Качество воды в системах водоподготовки определяется не только параметрами исходной и конечной воды, но и промежуточными показателями на отдельных стадиях обработки. Контроль после каждой ступени позволяет оценить эффективность оборудования, вовремя выявить сбои и корректно подобрать режимы работы. Более того, каждая технология очистки предъявляет определённые требования к воде на входе: несоблюдение этих условий приводит к снижению ресурса фильтрующих материалов, ускоренному загрязнению и росту эксплуатационных затрат.
Механическая фильтрация
Наиболее распространённая первая стадия — задержание взвешенных веществ и коллоидных частиц с помощью песчаных, кварцевых или антрацитовых фильтров.
Требования к входной воде: допустимая мутность ≤ 10-20 мг/л, содержание крупных механических примесей минимальное. При превышении нагрузки фильтрующая загрузка быстро заиливается, увеличивается частота промывок.
Изменения показателей: мутность снижается до 1,5 мг/л, возрастает прозрачность и снижается цветность воды. На последующие стадии подается вода с минимальным количеством взвесей, что снижает риск зарастания активных сред и мембран.
Обезжелезивание и деманганация
Данный процесс основан на окислении Fe²⁺ и Mn²⁺ и последующем удалении образовавшихся нерастворимых соединений.
Требования к воде до фильтрации: наличие растворённого кислорода (более 15% от количества растворенного железа и марганца), оптимальный pH не ниже 6,8–7,0. При недостаточном окислительном потенциале железо и марганец остаются в растворённой форме.
Изменения показателей: снижение концентрации железа и марганца до нормативных значений, уменьшение цветности, частичное снижение перманганатной окисляемости.
Натрий-катионитный метод умягчения
Смолы-катиониты применяются для снижения жёсткости воды за счёт замещения ионов кальция и магния на ионы натрия.
Требования к исходной воде: отсутствие железа и марганца, минимальная мутность. Попадание Fe и Mn приводит к «отравлению» смолы и потере её обменной ёмкости.
Изменения показателей: общая жёсткость снижается до значений менее 0,1 мг-экв/л, устраняется риск образования накипи в котлах и теплообменниках. Минерализация при этом практически не меняется, поскольку натрий остаётся в растворе.
Сорбционная очистка активированным уголем
Угольные фильтры используются для удаления органических веществ, хлора и побочных продуктов его реакции, улучшения органолептических свойств.
Требования: отсутствие взвесей, так как механические примеси быстро забивают поры угля и сокращают срок службы.
Изменения: снижается цветность, улучшается вкус и запах воды, удаляется остаточный хлор. Одновременно уменьшается перманганатная окисляемость.
Обессоливание обратным осмосом
На установках обратного осмоса получают частично обессоленную воду с селективностью до 99% и концентрат утилизируемый далее.
Требования к воде на входе: минимальная мутность, которая характеризуется показателем SDI, концентрация железа и марганца менее 0,1 мг/л, отсутствие свободного хлора (разрушает полиамидную мембрану), контролируемая жёсткость (не более 0,1 мг-экв/л).
Изменения: снижение общего солесодержания на 95–99%, практически полное удаление жёсткости, нитратов, фторидов, органики. Получаемая вода отличается стабильным низким содержанием примесей.
Дезинфекция (УФ-облучение, хлорирование)
Финальная стадия водоподготовки направлена на снижение микробиологической загрязнённости.
Требования: высокая прозрачность воды и отсутствие железа, органики и коллоидов, препятствующих прохождению ультрафиолета. Повышение pH выше 7,6 значительно снижает содержание свободного хлора, необходимого для обеззараживания.
Изменения: значительное снижение общего микробного числа и бактерий группы кишечной палочки до нормативов СанПиН. При хлорировании дополнительно обеспечивается остаточный эффект, защищающий воду от вторичного заражения.
Каждая стадия очистки решает строго определённые задачи, но её эффективность напрямую зависит от качества исходной воды. Именно поэтому системы водоподготовки проектируются как многоступенчатые, а контроль промежуточных показателей является обязательным условием.
