Удаление мышьяка

Удаление мышьяка

Мышьяк является чрезвычайно ядовитым веществом. IARC (Международное агентство по исследованию рака, 2004) классифицирует мышьяк как канцерогенное вещество для человека (группа 1). Длительное потребление питьевой воды с повышенной концентрацией мышьяка может вызвать развитие арсеникоза. Это общее определение для группы заболеваний, возникающих в результате длительного воздействия мышьяка. Данная группа включает в себя несколько видов поражений кожи и раковых опухолей, таких как гиперпигментация, гиперкератоз, гангрена, рак кожи, рак легких и рак мочевого пузыря (ВОЗ, 2006).

В отличие от других каталитических сред для фильтрации воды, для производства фильтрующей среды DMI-65 применяется не только технология поверхностного покрытия, но также и технология сплавления, что обеспечивает ее преимущество с точки зрения как высоких эксплуатационных характеристик, так и длительного срока службы материала, который составляет от 5 до 8 лет.

Фильтрующую среду DMI-65 производит компания Quantum Filtration, расположенная в Западной Австралии.

Материал DMI-65 прошел испытания и сертификацию Ассоциации качества воды в соответствии с требованиями стандарта NSF/ANSI 61, и допущен к применению на территории Англии и Уэльса в соответствии с нормами Регламента 31(4)(a) стандарта 2010 Sl №994 (W.99), регулирующего качество питьевой воды.

  • Современная технология удаления мышьяка
  • Уровень загрязнения мышьяком может быть снижен до величин, не определяемых измерительными приборами
  • Самая низкая стоимость жизненного цикла
  • Обеспечивается высокая производительность системы и снижение первоначальных инвестиций в систему
  • Отсутствует выщелачивание химических веществ
  Информация

 

В бюллетене Всемирной организации здравоохранения (Smith и пр., 2000) имеются данные, что долгосрочное воздействие мышьяка, содержащегося в грунтовых водах в концентрации более 500 мкг/л, является причиной приблизительно каждой десятой смерти у жителей Бангладеш.

Материал DMI-65 представляет собой ключевой элемент новых технологий, основанных на совместном осаждении мышьяка в виде хлопьев в процессе коагуляции и поглощения мышьяка фильтрующей средой. Если в воде присутствует мышьяк, но нет железа, в воду потребуется добавить хлорид железа. Во всех случаях мышьяк связывается с положительно заряженной поверхностью матрицы (гидроксида) железа. Материал DMI-65 представляет собой созданную на основе силикатного песка чрезвычайно мощную среду с каталитическим действием, предназначенную для фильтрации воды, которая обеспечивает удаление железа до неопределяемых уровней с помощью усовершенствованного процесса окисления.

Технология адсорбции мышьяка очень эффективна, особенно при низких и умеренных концентрациях мышьяка. Следует отметить, что это относится только к неорганическому мышьяку (As с валентностью III и V), поскольку не все органические соединения мышьяка легко связываются с железом.

В ходе лабораторных исследований в чистую колодезную воду было добавлено около 78 мкг/л мышьяка и небольшое количество хлорида железа. Затем эта вода была пропущена через фильтрующую среду DMI-65. Результаты исследования показали, что содержание мышьяка снизилось с 78 мкг/л до менее чем 1 мкг/л. В полномасштабных установках DMI-65 можно просто промыть чистой хлорированной водой, а затем снова ввести в эксплуатацию. Данный материал не требует регенерации, в отличие от сред на основе обычного зеленого песка.

Компания Quantum признает, что крайне высокая токсичность мышьяка исключает возможность любых ошибок при проектировании установок и очистке воды. Системы, в которых не применяются проверенные химические процессы или находящиеся в пробной эксплуатации с целью получения подтверждения эффективности, могут быть подвержены риску неправильного расчета дозировки химических веществ, продолжительности пребывания на очистке или скорости фильтрации, что, в конечном итоге, может отрицательно отразиться на эффективности очистки, повышая риск недостаточной очистки от мышьяка и несоблюдения требований по его содержанию. Мы настоятельно рекомендуем подтверждать эффективность действия установок для очистки воды путем пробной эксплуатации, в ходе которой будут выработаны и проверены настройки системы, либо использовать уже проверенные системы удаления мышьяка, в которых применяется материал DMI-65.

В отличие от других каталитических сред для фильтрации воды, при изготовлении фильтрующей среды DMI-65 применяется не только технология поверхностного покрытия, но также и технология сплавления, что позволяет исключить любую возможность выщелачивания химикатов в поток воды.

Для обеспечения процесса окисления железа (и марганца) в растворе, среда DMI-65 рассчитана на присутствие хлора или другого окислителя. В процессе каталитической очистки окислитель захватывает электроны и выводится из работы, т.е. расходуется. Оператор должен следить за тем, чтобы в выходящем потоке всегда поддерживалось содержание остаточного свободного хлора на уровне 0,1-0,3 мг/л. Хлор, который подается в виде гипохлорита натрия или хлорной извести (12,5% NaOCl), является предпочтительным окислителем, поскольку он недорог, эффективен и доступен в любой стране мира. Кроме того, он обеспечивает практически полную дезинфекцию фильтруемой жидкости.

