О воздушных фильтрах для систем вентиляции

Коагуляция воды, ее виды, условия проведения и гигиеническое значение.

Коагуляцией
называется процесс укрупнения, агрегации
коллоид­ных и тонкодисперсных примесей
воды вследствие их взаимного сли­пания
под действием сил молекулярного
притяжения.

Коагуляция примесей
воды позволяет ускорить осветление и
обес­цвечивание. Коагуляция происходит
под влиянием химических реа­гентов
– коагулянтов,
которые либо нарушают агрегативную
устой­чивость примесей воды, либо
образуют коллоиды, сорбирующие при­меси
воды. В качестве коагулянтов чаще всего
используют соли
алюминия или железа.

В практике
водоподготовки известны два вида
коагуляции — коа­гуляция в толще
зернистой загрузки фильтра (контактная
коагуля­ция)
и коагуляция, происходящая в камерах
хлопьеобразования (ко­агуляция
в свободном объеме).

Механизм контактной
коагуляции — нарушение агрегативной
ус­тойчивости коллоидных примесей
воды в результате устранения или снижения
до очень малых значений заряда мицеллы.
При добавле­нии к обрабатываемой воде
коагулянта, например сульфата алюми­ния,
происходит его гидролиз с образованием
трехвалентного ио­на алюминия:

A12(S04)3
+ 6Н20
= 2AF + 3S042
+ 6Н+
+ 60Нˉ.

Ионы алюминия
нейтрализуют заряд коллоидных частиц
приме­сей воды и тем самым нарушают
их агрегативную устойчивость. Ли­шенные
устойчивости коллоидные частицы, проходя
с потоком воды через фильтр (контактный
осветлитель), адсорбируются на поверх­ности
частиц зернистой загрузки фильтра под
влиянием сил межмолекулярного
взаимодействия. Это приводит к осветлению
и обесцве­чиванию воды.

Механизм коагуляции
в свободном объеме имеет иной характер.
Так же как и при контактной коагуляции,
введение в обрабатывае­мую воду
сульфата алюминия обусловливает
нейтрализацию заряда природных коллоидов
воды и снижение их агрегативной
устойчиво­сти. Этот процесс протекает
очень быстро и заканчивается при
уста­новлении равновесия между
катионами коагулянта и мицеллами
при­родных коллоидов. После этого
начинается образование гидроксида
алюминия как в результате гидролиза:

А1 2(S04)3+
20
= 2А1(ОН)з + 3H2S04,

так и путем
взаимодействия коагулянта с присутствующими
в воде карбонатами и бикарбонатами
(резервная щелочность воды):

A12(S04)j
+ЗСа(НС03)2
= 2А1(ОН)з
+ 3CaS04+
6С02.

Гидроксид алюминия
имеет коллоидную структуру (золь),
вслед­ствие чего обладает развитой
поверхностью, сорбирующей примеси воды,
в том числе природные коллоиды, потерявшие
агрегативную устойчивость.

Гидролиз коагулянта
является обратимой реакцией, и на его
пол­ноту влияет активная реакция
воды. Понижение pH подавляет гид­ролиз
солей слабых оснований, каким является
сульфат алюминия. При повышении pH
образуется отрицательно заряженный
алюминат- ион [А 102]
, не приводящий к коагуляции. Приемлемое
для гидроли­за значение pH 4,3-7,6,
оптимальное – 5,5-6,5.

На эффективность
коагуляции влияют также количество
грубой взвеси, частицы которой служат
своеобразными «ядрами коагуля­ции»,
интенсивность перемешивания, температура
воды.

Очевидно, что для
вод различного состава нужны разные
до­зы коагулянта. Предварительный
расчет оптимальной дозы произво­дят
с учетом щелочности и цветности
обрабатываемой воды. Однако сложность
физико-химических процессов, приводящих
к коагуля­ции, заставляет уточнять
предварительно рассчитанную дозу
опыт­ным
путем.

Для ускорения
коагуляции и интенсификации работы
очистных сооружений применяют так
называемые флоккулянты
— высокомо­лекулярные синтетические
соединения.

