1.2 Основные методы улучшения качества воды. Химические методы улучшения качества воды

1.2 Основные методы улучшения качества воды. Химические методы улучшения качества воды

То, насколько процедура эффективна, можно проверить, замерив количество активного хлора, не вступившего в реакцию. Если этот параметр равен 0,3–0,5 мг/л, значит жидкость полностью обеззаражена.

Хлорированную воду следует доводить до кипения, прежде чем употреблять в пищу, поскольку яйца глистов и цисты простейших выживают после добавления хлора. Кроме того, ряд бактерий производят устойчивые штаммы.

Три исследования, которые помогут остановить старение

Такой простой элемент как вода всегда считался жизненно важным и необходимым. Но вместе с тем, то количество мифов о воде, научных фактов и мнений, которые ежедневно навязывают, а потом опровергают, побуждает искать ответы на вопросы. Чтобы помочь вам, мы с командой подготовили вебинар и подарок: 3 уникальных материала, основанные на опыте наших экспертов о продлении молодости с помощью воды. После прохождения нашего бесплатного вебинара вы узнаете:

Сразу после регистрации вы получите подборку исследований:

Старение: остановить нельзя смириться К каким выводам пришли ученые 21 века, изучая воду и ее способность продлевать молодость

На самом деле, мы ничего не знаем о воде Важная информация для продления молодости, которую нам могли рассказать еще в школе

Водородная вода - самое мощное природное средство для продления молодости Почему вода, обогащенная водородом, считается самым эффективным, безопасным и доступным способом продлить молодость

Узнайте, как вода может заботиться о вашем здоровье, молодости и красоте на бесплатном вебинаре врача-диетолога Артёма Хачатряна!

Методы обеззараживания питьевой воды. Как обеззараживают питьевую воду и как сделать это самому: способы и средства

Обеззараживание воды – серьезная процедура, этапы и стандарты проведения которой изложены в специальной документации. Сведения содержатся в ГОСТах, СанПиНах, других нормативных документах. Согласно стандартам, дляи питьевых вод используются химические, физические и комбинированные методы.

Когда необходимо обеззараживать воду

К сожалению, качество питьевой воды неустанно ухудшается, а времена, когда делали откачку из колодца или скважины, не беспокоясь о качестве, давно закончились. Виной всему технологический прогресс, влекущий за собой стремительное загрязнение окружающей среды.

Согласно имеющимся сведениям, все источники пресной питьевой воды имеют осадок, содержат в составе болезнетворные микроорганизмы и бактерии, бывают загрязнены химическими соединениями.

Очистка питьевой воды заключается в удалении из жидкости взвешенных частиц (солей, осадка, пыли, других примесей). Этого недостаточно, чтобы назвать ее питьевой – для этого показана дезинфекция.

Основная цель обеззараживания воды – уничтожить различных паразитов, находящихся в ней. Такой подход позволяет избежать массовых вспышек инфекционных болезней, предотвратить пандемию болезней, способных унести жизни миллионов.

Способы обеззараживания воды

Станции центрального водоснабжения имеют в своем арсенале массивные трехступенчатые фильтры, обеспечивающие тонкую химическую и механическую чистку. Обязательным является обеззараживание реагентами, в частности хлором.

В большинстве регионов воду хлорируют 1 раз в год. Этот процесс можно назвать длительным, потому что он занимает около 3 суток. В первый день порцию вещества засыпают в трубопровод, на вторые сутки обеспечивается его распространение, а на заключительном этапе проводится промывка труб. Чаще всего процедуру проводят в мае, чтобы уничтожить патогенные микроорганизмы, способные к активному размножению в теплой воде.

Воду из родников и подземных источников употреблять можно при условии, что они находятся в экологически чистых регионах. Там жидкость сама проходит сквозь песок и пластины извести, постепенно очищаясь и фильтруясь. Такое самоочищение в случае с водопроводной водой невозможно.

