Современные методы очистки воды. Необходимость очистки воды

Но мало кто знает, что качество примерно 30% поступающей из водопроводного крана в наши квартиры и дома воды не соответствует принятым нормам.
Состояние здоровья человека в большой степени зависит от того, насколько качественна употребляемая им ежедневно вода. В городах предусмотрена централизованная очистка воды от примесей, а также обработка ее хлором. Но, несмотря на все очистные мероприятия и контроль со стороны санитарно-эпидемиологических служб, качеству водопроводной воды до идеального очень далеко. Более того, люди традиционно отдают предпочтение родникам, артезианским скважинам, колодцам, не понимая того, что в условиях нынешней экологии пить неочищенную воду опасно для здоровья.

Есть два выхода из этой ситуации:
1. очищать воду с помощью специальных фильтров;
2. покупать бутилированную.
Первый вариант в конечном итоге более выгоден экономически, а также более безопасен.

Покупка бутилированной воды требует каждый месяц определенных затрат. Кроме того, нельзя быть уверенным в качестве этой воды.
Некоторые эксперты по водоочистке считают, что эта вода мало чем отличается от водопроводной. Кроме того, многие потребители не догадываются, что процесс очистки и обеззараживания ранее хлорированной воды влечет за собой образование соединений, вызывающих канцерогенный и мутагенный эффект. При этом вещества, необходимые для организма человека, нейтрализуются.

Приобретая бутилированную воду необходимо четко понимать, как это ни странно, но с какой целью она будет использоваться?
• для непосредственного питья в течении всего дня;
• в лечебных целях, для этого подойдут слабо минерализованные и минеральные воды;
• для приготовления пищи и напитков (в больших упаковках по 5 и 18 литров), такую воду перед употреблением необходимо кипятить, с целью очистки от различных бактерий и вирусов.

Методы очистки воздуха. Методы и средства очистки воздуха

Для очистки воздуха от твердых и жидких примесей применяют циклоны, пылеуловители (вихревые, жалюзийные, камерные и др.) и различные по конструкции фильтры. Важным показателем работы всех этих устройств является эффективность очистки воздуха.

Очистка может быть грубой (размер пыли более 50 мкм), средней (10-50 мкм), тонкой (менее 10 мкм). Для очистки воздуха от неволокнистой пыли размером 10 мкм используют циклоны. Принцип их работы - центробежная сепарация.

Вихревые пылеуловители отличаются от циклонов наличием вспомогательного потока. Загрязненный воздух поступает через трубопровод и закручивается лопаточным завихрителем. Под воздействием центробежных сил частицы отбрасываются к поверхности корпуса и за счет силы тяжести оседают в бункере. Очищенный воздух выходит через трубопровод наружу.

Жалюзийный пылеуловитель представляет собой набор лопастей, установленных последовательно в корпусе так, что между ними образуется щель. Воздух поступает через трубопровод, где пылеотделение происходит под действием опережающих лопастей. Взвешенные частицы пыли под действием инерции и эффекта отражения от лопастей движутся в трубопровод. Очищенный воздух проходит между лопастями и поступает в выходной трубопровод. Данные пылеуловители используют для грубой и средней очистки, после которой загрязненный воздух направляется в циклоны.

Ротационные пылеуловители очищают воздух от твердых и жидких примесей за счет центробежных сил, возникающих при вращении ротора. По конструкции представляют собой центробежный вентилятор. При его вращении частицы пыли прижимаются к поверхности диска колеса и к набегающим сторонам лопаток и затем собираются в пылеуловители.

Ротоклоны-туманоуловители применяются для очистки воздуха от тумана. Первая ступень очистки - ротор с фильтрующим материалом (войлок с волокнами диаметром 18-20 мкм). Вторая ступень - брызгоуловитель (один слой войлока с волокнами диаметром 60-70 мкм).

