СанСаныч » 12 мар 2017, 15:08
Нашёл свой старый след
Задача давно и полностью решена своими силами, решение технически простое и общедоступное, система непрерывно эксплуатируется 4 года. Чтобы у людей, столкнувшихся с проблемной водой, не опускались руки, расскажу основные моменты моего решения.
От напорных систем пришлось сразу отказаться из-за отсутствия должного количества воды на промывку несколькоих колонн, невозможности сброса этого количества воды после промывки и непомерно высокой стоимости предлагаемых решений при очень скромных возможностях расхода, что делало всё мероприятие бессмысленным (даже привозная вода получалась дешевле).
Так как серия экспериментов с исходной водой, в которой я с помощью разных окислителей в сочетании с гашёной известью окислял загрязнители и осаждал образующуюся взвесь, показала вполне удовлетворительные результаты, было решено строить безнапорную систему циклического действия на базе двух ёмкостей, разделённых запорным клапаном - реактора и резервуара чистой воды (РЧВ). Реактор позволил заменить дорогостоящую напорную фильтрацию процессами во взвешенном слое, образующемся при окислении железа и марганца и при известковании, и осаждением взвеси непосредственно в реакторе. РЧВ обеспечил возможность непрерывного пользования водой без ограничения пикового расхода, а также запас чистой воды в доме на несколько дней на случай отключения электроснабжения, замены насоса и т.п. Система была собрана в утеплённой части чердака.
Окончательный выбор окислителя и уточнение дозировок проводились в натурных условиях.
Попытка использования гипохлорита натрия, на котором настаивали наиболее активные представители "профессионалов" ФХ, потерпела неудачу, так как при дозировках, обеспечивающих удаление марганца ниже ПДК, при повышении рН более 8,5 (условие окисления марганца) и при увеличении времени контакта хлорированной воды с фоновыми концентрациями органики имеет место многократное превышение ПДК высокотоксичной хлорорганики. К сожалению, узнал я об этом не от консультантов, а непосредственно из нормативной документации и руководств по хлорированию, когда стал разбираться в причинах букета привкусов и запахов обработанной воды и делать соответствующие расчёты. В результате от гипохлорита пришлось категорически отказаться.
От озонирования также пришлось отказаться, но по другой причине: при моих концентрациях железа и марганца потребовался бы озонатор, по производительности близкий к промышленным, что дорого и небезопасно.
Успеха удалось добиться благодаря применению перекиси водорода в сочетании с известью. Как и озон, перекись является источником радикалов активного кислорода, образующихся при распаде, а активаторами в моём случае служат известь и образующиеся оксиды марганца и железа. Интенсивное газообразование при распаде перекиси поднимает взвесь без аэрации или перемешивания, обеспечивая присутствие по всему объёму реактора катализаторов окисления, коагулянтов и сорбентов, образующихся тут же при окислении и известковании. По мере распада перекиси газообразование уменьшается и эта взвесь осаждается, по пути "прочёсывая" весь объём обрабатываемой воды, связывая и унося на дно другие, плохо осаждающиеся загрязнители. После снижения интенсивности радикально-цепных реакций излишки перекиси нейтрализуются известью в прямой реакции.
Начальная концентрация реагентов в реакторе определялась опытным путём по принципу оптимально-минимальной дозировки, обеспечивающей непревышение ПДК по всем проблемным параметрам исходного анализа. 500-кратное уменьшение концентрации марганца (до 1/2 ПДК) за 6 часов было достигнуто при вводе около 500 мл 37%-й медицинской перекиси на 1 куб.м воды при добавлении водной суспензии из примерно такого же количества порошка гашёной извести. В моём случае марганец является наиболее трудно удаляемым загрязнителем, и его отсутствие в очищенной воде гарантирует отсутствие более легко удаляемых загрязнителей. Жёсткость воды после очистки снизилась до 3-4 Ж, рН увеличился до 8-8,5 ед., но остался в пределах нормы.