Очищаем воду для питья какой способ очистки выбрать

Как правило, для этого водопроводную воду наливают в большое ведро и оставляют в нем на несколько часов. Без перемешивания воды в ведре удаление газообразного хлора происходит примерно с 1/3 глубины от поверхности воды, поэтому для получения сколь-либо заметного эффекта необходимо следовать разработанным методикам отстаивания.

Вывод.

Эффективность данного способа очистки воды оставляет желать лучшего. После отстаивания необходимо кипятить воду.

Вымораживание

Данный способ применяют для эффективной очистки воды с помощью ее перекристаллизации. Данный способ намного эффективнее кипячения и даже перегонки, поскольку фенол, хлорфенолы и легкая хлорорганика (ряд хлорсодержащих соединений — страшнейший яд) перегоняются вместе с водяным паром (последнее дадим на заметку поклонникам дистиллированной воды).

Многие под данным способом понимают следующее: налить воду в посуду и поставить ее в холодильник до появления льда, после вынуть посуду из холодильника и разморозить ее для питья.

Сразу заметим, что эффект очистки воды вышеприведенным способом равен нулю, поскольку вымораживание — очень сложный и долгий процесс, эффективность которого целиком зависит от точного следования разработанным методикам.

Данный способ основывается на химическом законе, согласно которому при замерзании жидкости сначала в наиболее холодном месте кристаллизуется основное вещество, а уж в последнюю очередь в наименее холодном месте затвердевает все, что было растворено в основном веществе.

Данное явление можно наблюдать на примере свечи. В потухшей свече подальше от фитиля получается чистый прозрачный парафин, а в середине, где горел фитиль, собирается сажа и воск получается грязным). Этому закону подчиняются все жидкие вещества. Главное здесь — обеспечить медленное замораживание воды и вести его так, чтобы в одном месте сосуда его было больше, чем в другом. Поскольку данный способ занимает несколько страниц, то приводить его здесь не будем

(подробности Вы можете узнать из книги: Осторожно!

Водопроводная вода! Ее химические загрязнения и способы доочистки в домашних условиях./ Скоробогатов Г.А., Калинин А.И. — СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2003.) Отметим лишь то, что приготовление воды методом вымораживания может длиться несколько часов с постоянным отслеживанием процесса.

В противном случае эффективностыь резко снижается.

Нам доводилось тестировать воду, которую хозяйки несколько часов пытались приготовить методом вымораживания. Она была немного лучше водопроводной воды. Это еще раз подтверждает то, что вымораживание — непростой процесс, который имеет свои тонкости и далеко не все рекомендации здесь приводят к ожидаемому эффекту.

Очистка воды с использованием фильтров

Для удаления вредных примесей из воды используют различные фильтры.

В бытовых условиях широко используются различные кувшины и насадки на кран.

Способы водоподготовки и методы очистки воды

Способов водоподготовки и методов очистки воды придумано уже немало. Причин загрязнений питьевой воды существует множество.

Однако все они, так или иначе, связаны с источниками воды. Каждый тип источника имеет свои характерные причины, вызывающие загрязнение воды.

Решением проблем, связанных с загрязнениями воды, является ее очистка.

На сегодняшний день имеется ряд способов водоподготовки и методов очистки воды, позволяющих получить высокое качество питьевой воды практически из любого источника.

Различные варианты получения гарантированного высокого качества питьевой воды из разнообразных источников:

Методы осаждения

Осветление воды

Мембранные методы

Химические реагенты для окисления

Адсорбция

Обезжелезивание воды

Умягчение воды

Обессоливание воды

Кондиционирование воды

Обеззараживание воды

Удаление органических загрязнений

Дехлорирование воды

Удаление нитратов

Помимо очистки воды в быту, о способах и фильтрах, применяемых для которой, на нашем сайте написано уже очень много, существует также и промышленная очистка, для которой используются промышленные фильтры для воды. В целом методы и способы промышленной очистки воды сходны с бытовыми и отличаются лишь в объеме пропускаемой через них воды.

Но есть и способы очистки, которые применяются только в промышленности.

Перед тем как начать разговор непосредственно о методах промышленной очистки воды, попробуем дать определение самому процессу.