Фильтры применяются для очистки воздуха от пыли и тумана. Для средней и тонкой очистки воздуха используют фильтры, в которых запыленный воздух пропускается через пористые фильтрационные материалы. Осаждение твердых и жирных частиц на фильтрующих элементах происходит в результате контакта частиц с поверхностью пор. Механизм осаждения частиц обусловлен действием сил инерции или гравитационных сил, броуновской диффузией в газах и эффектом касания. В качестве фильтрующих материалов применяются ткани, войлок, бумага, металлическая стружка, пористая керамика и пористые металлы. Для очистки воздуха с запыленностью менее 10 мг/м3 используют ячейковые фильтры, представляющие собой каркас, заполненный фильтрующими элементами в виде металлических или пенопластовых материалов, упругого стекловолокна. Выбор материала зависит от качества очистки. Общим недостатком всех фильтров является ограниченный срок службы из-за быстрого засорения фильтрующих элементов. В настоящее время широкое распространение получили самоочищающиеся масляные фильтры, в которых фильтрация осуществляется двумя непрерывно движущимися полотнами из металлической сетки. При загрязнении масляных фильтров их промывают в содовом растворе. Для очистки воздуха от тумана, масел используются волокнистые и сетчатые туманоуловители, принцип действия которых основан на осаждении капель смачивающей жидкости на поверхности пор с последующим стеканием жидкости под действием сил тяжести.

Методы очистки питьевой воды гигиена. 26) Основные методы очистки питьевой воды.

Очистка является важным этапом в общем комплексе методов улучшения качества воды, так как улучшает ее физические и органолептические свойства. При этом в процессе удаления из воды взвешенных частиц удаляется и значительная часть микроорганизмов, в результате чего полная очистка воды позволяет легче и экономичнее осуществлять обеззараживание. Очистка осуществляется механическим (отстаивание), физическим (фильтрование) и химическим (коагуляция) методами. Остаивание при котором происходит осветление и частичное обесцвечивание воды, осуществляется в специальных отстойниках. Используются две конструкции отстойников: горизонтальные и вертикальные. Принцип их действия состоит в том, что благодаря поступлению через узкое отверстие и замедленному протеканию воды в отстойнике основная масса взвешенных частиц оседает на дно. Процесс отстаивания в отстойниках различной конструкции продолжается в течение 2 - 8 ч. Однако мельчайшие частицы, в том числе значительная часть микроорганизмов, не успевают осесть. Поэтому отстаивание нельзя рассматривать как основной метод очистки воды. Фильтрация - процесс более полного освобождения воды от взвешенных частиц, заключающийся в том, что воду пропускают через фильтрующий мелкопористый материал, чаще всего через песок с определенным размером частиц. Фильтруясь, вода оставляет на поверхности и в глубине фильтрующего материала взвешенные частицы. На водопроводных станциях фильтрация применяется после коагуляции. В санитарной практике используются медленные и быстрые фильтры, фильтр АКХ (Академии коммунального хозяйства). В настоящее время начали применяться кварцево-антрацитовьие фильтры, значительно увеличивающие скорость фильтрации. Для предварительной фильтрации воды используются микрофильтры для улавливания зоопланктона, и фитопланктона. Эти фильтры устанавливают перед местом водозабора или перед очистными сооружениями. Коагуляция представляет собой химический метод очистки воды. Преимущество этого метода заключается в том, что он позволяет освободить воду от загрязнений, находящихся в виде взвешенных частиц, не поддающихся удалению с помощью отстаивания и фильтрации. Сущность коагуляции заключается в добавлении коагулянта, способного реагировать с находящимися в воде бикарбонатами. В результате этой реакции образуются крупные, тяжелые хлопья, несущие положительный заряд. Оседая вследствие собственной тяжести, они увлекают за собой находящиеся в воде во взвешенном состоянии частицы загрязнений, заряженные отрицательно, и тем самым способствуют довольно быстрой очистке воды. За счет этого процесса вода становится прозрачной, улучшается показатель цветности. В качестве коагулянта в настоящее время наиболее широко применяется сульфат алюминия, образующий с бикарбонатами воды крупные хлопья гидроксида алюминия. Для улучшения процесса коагуляции используются высокомолекулярные флоккулянты: щелочной крахмал, флоккулянты ионного типа, активизированная кремниевая кислота и другие синтетические препараты, производные акриловой кислоты, в частности полиакриламид. В настоящее время в водопроводной системе применяется установка, заменяющая весь комплекс очистных сооружений обычного типа и работающая по схеме: коагуляция - отстаивание - фильтрация. Она называется контактным осветлителем и представляет собой бетонный резервуар, заполненный гравием и песком на высоту 2,3 - 2,6 м. Вода подается через систему труб в нижнюю часть осветлителя, а коагулянт вводится непосредственно в трубопровод перед поступлением воды в осветлитель. Коагуляция происходит в нижних крупнозернистых частях осветлителя, а в верхних задерживаются хлопья коагулянта и другие взвешенные вещества.

