2018 — Статьи об очистке воды! Оборудование для водоочистки, водоподготовки, подбор фильтров для воды

Кварц

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.

Гидрохимия /Эффекты:

• Сложный и непредсказуемый. В воде элемент кварц может содержаться в растворенной или нерастворенной (коллоидной) форме.

• Хотя кварц растворяется незначительно, он рассчитывается как часть общего солесодержания. Растворенный кварц находится в форме гидратированной, растворенной кремниевой кислоты или Si(OH)4.

РH ниже 9: Если растворимость кремниевой кислоты будет превышена, то кварц и силикаты выкристаллизуются из раствора. При низком pH факторе кварц может сформировать незаряженные частицы коллоидного кварца, некоторые из которых размером будут 0,02 микрона.

— Если pH фактор превышает 8: Кремниевая кислота превращается в силикат-анионы и растворимость кварца возрастает. Однако, если такие катионы, как кальций, магний или железо, будут присутствовать в достаточно высоких концентрациях при этих более высоких уровнях pH фактора, то они объединятся с силикат-анионами и выпадут в осадок как нерастворимые силикаты.

• Зачем очищать? При определённых условиях осаждение кварца и коллоидный кварц могут загрязнить мембраны обратного осмоса. Возможно нежелательное образование накипи в котлах, градирнях (стояках водяного охлаждения). Кварц может забить поры адсорбционных засыпок. Это может способствовать формированию коллоидного железа и коллоидного марганца.

Регулирование /нормативный акт:

• Кварц не находится ни в основных, ни в дополнительных списках загрязнителей питьевой воды Американского агентства по охране окружающей среды.

Методы очистки воды:

• Ионный обмен с сильноосновной анионной смолой (для растворенного кварца).

• Коагуляция / фильтрация.

• Обратный осмос (если растворимость кварца не превышена в отработанном потоке).

• Ультрафильтрация (коллоидного кварца).

• Умягчение/осаждение извести (в больших потоках).

Жесткая продажа мягкой воды

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?


" Нет, абсолютно", - говорит Eric B. Rosenthal, старший вице-президент по маркетингу компании Culligan. "Я думаю, есть озабоченность по поводу солености воды. Однако вклад умягчителей воды в общую солёность, которая попадает в почву, - это всего лишь небольшой процент. Преимущества употребления мягкой воды значительны с точки зрения экономии энергии, и они значимы с точки зрения способности уменьшить количество моющих средств и мыла, которые попадают в почву. Похоже, эти факторы не учитывались при принятии решения о ликвидации умягчителей воды в некоторых штатах".

Vincent Kent, президент компании Abendroth Water Conditioning, соглашается с тем, что умягчители воды не представляют экологической угрозы, в чем иногда их обвиняют. "Многие из проблем в прошлом всегда были связаны с тем, что умягчитель воды имел дренажную линию, а это считалось расточительством", - объясняет Kent.

"Проблема в том, что те, кто делают подобные заявления, понятия не имеют, что такое ионообменный умягчитель воды. У стиральной машины есть сливной шланг, у посудомоечной машины есть сливной шланг, у увлажнителя на весь дом есть сливной шланг – и все эти устройства тратят 100% воды, которую они используют.

Фактически умягчитель воды более эффективен, нежели все эти устройства.

Исследование Battelle В феврале 2009 года Ассоциация Качества Воды (WQA) решила, что пришло время обновить свою позицию по этому вопросу. Фонд Исследования Качества Воды (WQRF) нанял Баттельский мемориальный институт (некоммерческое международное научно-техническое предприятие) разработать и запустить серию тестов на ионообменных умягчителях воды. В результате получилось исследование Battelle, первое в своем роде за более чем 20 лет.

Г-н Kent, исполняющий обязанности президента WQA на момент заказа исследования, объясняет, почему Ассоциация приняла решение приступить к работе.

"Ионообменный умягчитель воды развивался до уровня технологии на протяжении многих лет, но красота этой надежной технологии в том, что она всегда обеспечивала большую экономию энергии и обладала эффективными свойствами", - говорит он.

"Но каждый раз, когда в адрес нашей отрасли высказывались сомнения, мы представляли старые научные данные, которые, на наш взгляд были приемлемыми, поскольку преимущества остаются преимуществами. В итоге, мы решили ответить самым эффективным устройствам по очистке воды, и показать, что наша продукция не только эффективна, но и что на сегодняшний день мы делаем ее лучше во многих отношениях и она работает".

По большей части, исследование Баттельского института подтверждает то, что профессионалы в сфере очистки воды уже знают - умягчители воды вносят значительный вклад в экономию энергии, а также в эффективность и долговечность многих бытовых приборов. Но ни одно исследование не обходится без сюрпризов.