Салонные фильтры

Салонный фильтр имеет в машине особое назначение, он защищает человека от вредных для здоровья включений, находящихся в воздухе. Во время работы машины в салоне или кабине могут присутствовать следующие загрязнения, отрицательно влияющие на здоровье людей:

  • частицы – пыльца растений, дым, пыль, бактерии, влага (капли воды);
  • газы – углеводород, окись азота; окись серы, озон, пары топлива, толуол.

Некоторые из указанных загрязнений в воздухе помимо влияния на здоровье человека также создают неприятные запахи.

О воздушных фильтрах для систем вентиляции

При работе разных мобильных машин состав и концентрация указанных включений в воздухе салона или кабины могут быть совершенно различными. Если в автобусе, работающем в городе с высокой плотностью движения, в воздухе салона содержится больше газов, то в сельском местности или на стройплощадке основным загрязнителем воздуха в кабине является пыль.

Технические требования к показателям работы салонных фильтров автомобилей, как правило, согласовываются между изготовителями фильтров и потребителями – автопроизводителями.

Содержание кристаллического SiO2 в пыли, % Средняя концентрация пыли, мг/м3
До 2 10
Свыше 2 до 10 4
Свыше 10 до 70 2
Свыше 70 1

В России технические требования к рабочему месту оператора трактора регламентируются ГОСТ 12.2.120–88 «Кабины и рабочие места операторов тракторов, самоходных строительно-дорожных машин… и самоходных сельскохозяйственных машин». В нем нормируется только два параметра воздуха: концентрация окиси углерода в кабине при работающем двигателе – не выше 20 мг/м3 и концентрация пыли в кабине машины в зависимости от содержания SiO2, которая не должна быть больше указанной в таблице.

У нас в стране отсутствуют стандарт и соответствующее оборудование для испытаний салонных фильтров на фильтрацию всех указанных выше загрязнителей воздуха. Оценку салонных фильтров проводят только по улавливанию частиц минеральной пыли, используя ГОСТ 8002 на испытания воздухоочистителей двигателей. За рубежом для этих целей действует два международных стандарта: ISO 11155-1 – оценка салонных фильтров на улавливание твердых частиц и ISО 11155-2 – оценка салонных фильтров на улавливание газов. Для таких испытаний используется комплекс специального испытательного оборудования.

О воздушных фильтрах для систем вентиляции

Типичная конструкция осовремененных салонных фильтров включает в себя каркас, на котором закреплен двухслойный нетканый материал, не содержащий пропиточных фенолформальдегидных смол и других токсичных компонентов. Один слой менее плотный, второй – из более тонких синтетических волокон, улавливающих частицы размером более 0,5 мкм. Фильтр имеет низкое начальное сопротивление (не более 200 МПа). Существуют также модели салонных фильтров из такого же двухслойного нетканого материала со слоем, насыщенным активированным углем, с помощью которого улавливаются газы и устраняются неприятные запахи.

Указанные фильтры производят практически все зарубежные фирмы, выпускающие автотракторные фильтры (FRAM, Mann+Hummel и др.). В России салонные фильтры для тяжелой автотракторой техники выпускают ОАО «Салют-фильтр», ЗАО «Невский фильтр», ОАО «Цитрон».

Автором использованы материалы из статьи Д.Г. Купрюнина и В.Е. Маева (ОАО «НАТИ») «Современные тенденции в развитии конструкций бортовых фильтров для мобильных машин».
О воздушных фильтрах для систем вентиляции

Часть 1 Часть 2 Часть 3 Часть 4

Методы очистки воды

Существуют несколько методов очистки воды, но все они входят в три группы методов:

— механические методы;

— физико-химические методы;

— биологические методы.

Наиболее дешевая — механическая очистка — применяется для выделения взвесей. Основные методы: процеживание, отстаивание и фильтрование. Применяются, как предварительные этапы.

Химическая очистка применяется для выделения из сточных вод растворимых неорганических примесей.

При обрабботке сточных вод реагентами происходит их нейтрализация, выделение рас-творенных соединений, обесцвечивание и обеззараживание стоков.

Фильтрующие материалы

В настоящее время для изготовления фильтрующих материалов для автотракторных фильтров в основном используют волокна из целлюлозы (бумага), стекловолокна, синтетики или их комбинации (см. таблицу).