Химические методы очистки воды

Современные химические методы обеспечивают обеззараживание питьевой воды за счет уничтожения патогенных микроорганизмов: бактерий, вирусов, грибков. В отдельных случаях бактерицидного действия подобных компонентов бывает недостаточно, потому прибегают к использованию безреагентных методов. Индивидуальные схемы очистки позволяют получить уверенные результаты.

После полного обеззараживания вода не считается питьевой. На следующем этапе показано использование фильтрующих материалов для очистки воды. Установки помогают удалить из жидкости остатки патогенной флоры, вывести токсины, продукты жизнедеятельности, вредные химические соединения.

Чистить воду можно серебром, но этот метод не используется в промышленности. Чистят воду таким способом только в быту и в незначительных объемах. Для обеззараживания применяется небольшое количество металла. Если не придерживаться доз, вещество накопится в организме, что может стать причиной серьезных проблем со здоровьем.

Владельцам частных домов надо знать, что периодическую очистку воды в бассейне можно сделать своими руками. При этом не обязательно использовать радикальную химию для обеззараживания жидкости. Можно использовать хлор, бром или перекись водорода. Такие способы не удобны, потому многие от них отказываются и просто покупают таблетки для бассейна, предназначенные для дезинфекции воды.

Хлорирование

Этот метод считают самым дешевым и одним из наиболее эффективных. Диоксид хлора для обеззараживания питьевой воды часто применяют в очагах с тяжелой эпидемиологической обстановкой, используют в случае аварий, чрезвычайных ситуаций на водопроводах, в прудах отстойниках.

Метод нельзя назвать передовым. Он имеет свои недостатки:

• токсичный;
• провоцирует разрушение труб;
• опасен для жизни человека при превышении доз.

По определению СанПиН, дозы хлора для обеззараживания питьевой воды – 0,5 г на мл спустя 30 минут после внесения. Сложность заключается в том, что изначально объем вещества устанавливают опытным путем, потому добиться высокой точности довольно сложно.

Химические методы улучшения качества воды. Как улучшить качество воды

По своему составу вода может быть разной. Ведь на пути к нашему дому она встречает множество преград. Есть разные методы улучшения качества воды, общая цель которых – избавиться от опасных бактерий, гуминовых соединений, избыточного количества соли, токсических веществ и т.п.

Почему это важно

Вода – главный составляющий компонент человеческого организма. В энергоинформационном обмене она является одним из самых важных звеньев. Учёные доказали, что благодаря особой сетчатой структуре воды, которая создаётся водородными связями, выполняется приём, аккумуляция и передача информации.

Старение организма и объём воды в нём связаны между собой напрямую. Поэтому воду нужно употреблять каждый день, следя за тем, чтобы она была высокого качества.

Вода – мощный природный растворитель, поэтому, встречая на своём пути разные породы, она быстро обогащается ими. Однако не все элементы, оказавшиеся в составе воды, полезны для человека. Одни из них негативно влияют на процессы, происходящие в организме человека, другие могут стать причиной различных заболеваний. С целью защиты потребителей от вредных и опасных примесей проводятся меры по улучшению качества питьевой воды.

Способы улучшения

Существуют основные методы улучшения качества питьевой воды и специальные. Первые заключаются в осветлении, обеззараживании и обесцвечивании, вторые предполагают проведение процедур по обесфториванию, обезжелезиванию и обессоливанию.

При обесцвечивании и осветлении из воды устраняются окрашенные коллоиды и взвешенные частицы. Цель процедуры обеззараживания – устранить бактерии, инфекции и вирусы. Специальные методы – минерализация и фторирование – предполагают введение в состав воды нужных для организма веществ.

Характер загрязнений обуславливают использование следующих методов очистки:

1. Механический – заключается в удалении примесей при помощи сит, фильтров и решеток грубых примесей.
2. Физический – предполагает кипячение, УФ и облучение при помощи γ-лучей.
3. Химический, при котором в сточные воды добавляются реагенты, которые провоцируют образование осадков. Сегодня основным методом обеззараживания питьевой воды является хлорирование. Водопроводная вода, согласно СанПиН, должна содержать концентрацию остаточного хлора в размере 0,3-0,5 мг/л.
4. Для биологической очистки требуются специальные поля орошения или фильтрации. Формируется сеть каналов, которые наполняются сточными водами. После очистки воздухом, солнечным светом и микроорганизмами они просачиваются в почву, образуя на поверхности перегной.

