Способы улучшения качества воды. Основные технологические схемы

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.

Методы обеззараживания питьевой 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.

Как улучшить качество воды в домашних условиях. 6 традиционных способов, как улучшить качество воды

Как улучшить качество воды в домашних условиях? Рассмотрим 6 наиболее популярных способов.

1. Отстаивание



Хотите легко улучшить качество воды? Обратите внимание на данный метод — он самый простой из всех существующих. Во время отстаивания из жидкости улетучивается опасный хлор, но не полностью. Все знают, что это вещество используется для обеззараживания воды от микроорганизмов, однако на наше здоровье хлор также оказывает пагубное воздействие.

Чтобы получить отстоявшуюся воду, наполняем емкость без крышки водой и оставляем ее на шесть-семь часов. Происходит испарение летучих газов, таких как хлор и аммиак. Затем выпадает осадок: соли металлов. По истечении указанного времени следует аккуратно, не перемешивая жидкость, слить три четверти воды в другую тару, а остатки вылить.

2. Кипячение



Чтобы улучшить качество воды этим способом, нужно прокипятить ее в течение 60 минут. Не забывайте, что предварительно воде необходимо дать отстояться. Дело в том, что в налитой сразу из-под крана жидкости содержится хлор, который во время кипячения превращается во вредный канцероген. Еще один минус кипячения — повышается концентрация солей тяжелых металлов. По этой причине кардиологи советуют пить не кипяченую воду (она опасна для сердечной мышцы), а сырую.

3. Очистка кислотой



Если вы не знаете, как улучшить качество воды в домашних условиях, то попробуйте добавить в нее кислоту. Для проведения такого обогащения опустите в кипяченую воду аскорбиновую кислоту в соотношении 500 миллиграмм (1 таблетка) на 5 литров. Оставляем раствор на 60 минут — должна произойти химическая реакция. Эффективность данного способа очистки научно не доказана, поскольку кипяченая вода сама по себе не полезна для организма.

Кроме того, аскорбинка – это не природный витамин С, а искусственно созданный. Опять же искусственные витамины менее полезны, чем их природные аналоги, так как их усвояемость слишком низкая.

4. Очистка активированным углем



Сорбент, обычно применяемый в фильтрах промышленного масштаба, — это активированный уголь. Для улучшения качества воды в домашних условиях подойдет активированный уголь в таблетках, приобрести которые можно в любой аптечной сети. Чтобы сделать воду чистой, 2-3 таблетки нужно завернуть в стерильный марлевый бинт и положить на дно емкости с водой. Очищение будет происходить в течение 10–12 часов. Плохой запах, различные включения и хлор — всё это адсорбирует уголь.

5. Очистка серебром



Это самый древний способ очистки воды. В настоящее время его также применяют и в быту, и вводя серебро в состав фильтров. Объясняется это антисептическими свойствами серебра, которое является хорошим натуральным антибиотиком, уничтожающим множество опасных бактерий. Будет ли серебро эффективно при очистке водопроводной воды? Вопрос остается открытым. Ведь эта вода уже обеззаражена при помощи хлора. Кроме того, регулярное употребление серебреной воды нежелательно: ионы металла будут накапливаться в теле человека.

Как улучшить качество воды сомнительного происхождения, к примеру, в лесу или в других странах? Используйте серебро. Конечно, серебряная ложка здесь вряд ли справится с ролью антисептика. Потребуется коллоидное серебро.

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.