"Поразительным в исследовании Баттельского института явилось то, что устройства, способные обеспечить внедрение в жизнь всех достижений в области технологий отопления, более высокой производительности, стандарта экономичного энергопотребления электроприборов Energy Star, а также налоговых льгот, - все эти устройства могут поддерживать эту самую эффективность только при работе на мягкой воде", - говорит Кент. "Если обратить внимание на наиболее эффективные водосберегающие смесители и лейки для душа, то именно благодаря мягкой воде они полностью реализуют свои функции по экономии расхода воды, поскольку в них не накапливаются отложения, формирование которых свойственно для жесткой воды".

Наиболее значительным вкладом в исследование, по словам Rosenthal, является тот факт, что оно представляет потребителям веское доказательство преимуществ мягкой воды. "Это исследование очень важно для отрасли, поскольку дает нам количественные данные, демонстрирующие преимущества использования мягкой воды", - объясняет он. "Большинство потребителей интуитивно осознают преимущества товара, но, когда появляется возможность воочию увидеть его материальную выгоду, он предстаёт перед покупателями в совершенно ином свете".

Хотя споры вокруг умягчения воды связаны с их предполагаемой угрозой для окружающей среды, Кент надеется, что исследование Баттельского института поможет переместить умягчители в категорию самой безопасной бытовой техники. "Удаление ионов кальция и магния (жесткости) из воды является одной из самых экологичных технологий на сегодняшний день", - говорит он.

Ассоциация Качества Воды (WQA) скоро запускает рекламную кампанию, чтобы снабдить рынок результатами исследований Battelle. Маркетинговые материалы создаются для дилеров и розничных, коммерческих и промышленных каналов, а также для государственных, местных и федеральных агентств, которые хотят иметь более глубокие знания об ионообменных умягчителях воды. Но Ассоциация не останавливается на достигнутом. По словам Кента, исследование Battelle – это всего лишь "верхушка айсберга". Ассоциация Качества Воды (WQA), Фонд Исследования Качества Воды (WQRF) и его члены в настоящее время проводят независимые исследования о преимуществах мягкой воды применительно к стирке белья и мытью посуды, а также с точки зрения сокращения моющих средств и мыла.

"Когда мы закончим", - заключает Кент, - "не будет никаких сомнений, что каждый раз, когда у покупателя возникнет желание купить новое устройство для очистки воды, следующее, что придет ему на ум – мысль о том, чтобы это был ионообменный умягчитель воды".

Результаты исследования Battelle

Газовые водонагреватели с накопительным баком • Домашние газовые водонагреватели с накопительным баком, работающие на умягченной воде, поддерживают заданную заводом-производителем эффективность в течение 15-летнего срока службы. Жесткая вода может привести к потере эффективности водонагревателей до 24%.

Нагреватели без бака • Внутренние мгновенные газовые водонагреватели (нагреватели без баков), работающие на умягченной воде, поддерживают заданную заводом-производителем эффективность на протяжении срока службы более 15-ти лет. Водонагреватели без баков, работающие на жесткой воде, вышли из строя после 19 дней тестирования.

Электрические водонагреватели • 30 фунтов (13608 г) подобных камню отложений карбоната кальция накапливаются в электрических водонагревателях, работающих на жесткой воде из скважин. Каждые 5 гран на галлон (1,71 мг-экв/л) жесткости воды являются причиной накопления 0,4 фунта (149,28 г) накипи в год в бытовых электрических водонагревателях с накопительным баком.

Углеродный след

• При эксплуатации газовых водонагревателей с накопительным баком, работающих на воде с жесткостью 8,892 мг-экв/л. в течение 15-ти лет, углеродный след увеличивается на 18% по сравнению с работой в таких же условиях при нулевой жесткости умягченной воды. При использовании воды жесткостью 8,892 мг-экв/л в водонагревателях проточного типа, работающих на природном газе, углеродный след увеличивается на 4% по сравнению с работой на умягченной воде нулевой жесткости.

Головы для душа и смесители • Душевые смесители и головы работали на мягкой воде хорошо на протяжении всего исследования - почти так же хорошо, как в тот день, когда они были установлены.

• Головы для душа на жесткой воде потеряли 75% скорости потока менее чем за 18 месяцев. Смесители на жесткой воде не могут обеспечить указанную скорость потока 4,74 л/мин из-за накопления отложений на сите.

Как защитить от коррозии медные трубы

Катодная защита может быть неотъемлемой частью водопроводной системы в зданиях.

Возникновение в зданиях под бетонными перекрытиями (плитами) протечек, вызываемых коррозией медного трубопровода для сточных вод, является широко распространенной проблемой. В таких случаях всё чаще и чаще используется катодная защита, как экономичная альтернатива замене труб и непрерывному ремонту при постоянных протечках. Катодная защита представляет собой электрический процесс, используемый для предотвращения коррозии металла, находящегося в контакте с электролитом (сточными водами или водой). Примером распространенного применения катодной защиты от коррозии служит ее использование в обычных бойлерах (см. рис. №1).

