Методы очистки питьевой воды коагуляцией и фильтрацией. Фильтрация воды в водопроводной сети бытового назначения

Пройдя через систему водоподготовки, вода, прежде чем поступить на водоразборные точки, проходит довольно длинный путь. По пути она может собирать и переносить различного рода примеси, которые могут служить причиной засорения вентилей, водонагревательных колонок, стиральных машин, посудомоечных машин, душевых стоков, сантехнического оборудования в целом. Кроме того, вода может вызвать коррозию трубопровода. Этого можно избежать, если помимо прочего установить соответствующие фильтры в точке, где вода поступает в домашний водопроводный контур (сразу за счетчиком) (рис. 2).

Рисунок 2. ( подробнее )

Пример установки водоочистного фильтра в водопроводной сети бытового назначения

В зависимости от поставленной цели бытовая водоочистка осуществляется при помощи следующих фильтров: механических, на основе активированного угля и комбинированных. В механических фильтрах вода проходит через физические препятствия (как правило, фильтрующие кассеты), которые задерживают взвешенные в воде частицы. В фильтрах на основе активированного угля вода пропускается через слои угля, имеющего абсорбирующие свойства. Их главная задача – удалить из воды неприятные запахи, обусловленные предыдущей обработкой воды хлором либо хлорсодержащими составами. В комбинированных фильтрах действие механических либо угольных фильтров сочетается с антибактериальной обработкой, обеспечиваемой соответствующей аппаратурой (например УФ-облучением).

И, наконец, воду можно деминерализировать, для чего пропустить через специальные смолы. Таким образом готовится вода для автомобильных аккумуляторных батарей, бытовых парогенераторов и всех паровых электроприборов.

Бытовые фильтры очистки воды, будучи почти всегда рассчитаны на небольшие пропускные объемы, имеют малые габариты и вес. В большинстве случаев фильтрующий элемент представляет собой кассету, имеющую различные функциональные параметры (см. рис. 3). Как правило, бытовые фильтры врезаются непосредственно в водопроводную сеть через посредство резьбовых муфт или фланцевых соединений.

В соответствии с требованиями, установленными Постановлением Минздрава 443/90, для обеспечения санитарно-гигиенической безопасности бытовых водопроводных сетей в системах водоподготовки могут применяться только механические фильтры на основе синтетической или металлической сетки, задерживающей взвешенные в воде частицы размерами не менее 50 мк. Кроме того, такие фильтры должны быть моющимися, автоматически или вручную.

В отношении угольных фильтров Постановление указывает на опасность размножения в них бактерий и неконтролируемого выброса микрозагрязнителей и по этой причине запрещает их отдельное использование в бытовых системах водоподготовки. Их использование разрешается только в составе комбинированных фильтров очистки воды установленного типа.

Метод коагуляции воды. Коагулирование воды

Коагулирование воды — процесс осветления и обесцвечивания воды с применением химических реактивов - коагулянтов , которые при взаимодействии с гидрозолями и растворимыми примесями воды образуют осадок . Используется при очистке водопроводной воды перед отстаиванием и фильтрацией.

Цель коагулирования состоит в том, чтобы в процессе флокуляции примеси образовали « флокулы » — хлопьевидные скопления, которые из-за их большого размера легко удалить из воды отстаиванием или фильтрованием. Без коагулирования удаление мелкодисперсных примесей в отстойнике может быть непрактичным, так как требует больших интервалов времени (до нескольких лет). Оптимальный размер флокул — несколько миллиметров.

Стабильность коллоидной смеси поддерживается в основном за счёт электростатического отталкивания и стерических эффектов , потому коагулирование применяет, среди прочих, следующий метод: предотвращение электростатического отталкивания с помощью добавления солей или изменения кислотности ; это даёт возможность коллоидным частицам сблизиться на расстояние, на котором силы Ван-дер-Ваальса приведут к слипанию частиц.

