8-10 ° C De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că procesul de însămânțare naturală a materialului granular al filtrului sau reactorului și obținerea unei eficiențe maxime durează de la 1 până la 3 luni.
Cu toate meritele sale, metoda biologică de îndepărtare a amoniacului nu este practic aplicabilă sistemelor mici. Clientul unui mic sistem de tratare a apei dorește să vadă în el soluții tehnice și tehnologice care să îi permită funcționarea automată sau automată. Participarea unei persoane la procesul de management trebuie minimizată. Timpul de nefuncționare a producției (de multe ori o producție mică de apă îmbuteliată este sezonier) nu ar trebui să afecteze negativ performanțele echipamentului. În astfel de condiții, menținerea viabilității bacteriilor la încărcarea filtrelor cu implicarea personalului înalt calificat nu este utilă din punct de vedere economic.
Metoda osmotică inversă. Spre deosebire de metoda biologică, procesul de osmoză inversă este ușor accesibil automatizării. Funcțiile personalului de operare în acest caz, să revină într-o soluție periodică inhibitor preparare (uneori soluție pentru ajustarea pH-ului), citirile instrumentului de control și periodic, o dată la câteva luni, spalarea automata inversa membrane de osmoza.
Cu toate acestea, în cazul utilizării metodei de osmoza inversa au îndepărtarea nespecifică a ionului de amoniu ca o îndepărtare simultană și alți ioni, desalinizare parțială și înmuiere a apei. În funcție de concentrația inițială a amoniacului poate alege o selectivitate inversă membrane de osmoza si mai des pentru a realiza (în unele cazuri, folosind un amestec cu apa netratată la permeabila) concentrația de amoniu dorită la ieșire, menținând în același timp compoziția chimică acceptabilă de apă purificată. Un alt mod (la concentrații inițiale ridicate de amoniu) este o desalinizare destul de adâncă a apei, cu o mineralizare artificială ulterioară a permeatului.
Cu toate acestea, metoda de eliminare cu osmoză inversă a amoniului ar trebui utilizată în principal pentru apele în care, pe lângă amoniu, există un exces de concentrație a unor astfel de componente, cum ar fi litiu, sodiu, sulfat, bor, etc.
Schimbător de apă schimbătoare de ioni pe rășini puternic schimbătoare de cationi acide. Îndepărtarea parțială a amoniului are loc și în procesul de înmuiere a apei schimbătoare de ioni pe rășini puternic schimbătoare de cationi acide. Acest lucru se datorează localizării specifice a amoniului în seria de selectivitate pentru rășinile schimbătoare de cationi puternic acide:
litiu <Натрий <Калий ≈ Аммоний <Магний <Цинк <Кальций <Стронций <Барий
Eficacitatea metodei depinde în mare măsură de compoziția chimică a apei inițiale, în special de concentrația de sodiu și potasiu din acesta. Trebuie luată în considerare posibilitatea utilizării acestei metode dacă concentrația inițială de amoniu depășește concentrația maximă admisibilă de cel mult 30%.
Sorbție pe sorbenți anorganici. O modalitate mai eficientă de îndepărtare a amoniacului este sorbția sa pe sorbenți anorganici, cum ar fi zeoliții sintetici și naturali. Un exemplu de zeolit sintetic este un material de schimb de ioni obținut din aluminosilicatul de sodiu. Pe piața internă, un astfel de material anorganic de schimb de ioni sub marca Crystal-Right CR-100 este distribuit pe scară largă. Servește la îndepărtarea fierului, demanganarea și înmuierea apei prin schimbul de ioni și prin sorbția de amoniu. Această versatilitate a materialului avem în vedere domeniul de tratare a apei pentru umplere este de multe ori lipsa acesteia, așa cum nu este întotdeauna necesară o apă de înmuiere semnificativă simultană. Capacitatea cristalului-dreapta CR-100 pentru amoniu este suficient de mare și se ridică la 980 mg pe 1 dm3 de material. Aplicarea materialului este acceptabilă pe apele cu mineralizare inițială de cel puțin 80 mg / l, rigiditate nu mai mică de 1 mg / l și pH> 5.7. Zeolitul sintetic poate fi folosit în instalații standard de dedurizare, în timp ce în comparație cu procesul de rășini schimbătoare de cationi pentru înmuierea unui parametri ai procesului de schimbare, cum ar fi viteza de filtrare, cantitatea de soluție de clorură de sodiu regenerant și durata etapelor de regenerare.
Sorbția zeolit natural (clinoptilolit). Metoda de îndepărtare a amoniacului sorbție zeolit natural (clinoptilolit - tuf klinoptilolitsoderzhaschem) nu a răspândit în sistemele mari de îmbuteliere a apei, din cauza costurilor semnificative a costurilor de exploatare, în principal în sare de masă de regenerare. Pentru sistemele mici, această metodă este destul de atractiv din cauza costurilor de capital redus, automatizarea ușoară a procesului și care este deosebit de important în prepararea apei îmbuteliate, o ușoară influență asupra compoziției chimice a apei. capacitate Corbtsionnaya de amoniu, în comparație cu zeoliți sintetici, și mici cantități între 0,1 și 30 g per 1 dm 3 de material în funcție de domeniul clinoptilolit și condițiile procesului de regenerare.
Exemplu de sistem mic de tratare a apei
Astfel, de la permis pentru utilizare în prepararea de amoniu tehnici de îndepărtare a apei îmbuteliate pentru întreprinderile mici și mijlocii mai potrivite pentru a utiliza metode pentru sorbția zeoliți sintetici și naturali, precum și metoda de osmoza cu excese scazute de amoniu revers - metoda de schimb ionic la o rășini schimbătoare de cationi sintetice.