Чем тоньше волокна, используемые при изготовлении фильтрующих материалов, тем больше их поверхность в единице объема, что в свою очередь повышает грязеемкость фильтра. Из всех перечисленных материалов регенерации (восстановлению) после предельного загрязнения могут подвергаться только фильтры из сетчатого материала, однако они могут применяться только для фильтрации жидких сред и задерживают частицы размером более 25 мкм.

О воздушных фильтрах для систем вентиляции

Наиболее эффективная форма укладки материала в штору при изготовлении фильтрующих элементов для очистки различных веществ серповидная. Шевронная форма – средняя по эффективности, а звездообразная – наименее эффективная. Притом чем реже гофры, тем меньше площадь фильтрующего материала, а следовательно, грязеемкость фильтра. На гофрах делают вмятины, препятствующие их слипанию под напором потока воздуха. Для упрочнения снаружи гофрированная фильтрующая штора защищена металлической или полимерной сеткой, а внутри установлена перфорированная трубка.

Наиболее перспективным фильтрующим материалом является 100-процентная синтетика. Однако в данное время стоимость этого материала выше, чем бумаги из целлюлозы, что ограничивает его применение.

О воздушных фильтрах для систем вентиляции

Одна из пионерных разработок компании Cummins Filtration – синтетический материал из полимерного волокна StrataPore. В отличие от целлюлозы и микростекловолокна StrataPore имеет многослойную структуру, причем число слоев выбирают в зависимости от потребной эффективности фильтрации. Благодаря более равномерному размеру пор у StrataPore снижено сопротивление потоку на 50% по сравнению с традиционными фильтрующими материалами. У обычного фильтровального материала может быть либо высокая тонкость отсева, либо большая грязеемкость. StrataPore благодаря своей структуре имеет и высокую тонкость отсева, и большую грязеемкость.

В перспективе внедрение наноматериалов, имеющих волокна толщиной около 0,2 мкм, позволит значительно повысить ресурс фильтров, так как площадь фильтрующей поверхности из наноматериала во много раз превышает площадь поверхности из целлюлозы и микростекловолокна. Например, материал NANOWEB – это созданная из нановолокон микропористая структура. Из этого материала можно изготавливать фильтры большой площади и очень малой массы. Материал является отличным тепло- и шумоизолятором. Технология NANOWEB позволяет изменять диаметр волокон, размер пор и толщину фильтрующего слоя в зависимости от назначения фильтра. Фильтры из NANOWEB прекрасно работают в системах кондиционирования кабин (в том числе для фильтрации пыльцы, вызывающей аллергию) и очистки поступающего в двигатель воздуха. Благодаря химической стойкости они отлично работают в топливных и масляных фильтрах, надежно задерживая воду. Благодаря высокой однородности структуры фильтрующего материала качество и стабильность фильтрации значительно повышаются.

Фильтрующие материалы для различных рабочих веществ мобильных машин
Фильтрующий материал Применение Принцип фильтрации Номинальная тонкость отсева, мкм Условная удельная грязеемкость, г/м2
Сетка из металла или неорганического материала Гидравлическая жидкость, грубая очистка топлива, отделение воды Поверхностная фильтрация 10…250 500…600
Фильтровальная бумага из целлюлозы Воздух, моторное масло, топливо Глубинная фильтрация 10…25 180…250
Мелкопористое гомогенное полотно из стекловолокна со специальной пропиткой Гидрожидкости Глубинная фильтрация 5…20 100…200
Синтетика (100%) в виде плоского листа Воздух, топливо Глубинная фильтрация 5…15 150…200
Объемные нетканые волокнистые материалы из синтетики Отделение воды от топлива и гидрожидкостей Глубинная фильтрация 3…25 900…1000
Комбинированный ламинированный (многослойный) материал Воздух, масло, топливо Глубинная фильтрация 7…30 250…300

О воздушных фильтрах для систем вентиляции

Методы очистки воды в промышленных масштабах

Фильтры обратного осмоса

Один из самых популярных и современных методов водоподготовки, обратный осмос, широко используемый в бытовых системах фильтрации, нашел свое применение и в промышленности.

