Без воды нет жизни. Человек – на ⅔ вода. За жизнь мы выпиваем около 75 тонн воды. При этом 80% своих болезней мы выпиваем, утверждал Луи Пастер. По данным Всемирной организации здравоохранения водой передается 85% известных болезней, от которых ежегодно умирает 25 миллионов человек. Кроме того, загрязненная вода на 30% ускоряет процесс старения.
По мнению бывшего генерального директора Всемирной организации здравоохранения Гру Харлем Брундтланд многих случаев болезни и смерти можно было бы избежать с помощью недорогих и доступных средств очистки воды.
Пить воду из-под крана, конечно, можно, но вряд ли нужно – об этом сегодня знает каждый школьник. В городской воде обычно содержится очень много механических и химических загрязнений. В воде существует много бактерий и вирусов. К примеру, если человек долгое время продолжает пить воду с превышающей нормой железа он может получить заболевание печени. Вода, которой мы пользуемся, подчистую содержит много солей кальция и магния. Из - за этого вода делается особенно жесткой. Употребление такой воды плохо сказывается как на бытовой технике, так и на организме человека. К сожалению, санитарные нормы требуют от станций водоподготовки обязательного добавления хлора для обеззараживания воды, что тоже негативно сказывается на здоровье.
Одним только кипячением проблему очистки воды не решить – далеко не все содержащиеся в ней «добавки» оседают в виде известкового налета на стенках чайника. Стоит представить себе, что нечто подобное накапливается в нашем организме, чтобы раз и навсегда отказаться от потребления недоочищенной воды. Чтобы такой проблемы не было, нужно позаботиться о полноценной очистке воды .
Некоторые покупают питьевую воду в бутылках. Бутилированная вода разнообразна по составу. И прежде чем делать выбор в пользу той или иной марки, нужно внимательно посмотреть, что вам предлагают и за какие деньги. Минеральную воду, например, лучше употреблять по назначению врача. Но к сожалению на рынке очень много недоброкачественных производителей и фальшивок, есть мнение что до трети продаваемых бутылок в России — это не качественная вода!
При таком положении вещей потребителям приходится учиться распознавать поддельную воду, полагаясь только на себя. Если это столовая вода, то у нее не должно быть никакого запаха, не должно быть сверху пленки, не должно быть осадка. Правда, надо помнить, что есть лечебные воды, в которых допускается небольшой осадок.
Технология производства фальшивых минералок очень проста: воду берут из-под крана, для придания специфического вкуса в нее добавляют йод, соль и соду, а затем газируют в дешевых сатураторах (нечто вроде большого сифона).
Первый признак подделки - низкая цена. Оптом фальсификат предлагают на 15-20% дешевле оригинала, а розничные цены на него примерно на 5% ниже, чем на настоящую минералку. Так что если вы встретили воду по ценам ниже среднерыночных, стоит насторожиться: скорее всего, она попала в бутылку из-под крана.
Следует также обращать внимание на дату выпуска воды: оригинальная продукция на складах не залеживается, и если минералка выпущена более полугода назад, это наверняка подделка. Поскольку стеклянную тару подделать труднее, фальшивую минеральную воду чаще всего разливают в полиэтиленовую тару.
Еще один важный момент: прежде чем покупать минеральную воду, надо научиться читать этикетку. Скажем, если кавказскую воду разливают в Туле, то это не кавказская вода, а тульская. На каждой этикетке должен быть правильно указан состав воды и номер скважины, адрес и телефон для связи с производителем. И, наконец, если этикетка бледная, плохо напечатана или небрежно наклеена, ее качеству полностью соответствует и качество содержимого.
Для очистки воды в бытовых условиях люди используют разные способы. Однако далеко не все знают, как правильно их необходимо осуществлять и какой может при этом возникнуть побочный эффект.
Все способы очистки воды можно условно разделить на две группы: очистка без использования фильтров и очистка с использованием фильтров.
Данный вариант наиболее распространен и доступен, поскольку для очистки воды не требуется приобретение дополнительных устройств, кроме как обычной кухонной посуды.
Все мы с детства знаем, что сырую воду пить нельзя, но только кипяченую. Кипячение используют для уничтожения органики (вирусов, бактерий, микроорганизмов и др.), удаления хлора и других низкотемпературных газов (радон, аммиак и др.). Кипячение действительно помогает в некоторой степени очистить воду, однако данный процесс имеет ряд побочных эффектов. Первый - при кипячении изменяется структура воды, т. е. она становится «мертвой», поскольку происходит испарение кислорода. Чем больше мы кипятим воду, тем больше погибает в ней патогенов, но тем более она становится бесполезной для организма человека. Второе - поскольку при кипячении происходит испарение воды, то концентрация солей в ней увеличивается. Они отлагаются на стенках чайника в виде накипи и извести и попадают в организм человека при последующем потреблении воды из чайника.
Как известно, соли имеют тенденцию накапливаться в организме, что приводит к самым различным заболеваниям, начиная от болезней суставов, образованию камней в почках и окаменению (циррозу) печени, и заканчивая артериосклерозом, инфарктом и мн. др. Кроме того, многие вирусы могут легко перенести кипячение воды, поскольку для их уничтожения требуются намного более высокие температуры. Также заметим, что при кипячении воды удаляется только газообразный хлор. В лабораторных исследованиях был подтвержден тот факт, что после кипячения водопроводной воды образуется дополнительный хлороформ (вызывает раковые заболевания), даже если перед кипячением воды была освобождена от хлороформа продувкой инертным газом.
Вывод. После кипячения мы пьем «мертвую» воду, в которой присутствуют мелкая взвесь и механические частицы, соли тяжелых металлов, хлор и хлорорганика (хлороформ), вирусы.
Отстаивание используют для удаления из воды хлора и оседания крупных частиц. Как правило, для этого водопроводную воду наливают в большое ведро и оставляют в нем на несколько часов. Без перемешивания воды в ведре, удаление газообразного хлора происходит примерно с ⅓ глубины от поверхности воды. Именно этот слой потом и используется для употребления.
Вывод. Эффективность данного способа очистки воды оставляет желать лучшего. После отстаивания необходимо кипятить воду.