Источник: https://avtonomnoe-vodosnabzhenie.aystroika.info/stati/metody-vodopodgotovki-i-ochistki-vody-kakie-sushchestvuyut-po-principu-deystviya

Способы очистки воды химия. Химические способы (методы) очистки воды

Методы очистки данной группы основаны на химическом взаимодействии определенных веществ (реагентов) с загрязнителями, в результате чего вторые либо разлагаются на неопасные компоненты, либо переходят в иное состояние. Несмотря не огромное разнообразие возможных загрязнителей и химический реакций, в которые эти загрязнители могут вступать, выделяют ряд способов очистки, принципиально отличающихся по типу химического взаимодействия:

нейтрализация;

окисление;

восстановление.

Нейтрализация заключается в, как следует из названия, осуществлении процесса нейтрализации, при котором происходит выравнивание кислотно-щелочного баланса за счет взаимодействия кислот и щелочей с последующим образованием соответствующих солей и воды. Нейтрализацию проводят как путем смешения очищаемых вод с кислотной и щелочной средой, так и путем добавления реагентов, создающих в воде среду определенной реакции (кислотной или щелочной). Для нейтрализации кислых стоков обычно используют аммиачную воду (NH4OH), гидроксиды натрия и калия (NaOH и KOH), кальцинированную соду (Na2CO3), известковое молоко (Ca(OH)2) и т.д. В случае щелочных стоков применяют различные растворы кислот, а также кислые газы, содержащие такие оксиды как CO2, SO2, NO2 и т.д. В качестве кислых газов обычно используют отходящие газы, которые пропускают через очищаемую воду, при этом попутно осуществляется процесс очищения и самих газов от твердых включений.

Окисление и восстановление также используется для очистки воды от различных загрязняющих веществ, хотя на практике соотношение их использования сильно смещено в сторону окислителей. Несмотря на то, что в реакции нейтрализации также протекают параллельные процессы окисления и восстановления, данный метод отличается использованием значительно более сильных окислителей и восстановителей, так как целевые загрязнители просто не будут вступать в реакцию с веществами, используемыми в методе очистке нейтрализацией. С их помощью проводят обезвреживание различных токсичных веществ, и также веществ, трудно извлекаемых из воды иными способами. Осуществлением реакций окисления добиваются переведения токсичных загрязнителей в менее токсичные или нетоксичные формы. Также за счет использования сильных окислителей достигается гибель микроорганизмов, наступающая вследствие окисления их клеточных структур. В основном применяют хлорсодержащие окислители: газообразный хлор (CL2) а также различные хлор соединения, такие как диоксид хлора (CLO2), гипохлориды калия, натрия и кальция (KCLO; NaCLO; Ca(CLO)2). Помимо этого использую перекись водорода (H2O2), перманганат калия (KMnO4), озон (O3), кислород воздуха (O2), дихромат калия (K2Cr2O7) и т.д.

Самый лучший метод очистки воды от загрязнения органическими веществами. Механический способ

Самый простой и известный в быту способ механической очистки воды – отстаивание. Набирая в емкость некоторое количество жидкости, вы точно можете быть уверены, что в течение определенного времени все тяжелые взвеси опустятся на дно и чистую воду можно будет черпать без опаски.

Однако этот способ не идеален. Во-первых, его не получится использовать в больших масштабах, так как расход воды в данном случае будет превышать приход. Во-вторых, условная линия образования осадка очень относительна: сложно определить на глаз, до какой степени глубины емкости можно дойти, чтобы не зачерпнуть вместе с водой и осадок. В-третьих, этот метод примитивен и использовать его можно только при дополнительном кипячении воды, а также в условиях, когда отсутствуют другие, более технологические методы очистки. Хотя его несомненный плюс в том, что это бесплатный способ.