Активная фаза процессов в моих условиях проходит за несколько часов, а полное осветление воды в реакторе наблюдается через 5-6 часов, но по факту в среднем вода в реакторе отстаивается у меня двое суток, пока не израсходуется вода из РЧВ. Перекачка готовой воды из реактора в РЧВ происходит через угольный патрон ВВ20, на котором идёт каталитическое разложение оставшейся перекиси (если она по какой-то причине осталась) и сорбция проскочивших (неосаждённых) загрязнителей. Для уменьшения выноса взвеси на уголь водозабор из реактора сделан плавающим (гибкий шланг с поплавком). Патрона вполне хватает на полгода, при том что предыдущие полгода он отработал на выходе РЧВ (при замене туда ставится новый). Также раз в полгода сливается накопившийся осадок из реактора. В РЧВ осадка нет.
Автоматика наполнения и перекачки реализована на типовом контроллере уровня, дополненном двумя реле. Перекачка из реактора включается по сигналу датчика нижнего уровня в РЧВ, а по датчику верхнего уровня в РЧВ перекачка заканчивается и включается наполнение реактора, которое заканчивается по сигналу датчика верхнего уровня в реакторе. Последний сигнал можно задействовать для ввода реагентов. Но так как дозировка вводимых реагентов при заполнении реактора всегда одна и та же, момент ввода произволен в течение суток, а процедура проста, автоматизировать эту операцию не обязательно - можно пользоваться мерными стаканами, что я и делаю, благо используемые реагенты не имеют запаха и не вызывают аллергических реакций.
Начальные затраты на оборудование в ценах 2013 г уложились в 30 тыс.руб. Текущие расходы (в год по факту) составляют примерно: перекись водорода медицинская 37% - 4000 руб. (6 канистр по 10 л), известь гашёная - 600 руб. (мелкая фасовка), картриджи ВВ20 - 5000 руб. (в год по 2 угольных и механических), электроэнергия... Итого по нынешним ценам выходит около 10000 руб. в год или 800 руб. в месяц на троих при постоянном проживании.
За 4 года работы система показала стабильность качества очистки независимо от сезонных изменений состава загрязнений исходной воды. О ржавом налёте мы полностью забыли. Органолептическими свойствами воды тоже довольны. Вода очень вкусная и биологически полноценная, можно сразу поливать домашние растения и подливать в аквариум. Но для страховки я всё же поставил на питьё бытовой осмос.
Сейчас по посёлку развели водопровод, но возвращаться к городской хлорированной воде нет ни малейшего желания.
Нашёл свой старый след :)
Задача давно и полностью решена своими силами, решение технически простое и общедоступное, система непрерывно эксплуатируется 4 года. Чтобы у людей, столкнувшихся с проблемной водой, не опускались руки, расскажу основные моменты моего решения.
От напорных систем пришлось сразу отказаться из-за отсутствия должного количества воды на промывку несколькоих колонн, невозможности сброса этого количества воды после промывки и непомерно высокой стоимости предлагаемых решений при очень скромных возможностях расхода, что делало всё мероприятие бессмысленным (даже привозная вода получалась дешевле).
Так как серия экспериментов с исходной водой, в которой я с помощью разных окислителей в сочетании с гашёной известью окислял загрязнители и осаждал образующуюся взвесь, показала вполне удовлетворительные результаты, было решено строить безнапорную систему циклического действия на базе двух ёмкостей, разделённых запорным клапаном - реактора и резервуара чистой воды (РЧВ). Реактор позволил заменить дорогостоящую напорную фильтрацию процессами во взвешенном слое, образующемся при окислении железа и марганца и при известковании, и осаждением взвеси непосредственно в реакторе. РЧВ обеспечил возможность непрерывного пользования водой без ограничения пикового расхода, а также запас чистой воды в доме на несколько дней на случай отключения электроснабжения, замены насоса и т.п. Система была собрана в утеплённой части чердака.
Окончательный выбор окислителя и уточнение дозировок проводились в натурных условиях.
Попытка использования гипохлорита натрия, на котором настаивали наиболее активные представители "профессионалов" ФХ, потерпела неудачу, так как при дозировках, обеспечивающих удаление марганца ниже ПДК, при повышении рН более 8,5 (условие окисления марганца) и при увеличении времени контакта хлорированной воды с фоновыми концентрациями органики имеет место многократное превышение ПДК высокотоксичной хлорорганики. К сожалению, узнал я об этом не от консультантов, а непосредственно из нормативной документации и руководств по хлорированию, когда стал разбираться в причинах букета привкусов и запахов обработанной воды и делать соответствующие расчёты. В результате от гипохлорита пришлось категорически отказаться.