Данный способ применяют для эффективной очистки воды с помощью ее перекристаллизации. Он намного эффективнее кипячения и даже перегонки (процесс получения дистиллированной воды), поскольку фенол, хлорфенолы и легкая хлорорганика (ряд хлорсодержащих соединений - страшнейший яд) перегоняются вместе с водяным паром.
Вымораживание основывается на химическом законе, согласно которому при замерзании жидкости сначала в наиболее холодном месте кристаллизуется основное вещество, а уж в последнюю очередь, в наименее холодном месте, затвердевает все, что было растворено в основном веществе. Данное явление можно наблюдать на примере свечи. В потухшей свече, подальше от фитиля, получается чистый прозрачный парафин, а в середине, где горел фитиль, собирается сажа и воск получается грязным. Этому закону подчиняются все жидкие вещества.
В домашних условиях очистку воды способом вымораживания можно организовать очень просто. Подберите эмалированную кастрюлю, которая влезает с крышкой в морозильную камеру вашего холодильника. Главное, чтобы объем кастрюли был не менее 1 л, т. к. в меньшем объеме процесс разделения чистого льда и грязной не замерзшей воды вряд ли состоится.
Наполните кастрюлю водой. Накройте кастрюлю крышкой так, чтобы между крышкой и водой оставался зазор в два пальца. Тогда холод будет проникать в кастрюлю снизу и с боков, так, что под крышкой вода за 24 часа не успеет замерзнуть, а если и замерзнет, то в последнюю очередь. Кастрюлю следует держать в морозильнике столько времени, чтобы вода успела замерзнуть примерно наполовину (для 3-литровой кастрюли это как раз сутки).
Когда вы вытащите кастрюлю с наполовину замерзшей водой, вы воочию убедитесь, что по краям лед чист, как алмаз, а не замерзшая вода в середине так грязна, что напоминает по цвету чай. Лед над этой грязной водой не очень чист и протыкается даже пальцем. Этот лед надо вырезать ножом и слить всю грязную воду. Если Вы вытащили кастрюлю поздно, так что вода промерзла полностью, тогда возьмите чайник с крутым кипятком и лейте струю в середину кастрюли – кипяток за полминуты «вымоет» весь грязный лед с середины, оставив кругляк чистейшего льда. Чистый лед оставьте на оттаивание.
Современные фильтры для очистки воды используют в основном методы озонирования, применение активного серебра и активированного угля, йодирование, ультрафиолет, озонирование и обратный осмос.
Озонирование воды в качестве технологии водоподготовки пользуется популярностью в западных странах. Принцип действия озона при очистке таков: молекулы этой химически активной формы кислорода проникают через клеточные мембраны органических веществ и быстро их окисляют. Это становится причиной гибели клетки микроорганизма. Водоподготовка с помощью озона способствует улучшению вкусовых качеств воды и уничтожению неприятных запахов.
Очищающие свойства серебра используется человеком с незапамятных времен. Когда-то воду просто выдерживали некоторое время в серебряных сосудах, считалось, что после этого вода полностью обеззараживалась. Современное применение серебра для водоочистки заключается в соединении ионов серебра с оболочкой бактерий. У этого метода, однако, есть противники, которые утверждают, что поскольку серебро - тяжелый металл, то такого рода очистка представляет опасность для человеческого организма. На сегодняшний день серебро применяют также для длительного хранения исходно чистой воды.
Активированный уголь это реагент сорбционной (от лат. sorbeo - поглощаю) очистки воды для удаления из воды хлора, запахов и цвета. Благодаря своей высокой сорбционной способности, активированный уголь эффективно поглощает из воды остаточный хлор, растворенные газы, органические соединения. Пористая структура активированного угля и, как следствие, большая площадь поверхности, обеспечивает его высокую эффективность.
Йодирование – часто применяющийся способ очистки воды в плавательных бассейнах. Кроме того, специально разработанными йодными таблетками удобно дезинфицировать воду в походных условиях, например, набрав воды из старого сельского колодца или кристально чистого на первый взгляд родничка.
Обработка воды ультрафиолетовыми лучами или посредством ультрафиолетовой мембраны признана одним из наиболее эффективных способов водоочистки. Технология обеззараживания воды с помощью ультрафиолета заключается в прохождении особых фотохимических реакций, в результате которых клетки микроорганизмов, находящихся в воде, серьезно повреждаются, и бактерии погибают.
Обратный осмос – способ очистки воды, применявшийся ранее только для опреснения морской воды. На данный момент усовершенствованная очистка путем обратного осмоса дает сотни тысяч тонн питьевой воды в сутки по всему миру. На основе обратно осмотических систем выпускаются бытовые фильтры для очистки воды, которые являются одними из наиболее эффективных и надежных водоочистных установок. Каков же принцип работы систем обратного осмоса? Основной очищающий элемент этих систем - полупроницаемая мембрана, которая способна пропускать через себя только молекулы воды, но при этом препятствует проникновению веществ с молекулами большего размера (солей тяжелых металлов, примесей, ржавчины). В результате очистки путем обратного осмоса вода и растворенные в ней вещества разделяются на молекулярном уровне, при этом с одной стороны мембраны накапливается практически идеально чистая вода, а все загрязнения остаются по другую ее сторону. Так, обратный осмос обеспечивает гораздо более высокую степень очистки, чем большинство традиционных методов фильтрации. Мембрана обратного осмоса способна удалять из воды и органические вещества. Большой размер вирусов и бактерий также практически исключает вероятность их проникновения через мембрану.
Перед тем, как установить в своем доме фильтр вы должны понимать, ради чего вы это делаете. То есть, какого результата ждете! На сегодняшний день фильтров существует очень много, которые отличаются по комплектации и методам использования.
К данной категории относятся фильтры простой очистки с небольшим ресурсом; как правило, это очистка от механических примесей и от растворенного в воде хлора. Ресурс картриджа такого рода фильтров очень небольшой - в среднем его хватает (для 3–4 человек) на срок 15 −45 дней (чем более дорогой кувшин или насадка, тем более качественная очистка и больше ресурс картриджа), после этого картридж нужно менять. У них высокая себестоимость и низкое качество очистки воды.
К данной категории относятся простейшие фильтры, монтирующиеся к водопроводному крану диаметром от 15 до 20 мм. Предназначение: доочистка водопроводной воды (используемой для питья). Основная масса данного рода фильтров очищает воду от механических примесей и от хлора. Хотя часть производителей предлагает фильтры насадки с картриджами, содержащими ионообменную смолу - способную частично умягчать воду (по умягчению воды очень небольшой ресурс - в несколько десятков литров) и частично забирать соли тяжелых металлов.