Следующий механический вид очистки воды – гидроциклический. В основе этого принципа – специальная вытянутая емкость, внизу которой находится конусообразный шламоотвал, а в центре – спираль для поступления очищаемой жидкости. Направляясь по спирали, вода закручивается в естественном потоке, который вытесняет тяжелый осадок и проталкивает его в конус. А чистая жидкость, оказывающаяся легче осадка, поступает в емкость для забора воды.

Хорошо известный способ механической очистки воды – сетчатая фильтрация (рис. 1). Фильтр в виде сетки может быть установлен как внутри трубы, подающей воду, так и на других участках водоотведения – все зависит от возможностей отдельно взятой системы в доме. Сетки защищают воду от присутствия песка, ржавой окалины, мелких частиц пластика и других видимых глазу элементов. Сетки просты в эксплуатации, однако за ними нужен постоянный уход, иначе скопившиеся в них засоры могут стать причиной поломок и обильных утечек сора из-за прорывов. Плюс сетчатой системы очистки в том, что она может быть как очень мелкой, практически непроницаемой, так и достаточно крупной – в зависимости от общего уровня загрязненности воды.

Основной недостаток данного способа очистки в том, что с помощью механического вмешательства можно устранить только весомые частицы. Это приемлемо, если речь идет не о питьевой, а о технической воде. Все дело в том, что помимо видимых загрязнителей в воде могут присутствовать микрочастицы, которые не имеют ни запаха, ни цвета, а потому их наличие может проявиться только в результате развития недомогания или поломки техники.

Физические методы очистки воды. Методы для очистки питьевой воды

В природной воде содержатся бактерии, примеси песка и глины, токсины и органические вещества. Сделать ее безопасной для употребления можно путем применения различных методов очистки. Современные фильтрующие установки позволяют удалить вредные компоненты и обогатить воду необходимыми полезными веществами.

Вода из скважин и натуральных источников содержит всевозможные растворенные компоненты и взвеси. Для того чтобы ее можно было пить, использовать для промышленных целей и в быту, требуется качественная очистка от основных видов загрязнений:

физические - ил, ржавчина, песок, мусор;
химические - специфические вещества, используемые на производстве, и в сельском хозяйстве: нефтепродукты, тяжелые металлы, нитраты.
биологические - органические соединения и микроорганизмы.
тепловые - загрязнения, возникающие из-за изменения состава воды вследствие дополнительного подогрева водоема.

Способы очистки воды

Современные способы очистки классифицируются на группы в соответствии с особенностями протекающих процессов. На основании существующих методов разрабатываются приспособления, обеспечивающие оптимальную водоподготовку. Нередко для достижения высокого качества воды существующие методы используются в комплексе. Очищающие установки, основанные на одном способе, как правило, применяются при условии наличия одного или нескольких типов загрязнений, удаление которых возможно посредством одного метода. Как правило, это распространенный подход при обработке сточных вод предприятий, когда состав загрязнителей уже определен. В целом способы очистки можно разделить на четыре группы по принципу их действия:

физические;
химические;
физико-химические;
биологические.

Физические способы

Эти методы предназначены для удаления нерастворимых частиц на предварительном этапе очистки, для того чтобы уменьшить нагрузку на модули тонкой очистки. Основными считаются следующие физические способы очистки воды.

Процеживание. Нерастворимые компоненты задерживаются на фильтрующих поверхностях сит и решеток, через которые пропускается вода.
Отстаивание. Часть механических загрязнений отделяется из воды под действием гравитации, в результате чего элементы опускаются на дно в виде осадка. Метод подходит для применения на стадии предварительной очистки или на промежуточных этапах.
Фильтрование. Жидкость проходит через поры фильтрующего материала, на котором задерживаются ил, песок, трубная окалина и другие частицы размером, исчисляемым в несколько микрон. В процессе улучшаются органолептические свойства воды. Метод подходит и для грубой, и для тонкой очистки.
Воздействие ультрафиолетом. Обработка воды ультрафиолетовым излучением применяется для ее дезинфекции после очистки. Способ обеспечивает уничтожение живых организмов с сохранением состава воды.

