Это совокупность свойств воды, связанных с содержанием в ней растворенных солей, главным образом, кальция и магния (солей жесткости). Общая жесткость складывается из временной и постоянной. Временную жесткость можно устранить кипячением воды, что обусловлено свойством некоторых солей выпадать в осадок, образую так называемую накипь.
Основной фактор, влияющий на величину жесткости – растворение горных пород, содержащих кальций и магний (известняки, доломиты), при прохождении через них природной воды. Поверхностные воды, в целом, более мягкие, чем подземные. Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая максимума в зимний период. Минимальные величины жесткости типичны для периодов половодья или паводка, когда происходит интенсивное поступление в источники водоснабжения мягких талых или дождевых вод.
Биообрастание мембран обратного осмоса: просто о сложном
Что такое биообрастание?
Биообрастание - это образование бактериальных пленок на поверхности мембран обратного осмоса. Это одна из главных проблем в системах очистки воды. Бактерии, присутствующие в воде, прикрепляются к поверхности мембраны и начинают размножаться, образуя сложную биопленку, которая может значительно снизить эффективность работы системы.
Почему это проблема?
Биообрастание приводит к:
- Увеличению затрат на очистку воды (до 30% от общих эксплуатационных расходов)
- Повышению давления в системе (до 2-3 раз от начального)
- Увеличению частоты очистки мембран (до 2-4 раз в год)
- Сокращению срока службы мембран (до 50% от ожидаемого)
- Снижению качества очищенной воды
- Увеличению энергопотребления системы
Рис. 1: Мембраны в разных состояниях: (a) новая, (b) загрязненная, (c) очищенная
Как это происходит?
Процесс биообрастания проходит несколько стадий:
- Прикрепление бактерий: Бактерии в воде прикрепляются к поверхности мембраны
- Образование биопленки: Бактерии начинают размножаться и выделять внеклеточные полимерные вещества
- Рост биопленки: Образуется сложная структура с каналами для транспорта воды и питательных веществ
- Созревание: Биопленка становится более устойчивой и сложной
Эта пленка:
- Уменьшает эффективную площадь мембраны (до 20-30%)
- Создает дополнительное сопротивление потоку воды
- Поглощает питательные вещества из воды
- Может стать источником вторичного загрязнения
Рис. 2: Как биообрастание влияет на работу системы
Факторы, влияющие на биообрастание
На скорость и интенсивность биообрастания влияют:
- Качество исходной воды (наличие питательных веществ, бактерий)
- Температура воды (оптимальная для роста бактерий 20-40°C)
- Скорость потока воды
- Конструкция мембранного модуля
- Материал мембраны
Как с этим бороться?
Существует три основных подхода:
- Предварительная обработка воды:
- Фильтрация (механическая, ультрафильтрация)
- Хлорирование (но с осторожностью, так как хлор может повредить мембрану)
- Удаление питательных веществ (фосфатов, нитратов)
- Использование биоцидов
- Мониторинг:
- Контроль давления (повышение давления - первый признак биообрастания)
- Измерение потока воды (снижение потока - важный индикатор)
- Анализ качества воды (микробиологический анализ)
- Визуальный осмотр мембран
- Очистка мембран:
- Химическая очистка (кислоты, щелочи, биоциды)
- Физическая очистка (обратная промывка, воздушная промывка)
- Комбинированные методы
- Ультразвуковая очистка
Рис. 3: Основные меры по контролю биообрастания
Перспективные методы борьбы
Современные исследования предлагают новые подходы:
- Разработка мембран с антибактериальными свойствами
- Использование наноматериалов для покрытия мембран
- Применение электрических полей для предотвращения прикрепления бактерий
- Биологический контроль (использование бактериофагов)
Важно знать:
Полностью предотвратить биообрастание невозможно, но можно эффективно контролировать его развитие с помощью правильной комбинации предварительной обработки, мониторинга и очистки. Регулярный мониторинг и своевременная очистка мембран могут значительно продлить их срок службы и снизить эксплуатационные расходы.
Исследование Battelle содержит конкретные данные о преимуществах мягкой воды. (Battelle - Баттельский мемориальный институт - независимая научно-исследовательская организация, занимающаяся изучением и внедрением новых технологий в различных областях)
12 октября 2009 года губернатор Калифорнии Арнольд Шварценеггер подписал Билль Ассамблеи 1366 (AB 1366 – Законопроект законодательного органа штата), тем самым придав ему силу закона, что дает местным учреждениям водоснабжения полномочия ограничить, а в некоторых случаях и запретить использование саморегенерируемых умягчителей воды. Ссылаясь на свою приверженность делу защиты окружающей среды, губернатор нанес серьезный удар по отрасли умягчения воды. Но AB 1366 – это только самый известный документ в череде запретов и ограничений, которые были наложены на умягчители, сбрасывающие соль. Муниципалитеты на территории Соединенных Штатов – от Техаса до Среднего Запада – пропустили аналогичное законодательство.