Применение катодной защиты может значительно сократить частоту протечек или же устранить их. Herbert H. Uhlig, ученый из Массачусетского технологического института, пишет о важной роли катодной защиты в современном обществе: “Гарантия того, что в почве не появятся никакие протечки в трубопроводе, проходящем под землей и находящемся под катодной защитой, сделала транспортировку нефти и природного газа через половину американского континента экономически выполнимой задачей”.
Утечки газа и нефти из трубопроводов абсолютно неприемлемы с точки зрения безопасности окружающей среды и стоимости этих продуктов. В то же время водопроводные протечки, к сожалению, рассматриваются как рутинный вопрос, связанный с ремонтом. Такое мышление привело к огромным тратам в силу распространенности этой проблемы, предотвратить которую можно было бы катодной защитой.

Правильная конструкция системы

Чтобы быть эффективной, катодная защита должна быть правильно спроектирована; требования к ее конструкции могут меняться. Факторы, влияющие на надлежащее качество конструкции, могут быть следующими: количество металла в грунте; современные требования по защите; удельная проводимость грунта; схема трубопровода и геологические формирования, влияющие на текущее распределение; непрерывность перекачки по трубопроводу; размеры здания и потребность в потреблении электроэнергии.

Неправильное применение катодной защиты и ее неправильное сочетание с псевдонаучными техническими новинками исказили представление некоторых владельцев и менеджеров относительно использования этого метода.

Преимуществом катодной защиты является ее низкая стоимость и удобство в использовании. Она может быть установлена без каких-либо неудобств, так как все работы проводятся вне здания (типичный проект представлен на рис. 2). Катодная защита может служить дополнением к другим способам по уменьшению протечек; в то же время она не мешает вам использовать традиционный метод борьбы с ними - полную или частичную замену труб и покрытия - или же использовать трубы из новых, продвинутых материалов.


Принцип работы

Научный принцип работы катодной защиты описан в каждом учебнике по химии для средней школы. Этот принцип заключается в том, что электрический поток проходит между двумя электродами (анодом и катодом) в электролите (грунте или воде). В таких условиях электрохимические реакции должны происходить на поверхности электродов.

Окисление (коррозия) должно происходить на одном электроде (аноде), а восстановление (защита от коррозии) – на другом электроде (катоде). В катодной системе труба, которая должна быть защищена, выступает в роли катода, и на ее поверхности может произойти только безопасная реакция восстановления.

Опасная реакция окисления происходит только на отдаленно установленных анодах, которые разработаны так, чтобы использоваться в течение всего срока службы. Для достижения полной защиты у вас должно быть достаточное количество анодов, расположенных в правильном месте.

Ограничения / недостатки в применении катодной защиты

Из вышеприведенного описания, очевидно, что есть некоторые физические требования, необходимые для работы катодной защиты. Для того чтобы провести электрический поток между анодом и катодом, у вас должно быть напряжение, электрическая цепь (схема), катод, анод и электролит.

Поскольку воздух - непроводник (не является электролитом), с помощью катодов вы не сможете защитить поверхности трубопровода или устройств, которые находятся на открытом воздухе. Кроме того, вы не можете установить катодную защиту на внутренние поверхности трубопровода, т.к. непрактично тянуть аноды внутри водопроводных труб по всему зданию.

Внутренние поверхности водонагревателя местного значения вы можете защитить, т.к. физически возможно поместить анод в резервуар; защита ограничена тем, что физически может "видеть" анод; от анода защитный поток направится к катоду по пути наименьшего сопротивления, чтобы замкнуть цепь и он не спустится вниз по сети трубопровода.
Короче говоря, применение катодной защиты ограничивается защитой внешней (со стороны почвы) поверхности помещенных в грунт труб и резервуаров.

В случаях, когда коррозия металлического трубопровода в зданиях возникает от контакта с водой, могут применяться другие методы контроля над коррозией, такие как использование ингибиторов (замедлителей реакции), обшивки или обработка поверхностей.


Жизнеспособная альтернативная
Катодная защита является жизнеспособной альтернативой в борьбе с постоянной проблемой протечек под плитами из-за коррозии трубопроводов, расположенных в грунте. Ее следует использовать в дополнение к оплетке или другим покрытиям, наносимым на медные трубопроводы, расположенные в грунте. Неправильное использование катодной защиты, а также неправильная диагностика того, что действительно вызывает протечки, препятствуют ее более широкому использованию.

В отношении правильного применения катодной защиты необходимо обратиться за консультацией к опытному и надлежащим образом обученному инженеру или специалисту по вопросу коррозии.