К данной категории относятся простейшие фильтры наливного типа, используемые для доочистки водопроводной (подготовленной / обеззараженной) воды. Принцип действия: кувшин разделен на 2 части (в верхнюю часть заливается очищаемая вода, в нижней части кувшина скапливается очищенная вода), вода самотеком проходит через фильтрующий материал (картридж) очищаясь при этом от механических примесей, хлорорганических соединений, частично от тяжелых металлов.
Данные фильтры предназначены для очистки водопроводной (подготовленной) воды до состояния питьевой воды. Большой ассортимент и разновидность фильтров данной категории позволяет разделить их на несколько типов, и различают исходя из следующих параметров: количества ступеней очистки (в основном это 2-х и 3-х ступенчатые фильтры очистки воды); различаются по месту расположения, после их установки (нижнее расположение «под мойкой», верхнее расположение «на столе»); одноколбовые (в одной колбе может содержаться как одна так и три ступени очистки) и многоколбовые (как правило, не более 3-х колб); так же поскольку все фильтры данной категории являются проточными фильтрами (т. е. происходит проточная фильтрация воды), то еще одним не маловажным фактором является способ подсоединения к трубопроводу. Все фильтры данной категории являются картриджными (используется как правило стандарт Slim Line (SL) - 10), т. е. предполагают замену сменного элемента после того как ресурс картриджа будет исчерпан.
2-х ступенчатые фильтры: (как правило 1-я ступень: механическая очистка, 2-я ступень очистка активированным углем)
3-х ступенчатые фильтры: (как правило 1-я ступень: механическая очистка, 2-я ступень очистка активированным углем, 3-я ступень ионообменная смола, или прессованный активированный уголь тонкой очистки обогащенный одной или несколькими добавками: серебро, ионообменное вещество, кристаллы гексаметафосфата и т. д.)
2-х, 3-х ступенчатыми фильтрами: отлично убираются - механические примеси, хлор, хлоорганические соединения; частично удаляются - пестициды, железо, марганец, тяжелые металлы, трихлорметан, нефтесодержащие продукты, соли жесткости, не удаляются - бактерии, вирусы, хлориды, нитраты, нитриты, фториды.
Себестоимость и качество очистки воды – средняя.
Основным фильтрующим элементом, в фильтрах высокой степени очистки, является мембрана, по качеству очистки, лучшим является метод обратного осмоса (основной фильтрующий элемент - обратно осмотическая мембрана), далее следует нанофильтрация и ультрафильтрация (ультра фильтрационная мембрана). Наибольшее распространение получил обратно осмотический метод очистки воды, как самый эффективный, а бытовые обратно осмотические системы (RO systems) в странах Европы, Северной Америки являются самыми распространенными бытовыми фильтрами очистки воды. Стоит заметить, что практически вся бутилированная питьевая вода проходит очистку методом обратного осмоса, а вода очищенная бытовым обратно осмотическим фильтром, не будет отличаться от той что продается под известными торговыми брендами…
Помимо обратно осмотических фильтров, к фильтрам с высокой степенью очистки относятся фильтры с ультра фильтрационной мембраной. Они менее распространены, но так же заслуживают внимания, тем более что их стоимость несколько меньше чем стоимость обратно осмотических фильтров.
Себестоимость таких фильтров низкая, а качество очистки воды очень высокое.
Одним из методов мембранной очистки воды - является очистка ультра фильтрационной мембраной. Ультрафильтрация мембрана изготовлена из трубчатого композита, удаляет все частицы размером более 0,01 мкм (микрон), в том числе бактерии, вирусы, а так же растворенные соли тяжелых металлов, железо, ртуть, мышьяк, марганец и т.д. Фильтр с ультра фильтрационной мембраной является проточным, с производительностью ~ 150 - 200 литров/час. Внешне такой фильтр похож на обратно осмотический фильтр, но все же очистка методом обратного осмоса является более тонкой (качественной) нежели очистка ультра фильтрационной мембраной.
5 ступенчатая система очистки воды с ультра фильтрационной мембраной имеет следующие стадии очистки:
1) Первая ступень - картридж предварительной механической очистки (материал: витой или вспененный полипропилен), предназначен для удаления механических частиц и взвесей диаметром до 10 мкм (микрон).
2) Вторая ступень - картридж содержащий гранулированный активированный уголь, удаляет хлор и его соединения, органические вещества, газы, улучшает вкусовые качества.
3) Третья ступень - картридж на основе спрессованного активированного угля (Carbon-Block), предназначен для доочистки воды от хлорорганических соединений и механических примесей размером до 0,5 мкм (микрон).
4) Четвертая ступень - ультра фильтрационная мембрана изготовленная из трубчатого композита с диаметром отверстий 0,1–0,01 мкм. Мембрана удаляет практически все органические загрязнители, растворенные в воде посторонние примеси, соли тяжелых металлов, железо, ртуть, мышьяк, марганец и т.д., а так же бактерии и вирусы.
5) Пятая ступень - картридж in line на основе кокосового активированного угля, удаляет запахи и улучшает вкус воды.
Помимо 5 ступенчатой системы встречаются фильтры с 4 ступенями очистки, в таких фильтрах отсутствует 3-я ступень (картридж на основе спрессованного активированного угля (Carbon-Block)).
Фильтры обратноосмотической очистки воды, производят наиболее качественную (полноценную) очистку воды в домашних условиях. Из воды удаляются такие вредные вещества как магний, ртуть, нитраты, нитриты, стронций, мышьяк, цианицы, асбест, фтор, свинец, сульфаты, железо, хлор, …. и т.д…., все бактерии и вирусы.
Бытовые фильтры обратного осмоса делятся на проточные обратноосмотические фильтры и накопительные. Основная разница между проточными и накопительными фильтрами заключается в производительности мембран.
В накопительных фильтрах производительность мембраны небольшая (в среднем 150–300 литров в сутки (~ 0,1–0,15 литра в минуту)), поэтому в таких фильтрах просто необходим накопительный бак, чтобы иметь возможность накопить некий запас чистой воды (как правило 8–11 литров). Вода постепенно фильтруется и накапливается в баке, после того как бак наполнен - фильтрация воды прекращается. Постоянная наполняемость бака поддерживается фильтром автоматически, т. е. получается что в накопительных фильтрах всегда есть запас чистой воды в 8–11 литров.