Из железных составов:

Из алюминиевых коагулянтов:

₂

₄

_2,44

_0,33

_0,79

₂

Процесс коагулирования проводится в два этапа:

Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист .

Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым).

Методы очистки воды. Технологии очистки природных вод

Современная технология очистки природных вод представляет собой специальные условия для разделения гетерогенной системы, которой и являются природные воды. Проще говоря, водоочистка проводится путем формирования легкооседающих крупных частиц с сильно развитой поверхностью за максимально короткий промежуток времени.

Самыми популярными приемами ускорения хлопьеобразования при очистке воды считаются такие:

Интенсификационные способы посредством введения в воду дополнительного реагента (флокулянта, окислителя, замутнителя или регулятора уровня pH).
Технологические методы – оптимизация условия смешивания реагента с водой и перемешивания в коагуляционных камерах, а также рациональное введение реагента в воду.
Физические методы интенсификации очистки – обработка воды ультразвуковыми, магнитными, радиационными или электроимпульсами.
Оптимизация гидравлической среды коагуляции.

Наиболее известной из них является интенсификация посредством гидролизующих коагулянтов – флокуляция. Главным условием для нее является адсорбция поверхностями молекул полимеров взвешенных жестких фрагментов. Из-за удлиненной формы, которой обладают молекулы, отдельные звенья цепи полимера адсорбируются в нескольких местах несколькими взвешенными гидрофобными жесткими фрагментами, соединяя их друг с другом. Одновременно с этим осуществляется и соединение жестких фрагментов, вызывающее выделение сложных агрегатов из молекул полимера и жестких частиц. Получившиеся крупные фрагменты оседают на большой скорости, поэтому жидкость быстро осветляется.

Известно, что во время очистки окрашенных вод, в которых присутствует большое число гуминовых примесей, ускорить процесс обесцвечивания можно путем предварительного хлорирования, после которого следует проводить коагуляцию.

В ходе экспериментов было доказано, что предварительное хлорирование с использованием больших доз Cl дает резкое снижение цветности воды с последующим уменьшением количества необходимого коагулянта. Окисление гидроксильных частиц во время хлорирования образует более гидрофобные карбонильные частицы, что в свою очередь снижает защитное действие гуминовых компонентов, которые содержатся в природных водах. Такова роль хлорирования в процессе осветления и обесцвечивания посредством коагулянтов.

Способы очистки воды в быту. 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.

Способы очистки воды на производстве. Системы очистки питьевой воды для предприятий

Существует огромное количество различныхдля предприятий, направленные на устранение конкретной проблемы. Однако для комплексного избавления от проблемы загрязненной воды необходимо использовать системы очистки. Современные промышленные комплексы для очистки питьевой воды способны полностью извлекать из воды всевозможные естественные и искусственные загрязнители.

Разработка технологии промышленной очистки питьевой воды должна вестись под нужные каждого конкретного запроса, относительно качества исходной воды и требуемых параметров очищенной жидкости.

К основным промышленным методам очистки питьевой воды относят:

Фильтры механической очистки

Промышленная водоподготовка питьевой воды с помощью. На этом этапе из воды удаляются. Их наличие придает воде желтый оттенок, неприятный запах и металлический привкус, вызывает коррозию и разрушение стенок оборудования. Обезжелезивание проводят двумя основными способами: реагентным с использованием специальных ионообменных смол и аэрацией. Аэрация заключается в насыщении колонны с водой кислородом, который обеспечивает нейтрализацию растворенных примесей, с последующим отфильтровыванием восстановленного железа. Но этот процесс не применим для воды, поступающей по водопроводу. Более подробно о фильтрах обезжелезивания для промышленной очистки питьевой воды читайте.
питьевой воды на предприятии нужны для снижения жесткости воды. С их помощью можно избавиться от гидрокарбонатов и карбонатов кальция и магния, сульфатов, хлоридов, а также солей магния. Все эти вещества вызывают образование накипи на оборудовании, которая приводит к дорогостоящим поломкам. В основномработают по принципу ионного обмена.и оборудования, работающего при повышенных температурах воды, в состав комплексной очистки включают фильтры непрерывного умягчения.