Для биологической очистки, которая может проводиться и в искусственных условиях, существуют специальные сооружения – биофильтры и аэротенки. Биофильтр – это кирпичное или бетонное сооружение, внутри которого находится пористый материал – гравий, шлак либо щебень. На них наносят микроорганизмы, очищающие воду в результате своей жизнедеятельности.

В аэротенках при помощи поступающего воздуха происходит перемещение активного ила в сточных водах. Для отделения бактериальной плёнки от очищенной воды предназначены вторичные отстойники. Уничтожение в бытовых водах патогенных микроорганизмов осуществляется при помощи обеззараживания хлором.

Чтобы оценить качество воды, нужно определить количество вредных веществ, оказавшихся там после обработки (хлор, алюминий, полиакриламид и т.д), и антропогенных веществ (нитраты, медь, нефтепродукты, марганец, фенолы и т.п). Также следует учитывать органолептические и радиационные показатели.

Как улучшить качество воды в домашних условиях

Чтобы повысить качество водопроводной воды в домашних условиях, требуется дополнительная очистка, для которой используются бытовые фильтры. На сегодняшний день производители предлагают их в огромном количестве.

Одними из самых популярных являются фильтры, работа которых основана на обратном осмосе.

Их активно используют не только дома, но и на предприятиях общественного питания, в больницах, санаториях, на производственных предприятиях.

В системе фильтрации предусмотрена автопромывка, которую нужно включить до начала фильтрации. Посредством полиамидной мембраны, через которую проходит вода, происходит её освобождение от загрязнений – очистка осуществляется на молекулярном уровне. Подобные установки являются эргономичными и компактными, а качество фильтрованной воды очень высокое.

Методы обеззараживания воды. Физические методы обеззараживания воды

Обеззараживание без использования реагентов имеет свои преимущества. Главным преимуществом таких методов обычно является отсутствие вторичного загрязнения растворами дезинфектантов, но при этом все эти методы имеют один существенный недостаток — вода может быть вторично заражена микроорганизмами, поскольку методы не имеют пролонгированного эффекта.

Кипячение

Это, пожалуй, самый простой способ обеззаразить воду в домашних и полевых условиях. При воздействии повышенной температуры структура ДНК большинства патогенных микроорганизмов повреждается, и они не способны продолжать размножение. Кипячение эффективно против всех микроорганизмов, которые образуют споры.

Важно отметить, что для обеззараживания воду не просто нужно довести до кипения, а прокипятить ее в течение не менее пяти минут.

Преимущества:

• простота выполнения;
• отсутствие необходимости в дополнительном оборудовании;
• эффективность относительно большинства патогенных микроорганизмов;
• помимо обеззараживания снижается уровень жесткости и мутности.

Недостатки:

• существенное возрастание энергопотребления при повышении объема воды;
• высокая длительность;
• возможность вторичного загрязнения.

Ультрафиолет

Еще с давних пор человечество знает о полезном действии солнечных лучей. Благодаря ультрафиолету, который является одной из составляющих спектра УФ-излучения, они способны разрушать структуру тимина в ДНК клеток микроорганизмов. В результате бактерии и вирусы теряют способность к размножению как в воде, так и в организме человека.

Самым примитивным исполнением УФ-обеззараживания воды является SODIS-метод. Вода, очищенная процеживанием от крупных механических частиц размером более 50 мкм, заливается в бутылки из PET (полиэтиленфталата), которые размещаются на поверхности под прямыми солнечными лучами. Главным недостатком данного метода является необходимость активного солнечного света. Он максимально эффективен в полосе между 35 градусами южной и северной широты, в таких широтах обеззараживание займет около шести часов. При снижении интенсивности солнечного света возрастает длительность обеззараживания.