Химические способы

В основе методов данной группы лежит химическое взаимодействие реагентов с загрязнителями с их последующим распадом на безопасные элементы или преобразованием в отделяемый осадок. Выделяют следующие способы химической очистки:

Нейтрализация. Восстановление баланса кислот и щелочей за счет их взаимодействия друг с другом, что в дальнейшем приводит к образованию соответствующих солей и воды. Нейтрализация может осуществляться двумя путями: очищаемую воду смешивают с кислотной и щелочной средой или в жидкость, которой необходима очистка, помещают реагенты, обеспечивающие формирование в воде кислотной или щелочной среды.c
Окисление и восстановление. В рамках метода используются гораздо более сильные окислители и восстановители, чем при нейтрализации. Они служат для обезвреживания различных токсичных компонентов и веществ, которые сложно извлечь из воды другими способами. Кроме того, в процессе воздействия происходит уничтожение микроорганизмов за счет окисления их клеточных структур. Для окисления применяются, главным образом, газообразный хлор, хлористые соединения, перекись водорода, озон, перманганат калия и кислород. Хлор обеспечивает пролонгированный антибактериальный эффект, но в некоторых случаях он участвует в образовании побочных соединений, не менее ядовитых, чем он сам. Избежать этого можно, лишь тщательно соблюдая дозировку хлора.

Источник: https://avtonomnoe-vodosnabzhenie.aystroika.info/stati/metody-i-sposoby-ochistki-vody-fizicheskie-metody

Специальные методы очистки воды. Современные способы фильтрации воды

Процессы фильтрации воды заключаются в прохождении жидкости через специальный материал или вещество. Его плотность и особый состав позволяют задерживать в фильтровальных слоях крупные частицы и другие примеси. В водных растворах содержатся различные загрязняющие вещества:

частицы, не подверженные растворению - илистые соединения, песок или глина;
биологически активные вещества - споры, бактерии, цисты или планктон;
металлы и тяжелые химические соединения - цинк, железо или свинец;
карбонатные или некарбонатные соли жесткости.

Современные системы фильтрации воды используют технологии, где в качестве фильтрующих устройств применяются разнообразные приспособления. Их основная задача - повышение качества воды за счет снижения концентрации примесей. Для изготовления очищающих прослоек используются:

сетчатое покрытие;
гранулы инертного воздействия;
материалы повышенной пористости;
сорбенты волокнистого или минерального происхождения;
мембраны различного пропускного уровня.

Обычно фильтр представляет собой систему прослоек. Он изготавливается из одного многократно тиражируемого элемента, либо из нескольких, которые сочетаются и взаимно дополняют друг друга. Второй вариант более эффективен, отличается широкой областью применения.

В особых случаях фильтрация воды, при которой используются новейшие системы технологий, дополняется комплексом химических реагентов или специальными электрическими приборами. Однако основной принцип работы остается без изменений. Эффективность и производительность фильтров зависит от технологической пропускной способности, фильтровального материала, планового срока эксплуатации и механизма восстановления.

Способы очистки воды на производстве. Кому необходима система очистки воды в производстве

Производственные предприятия потребляют разные объем очищенной и подготовленной воды в зависимости от масштаба собственного производства. Одни предприятия используют воду для технических целей, другие - для питьевых или сырьевых. Оборудование для очистки воды на производстве используются в таких отраслях промышленности как:

Питательная вода для котельных и тепловых станций . Для стабильной работы паровых и водогрейных котлов требуется максимально умягченная вода жесткостью менее 2 Ж°.
На пищевых производствах продуктов питания и напитков. От воды зависят вкусовые качества продукции и срок их годности.
Для увлажнителей воздуха промышленного масштаба. Высокое содержание в воде жестких солей приводит к образованию налета и минеральных отложений, тем самым сокращая срок службы оборудования.
В производстве нано- и микросхем . Очень важно получить воду, которая имеет минимальную электропроводность, для точности расчетов и правильной работы элементов.
На фармацевтическом производстве для приготовления косметики, лекарств и медицинских растворов. Здоровье человека с ослабленным иммунитетом напрямую зависит от качества лекарственных препаратов и растворов для инъекций.
Для производств бутилированной воды . Бутилированная вода должна иметь определенное качество по жесткости, железу, солесодержанию.
Для лабораторных испытаний . Результат исследования зависит от точности эксперимента и качества составляющих реагентов.
Химические и нефтяные заводы, заводы по производству ламината, картона и бумаги, стекла, гальванические производства , молочные заводы - везде требуется вода наивысшего качества в промышленных масштабах.