От озонирования также пришлось отказаться, но по другой причине: при моих концентрациях железа и марганца потребовался бы озонатор, по производительности близкий к промышленным, что дорого и небезопасно.
Успеха удалось добиться благодаря применению перекиси водорода в сочетании с известью. Как и озон, перекись является источником радикалов активного кислорода, образующихся при распаде, а активаторами в моём случае служат известь и образующиеся оксиды марганца и железа. Интенсивное газообразование при распаде перекиси поднимает взвесь без аэрации или перемешивания, обеспечивая присутствие по всему объёму реактора катализаторов окисления, коагулянтов и сорбентов, образующихся тут же при окислении и известковании. По мере распада перекиси газообразование уменьшается и эта взвесь осаждается, по пути "прочёсывая" весь объём обрабатываемой воды, связывая и унося на дно другие, плохо осаждающиеся загрязнители. После снижения интенсивности радикально-цепных реакций излишки перекиси нейтрализуются известью в прямой реакции.
Начальная концентрация реагентов в реакторе определялась опытным путём по принципу оптимально-минимальной дозировки, обеспечивающей непревышение ПДК по всем проблемным параметрам исходного анализа. 500-кратное уменьшение концентрации марганца (до 1/2 ПДК) за 6 часов было достигнуто при вводе около 500 мл 37%-й медицинской перекиси на 1 куб.м воды при добавлении водной суспензии из примерно такого же количества порошка гашёной извести. В моём случае марганец является наиболее трудно удаляемым загрязнителем, и его отсутствие в очищенной воде гарантирует отсутствие более легко удаляемых загрязнителей. Жёсткость воды после очистки снизилась до 3-4 Ж, рН увеличился до 8-8,5 ед., но остался в пределах нормы.
Активная фаза процессов в моих условиях проходит за несколько часов, а полное осветление воды в реакторе наблюдается через 5-6 часов, но по факту в среднем вода в реакторе отстаивается у меня двое суток, пока не израсходуется вода из РЧВ. Перекачка готовой воды из реактора в РЧВ происходит через угольный патрон ВВ20, на котором идёт каталитическое разложение оставшейся перекиси (если она по какой-то причине осталась) и сорбция проскочивших (неосаждённых) загрязнителей. Для уменьшения выноса взвеси на уголь водозабор из реактора сделан плавающим (гибкий шланг с поплавком). Патрона вполне хватает на полгода, при том что предыдущие полгода он отработал на выходе РЧВ (при замене туда ставится новый). Также раз в полгода сливается накопившийся осадок из реактора. В РЧВ осадка нет.
Автоматика наполнения и перекачки реализована на типовом контроллере уровня, дополненном двумя реле. Перекачка из реактора включается по сигналу датчика нижнего уровня в РЧВ, а по датчику верхнего уровня в РЧВ перекачка заканчивается и включается наполнение реактора, которое заканчивается по сигналу датчика верхнего уровня в реакторе. Последний сигнал можно задействовать для ввода реагентов. Но так как дозировка вводимых реагентов при заполнении реактора всегда одна и та же, момент ввода произволен в течение суток, а процедура проста, автоматизировать эту операцию не обязательно - можно пользоваться мерными стаканами, что я и делаю, благо используемые реагенты не имеют запаха и не вызывают аллергических реакций.
Начальные затраты на оборудование в ценах 2013 г уложились в 30 тыс.руб. Текущие расходы (в год по факту) составляют примерно: перекись водорода медицинская 37% - 4000 руб. (6 канистр по 10 л), известь гашёная - 600 руб. (мелкая фасовка), картриджи ВВ20 - 5000 руб. (в год по 2 угольных и механических), электроэнергия... Итого по нынешним ценам выходит около 10000 руб. в год или 800 руб. в месяц на троих при постоянном проживании.
За 4 года работы система показала стабильность качества очистки независимо от сезонных изменений состава загрязнений исходной воды. О ржавом налёте мы полностью забыли. Органолептическими свойствами воды тоже довольны. Вода очень вкусная и биологически полноценная, можно сразу поливать домашние растения и подливать в аквариум. Но для страховки я всё же поставил на питьё бытовой осмос.
Сейчас по посёлку развели водопровод, но возвращаться к городской хлорированной воде нет ни малейшего желания.