Возникает закономерный вопрос: Справедливо ли умягчители обвиняются во всех бедах страны с водой?
1. Спецификация
Максимальное рабочее давление: 10,5 бар
Диапазон рабочих температур: 1 - 49°С
Рабочая среда: вода
Материал:
Внутренняя оболочка: полиэтилен.
Наружная оболочка: стекловолокно + эпоксидная смола.
Корпусы обычно состоят из четырех частей:
1. Внутренняя колба (инлайнер), обеспечивающая герметичность корпуса, выполняется в бесшовном исполнении из полиэтилена или полипропилена. Размер колбы в диаметре может быть от 0,15 – 1,6 м, толщина стенки 4 -11 мм.
Кто такие Iron bacteria ?
- Живые организмы, существующие в природе, известные под разными именами: Gallionella, Sphaerotilus, Crenothrix, Sidelocapsa or Leptothrix
- Железобактерии в воде используют растворенное железо (Fe+2) и кислород как часть их обычных метаболических процессов. Растут в темноте или на свету.
Хорошие методы гигиены поддерживают чистоту в кулерах.
Ваши покупатели платят вам деньги за качественную бутилированную воду, а не за бактерии и биопленку, которую они могу взрастить в кулере. Для уверенности в том, что ваш кулер находится в хорошем состоянии, необходимы хорошие методы гигиены.
Есть несколько методов санитарии для кулеров, соответствующих и вашему бюджету, и бюджету ваши клиентов. С правильным маркетингом у вас есть вероятность обнаружить, что комплекс санитарных мер по обработке кулера хорошо продается и помогает вам удерживать клиентов.
Из-за разницы в стандартах классификации при сравнении мембранных систем лучше сразу рассмотреть размеры пор и необходимое давление:
- Микрофильтрация (MF): Микрофильтрация свободно определяется как процесс, использующий мембраны с порами размером примерно от 0,03 до 10 микрон и давлением подачи воды примерно от 15 до 60 фунтов на кв. дюйм (psi).
Вещества, удаляемые микрофильтрацией, включают: песок, осадок, глину, Giardia lamblia, Cryptosporidium cysts, морские водоросли и некоторые бактериологические виды. Микрофильтрация не является абсолютным барьером для вирусов. Такая фильтрация может сократить содержание хлора и также может выступать в качестве предочистки для систем обратного осмоса или нанофильтрации (для снижения загрязнения).
Эффективный барьер между источником воды и водопроводным краном.
Ввиду многочисленных случаев загрязнения в общественных системах питьевой воды, произошедших недавно и преданных огласке, потребители все больше осознают, что им необходимо быть более бдительными в отношении качества воды, которую они потребляют. К сожалению, несмотря на наличие жестких государственных и местных нормативов и усердие муниципальных предприятий водоснабжения, микробиологическое загрязнение воды является реальностью.
Возможность попадания микроорганизмов в воду и их размножение в ней определяется многими факторами, стоящими на пути воды от водоочистного предприятия до пользователя.
Что такое: • Кварц (двуокись кремния) или кремниевый диоксид (SiO2), является самым распространенным минералом земной коры. В природе он встречается в виде стекловидного песка или кварца, а также содержится в полезных ископаемых и в тканях живых организмов.
• В источниках пресной воды кварц находится в концентрациях от 1 до примерно 100 миллиграмм на литр (мг/л); в этом диапазоне его концентрации в грунтовой воде обычно достигают высоких показателей.
• Составляющий элемент кварца – кремний – используется во многих изделиях - от металлических сплавов до смазок полупроводников. Чистый песок химически устойчив и является дешевой загрузкой для фильтрации воды. Соли кварца (силикаты) используются как ингибиторы коррозии труб, а также для того, чтобы изолировать растворимые в воде железо и марганец.
Влияние на здоровье:
• Инертный и безопасный в воде, кварц не оказывает никакого влияния на организм, не имеет никакой пищевой ценности.
• Профессиональное заболевание силикатоз (silicosis) - возникает вследствие вдыхания воздуха, содержащего кварцевую пыль, которая оседает в лёгких и раздражает их.