Во всем мире к качеству питьевой воды предъявляют серьезные требования. Это не только здоровье населения. От того, насколько чистую воду мы используем, зависит как ее вкус, так и вкус блюд, которые на ней готовят.
Для чего нужна очистка, с чего начинается и как проводится процесс — тема данной статьи.
Содержание
Что такое очистка воды
Под очисткой воды понимают процесс удаления из ее состава потенциально опасных для организма человека, примесей. О качестве воды, которая течет из наших кранов, судят не только по ее цвету.
Источники, которые подают нам этот природный ресурс, постепенно мельчают — это явление носит естественный характер и плохо поддается контролю. Испытывая дефицит воды, люди качают ее из различных ресурсов — рек, озер и как ни странно — морей. Следовательно, жидкость необходимо обработать, чтобы она была безопасной для применения в различных сферах жизнедеятельности.
Природные показатели далеки от заявленных норм качества. В разы превышают допустимые количества фосфатные и минеральные соединения, нанося вред здоровью. В питьевой воде не должно быть:
- аммиака;
- марганца;
- примесей железа;
- нитритов;
- нитратов;
- тяжелых компонентов металлов.
Обратите внимание! Даже та вода, которую теоретически можно употреблять внутрь, не всегда соотвествует стандартам. Несмотря на регенерацию и декарбонизацию — процедуры, которые проводят все очистные станции. Почему так происходит?
С момента очистки и до попадания к нам в квартиры, жидкость проходит длительный путь по трубопроводу. Большинство из них уже изношены, на внутренних стенках труб множество патогенных микроорганизмов. А сами металлы выделяют в воду элементы свинца, железа и иных тяжелых металлов. По этой причине воду следует чистить дополнительно.
Нормы
Качественные характеристики питьевой воды регламентированы нормативно-правовыми актами Министерства здравоохранения РФ. Соблюдению норм уделяется особенное внимание на правительственном уровне, поскольку в нашей стране проблема подачи чистой воды стоит особенно остро — ощущается дефицит ресурса. Кроме того, негативно на качестве сказывается экологическая ситуация — она остается неблагоприятной во многих регионах РФ.
Обратите внимание! В зависимости предназначения жидкости к ней предъявляются различные требования. Техническая вода имеет более жесткие стандарты минерализации в сравнении с той, что предназначена для употребления в пищу.
Базовые критерии безопасности жидкости, по которым дают оценку ее качеству:
- цвет — чем темнее жидкость, тем больше в ней содержится нерастворимых примесей. Вода, которая находится в глубинных слоях грунта, более прозрачна, сильнее обогащена кислородом, практически лишена нехарактерных запахов;
- вкус — меняется с привязкой к температуре измеряется в баллах. Заявленная норма для питьевой — ноль, для технической — 3. Данный показатель говорит от том, что в жидкости не выявлено грибковых микроорганизмов, газов, металлических примесей. Именно они делают жидкость неприятной на вкус;
- запах — имеет естественную и химическую природу происхождения. При незначительном ухудшении качества жидкости о наличии запаха можно судить только после лабораторных исследований проб жидкости — человек его может не почувствовать;
- количество металлов — концентрация железосодержащих элементов зависит от конкретного источника. Дозировка 0,3 мг на кубометр является недопустимой — жидкость нельзя использовать даже на технические нужды.
Справка! Кроме основных критериев оценки воду тестируют на десятки примесей, влияющих на органолептику, присутствие химических компонентов.
Методы очищения воды
Ввиду большого количества наименований примесей универсального способа полностью очистить воду не существует. Специальные станции используют комплекс мероприятий, каждое из которых направлено на нейтрализацию конкретной группы вредных веществ.
Приемы очистки классифицируют по категориям:
- механическая;
- химическая;
- биохимическая и биологическая;
- физико-химическая.
Кратко рассмотрим каждую категорию.
Физические методы
Данный способ позволяет нейтрализовать только нерастворимые элементы. Очистка проводится по алгоритму:
- гравитационная очистка — отстаивание жидкости. Тяжелые элементы оседают, легкие поднимаются на поверхность;
- процеживание — позволяет избавиться от крупных частиц. Воду пропускают через специальные решетки;
- фильтрация — принцип действия аналогичен рассмотренному выше, с той разницей, что мелкозернистый фильтр отсеивает мелкие фрагменты.
Химические
В основе технологии лежит очистка с применением химикатов. Процесс включает три этапа:
- нейтрализация — щелочи и кислоты преобразуются в безопасные соединения. Суть процедуры состоит в установке специальных фильтров на очистных сооружениях;
- окисление — воздействие кислотных реагентов направлено на загрязнения, устранить которые по другому не получается;
- восстановление — направлено на нейтрализацию обратимых соединений — ртуть, мышьяк, хром.