Угольные фильтры

Уф-стерилизаторы

. Данный способ очистки питьевой воды в промышленных масштабах относится к мембранным методам, в котором очистка осуществляется под действием сил обратного осмоса. Через мембраны с микроскопическими отверстиями порядка 0,0001 мкм спокойно протекают молекулы воды и кислорода, в то время как более крупные частицы остаются в исходном насыщенном растворе. Благодаря такой промышленной установки обратного осмоса для очистки питьевой воды удается получить максимально чистую, деминерализованную воду аналогичную дистиллированной. Такойустанавливается после фильтров механической очистки.

Модуль электродеионизации

Важный компонент комплекса подготовки воды для питьевого и промышленного водоснабжения. Вода подается на предприятие из скважины, водопровода, хранилища и без специального насосного оборудования процесс поступления воды не осуществим. Насосы подбирают в зависимости от производительности предприятия и выбранных этапов очистки промышленной питьевой воды.

Очистка воды в загородном доме: задача повышенной сложности

Сложные загрязнения, с которыми приходится сталкиваться владельцам коттеджей, получающих воду из скважины или колодца, требуют системного подхода. Чтобы вода стала пригодной к употреблению, т. е. питьевой, обычно нужен целый комплекс водоподготовки, состоящий из последовательно соединенных фильтрующих устройств колонного типа. В качестве примера можно рассмотреть систему комплексной очистки воды для коттеджей, предлагаемую одним из лидеров рынка — компанией «Экодар». Это система «Стандарт EM». Данный комплекс выполняет следующие задачи:

Первичная очистка от механических примесей и осветление. Выполняется сетчатым грязевым фильтром.
Обезжелезивание, удаление марганца и сероводорода — ликвидация неприятного запаха затхлости и железистого цвета. Для этого используется безреагентный фильтр-обезжелезиватель в комплексе с аэрационной колонной со встречными турбулентными потоками.
Удаление избыточной жесткости. Для этого применяется фильтр умягчения воды со встроенным датчиком расхода ионообменной смолы.
Удаление микробиологических загрязнений, которое осуществляется методом УФ-облучения посредством стерилизатора.
Доочистка с использованием фильтра тонкой очистки.

В комплект входят также и дополнительные приборы, необходимые для корректной работы системы:

безмасляный воздушный компрессор с функцией регулировки расхода воздуха;
автоматическая система управления работой компрессора;
регулятор жесткости воды;
расходометр воды;
манометры.

Подобный комплексный способ очистки воды из скважины позволяет получить на выходе чистую питьевую воду.

Приняв решение об установке водоочистной системы, следует внимательно подойти к расчету ее параметров:

Производительность должна покрывать потребности домохозяйства в чистой воде с небольшим превышением. Для питьевой воды и воды, применяемой для хозяйственных потребностей, можно использовать фильтры различной степени очистки: например, дополнительно установив для кухни систему тонкой очистки воды методом обратного осмоса.
Ресурс работы оборудования зависит от степени загрязненности исходной воды, ее температуры и биохимических свойств, принципа работы, объема и бренда фильтра, материала загрузки или картриджа. Гарантийные обязательства у различных установщиков также различаются.
Способы и методы очистки воды , а также тип и объем фильтра подбираются в зависимости от результатов анализа вашей воды.
Определяя производительность оборудования, важно учитывать расход воды и реагентов , необходимый системе для проведения регенерации; а в случае применения обратноосмотического фильтра — потери жидкости в виде сливаемого в канализацию субстрата, не прошедшего фильтрующую мембрану.
Прежде чем отдать предпочтение тому или иному инсталлятору оборудования, стоит поинтересоваться, осуществляет ли он сервисное обслуживание , какова его периодичность и стоимость. У большинства крупных компаний, как правило, более конкурентный уровень цен. Кроме того, периодически они проводят акции и предлагают участие в программах лояльности.