Приборы для обеззараживания воды производятся в форме цилиндрических механических трубок с излучателем в кварцевому рукаве. Вода поступает в корпус и тонким слоем обтекает рукав, вследствие чего просвечивается УФ-лучами и обеззараживается. Длина волны в большинстве таких приборов около 250 нм.

Сегодня такие устройства используются для превентивного обеззараживания как питьевой, так и хозяйственно-бытовой воды после систем комплексной очистки. Установка такого излучателя предупредит обрастание трубопроводов, деталей фильтра, стиральной машины и пр.

Преимущества:

• метод прост в использовании;
• не требует громоздкого оборудования;
• отсутствует необходимость в постоянном дозировании реагентов;
• не вносит в воду вторичное загрязнение в отличие от дезинфекции реагентами;
• низкое энергопотребление.

Недостатки:

• не эффективен против широкого спектра микроорганизмов, для загрязненных патогенами вод рекомендуются комбинированные методы;
• необходима регулярная замена излучателя;
• вода перед пропусканием через прибор должна быть очищена от механических частиц, которые способны снижать эффективность метода на 50%;
• отсутствие пролонгированного действия.

Обратный осмос и ультрафильтрация

Размеры пор мембран обратного осмоса в 4000 раз меньше самых маленьких бактериальных клеток и в 200 раз меньше вирусных частиц. Поэтому такие фильтры способны задерживать 100% микроорганизмов. Технология используется преимущественно для очистки питьевой воды. Именно она является основой для бытовых фильтров , вендинговых автоматов , киосков разлива воды и даже производства продуктов питания и напитков. Почитать об обратном осмосе более детально можно тут .

Преимущества:

• удаление 100% вирусов и бактерий;
• компактные размеры и высокая производительность;
• экологичность;
• удаление помимо микробиологических загрязнений других токсикантов: тяжелых металлов, органических веществ, хлора и пр.

Недостатки:

• довольно высокая стоимость технологии;
• большой объем сточных вод — от 20 до 70% выхода, в зависимости от размера мембраны и давления;

Ультрафильтрационная мембрана имеет довольно большие размеры пор, которые могут частично пропускать частицы вирусов, поэтому данный метод может использоваться только в комбинации с реагентами или ультрафиолетом.

Физические методы обеззараживания воды. Описание физических способов очистки воды

В водоемах открытых и подземных содержится значительное количество твердых примесей и микроорганизмов. Для удаления нерастворимых загрязнителей используются физические методы водоподготовки:

• процеживание;
• отстаивание;
• фильтрование.

Для обеззараживания воды успешно применяется жесткое ультрафиолетовое излучение от специальных ламп. Выбор того или иного метода водоочистки и дезинфекции определяется исходя из требований заказчика.

Процеживание

Сетки и решетки с ячейками разных размеров, а также ткани обладают способностью задерживать достаточно крупные примеси. Современные методы очистки воды на предварительных этапах широко используют процеживание, что обеспечивает существенное снижение затрат на водоподготовку. Основным преимуществом такого способа является технологичность и простота, к числу недостатков следует отнести необходимость регулярной промывки фильтрующих устройств.

Отстаивание

К числу первичных методов очистки воды относят также и отстаивание. Суть его состоит в том, что под воздействием силы тяжести (гравитации) твердые частицы постепенно оседают на дно. В нижней части отстойников постепенно скапливается значительное количество загрязнителей разного вида, которые сбрасываются в дренаж при помощи специальных устройств. Производительность таких систем существенно ограничена длительностью процесса и объемом резервуаров.

Фильтрование

Данный способ водоочистки по принципу действия аналогичен процеживанию и предусматривает пропускание потока жидкости через пористые материалы. Фильтрованием задерживаются частицы, чьи размеры превышают определенные значения (до нескольких микрон):

• окалина;
• песок;
• ил и другие.

Некоторые из фильтров для воды по способу и эффективности очистки приближаются к самым современным системам. Они способны в числе прочих улучшать ее органолептические свойства и вкусовые качества. Метод фильтрации универсальный и применяется в крупных станциях водоподготовки и в небольших бытовых установках.

Ультрафиолетовая обработка

Наиболее эффективный способ очистки воды от различных видов микроорганизмов предполагает ее облучение при помощи специальных ламп с длиной волны от 200 до 400 нм. Обеззараживание жидкости ультрафиолетом осуществляется после предфильтрации и удаления механических частиц, снижающих проницаемость жидкости для световых лучей. Жесткое излучение вызывает фотохимические реакции в наследственных структурах клетки, что приводит к нарушению процессов ее жизнедеятельности и гибели.

Главным преимуществом такого способа дезинфекции в системах очистки воды является сохранение ее исходного минерально-химического состава и иных свойств. При этом ее органолептические качества также не изменяются. Данный метод широко используется для обработки питьевой воды.

Устройства и реактивы применяемые для улучшения качества воды. Способы улучшения качества воды. Основные технологические схемы

Многочисленные способы обработки воды можно классифицировать на следующие основные группы: улучшение органолептических свойств воды (осветление, обесцвечивание, дезодорация идр.); обеспечение эпидемиологической безопасности (хлорирование, озонирование, ультрафиолетовое облучение и др.); улучшение минерального состава (фторирование и обес- фторивание, обезжелезивание и деманганация, умягчение или обессоливание и др.).

В процессе очистки и обработки вода подвергается осветлению (освобождение от взвешенных веществ), обесцвечиванию, обеззараживанию (уничтожение находящихся в ней болезнетворных бактерий), умягчению (снижение или почти устранение содержащихся в ней солей жесткости). Кроме того, при использовании воды некоторых источников и для отдельных потребителей требуется удалять все растворенные в ней соли (обессоливание) или только некоторые определенные соли, например соли железа (обезжелезивание), растворенные в ней газы (дегазация), иногда приходится устранять привкусы и запахи, предотвращать коррозионное действие воды на трубы, удалять из воды фтор (обесфторивание) и т. п. Те или иные комбинации указанных процессов применяют в зависимости от категорий потребителей и качества воды в источниках.

Для получения воды питьевого качества при использовании поверхностных источников, как правило, необходимо производить осветление, обесцвечивание и обеззараживание воды. При этом в зависимости от качества исходной воды в некоторых случаях дополнительно необходимо применять и специальные виды водоподготовки — фторирование, обесфторивание, умягчение и т. п. (табл. 5.1).

Совокупность необходимых технологических процессов и сооружений составляет технологическую схему улучшения качества воды. Применяемые в водоподготовке технологические схемы можно классифицировать: 1) на реагентные и безре- агентные; 2) по эффекту обработки; 3) по числу ступеней; 4) на напорные и безнапорные.

1. Реагентные и безреагентные технологические схемы отличаются размерами водоочистных сооружений и условием их эксплуатации (рис. 5.1 и 5.2).

При применении реагентов процессы обработки воды протекают интенсивнее и более эффективно. Так, для осаждения основной массы взвешенных веществ в первом случае требуется 2—4 ч, во втором — несколько суток. С использованием реагентов фильтрование осуществляется со скоростью 5—12 м/ч и более, а без реагентов (медленное фильтрование) — 0,1—0,3 м/ч.

При обработке воды с применением реагентов водоочистные сооружения меньше по объему, компактнее, дешевле в строительстве, но сложнее в эксплуатации, чем сооружения безре- агентной очистки. Поэтому безреагентные технологические схемы (см. рис. 5.1) с гидроциклонами, акустическими, намывными и медленными фильтрами, как правило, применяют для водоснабжения небольших водопотребителей при цветности исходной воды до 50 град. Безреагентные технологии широко используют для неглубокого осветления воды при водоснабжении промышленных объектов. В ряде случаев для этих целей применяют одно отстаивание или одно фильтрование на крупнозернистых фильтрах или микрофильтрах.