В бытовых проточных фильтрах обратного осмоса устанавливаются мембраны высокой производительности (обеспечиваемая производительность на уровне 1–2 литра в минуту). В таких фильтрах накопительный бак не нужен. По стоимости фильтры проточные примерно в 2–2,5 раза дороже накопительных.
Как для накопительных систем обратного осмоса, так и для проточных - важным показателем является давление воды на входе в фильтр (давление в трубопроводе). Давление должно быть не менее чем 2,8 атм. (в домах с централизованным водоснабжением давление ниже указаного встречается довольно редко, как правило это верхний (нижний) этаж или исторический центр города с изношенным трубопроводом), в случае меньшего давления устанавливается дополнительно помпа повышения давления.
а) 5-и ступенчатый обратноосмотический фильтр (система обратного осмоса): 1-я ступень - предварительная очистка от механических примесей ~ 15–30 мкм (микрон); 2-я ступень - очистка активированным углем от хлора и хлорорганических соединений; 3-я ступень - тонкая очистка от механических примесей ~ 1–5 мкм (микрон) или доочистка прессованным активированным углем (данная дополнительная ступень в 5 ступенчатом фильтре позволяет лучше защитить мембрану - которая в свою очередь прослужит дольше); 4-я ступень - очистка мембраной (метод обратного осмоса); 5-я ступень - угольный постфильтр.
б) 5-и ступенчатый обратноосмотический фильтр (система обратного осмоса) с минерализатором: В этом фильтре добавлен минерализатор. 1-я ступень - предварительная очистка от механических примесей; 2-я ступень - очистка активированным углем от хлора и хлорорганических соединений; 3-я ступень - тонкая очистка от механических примесей или доочистка прессованным активированным углем; 4-я ступень - очистка мембраной; 5-я ступень - угольный постфильтр. + отдельно минерализатор, позволяющий сбалансировать солевой состав воды.
в) 5-и ступенчатый обратноосмотический фильтр с помпой повышения давления (система обратного осмоса): в таком фильтре, в отличии от 5 ступенчатого осмоса, добавлена только помпа - которую нужно использовать если давление воды поступающей на очистку, менее чем 2,8 - 3 атм., во всех остальных случаях обратноосмотический фильтр можно использовать без помпы.
г) 4-х ступенчатый обратноосмотический фильтр (система обратного осмоса): 1-я ступень - предварительная очистка от механических примесей ~ 15–30 мкм (микрон); 2-я ступень - очистка активированным углем от хлора и хлорорганических соединений; 3-я ступень - очистка мембраной (метод обратного осмоса); 4-я ступень - угольный постфильтр.
Обратноосмотические фильтры компактны и легко устанавливаются на кухне под мойкой, на мойке устанавливается отдельный кран для питьевой воды (фильтры комплектуются всем необходимым для подключения).
Сложно представить свою жизнь без воды. Воду мы используем для питья, приготовления пищи, для личной гигиены, стирки и т.д., то есть, вода необходима для нормальной жизнедеятельности человека. Поэтому так важно, чтобы она была чистой и абсолютно безвредной для здоровья. К сожалению, найти сегодня очень трудно. И причин этому может быть много - от неудовлетворительного состояния водопроводных труб до особенностей источников водоснабжения. Именно поэтому сегодня так актуален вопрос очистки воды в домашних условиях.
Основной недостаток воды из-под крана — чрезмерная жесткость, то есть избыток солей кальция и магния, гидрокарбонатов, сульфатов и железа. Высокая жесткость придает воде горьковатый привкус, оказывает негативное влияние на органы пищеварения, нарушает водно-солевой баланс в организме человека, образует известковый налет на посуде и нагревательных элементах бытовой техники, портит ткани при стирке.
В водопроводной воде могут присутствовать различные примеси: азотные соединения, соли натрия, калия, кальция, марганца и т.д. Спорную пользу приносит хлорирование. С одной стороны, хлорирование — это эффективный, доступный и недорогой способ обеззараживания воды.
С другой стороны, хлор существенно ухудшает вкусовые качества воды, тому же хлор, вступив в реакцию с органическими соединениями, может образовывать хлорсодержащие токсины, мутагенные и канцерогенные вещества и яды, в том числе диоксиды.
Естественно, качество водопроводной воды контролируется соответствующими органами и при превышении концентрации вредных примесей в ней принимаются соответствующие меры. Однако большинство специалистов едины во мнении: пить воду непосредственно из крана нельзя. Нужно ее хотя бы вскипятить.
Отстаивание – простейший способ очистки водопроводной воды. Под отстаиванием понимают процесс выделения из воды под действием гравитационных сил взвешенных частиц, а именно, солей, некоторых тяжелых металлов и т.д. Для очищения воды данным способом необходимо взять чистый сосуд, например, банку, наполнить ее водопроводной водой, немного прикрыть крышкой и оставить на 5-6 часов. За это время взвешенные частицы осядут на дно. Использовать можно только верхние 2/3 воды, нижнюю 1/3 часть воды желательно вылить, так как именно в ней концентрируются все вредные примеси. Отстаивать воду более указанного времени не рекомендуется, так как в длительно стоящей воде могут начать размножаться патогенные бактерии.
Кипячение считается самым простым и доступным способом очистки бытовой воды. Более того, если воду не очищать посредством фильтров, кипячение является обязательным условием ее безвредного для здоровья потребления. Кипячение помогает очистить воду от многих видов примесей. Под воздействием высокой температуры большая часть бактерий погибает, разрушаются хлорсодержащие соединения, вода становится мягкой и вкусной. Однако кипячение имеет и свои минусы.
Чтобы очищение воды при помощи кипячения было максимально эффективным, а негативные эффекты были минимальными важно соблюдать следующие правила:
Очистить водопроводную воду в домашних условиях можно с помощью ее частичного замораживания. Суть этого метода очищения заключается в следующем: более чистая и пресная замерзает быстрее, затем кристаллизуется вода, содержащая примеси и соли. Для очистки воды данным способом необходимо воду налить в емкость, например, в пластиковую бутылку, и поставить в морозильную камеру. Когда на поверхности воды образуется первый тонкий слой льда, его следует удалить, так как это замерзла быстрозамерзающая тяжелая вода.