Материал DMI-65 прошел испытания и сертификацию Ассоциации качества воды в соответствии с требованиями стандарта США NSF/ANSI 61, и допущен к применению на территории Англии и Уэльса в соответствии с нормами Регламента 31(4)(a) стандарта 2010 Sl №994 (W.99), регулирующего качество питьевой воды. Также этот материал прошел испытания в соответствии со стандартами и нормами многих других лабораторий и организаций, отвечающих за качество воды.

Материал DMI-65 производится в Австралии.

Пример практического применения

Региональное агентство по управлению водными ресурсами предоставляет услуги по водоснабжению и отводу стоков для 38 городов, деревень и населенных пунктов, расположенных на площади приблизительно 20 000 км 2 , общее население которых составляет около 95 000 человек. Общины, которым предоставляются услуги, имеют свои особенности и отличаются размерами, находящимися в диапазоне от 12 300 домохозяйств для городов до 50 домохозяйств в сельской местности. Также имеются и крупные промышленные потребители воды. Двумя основными функциями данного агентства являются водоподготовка и распределение, для чего в регионе эксплуатируется 30 водоочистных объектов.

Данная организация несет ответственность за бесперебойную поставку чистой питьевой воды в город с населением 16 000 человек. Поскольку эта местность сильно пострадала от засухи, руководством организации, чтобы избежать недовольства в обществе, было принято решение, что для водоснабжения северо-восточной части организацией North East Water будет использоваться вода из скважин с последующей ее очисткой.

Чтобы гарантировать своевременную поставку качественного оборудования для очистки воды из скважин и не выйти за пределы выделенного бюджета, организация North East Water (NEW), обеспечивающая водоснабжение в северо-восточной части данной территории, привлекла компанию Amiad и ее субподрядчиков. NEW предложила использовать две скважины с дебетом 40 л/с (3,5 млн. л/день) каждая, расположенные на участке Керр-стрит в городе Вангаратта. Компания Amiad взяла на себя обязательство спроектировать, изготовить и поставить две контейнерные установки для очистки воды производительностью 3,5 млн. л/день.

Две данные установки для очистки воды производительностью 3,5 млн. л/день обеспечивают подготовку воды, качество которой полностью соответствует, а по отдельным характеристикам и превосходит требования действующих нормативов, регламентирующих качество питьевой воды.

Компания Amiad спроектировала, изготовила, поставила, смонтировала и ввела в эксплуатацию две установки для очистки питьевой воды, каждая из которых размещена в двух стандартных 40-футовых контейнерах. Каждый из этих четырех контейнеров оснащен 4 (четырьмя) емкостями для фильтрующей среды. Каждая емкость имеет 4 (четыре) клапана.

Каждый из контейнеров будет оснащен отдельной системой управления PLC/Citect, что позволит NEW использовать две установки производительностью 3,5 млн. л/день как совместно, так и отдельно. Кроме того, установка производительностью 3,5 млн. л/день может быть разделена на два пакетных блока, каждый из которых способен обеспечить 1,75 млн. литров питьевой воды в сутки. В каждом контейнере имеется свой микроконтроллер, что позволяет использовать его в качестве автономной установки .

Преимущества применения DMI-65

УДАЛЕНИЕ МЫШЬЯКА. Фактически, фильтрующая среда DMI-65 не обеспечивает удаление мышьяка, а действует на том принципе, что мышьяк и железо легко образуют химическое соединение, поэтому, когда фильтрующая среда задерживает железо, она также задерживает и мышьяк. Материал DMI-65 обеспечивает самую высокую скорость окисления среди любых каталитических фильтрующих сред, что позволяет обеспечить удаление растворенного железа до практически неопределяемого уровня в 0,005 мг/л. При надлежащих условиях эксплуатации уровень удаления мышьяка будет значительно ниже допустимых норм.

ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ ФИЛЬТРОВАНИЯ. Технология сплавления, используемая при изготовлении DMI-65, обеспечивает самую высокую скорость окисления среди всех существующих каталитических фильтрующих сред. Это позволяет значительно увеличить скорость протекания воды при том же уровне удаления железа и марганца. Среда DMI-65 способна работать при линейных скоростях фильтрации, увеличенных до двух раз по сравнению с обычными средами, что обеспечивает соответствующее снижение капитальных вложений.

СПОСОБНОСТЬ ВЫДЕРЖИВАТЬ ВЫСОКИЕ НАГРУЗКИ. Благодаря увеличенной площади поверхности материала матрицы, имеющего микропористую структуру, среда DMI-65 обладает большой емкостью для накопления железа и марганца, что позволяет увеличить продолжительность эксплуатации фильтров и периоды между обратными промывками, благодаря чему сокращается время простоев, снижаются эксплуатационные расходы и количество отходов.

СНИЖЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАСХОДОВ. Общая стоимость системы фильтрации воды, обеспечивающей удаление мышьяка, значительно ниже, чем стоимость любых альтернативных решений. К тому же эффективность систем на основе DMI-65, при их сравнительной простоте, находится на очень высоком уровне. Это позволяет снизить как первоначальные капитальные затраты на установку системы в целом, так и текущие эксплуатационные расходы на химикаты, электроэнергию и очистку стоков после промывки фильтрующей среды.

ОТСУТСТВИЕ НЕОБХОДИМОСТИ В РЕГЕНЕРАЦИИ. Фильтрующая среда действует при непрерывном впрыскивании гипохлорита натрия с низким остаточным уровнем (от 0,1 до 0,3 мг/л), что устраняет необходимость в использовании перманганата калия.