Основные способы исправления качества воды. Физические способы очистки воды

Основные способы исправления качества воды. Физические способы очистки воды

Большое распространение получили физические способы очистки воды. В основном они используются на начальном этапе восстановления качества жидкости и называются грубой очисткой. Крупные твердые включения удаляются из воды механическим путем, это позволяет значительно снизить нагрузку на последующих технологических этапах.

Существуют и другие физические методы, позволяющие осуществлять более качественную глубокую очистку жидкостей, но из-за низкой производительности снижается эффективность их использования.

Наиболее распространенные физические способы очистки воды от железа и металлов:

• процеживание;
• отстаивание;
• фильтрование (в том числе центробежное);
• ультрафиолетовая обработка.

Процеживание относится к способам грубой очистки и в основном используется на предварительном этапе улучшения качества воды. Жидкость пропускается через различные решетки и сита, которые задерживают твердые и легко отделяемые включения металлических загрязнителей. Процеживание позволяет снизить нагрузку на установки тонкой очистки и продлить срок службы используемого оборудования.

Отстаивание воды как способ очистки может применяться не только на предварительном этапе, но и в качестве промежуточного технологического процесса. Вода попадает в резервуар на определенный промежуток времени. Загрязнения под действием гравитационных сил отделяются от жидкости и оседают на дно резервуара, оснащенного устройствами для удаления полученного осадка.

Фильтрование по технологии удаления загрязнений очень похоже на процеживание. Разница лишь в том, что этим способом можно проводить не только грубую, но и тонкую очистку. Очищаемую жидкость пропускают через фильтр – слой пористого материала. Вода свободно проходит сквозь него, а мелкие частицы загрязнений (ил, песок, окалина, микроскопические твердые включения) задерживаются в порах фильтрующего материала.

Фильтрование позволяет очистить воду от примесей и улучшить ее органолептические свойства: цвет, вкус, запах, прозрачность. Метод фильтрации не только широко применяется как промышленный способ очистки воды, но и используется для нормализации показателей жидкости в бытовых условиях.

Ультрафиолетовая дезинфекция не относится к непосредственной очистке жидкостей, но активно используется как дополнительный очистительный этап обеззараживания. Воду, которая подверглась глубокой очистке, обрабатывают ультрафиолетовыми лучами, невидимыми для человеческого глаза. Диапазон длины световых волн от 200 до 400 нм.

В результате фотохимической реакции происходит повреждение структуры молекул ДНК и РНК живых микроорганизмов, микробы погибают. Процесс обеззараживания не зависит от состава жидкости и не изменяет ее структуру. Но при обработке воды УФ-лучами следует учитывать, что присутствующие в ней твердые примеси могут вызвать экранирующий эффект.

Основные методы 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.

Источник: https://avtonomnoe-vodosnabzhenie.aystroika.info/stati/opisanie-metodov-uluchsheniya-kachestva-vody-metody-uluchsheniya-kachestva-vody

Гигиеническая характеристика принципов и методов улучшения качества воды. Специальные методы улучшения качества воды и их гигиеническое значение. Опреснение, основные методы его проведения.

В практике питьевого водоснабжения прибегают к специальным методам обработки воды с целью удаления из нее некоторых хими­ческих веществ. Наиболее распространены обезжелезивание, фто­рирование и дефторирование воды; в широкую практику входят раз­личные методы опреснения. Как правило, эти методы применяют при использовании подземных источников водоснабжения. Однако обез­железивание бывает необходимым и для воды поверхностных источ­ников при питании из болот, а установки для опреснения позволяют использовать морскую воду.

Обезжелезивание.  Железо часто содержится в природных водах. В подземных водах оно находится в виде растворов закиси, сульфи­дов, карбонатов и бикарбонатов, реже комплексных железооргани­ческих соединений. Поверхностные воды содержат коллоидные или тонкодисперсные взвеси гидроксидов, сульфаты железа, комплексы сложного состава с гуминовыми соединениями.

Выбор метода, технологической схемы и сооружений для обезжелезивания зависит от вида соединений железа в обрабатываемой воде, других ее свойств (активная реакция, щелочность и т.п.), произво­дительности установки и представляет собой сложную технологичес­кую задачу, для решения которой часто приходится прибегать к экс­перименту в естественных условиях с водой конкретного источника водоснабжения.

Обезжелезивание подземных вод наиболее часто проводят безреагентными, аэрационными методами. В основе безреагентных мето­дов лежит предварительная аэрация воды с целью удаления свобод­ной углекислоты и сероводорода, повышения pH, обогащения кис­лородом воздуха. В результате окисления железа кислородом воздуха образуется гидроксид железа, который удаляется из воды осаждени­ем или фильтрованием.

В состав установки по обезжелезиванию входят аэрационное уст­ройство (градирня, вакуумно-эжекционный аппарат, брызгальный бассейн), контактный резервуар — отстойник или контактный фильтр и осветлительный фильтр. При введении в схему водопровода такого комплекса сооружений нарушается принцип герметичности в пода­че воды потребителю из глубокого, защищенного источника, поэто­му заключительным этапом обработки обязательно должно быть обез­зараживание воды.