Коагуляция воды недостатки. Принцип метода и его применение

В сточных водах имеются как коллоидные частицы, размеры которых не превышают 0,1 мкм, так и мелкодисперсные структуры с диаметром до 10 мкм, а также более крупные образования.

Последние компоненты легко удаляются механической очисткой. Мелкие крупицы грязи имеют определенный заряд, окружены гидратной рубашкой, стабилизирующей взвешенное состояние, поэтому удалять их нелегко.

При коагуляции заряд молекул насильственно изменяют добавлением легко ионизирующихся соединений — коагулянтов.

После этого происходит агрегация примесей с образованием увеличенных крупиц, способных осаждаться.

Слипанию подлежат как однородные частицы, тогда процесс называется гомокоагуляцией, так и разнохарактерные молекулы, в этом случае явление называется гетерокоагуляцией.

Укрупнение примесных соединений вызывается добавлением коагулянтов , стимулируется одним из следующих способов:

перемешиванием;
тепловым воздействием:
влиянием внешнего силового поля.

В повсеместной практике для очистки сточных вод, основанной на коагуляции, применяют перемешивание компонентов гетерогенной системы.

Это наименее затратный, достаточно эффективный вариант обеспечения слипания загрязняющих частиц.

Коагуляция проводится в свободном пространстве специальных камер, предназначенных для образования хлопьев, либо контактным образом в зернистой массе специальных наполнителей, например песка.

Интенсивность слипания частиц зависит от:

их вида;
строения;
концентрации;
количества других разнохарактерных примесей;
электролитов в сточной воде;
значения ее рН.

В некоторых случаях образование рыхлых хлопьевидных осадков происходит под действием флокулянтов. Модификация коагуляции, при исполнении которой применяются такие реагенты, называется флокуляцией.

Как основной метод коагуляции, так и его разновидности применяются для очистки стоков в:

химической;
фармацевтической;
целлюлозно-бумажной;
пищевой;
текстильной промышленности.

Важно! Очистка сточных вод коагуляцией позволяет приводить в экологически безопасное состояние водные суспензии, образующиеся при переработке нефти, сельскохозяйственной продукции, обогащении горных руд.

Методы очистки 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.

Коагуляция воды. ПРОЦЕСС КОАГУЛЯЦИИ

Процесс коагуляции основан на действии диффузных сил, в результате которых частицы стремятся распределяться равномерно во всём объёме жидкости. Если частицы имеют электрические знаки одного заряда, то происходит отталкивание. Но когда электрический заряд снижается, силы отталкивания уменьшаются. Тогда становится возможным процесс коагуляции – слипания частиц.

Преобладание сил взаимного притяжения над электрическими силами отталкивания происходит при Х-потенциале системы менее 0,03 В. Когда Х-потенциал достигает нуля, коагуляция происходит с максимальной интенсивностью. Такое состояние называется изоэлектрическим, а величина рН – изоэлектрической точкой системы.

Одним из способов достижения изоэлектрической точки системы является повышение в сточных водах концентрации электролитов. Такая способность возрастает при повышении валентности коагулирующего иона, который обладает зарядом, противоположным заряду коллоидных частиц.

При коагуляции образование хлопьев происходит сначала за счёт самого коагулянта или части взвешенных частиц и коагулянта. Потом образовавшиеся хлопья коагулянта сорбируют вещества, которыми загрязнены сточные воды. Осаждаясь вместе с последними, они очищают воду.

Образующую в процессе гидролиза серную и соляную кислоты нейтрализуют с помощью извести или других щелочей. Но нейтрализация киcлот, образующихся при коагулянте, может протекать также за счёт резерва щёлочи самой сточной воды.

Категории: Питьевой вод, Воды в водопроводной сети, Воды в быту, Воды в домашних условиях, Воды на производстве, Воды для предприятий, Воды в загородном доме, Повышенная сложность, Основные методы

⇦

⇨