Именно обратный осмос промышленный дает на выходе наиболее чистую воду, прекрасно подходящую как для использования в бытовых целях, так и для питья. При использовании этого метода отпадает необходимость в обеззараживании водопроводной воды при помощи продуктов хлора – бактерии и вирусы не проникают через мембраны фильтров, и вода становится практически стерильной.

Единственный недостаток этого метода – высокая стоимость используемых мембран и недостаточно высокая пропускная способность.

И, если водоснабжение отдельно стоящего коттеджа или малоквартирного дома еще может осуществляться при помощи крупной обратно осмотической установки, то для целей водоснабжения целого городского микрорайона данный метод не подходит.

Хлорирование

Самый распространенный на постсоветском пространстве метод водоочистки.

Плюс – его простота, дешевизна и высокая активность в отношении бактериальных загрязнений, именно поэтому он и находит до сих пор столь широкое применение. Минусы известны абсолютно всем –  токсичность продуктов распада хлора, остающихся в водопроводной воде. Именно на их удаление и направлено действие большинства бытовых фильтров для воды.

Озонирование воды

Прекрасный и высокоэффективный метод очистки воды от бактериальных загрязнений. Озон распадается в воде, вызывая ряд процессов окисления, уничтожающих все органические загрязнения.

При этом продукты его распада (атомарный и молекулярный кислород) нетоксичны, не вредят здоровью человека. К сожалению, метод достаточно дорог и не может применяться в промышленных масштабах.

Фильтрация через угольные фильтры

Прекрасный метод, могущий использоваться как для задержки вредных органических, так и неорганических примесей из воды (в том числе соединений хлора). Недостатки его – громоздкость оборудования (вода должна проходит через несколько слоев угля) и необходимость постоянного сложного технологического обслуживания (уголь нужно периодически промывать горячей водой или обрабатывать паром, чтобы предотвратить образование колоний болезнетворных бактерий).

Хорошие результаты дает сочетание угольных фильтров с облучением источниками ультрафиолетового света, но себестоимость данного метода зашкаливает уже за все разумные пределы.

Именно поэтому до сего дня хлорирование воды остается основным, хотя далеко не идеальным и даже не совсем безопасным для здоровья человека методом.

Ирония в том, что очищенная путем хлорирования вода, которая соответствует ГОСТу, уже поступив в квартиры и дома, заново подвергается очистке одним из выше перечисленных методов (угольная фильтрация, обратный осмос и т.д.), чтобы теперь очиститься уже от попавшего во время первой очистки  в нее продуктов хлора.

Поэтому, если есть возможность, и вода в ваш дом или квартиру поступает не из водопровода, а из природной скважины, используйте для ее очистки системы обратного осмоса или даже простые мембранные фильтры – это гораздо лучше скажется на качестве получаемой на выходе из системы очистки воды.

Какие существуют способы очистки воды

Вроде бы похоже, но не совсем. К примеру, водоподготовка часто используется на промышленных предприятиях для получения воды, пригодной для нужд этих предприятий (процессы охлаждения, использование в химических реакциях и т.д.).

В процессе водоподготовки вода может очищаться от каких-либо растворенных в ней солей, либо же наоборот насыщаться какими-либо необходимыми потребителю минералами.

Полученную в результате водоподготовки воду используют на промышленных предприятиях, в качестве теплоносителя на ТЭС (теплоэнергетических станциях – именно она приносит тепло в радиаторы наших квартир).

Вода, прошедшая процесс очистки, поступает в водопровод. О методах ее очистки мы и поговорим подробнее:

Очищение от механических примесей

В воде, которая течет в нашем водопроводе, содержатся песчинки, фрагменты ржавчины, металла, подмоток и т.д. Эти примеси называют механическими. Их наличие плохо сказывается на долговечности запорной арматуры (кранов, вентилей и т.д.) и бытовой техники. Потому в квартирах и в частных домах ставят на входе фильтры для их удаления. Виды фильтров для очистки воды от механических примесей немногочисленны. Это с сеткой и дисками в качестве фильтрующих элементов.