В последнее время получила распространение аэрация воды «в пласте», при которой окисление железа производится кислородом воздуха, нагнетаемого в водоносный пласт через буровую скважину. Существуют схемы подачи воздуха через эксплуатационную скважи­ну или через скважины, специально пробуренные рядом с эксплуа­тационной. Схему выбирают на основании гидрогеологического за­ключения. Гигиенические требования к такому способу обезжелезивания питьевой воды заключаются в обеспечении чистоты атмосфер­ного воздуха, нагнетаемого в скважину.

Обезжелезивание поверхностных вод осуществляют реагентными методами. В качестве реагентов используют сульфат алюминия, известь и хлор. Выбор реагента зависит от данных технологического анализа воды. Схема сооружений для реагентного обезжелезивания в принципе не отличается от схемы осветления с использованием коагуляции.

Фторирование .  Фторирование воды было предложено как эф­фективное средство снижения заболеваемости кариесом зубов. Ус­тановлена определенная количественная зависимость между кон­центрацией фтор-иона в воде и заболеваемостью кариесом зубов (разрушением твердых тканей). На развитие кариеса влияют кли­матические условия (ультрафиолетовые лучи) и характер питания (достаточное количество молока, витаминов, микроэлементов). В связи с этим единой оптимальной концентрации фтора в питье­вой воде установить нельзя. При решении этого вопроса исходят из уровня заболеваемости кариесом в районе, обслуживаемом во­допроводом, и из требований СанПиН «Питьевая вода» о предель­ной концентрации фтора в зависимости от климатического района. Для оценки противокариозной активности фторированной воды сле­дует изучать пораженность детского населения кариесом в тече­ние 10 лет после введения фторирования. В 2—3 школах ежегодно в одно и то же время года обследуют детей на пораженность карие­сом. Если эффективность фторирования невелика, а флюороз не об­наруживается, можно несколько увеличить концентрацию фтора в питьевой воде. Если при снижении пораженности кариесом флю­ороз I степени наблюдается более чем в 10% случаев или имеются слу­чаи флюороза II степени, концентрацию фтора в воде следует не­сколько снизить.

Специальные методы улучшения качества воды. 41) Специальные методы улучшения качества питьевой воды.

К специальным методам улучшения качества питьевой воды относятся кондиционирование минерального состава, удаление привкусов, запахов, дезактивация и т. д. Все виды кондиционирования минерального состава воды могут быть разделены на 2 группы: 1) удаление из воды излишка солей или газов (умягчение, опреснение, обезжелезивание, дезодорация, дезактивация, дефторивание и пр.); 2) добавление к воде тех или иных солей с целью улучшения ее органолептических свойства или повышения содержания микроэлементов, которых недостаточно в воде и пищевых продуктах (фторирование). После спецобработки на водопроводе вода подлежит обязательному обеззараживанию.

Дезодорация — устранение привкусов и запахов воды. Достигается аэрированием воды, обработкой окислителями (озонированием, хлора диоксидом, высокими дозами хлора, калия перманганатом), фильтрованием через слой активированного угля. Выбор метода дезодорации зависит от происхождения привкусов и запахов.

Обезжелезивание производится путем разбрызгивания воды с целью аэрации в специальных устройствах — градирнях. При этом двухвалентное железо окисляется в железа (III) гидроксид (см. с. 121), осаждающийся в отстойнике или задерживаемый на фильтре. Если концентрация солей железа превышает 5 мг/л, необходимо предварительное осаждение его солей.

Умягчение — снижение природной жесткости воды. К методам умягчения воды относятся:1) реагентные;2) ионного обмена; 3) термический. Более современным методом является фильтрация воды через фильтры, заполненные ионитами, — катионитовое смягчение. Опреснение воды — это удаление растворенных в ней минеральных солей до величин, рекомендованных госстандартом, при которых вода становится пригодной для питья или технических нужд. Наиболее распространенными методами опреснения воды на водопроводах являются дистилляция, химические (ионный обмен, реагентные), с применением селективных мембран (электродиализ, гиперфильтрация) и др. Электродиализный метод опреснения воды основан на принципе разделения солей в электрическом поле через селективные полупроницаемые ионито-вые мембраны: катионы солей, двигаясь под воздействием электрического тока к катоду, свободно проходят через катионитовые мембраны и задерживаются анионитовыми, анионы солей — наоборот. Попеременное размещение мембран в электродиализном аппарате обусловливает образование камер опресненной воды, чередующихся с камерами концентрата.

Источник: https://avtonomnoe-vodosnabzhenie.aystroika.info/novosti/sposoby-i-metody-uluchsheniya-kachestva-pitevoy-vody-6-tradicionnyh-sposobov-kak-uluchshit

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.