После химической обработки жидкости проводят ее промышленное обеззараживание хлорной известью.
Биохимические
Роль реагента принимают на себя микроорганизмы, которые питаются органикой. Очищают воду двумя способами:
- естественный — создают специальные сооружения, которые находятся на поверхности. С их помощью выполняют глубинную очистку вод. Недостаток способа — низкая эффективность;
- искусственный — благоприятные условия для микроорганизмов обеспечивают искусственными путями. Качество очистки при этом на порядок выше. Пример — аэрофильтры, биофильтры.
Физико-химические
Данный способ очистки носит комплексный характер. Вредные вещества нейтрализуются путем:
- коагуляции — сток наполняют реагентами;
- ионообменом — хорошо смягчает жидкость. Принцип действия основан на способности замещать вредные ионы безобидными;
- флотацией — способ направлен на наполнение стока воздушными массами. В результате образуются пузырьки. К ним прилипают фрагменты нефтепродуктов и вместе с пенной массой поднимаются на поверхность стока. Уровень воды искусственно поднимают, благодаря чему пена попадает в приемник.
Если степень прилипания недостаточная, ее усиливают путем добавления реагентов.
Фильтрация в бытовых условиях
Вода, которая поступает по трубам в многоквартирные дома, отличается высоким содержанием железа. Нейтрализовать его негативное воздействие можно с использованием техники аэрации. Как вариант — воздействие на жидкость элементами хлора и озона. В результате процессы окисления проходят быстрее.
Привести в норму состав воды, сделать ее мягче можно несколькими способами:
- прокипятить;
- использовать технику обратного осмоса;
- воздействовать электротоком.
Для улучшения таких характеристик, как запах, цвет, вкус стоки сорбируют.
Чтобы обеззаразить уже очищенную воду, используют:
- физическое воздействие — направляют на воду потоки ультрафиолетовых лучей. Запускается фотореакция. Метод эффективен и экологически оправдан, так как не наносит вреда окружающей среде;
- химическая обработка — дезинфекцию проводят специальными реагентами. Способ дешевый и долговечный.
Что касается жителей частных домов, проблему очистки воды они решают установкой многофункциональных фильтров. Устройства обеспечивают все виды обеззараживания, давая на выходе качественную воду.
Переработка стоков
Пошаговый принцип работы фильтрационных систем:
- механический вывод не растворившихся соединений;
- аэробная фильтрация — процесс очистки от патогенных микробов и углеродистых соединений;
- вывод элементов азота и хлора физико-химическим воздействием;
- обеззараживание — финишная обработка жидкости на предмет устранения остаточных фрагментов от предыдущих этапов процедуры.
Способы в зависимости от загрязнения
Исходя из качественного состава воды очистные станции применяют следующие реагенты и методики очистки:
- аммиак — универсальный компонент для комплексного воздействия. Подходит для всех этапов работы систем фильтрации;
- хлор — оказывает ионное, химическое, сорбирующее воздействие на вредные вещества;
- песок — применяется ограниченно — при механической очистке;
- нитраты — подходят для обратного осмоса, ионизации воды;
- тяжелые соединения — незаменимы при химической и физической обработке;
- кислоты — благодаря способности быстро нейтрализовать загрязнения, применяются при обратном осмосе и химических процессах.
Медицинская справка! Реагенты, указанные в списке, в высоких концентрациях несут опасность здоровью и жизни. После очистки их выводят из состава жидкости. Этот этап является важной частью общего процесса фильтрации стоков.
Современные технологии очистки
Научные разработки позволяют добиться быстрой и эффективной очистки воды:
- нанофильтрация — относится к баромембранному типу обработки. Суть метода заключается в следующем. Емкость с водой делится мембранной перегородкой на две зоны — как при обратном осмосе. Мембрана не дает примесям попасть в водопровод. Вода становится прозрачной;
- фотокатализация — метод избавляет жидкость без использования химреагентов. В составе системы капиллярные мембраны, через которые поступает очищающий поток. Недостаток способа — большое потребление электроэнергии;
- ультрафильтрация — очистка производится путем перепада давления в момент прохождения жидкости через половолоконные фильтры качественная вода попадает в накопительный бак. Параллельно с мембраной в устройство монтируют фильтры механической очистки от крупного мусора и тяжелых примесей.
Заключение
Способы получить воду, соответствующую заявленным нормативам, с каждым годом эволюционируют. К сожалению, степень загрязнения водных ресурсов растет в геометрической прогрессии. Очистка воды — насущная проблема мирового масштаба, над которой работают ученые всех стран.
В данной статье были рассмотрены популярные способы фильтрации, способные качественно отделить примеси, вредные соединения, которые являются противоестественными как для питьевой, так и технической воды. Каждый имеет плюсы и минусы. Какой метод выбрать, зависит от конкретной ситуации и концентрации примесей.