О воздушных фильтрах для систем вентиляции

Наиболее распространенный фильтр для устранения механических примесей в воде

Фильтрующий элемент в механических фильтрах — сетка. По размерам ячейки эти фильтры делят на устройства грубой (300–500 мкм) и тонкой очистки (крупнее 100 мкм). Могут стоять каскадом — сначала грубой очистки (грязевик), затем тонкой. Часто фильтр грубой очистки ставится на входе в трубопровод, а устройства с более мелкой ячейкой ставят перед бытовым устройством, так как разная техника может требовать разной степени очистки воды.

По ориентации колбы в которой установлен фильтрующий элемент, бывают они прямые и косые. Косые создают меньшее гидравлическое сопротивление, потому чаще всего ставят их. При установке надо соблюдать направление потока, оно указано на корпусе стрелкой.

Фильтр механический

Есть два типа механических фильтров — с автопромывкой и без. Устройства без автопромывки небольшие по размеру, их входные/выходные диаметры подбираются по размерам трубы, в которую они устанавливаются. Материал корпуса — нержавейка или латунь, резьбовые соединения — разные (наружная или внутренняя резьба подбираете по необходимости). Стоимость этого вида механических фильтров невысокая — в районе сотни рублей, хотя фирменные могут стоить гораздо дороже.

О воздушных фильтрах для систем вентиляции

Механические фильтры без обратной промывки: прямой и косой

Так как сетки забиваются и их периодически надо чистить, нижняя часть колбы — съемная. При необходимости, ее откручивают, вынимают и промывают сетку, затем все возвращают обратно (все работы проводят предварительно перекрыв воду).

Сетчатый с автопромывкой

Механический фильтр с автопромывкой (самопромывающиеся) имеет в нижней части колбы с фильтрующим элементом патрубок и кран. Патрубок при помощи шланга или куска трубы выводится в канализацию. Если необходимо такой фильтр промыть, просто открывают кран. Вода под напором вымывает содержимое в канализацию, кран закрывается, можно эксплуатировать дальше.

О воздушных фильтрах для систем вентиляции

Виды механических фильтров для воды с промывкой

Этот виде механического фильтра для воды часто содержит манометр. По нему определяют забита сетка или нет. Давление стало ниже — пора чистить фильтр. Если колба устройства прозрачная, манометра может и не быть — определиться можно по внешнему виду сетки или стенок колбы. В данном сегменте косые фильтры для воды встречаются редко, но все-же бывают.

В корпус может быть встроен редукционный клапан для нейтрализации перепадов давления. Есть модели с возможностью установки блока автопромывки.

О воздушных фильтрах для систем вентиляции

Пример установки механического фильтра с автоочищением

Обвязка этого вида механических фильтров чуть сложнее — необходим вывод в канализацию, но также есть модели с резьбой разного типа, чтобы можно было использовать как можно меньше переходников.

Типы соединения

Механические фильтры очистки могут быть муфтовыми, могут — фланцевыми. Фланцевые — это обычно оборудование магистральное для водопроводов с большим давлением и диаметрами. Может быть использовано при устройстве водоснабжения частного дома.

О воздушных фильтрах для систем вентиляции

Фланцевые сетчатые фильтры

Дисковые (кольцевые) фильтры

Этот вид оборудования распространен меньше, хоть менее склонен к заиливанию, имеет большую площадь фильтрации, задерживать может разные по размерам частицы.

Фильтрующий элемент — набор полимерных дисков, на поверхности которых нанесены углубления-царапины разной глубины. Диски в собранном состоянии плотно прижаты друг к другу, вода проходит через ложбинки в дисках, на них при этом оседают частицы большего диаметра. Движение воды спиралеобразное, так что взвеси удаляются качественно.

О воздушных фильтрах для систем вентиляции

Дисковый фильтр для воды

Когда фильтр для очистки воды забивается, диски достают из корпуса, раздвигают и промывают. После этого ставят на место. Периодически диски надо заменять, срок службы фильтрующего элемента зависит от количества загрязнений и качества самих дисков. Есть модели с автопромывкой.

Монтируются в разрыв трубы, колба может быть направлена вверх или вниз (смотрите в инструкции к установке).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector