Методы и способы очистки воды. Физические методы

Методы и способы очистки воды. Физические методы

Данные методы предназначены для очищения воды от твердых крупнофракционных частиц (чаще всего – нерастворимых).

Они успешно задействуются на этапах первичной и грубой очистки и в разы реже – при глубоких и тонких воздействиях.

Среди главных физических методов выделяют:

• Процеживание – очищение жидкостей от крупнофракционных посторонних включений при проходе через ячеистые прослойки (сетки, решетки, полипропиленовую мешковину). К преимуществам этого метода относят простоту и эффективное улавливание крупного мусора, к минусам – потребность в частой промывке фильтрующих элементов, пропускание патогенных микроорганизмов, солей и любых мелких нежелательных примесей.
• Отстаивание – осаждение посторонних фракций под действием собственного веса вниз с последующим отбором более чистой воды. Этот метод используются как на предварительных, так и на промежуточных этапах водоподготовки, его производительность существенно ограничена временем и объемами отстойников .
• Фильтрование – схожий с процеживанием, но более совершенный метод, позволяющий очищать воду от ненужных примесей с разным размером фракций (минимальный порог – до микронов) при прохождении через пористый фильтрующий слой. Метод активно используется в быту и на производстве, из всех физических видов он считается самым эффективным.
• УФ-дезинфекция – обработка предварительно очищенной от крупных фракций воды УФ-лучами с длиной волн в пределах 200-400 нм с целью обеззараживания. Состав и физические свойства жидкости этот метод не меняет.

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:

1. Питательная вода для котельных и тепловых станций . Для стабильной работы паровых и водогрейных котлов требуется максимально умягченная вода жесткостью менее 2 Ж°.
2. На пищевых производствах продуктов питания и напитков. От воды зависят вкусовые качества продукции и срок их годности.
3. Для увлажнителей воздуха промышленного масштаба. Высокое содержание в воде жестких солей приводит к образованию налета и минеральных отложений, тем самым сокращая срок службы оборудования.
4. В производстве нано- и микросхем . Очень важно получить воду, которая имеет минимальную электропроводность, для точности расчетов и правильной работы элементов.
5. 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.
6. Для производств бутилированной воды . Бутилированная вода должна иметь определенное качество по жесткости, железу, солесодержанию.
7. Для лабораторных испытаний . Результат исследования зависит от точности эксперимента и качества составляющих реагентов.
8. Химические и нефтяные заводы, заводы по производству ламината, картона и бумаги, стекла, гальванические производства , молочные заводы - везде требуется вода наивысшего качества в промышленных масштабах.

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

Методы очистки воды гигиена. Типичные загрязнения питьевой воды: методы очистки

Чтобы определить, от какого именно типа загрязнений требуется очищать воду, необходимо провести ее анализ, выявляющий как качественные, так и количественные показатели всех составляющих.

Наиболее распространенные виды загрязнений и методы очистки питьевой воды:

• Механические примеси, которые могут присутствовать как в воде из колодца (скважины) , так и в водопроводной воде, удаляются при помощи грязевых (механических) и угольных фильтров.
• В тех случаях, когда в воде в большом количестве присутствуют микроорганизмы, органические соединения, а также превышены нормы содержания химических элементов, универсальным является применение метода обратного осмоса для очистки воды.
• Повышенное содержание железа в воде из колодца или из скважины требует обезжелезивания, которое выполняется при помощи различных методов: с применением в фильтрах инертных либо каталитических загрузок, методом аэрации, способом электромагнитной очистки.
• Высокое содержание марганца, которое часто встречается в воде из скважин или из открытых источников водозабора, можно нейтрализовать при помощи перманганата калия; каталитических загрузок; а при незначительных концентрациях — применением метода обратного осмоса.
• Жесткая вода из колодцев или скважин , отличающаяся избыточным содержанием гидрокарбонатов и сульфатов, требует умягчения фильтрами с ионообменными смолами.
• Вирусы и бактерии, которые встречаются в воде из природных источников (колодцев и скважин), но могут присутствовать и в водопроводной воде , уничтожаются с применением хлорирования, озонирования, УФ-облучения, ионов серебра или при помощи обратноосмотического мембранного способа очистки воды.
• Загрязнения смешанного характера — сероводород, механические примеси, железо, марганец, избыточная жесткость и прочее, — присутствующие в воде из скважин , требуют применения одновременно нескольких способов очистки.

Физические методы очистки воды

Физические методы очистки воды можно назвать первыми в данной сфере. Изначально жидкости очищались их проливанием через различные сита, песок, различные сыпучие материалы, на которых оседали посторонние примеси. Современные фильтрующие системы, работа которых основывается на физических взаимодействиях, способны делать это быстрее и без участия человека.

Методы физической очистки

На сегодняшний день существует множеств физических методов очистки воды. Каждый из них имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Чтобы выбрать наиболее подходящий, самые эффективные из них нужно рассмотреть подробнее.

Обеззараживание с помощью ультрафиолета

С давних времен известно обеззараживающее воздействие ультрафиолета. Установка для очистки воды в этом случае состоит из нескольких ламп, который создают данного излучение. Сами лампы погружаются в кварцевые чехлы, за счет чего они не остывают. На качество очистки жидкости с помощью ультрафиолета влияет ее прозрачность. Из-за этого, прежде чем приступать к обработке воды излучением, необходимо выполнить ее механическую фильтрацию, убрать мутность. Чтобы процесс обеззараживания проходил максимально эффективно, жидкость должна перемешиваться.

Механическая фильтрация

Наиболее простой и доступный физический метод очистки сточных вод, жидкости из скважин, колодцев. Суть подобных способов заключается в том, что посторонние частицы отсеиваются мембранами с различными размерами отверстий. Вода проходит через одну или несколько мембран, очищается от крупного и мелкого мусор, частиц грязи, песка, глины.

Механическими фильтрами оснащаются все системы, которые откачивают воду из искусственных и естественных водоемов. Если говорить о бытовом использовании, в частных домах и квартирах часто устанавливаются фильтры предварительной очистки, работа которых основывается на механической фильтрации.

Обратный осмос

Принцип работы системы обратного осмоса основывается на фильтрации воды через обратноосмотическую мембрану. Такой фильтр пропускает жидкость, но задерживает на себе мельчайшие частицы посторонних примесей, различные химические элементы. Одновременно с этим, мембрана отсеивает как вредные, так и полезные вещества, которые содержатся в воде.

После фильтрации жидкости через обратный осмос, получается вода высочайшего качество очистки, которая по своим свойствам и составу очень похожа на дистиллированную. Чтобы система работала максимально эффективно, перед ней должен быть расположен фильтр, который заполнен активированным углем.

Для получения качественной питьевой воды, которая будет обладать необходимыми минералами, полезными компонентами, обратноосмотическая установка должна работать совместно с минерализатором. В противном случае жидкость будет неприятна на вкус.

Ультразвуковое обеззараживание

Принцип работы установок ультразвукового обеззараживания основывается на процессе кавитации. За счет воздействия высокочастотного звука на воду, образуются сильные колебания, жидкость начинает “кипеть”. Благодаря перепадам давления, клеточные оболочки различных микроорганизмов разрываются, они погибают.

Данный метод очистки имеет высокую эффективность, однако, оборудование для ультразвукового обеззараживания дорогостоящее, требует знаний по настройке.

Сорбция

Процесс сорбции – это поглощение различных примесей из жидкости специализированными твердыми телами, так называемыми “сорбентами”.

Для очистки воды применяются специализированные сорбционные фильтры. Они представляют собой пустые емкости, которые заполняются сорбентами. Если правильно подобрать чистящие вещества, можно удалить из воды различные вредные примеси и растворенные газы. Наиболее популярный сорбент, который используется для заполнения подобных фильтров – активированный уголь.

Электроимпульсное обеззараживание

Суть данного метода очистки воды заключается в том, что через жидкость пропускаются электрические разряды, за счет чего создается ударной волна, которая уничтожает различные болезнетворные микроорганизмы. Данный способ имеет высокую эффективность даже при работе с очень мутной жидкостью. Эффективно устраняет спорообразующие и вегетативные бактерии. Главный недостаток данного процесса – высокая стоимость.

Термическое обеззараживание

Ранее – наиболее популярный способ очистки трубопроводной воды в быту. Жидкость доводится до закипания, благодаря сильному нагреву погибает болезнетворная микрофлора. Другие преимущества кипячения – уменьшение содержания растворенных газов в жидкости, снижение жесткости. Главный недостаток термического обеззараживания – спустя 24 часа вода может быть снова заражена болезнетворными микроорганизмами.

Наиболее эффективный способ очистки воды для бытовых нужд – установка многоступенчатого обратноосмотического оборудования. Важно убедиться в том, чтобы последней ступенью такой системе был минерализатор.

Методы очистки питьевой воды. 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.

Способы очистки воды плюсы и минусы. Какой самый выгодный способ очистки воды на предприятии? Плюсы и минусы разных методов очистки.

Очистка воды на предприятии – основная задача, которая стоит перед руководством любой компании. Чистая вода нужна в сельском хозяйстве, на производствах, в пищевой промышленности, особенно при производстве напитков и в молочной отрасли. Сегодня вода, используемая предприятием для обеспечения собственных нужд, содержит довольно большое количество вредных механических и органических примесей, соли тяжелых металлов, кроме того, у нее повышенная жесткость, присутствует посторонний запах и вкус, недостаточная прозрачность. Особенно остро стоит проблема загрязнения воды песком, илом, ржавчиной, частичками водорослей. Многие предприятия отстаивают воду перед использованием, но это довольно неэффективный, а также требующий временных затрат метод.

Сегодня существует очень много современных методов по очищению воды, которые используются в быту и на производстве. Но насколько каждый метод фильтрации воды эффективен, мы рассмотрим.

Современные методы фильтрации воды

Применение ультрафиолета

Использование ионообменных смол

Принцип действия

Происходит методом химических реакций молекул ионных смол и микроэлементов, растворенных в воде

Где применяются

В ЖКХ частного сектора, при заборах воды их скважин и открытых водоемов. Подходит только для холодной воды. Давление потока не превышает 2–7 кг\см2

Фильтры механической очистки - самый популярный способ очистки воды!

Принцип действия

Фильтры механической очистки производятся обычно в виде колбы, внутри которой расположен фильтрующий картридж. Фильтрующие элементы выполняются из различных материалов, обычно из полимерного волокна (полипропилена) или металла (сетчатые)

Преимущества

• Освобождают воду от механических компонентов – ржавчины, грязи, песка, большинства паразитов биологического происхождения.
• Фильтрующие элементы задерживают компоненты размером до 0,5 мкм.
• Очень экономичный способ очистки воды – корпус фильтра ставится один раз, сменные картриджи стоят очень дешево и легко меняются
• Полипропиленовые картриджи позволяют фильтровать как горячую, так и холодную воду без потери качества

Недостатки

• Картридж является расходной частью, имеет определенный ресурс работы и требует замены после его истечения.

Где применяются

Для любого объема воды:

• Для очистки сточных вод
• На производствах, перерабатывающих заводах
• В нефтехимической отрасли
• В кондитерской промышленности
• В котельных
• На автомойках и в гостиницах
• В быту
• При производстве пива и безалкогольных напитков, бутилированной воды
• В сельском хозяйстве – на фермах
• Для очистки воды для орошения полей

Медно-цинковые очистительные системы

Фильтрация с применением керамического фильтра

Принцип действия

Керамические фильтры очищают воду через мельчайшие поры в керамическом материале. Используются в производстве пива и в пастеризации

Озонирование

Принцип действия

Озон – отличный окислитель. Пузырьки проходят по воде и при этом очищают ее. Подходит для очищения воды в бассейнах

Недостатки

• Не удаляются тяжелые металлы, пестициды и минеральные вещества
• Озон быстро распадается и становится неэффективным
• Достаточно дорогой метод
• Озон ядовит, поэтому работу нужно четко контролировать

Обратноосмотическая очистка

Принцип действия

Давление воды должно быть определенной силы, чтобы проталкивать воду через мембрану. Полностью вода не очищается, но очищение достигается до 97%.

Угольный метод фильтрации

Принцип действия

Угольные фильтры имеют многочисленные формы и разные размеры, такой способ фильтрации относится к самым старым. Чаще в качестве сорбирующего вещества используется активированный уголь, вода отлично проходит через фильтр, даже если поры достигают поверхности примерно 1000 м2/г

Преимущества

• Забирает на себя все грязи
• Отлично борется с пестицидами, гербицидами и другими вредными веществами, в том числе с промышленным хлором и химией.

При использовании любого из приведенных вариантов удастся значительно улучшить качества водопроводной воды. Однако в любом случае первым этапом очистки должна быть очистка механическим фильтром – это обеспечит эффективность последующих методов очистки или вовсе поможет обойтись без них. Как в сельском хозяйстве, так и в производствах, они избавят от основной проблемы – ржавчины из водопроводных труб и осадка, ила и песка из открытых источников. Чистая вода – залог здоровья сельскохозяйственных животных, секрет долгой работы оборудования и качества производимой продукции.

Кроме того, фильтры механической очистки являются самым экономичным и простым вариантом в обслуживании. Сменные картриджи легко доступны, имеют достаточно длительный ресурс пользования и хорошую пропускную способность. А качество профильтрованной воды чаще всего позволяет использовать ее не только в бытовых, но и в питьевых целях. Пищевой полипропилен, который используется в картриджах, обеспечивает сохранение всех вкусовых свойств воды.

СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

I Введение

Все живое в нашей жизни связано с водой, поэтому нет более волнующей и обсуждаемой темы, чем тема воды. Особенно вызывает проблему качество водопроводной воды. Это я доказала своей предыдущей работой. Купить уже очищенную воду можно в магазине, но бутилированная вода стоит денег, и пользоваться ею постоянно – достаточно дорого. Заботясь о собственном здоровье и здоровье своей семьи, можно найти для себя оптимальный способ очистки воды дома, поэтому тему «Методы очистки водопроводной воды в домашних условиях» считаю актуальной .

Цель: экспериментальным путем выявить наиболее результативный метод очистки воды в домашних условиях

Задачи:

Изучить литературу и материалы в сети Интернет о методах очистки воды;

Провести опрос среди учащихся начальных классов;

Определить опытным путём наиболее эффективные и доступные способы очистки воды в домашних условиях;

Оценить полученные результаты и сделать выводы;

По результатам работы составить буклет для учеников своей школы и их родителей;

Гипотеза: Водопроводную воду можно очистить самостоятельно

Объект исследования: вода.

Предмет исследования: водопроводная вода

Актуальность: Для нормального функционирования организма нужна вода, не содержащая вредных примесей и механических добавок, т.е. хорошего качества.

Практическая значимость: материалы и результаты работы могут быть использованы на внеклассных мероприятиях, в кружковой работе, на уроках, а так же для информирования учащихся и их родителей.

Методы исследования:

Работа с информационным источником;

Социальный опрос (анкетирование);

Составление аналитических диаграмм;

Проведение исследований;

Изучение литературы;

Я решила получить информацию по данной теме у учащихся начальных классов и задала им следующие вопросы :

Употребляете ли вы воду из-под крана?

Какую воду вы пьете?

Какие методы очистки используют в вашей семье?

Полученные данные мы систематизировали и представили на круговых диаграммах

Из опрошенных мною детей большинство не употребляют воду из-под крана, а пьют фильтрованную и кипячёную. Меня заинтересовало, а какие методы очистки воды существуют ещё.

Из «Экологической азбуки для детей и подростков» я узнала различные методы очистки воды. Мною были проведены исследования по выявлению наиболее эффективного и доступного метода очистки воды.

II Основная часть

Методы очистки воды

Очистка-устранение посторонних и нежелательных веществ из воды. А также от вредных примесей.

В ходе выполнения исследовательской работы мной были изучены разные способы очистки питьевой воды в домашних условиях.

1. Фильтрование - процесс разделения неоднородных систем при помощи пористых перегородок. Фильтрование жидкостей в лаборатории проводят с помощью воронок, в которые вкладывается специальная фильтровальная бумага. . Некое подобие их было создано в Китае и представляло собой обычные камышовые тростинки, пропитанные коагулянтами. Один из таких простейших фильтров даже вошел в историю как «рукав Гиппократа». Прообразы современных фильтров. Их принцип действия был близок к естественным очистным процессам и заключался в прохождении воды сквозь слой различных веществ: щебня, песка и древесного угля.

2 Очистка воды с применением фильтров

Для устранения вредных примесей из водопроводной воды применяют разнообразные фильтры. В домашних условиях часто применяются разнообразные кувшины и насадки на кран. Это наиболее распространенный и доступный способ очистки воды. Питьевые фильтры - кувшины в состоянии убрать из воды избыток хлора, органических веществ, накипь (соли жесткости). Фильтры-кувшины вполне эффективно очищают водопроводную воду, дешевые при первоначальной покупке, а поэтому широко распространены. Все питьевые фильтры - кувшины оснащены сменным очищающим элементом (также его называют "кассета" или "картридж"). Кассета сконструирована таким образом, чтобы поддерживать постоянную скорость протекания воды через очищающую смесь. В состав смеси входят - активированный уголь, полипропиленовый вкладыш, ионообменные смолы нескольких видов. Это важно для равномерной и полноценной очистки воды. Фильтрация данного типа направлена непосредственно на очищение жидкости от вредных примесей, таких как хлор или пестициды. Также она способна избавить воду от различных неприятных запахов и сделать воду абсолютно прозрачной. Данный картридж необходимо менять примерно один раз в три месяца.