После того, как вода замерзнет примерно на половину, емкость достать из морозильной камеры. Именно замерзшую воду следует использовать для питья и приготовления пищи. Незамерзшую воду использовать не стоит. В зимнее время очищать воду гораздо проще. В морозную погоду емкости с водой можно ставить на открытый воздух.
Для лучшего эффекта можно воспользоваться двойным очищением, то есть, вначале воду отстоять либо пропустить через фильтр, а уж затем заморозить.
Кстати, еще с древних времен известно, что талая вода обладает рядом . Таким образом, очищение воды путем замораживания позволяет получить не только чистую, но и целебную воду.
Заменить некачественную воду из крана можно бутилированной, которую легко можно купить в любом магазине. Сейчас многие люди предпочитают именно такую воду, считая ее максимально безопасной для здоровья. Бутилированная вода подразделяется на две категории: вода первой категории и вода высшей категории. Вода первой категории представляет собой хорошо очищенную водопроводную воду. То есть вода из-под крана вначале подвергается очистке от примесей, затем обеззараживанию, после чего в нее добавляют полезные элементы и разливают в емкости. Такая вода, бесспорно, лучше водопроводной, однако не всем производителям удается полностью очистить воду от примесей.
Качество воды высшей категории намного выше. Чаще всего это чистая подземная вода, не содержащая вредных примесей. Такая вода либо изначально богата такими соединениями, как фтор, калий, кальций, йод, либо ее обогащают ими перед разливанием в емкости. Существует ошибочное мнение, что воду достаточно очистить от всех примесей, и она будет полезной. На самом деле вода должна обогащать организм человека минеральными веществами. К сожалению, на рынке много недобросовестных производителей, которые продают не только плохо очищенную бутилированную воду, но и недостаточно минерализованную. Поэтому, чтобы не приобрести подделку, стоит обращать внимание на следующие моменты:
Чистую и полезную воду можно получить с помощью бытовых фильтров. Существует много различных фильтров, с помощью которых воду можно очистить с различной степенью очищения. Бытовые фильтры разделяют на две группы:
Для эффективной работы фильтра необходимо своевременно менять картридж, который имеет ограниченный ресурс. Как правило, в стационарных моделях картридж служит примерно 1 год. Важно помнить, что проточные фильтры нуждаются в непрерывной эксплуатации. При длительном перерыве в использовании такого фильтра в его картридже создаются оптимальные условия для размножения микробов, а также происходит потеря эксплуатационных свойств фильтрующего материала. В результате может возникнуть необходимость в замене картриджа и основательной чистке полости фильтра.
Считается, что активированный уголь поглощает из воды вредные для организма человека вещества, включая такие тяжелые металлы, как свинец, радон и продукты его распада, хлор, пестициды и др. В то же время он обогащает воду ценными минералами. Для очистки воды таблетки активированного угля упаковывают в марлевый мешочек и помещают в емкость с водой на 12-14 часов. По истечении этого времени чистая вода пригодна для употребления. Не рекомендуется оставлять воду с активированным углем на более длительный срок, так как такая вода может стать благоприятной средой для размножения различных микроорганизмов.
Нередко для очистки воды используют минералы, в частности, кремний.
Данный способ получения чистой воды использовали еще в Древней Руси. Считается, что благодаря активации воды кремнием она становится не только чистой, но и более вкусной и может храниться долгое время без изменения состава. В такой воде жизнь вирусов и болезнетворных микробов просто невозможна. Кремний абсорбирует такие вредные для здоровья человека вещества, как соли тяжелых металлов, пестициды и др. Чтобы в домашних условиях очистить воду кремнием необходимо промытый под проточной водой кремний поместить в стеклянную или эмалированную посуду, залить водой из расчета 10 г минерала на литр воды. Посуду накрыть чистой тканью и поместить в темное место на 2-3 дня.
По истечении указанного срока использовать верхние 2/3 воды, оставшийся слой вылить, так как именно там накапливаются вредные вещества из воды. Полученную кремниевую воду нельзя хранить в холодильнике или кипятить. Лучше оставить ее хранить в помещении при температуре не ниже +10 °С.
О современных методах очистки питьевой воды расскажет видеоматериал:
Телеграм
Липецкий бювет — минеральная вода, наделенная целебными…
Методы очистки воды и то, насколько эффективно они работают, напрямую зависят от правильного определения типов конкретных загрязнений. Для того чтобы узнать больше о видах посторонних веществ и их концентрации, проводят анализы, бактериологические и химические.
Практически во всех случаях обнаруживается присутствие сразу нескольких видов загрязнений, после чего применяют комплекс из разных методов очистки воды , ряд последовательных фильтров. Какие фильтры лучше использовать и в каких случаях – об этом мы расскажем в данной статье.
Вода – основа всего живого. Без нее нет возможности выжить ни человеку как отдельной единице, ни человечеству в общем. Ведь нам мало просто поддержания жизнедеятельности организма, человечество применяет пресную воду в больших объемах, для того чтобы содержать сельское хозяйство и обеспечивать различные бытовые нужды. Водой покрыто свыше 70 % поверхности нашей планеты. На нее приходится примерно 1/4400 веса всей Земли, однако пресной воды всего лишь 3 % от всего объема. И приблизительно 70 % всей пресной воды сейчас находится в ледниковых запасах, а это серьезно усложняет ее применение. Поэтому использование разнообразных методов очистки воды – необходимая мера, к которой прибегает человечество.
Безусловно, тот объем пресных вод, который доступен сейчас, просто громаден и может казаться фактически неисчерпаемым. Однако уже сейчас в мире существуют серьезные проблемы, связанные с нехваткой питьевой воды, и на то имеются следующие причины:
Когда мы говорим о физическом формате загрязнений, подразумевается, что в водоемы попадают нерастворимые или долгорастворимые виды примеси – песок, глина и всевозможный мусор. О тепловом загрязнении обычно говорят тогда, когда имеется определенная тепловая энергия, которая негативно влияет на окружающую среду. Дополнительный подогрев водоема может привести к серьезным изменениям протекающих там биологических процессов, а это, в свою очередь, повлечь за собой массовую гибель рыб и прочих водных жителей. Либо, наоборот, может начаться бурный рост простейших, что способно серьезно затруднить весь дальнейший процесс очистки воды. Тем не менее, важно отметить, что тепловой тип загрязнения может иметь и положительное влияние, поэтому значение словосочетания «тепловое загрязнение» очень относительно, а его влияние на окружающую среду изучается и оценивается отдельно для каждой конкретной ситуации.
Масса всевозможных загрязнителей породила не менее разнообразные методы очистки воды. Их разделим на несколько групп, опираясь на принципы работы. Итак, самая обобщенная форма классификации методов очистки воды от примесей:
Все эти группы включают много вариаций функционирования процесса и его аппаратного оформления. Кроме того, важно учесть, что методы очистки воды, как правило, применяются комплексно и требуют определенных комбинаций, чтобы достичь максимально эффективного результата. Комплексную задачу очистки обуславливает характер загрязнений. Как правило, ненужным компонентом является ряд разных веществ, которые требуют и разных манипуляций. Те системы, которые основаны на каком-то определенном методе очистки воды, встречаются тогда, когда загрязнение имеется от одного либо нескольких веществ, отделить которые можно, применив один способ. Например, так часто чистят сточную воду производства, где численность и состав загрязнителей изначально известны и неразнородны.
Имеется специальная система учета, куда вносят данные, перед этим берут неоднократные пробы на анализы той воды, что относится к сточной. Санитарные нормы фиксируют допустимые нормы и концентрации (ПДК СанПин 4630-88 «Допустимые нормативы загрязняющей сточной воды»), эти же правила регулируют ХПК и БПК.
Сегодняшние методы очистки сточных вод дают возможность подводить их состав к разрешенной норме. Чаще всего для этого применяют специальные технологии, которые разработаны для переработки определенных веществ, содержащихся в жидких отходах.
Методы очистки сточных вод зависят от типов этих вод. По существующим в ГОСТе нормативам можно классифицировать сточные воды на:
Чтобы перерабатывать стоковую воду, которая относится к бытовому типу, применяют комплексные сооружения. К их составным элементам относят:
В бытовой очистке воды часто используют септики, которые по сути являются мини-отстойниками. Чтобы улучшить их результативность, практикуется использование специальных биопрепаратов – антисептиков. Эти препараты имеют в составе всевозможные типы микроорганизмов, которые способствуют разложению органики, выпадшей в осадок.
Для очищения отстойника от ила применяют насос. Достаточно применять этот метод очистки воды раз в несколько лет.
Аэротенк немного отличается от отстойника по принципу работы, что наглядно показывает схема ниже:
Применяемые обозначения:
Суть работы:
Описанный метод очистки сточных вод считается достаточно эффективным, если все правильно рассчитать и соблюсти тонкости технологического процесса.
Аэротенками вода очищается от органики, при этом из нее удаляется фтор, азот и их соединения. Единственным недостатком данного метода очистки воды является критичное содержание в стоках соединений, губительных для микроорганизмов.
Высохший ил после аэротенка, а также осадок после септика являются прекрасным удобрением для бытовой сточной воды.
Для того чтобы переработать производственные сточные отходы, применяют сооружения, по принципу работы аналогичные отстойникам, к примеру, нефтеловушки , которые устанавливаются на НПЗ. Основное различие в этих методах очистки сточной воды в способе удаления загрязнений.
Флотатор - это сооружение, которое дает увеличить скорость процесса выделения легких фракций из стоковых вод. Для этого отстойник-резервуар подвергают процедуре аэрации.
Взвешенные вещества, которые содержатся в стоках, можно выводить с помощью гидроциклона . В принципе его функционирования применение центробежной силы, которая возникает в процессе быстрого движения воды в цилиндрическом корпусе.
Для того чтобы убрать мелкодисперсные взвешенные вещества, применяют фильтрующие установки, где фильтром может послужить крупный песок, тканая либо сетчатая материя.
Важно еще сказать про такой метод очистки воды, как обеззараживание - это обработка сточной воды перед ее сбросом. Такую процедуру производят в резервуарах, которые идентичны отстойникам. Чтобы обработать бытовые стоки, применяют хлор или хлористый известняк.
Теперь мы рассмотрим основные методы очистки воды более подробно.
Физические способы очистки воды - это те, в основе которых лежат манипуляции, используемые для физического воздействия либо на воду, либо на загрязнения, которые содержатся в ней. Для очистки большой водной массы такие способы применяются в основном, для того чтобы удалять сравнительно крупные твердые включения. Такой метод физической очистки воды большого объема становится предварительной стадией грубой очистки, которая призвана понизить нагрузку на дальнейшие этапы уже более тонкой очистки. При этом есть масса физических методов очистки воды, которые способны глубоко очистить воду, но производительность их в основном очень невысокая.
Основными физическими методами очистки воды считаются:
Процеживание - это методика пропускания воды, которую нужно очистить, сквозь решетки и различные типы сита, на которых задерживаются крупные загрязнители. Такую методику можно отнести к грубому виду очистки, что нередко становится предварительной стадией. Этот этап метода физической очистки воды применяется для удаления легко отделяемых загрязнителей, что позволяет понизить нагрузку на очистные сооружения и способствует росту работоспособности и продлению срока службы тех установок, которые функционируют на последующей стадии тонкой очистки. Происходит это за счет того, что установки, в которых попадают крупные механические элементы, нередко выходят из строя, и процеживание исключает эту неприятность.
Отстаивать воду - значит отделять часть механического мусора из водной массы благодаря действию силы гравитации, которая тянет более тяжелые частицы на дно, из-за чего образуется осадок. Данный этап физического метода очистки воды также нередко выступает в стадии подготовки, где отделяют более крупные виды загрязнений, а может выступать в качестве промежуточной стадии. Процедура происходит в специальных отстойниках - эти резервуары снабжены специальными устройствами, где продолжительность нахождения воды можно рассчитать исходя из условий полноценного осаждения ненужных частиц.
Фильтрование. Так называется пропускание водной массы сквозь фильтрующий материал, пористый слой которого задерживает частицы определенного диаметра. Принцип фильтрации схож с процедурой процеживания, только здесь можно провести и грубую, и тонкую очистку. Фильтры позволяют убирать иловые загрязнения, песок, окалину и всевозможные твердые включения диаметром буквально в пару микрон. Кроме этого, с помощью данного метода очистки воды возможно повысить ее органолептические свойства. Фильтрование широко распространено, причем и в масштабных водоочистительных установках, и в бытовых повседневных фильтрах с невысокой производительностью.
Ультрафиолетовая дезинфекция является по сути не методом очистки воды, а способом подготовки, когда уже очищенную воду обрабатывают ультрафиолетовыми лучами (для этого используют диапазон световых волн длиной от 200 до 400 нм). Обеззараживание происходит из-за повреждения молекулярной структуры ДНК и РНК из-за фотохимических реакций. Данный способ хорош тем, что процесс абсолютно не зависит от состава воды и после УФ-обработки остается прежним. При этом необходимо принимать во внимание присутствие в воде примесей твердого типа, которые могут оказывать эффект защитного экрана от лучей.
Данные методы очистки воды базируются на химической реакции реагента с загрязнителем, и в итоге нежелательные вещества разлагаются на неопасные элементы или выпадают в виде нерастворимого отделяемого осадка и распадаются на неопасные компоненты.
Можно выделить несколько способов очистки, которые кардинально отличаются по типу химической реакции:
Нейтрализация - процесс, в результате которого выравнивается кислотно-щелочной баланс. Она происходит благодаря взаимодействию щелочей и кислот, после чего образуются соответствующие соли и вода. Такой химический метод очистки воды проводят, смешивая очищаемую воду с щелочной и кислотной средой. Также нейтрализуют загрязнения в воде, когда добавляют реагенты, которые создают среду с определенной реакцией. Для того чтобы кислые стоки были нейтрализованы, чаще всего подходит применение аммиачной воды (NH 4 OH), гидроксида натрия и калия (NaOH и KOH), кальцинированной соды (Na 2 CO 3), известкового молока (Ca(OH) 2) и т. п. При чрезмерном защелачивании стоков используются разные растворы кислот, а еще кислые газы, которые содержат оксиды: CO 2 , SO 2 , NO 2 и т. д. При этом, как правило, используют отходящие газы, которые пропускают через защелоченную воду, и в то же время осуществляется очищение самих газовых соединений от твердых частиц.
Окисление и восстановление применяются, чтобы очистить воду от всевозможных типов загрязняющих веществ, но практическое соотношение в их использовании значительно смещается в пользу окислительных процессов. Благодаря им обезвреживаются различные токсичные вещества и те, что трудно извлечь другим способом. Окислительной реакции можно добиться, переводя токсичные загрязнители в менее токсичные либо вовсе не токсичные формы. Кроме того, из-за применения сильных окислителей погибают микроорганизмы благодаря окислению структуры их клеток. Чаще всего применяются хлорсодержащие окислители. Это хлор в газовой форме (CL 2) и разнообразные его соединения типа диоксида хлора (CLO 2), гипохлоридов калия, натрия и кальция (KCLO; NaCLO; Ca(CLO) 2). Также целесообразно использование для этого метода очистки воды перекиси водорода (H 2 O 2), перманганата калия (KMnO 4), озона (O 3), кислорода воздуха (O 2), дихромата калия (K 2 Cr 2 O 7) и пр.
Процедура обработки воды хлорсодержащими соединениями называется хлорированием. Данный метод обеззараживания и очистки воды хорошо отработан и используется довольно часто. Хлорирование действует пролонгировано в своих антибактерицидных эффектах, и это особенно важно, когда водоснабжение происходит при изношенных трубопроводах, в которых нередко случается вторичное загрязнение водных масс. Помимо этого, реагенты, которыми хлорируют воду, относительно дешевые. Но у хлорирования имеется и ряд существенных недостатков, и они побуждают к поиску альтернативы. Во-первых, хлор является ядовитым. Во-вторых, случается, что побочные соединения, которые образуются при хлорировании, могут быть также очень токсичными. Необходимо тщательное соблюдение условий дозирования при очистке методом хлорирования.
Сейчас распространяется метод обработки воды озоном, так называемое озонирование, у которого эффективность в разы выше, чем у хлорирования, и после не образуется опасных соединений. Единственное, что препятствует повсеместному распространению методу озонирования - это экономические, а также технические трудности с его получением в большом количестве. Кроме этого, озон взрывоопасен, и требуются строгие правила безопасности в зоне работы очистных сооружений.
Физико-химические методы очистки воды применяют, для того чтобы удалять самые разные вещества. Здесь можно говорить о растворенных газах, тонкодисперсных жидких или твердых частицах, ионах тяжелых металлов и различных веществах в растворенном виде. Такие способы применяют при предварительной очистке, а также на последующих этапах уже при более глубокой.
Подобные методы очень разнообразны, и мы расскажем про те, что наиболее часто используются:
Флотация , если говорить про нее в рамках очистки воды, то это отделение гидрофобных частиц благодаря пропусканию через воду большого количества газовых пузырьков, как правило, воздуха. Во время этого метода очистки воды загрязненные частицы прикрепляются к пузырьковой поверхности, после чего с ними поднимаются и преобразуются в пену, которую легко удалить. Когда отделившаяся частичка получается большего размера, чем пузырьки, то это ведет к образованию флотокомплекса. Часто флотация комбинируется с применением химических реагентов, которые, например, сорбируются на частицах загрязнителя, что приводит к снижению его способности к смачиванию и является своего рода коагулянтами, приводящими к увеличению отделяемых частиц. Флотация в основном используется, чтобы очистить воду от нефтепродуктов и масел, а еще таким способом можно удалять твердые формы примесей, которые другими методами не отделяются.
Есть разные виды данного процесса. Итак, существуют следующие типы флотации:
Расскажем про принципы функционирования данных методов очистки воды. Часто применяется способ пневматической флотации, где образуется восходящий поток пузырьков благодаря установке на дне резервуара специальных аэраторов, которые представлены в виде перфорированных труб или пластин. Воздух, который подается под давлением, проходит через перфорационные отверстия, благодаря чему дробится на пузырьки, осуществляющие флотацию. Когда применяют напорную флотацию, то поток воды, которую требуется очистить, смешивают с другим потоком воды, перенасыщенным газом и находящимся под давлением. Затем все вместе подается в резервуар для флотации, и из-за резкого падения давления газ, который растворен в воде, выделяется в маленьких пузырьках и поднимается на поверхность. Когда речь идет об электрической флотации, то пузырьки возникают на поверхности под воздействием электрического тока, электроды располагаются в самой воде.
Сорбция основана на поглощении определенных ненужных элементов на поверхности сорбента (адсорбция) либо в его объеме (абсорбция). Применительно для очистки воды используют адсорбцию, которая может быть как физической, так и химической. Отличаются эти виды адсорбции тем, как именно удерживается загрязнитель: при помощи силы взаимодействия молекул (физическая адсорбция) либо же образования химических связей (это так называемая хемосорбция, иначе говоря, химическая адсорбция). Методы очистки воды такого рода могут быть очень эффективными и убирать мельчайшие концентрации загрязнителя при большом расходе, и это дает им право приоритета в качестве способов завершения очистки. Сорбцией удаляются пестициды, гербициды, всевозможные фенолы, ПАВ и пр.
Адсорбентами являются, к примеру, активированный уголь, силикагель, алюмогель и цеолиты. Структура таких веществ становится пористой, и это сильно увеличивает объем и площадь адсорбента, который приходится на единицу его объема, благодаря чему процесс становится высокоэффективным. Такой современный метод очистки воды возможно осуществить, смешивая очищаемую воду и адсорбент либо фильтруя воду через адсорбент. В зависимости от того, какой материал применяется в качестве сорбента, и от того, какой тип загрязнения нужно убрать, очищение будет либо регенеративным (адсорбент после регенерирующих действий применяют снова), либо деструктивным (адсорбент невозможно регенерировать, поэтому он подлежит утилизации).
Способ экстракции сводится к применению экстрагентов. Если рассматривать термин применительно к методу очистки воды, то эктсрагентом называют не смешиваемую либо плохо смешиваемую жидкость с водой, однако хорошо растворяющую находящиеся в воде загрязнители. Происходит это так: очищаемую воду и экстрагент перемешивают, чтобы развить большую поверхность фаз контакта, затем растворенные загрязняющие вещества перераспределяются, и основная их часть переходит в экстрагент. Он насыщен загрязнителями и теперь именуется экстрактом, в то время как очищенную воду называют рафинатом. После очистки экстрагент либо утилизируют, либо регенерируют, что зависит от условий данного процесса. Таким физико-химическим методом очистки воды удаляются в основном соединения органики - фенолы и кислоты. Когда вещество, которое экстрадируется, имеет какую-то ценность, то по завершении процесса его могут не утилизировать, а использовать в других целях. Это способствует тому, чтобы применять экстракционный способ очистки вод на предприятиях, извлекать и в дальнейшем использовать, либо же вернуть в производство ряд тех веществ, что теряется в стоковых водах.
Ионный обмен чаще всего применяется в процессе водоподготовки, для того чтобы смягчить воду, то есть изъять жесткие соли. Суть процесса в том, что происходит обмен ионами воды с особым материалом, который называют ионитом. Их подразделяют на катиониты и аниониты, что соответствует типу тех ионов, которые вступают в обмен. В химической науке ионитом называют вещество с большим количеством молекул, в составе которого - каркас (матрица) с высоким числом функциональных групп, способных к ионному обмену. Встречаются природные иониты, например, сульфоугли и цеолиты, применяемые на первых стадиях развития ионного метода очистки воды. Сейчас широко распространены искусственные смолы ионного обмена, и они сильно превосходят природные иониты. Метод очистки воды с помощью ионного обмена на сегодняшний день широко распространен и в промышленных целях, и в бытовых. Фильтровые устройства для ионной очистки практически не используют для сильно загрязненной воды, и ресурсов фильтра надолго хватает, и после такие фильтры утилизируют. Однако стоит знать, что смолы ионитов все-таки в основном можно регенерировать растворами с высоким содержанием ионов H + или OH -- .
Электродиализ - это комплексный физико-химический метод очистки воды, который сочетает в себе мембранные процессы с электрическими. Им удаляются разные ионы и проводится смягчение воды от солей. Если говорить о различии с обычными мембранными процессами, то здесь применяют особые ионоселективные мембраны, которые пропускают ионы только с определенным знаком. Электродиализ проводится в специальном аппарате, который называется электродиализатор. Он представлен рядом камер, которые разделены чередующимися мембранами обмена катионами и анионами. В эти камеры поступает вода для очистки. В камерах по краям располагаются электроды с подведенным постоянным током. Возникает электрическое поле, и под его воздействием ионы двигаются к электродам в соответствии со своим зарядом, пока не встретят ионоселективную мембрану с таким же зарядом. В результате этого в одних камерах идет процесс постоянного ионного оттока (обессоливающие камеры), и в то же время в других камерах ионы накапливаются (концентрирующие камеры). Разведя потоки разных камер, получаем два раствора: обессиленный и концентрированный. Неоспоримыми преимуществами этого метода очистки воды становится не только очищение от ионов, но также получение концентрата отделяемых веществ, которые можно вернуть в производство. Из-за этого способ электродиализа особенно востребован на химических заводах, где со стоками происходит утеря некоторых ценных веществ, а данный метод дешевле благодаря получению концентрированного вещества.
Систему обратного осмоса относят к мембранным процессам, так как очистку проводят под давлением выше осмотического. Осмотическим называется повышенное гидростатическое давление. Оно прилагается к раствору, который отделяет полупроницаемая перегородка (мембрана) от чистого растворителя, и происходит прекращение диффузии чистого растворителя сквозь эту мембрану в раствор. Если создать рабочее давление выше, чем осмотическое, то начнется переход растворителя обратно из раствора воды, и концентрация растворенного вещества увеличится. Так отделяются газы, которые растворены в воде, соли (в том числе жесткости), вирусы, бактерии, коллоидные частицы. Кроме того, систему обратного осмоса с успехом применяют, для того чтобы получить пресную воду из морской. Очистка воды методом обратного осмоса используется и в быту, и для сточных вод.
Термические методы очистки воды, как понятно из названия, - это воздействие на нее низких или высоких температур. К примеру, очень энергоемким процессом можно назвать выпаривание, но при этом мы можем получить воду высочайшей степени чистоты и раствор высокой концентрации с неиспаряемыми загрязнителями. В то же время в концентрации примесей поможет и вымораживание, так как прежде кристаллизуется только чистая вода, а потом и остальная ее масса, в которой растворены загрязнители. Выпариванием, как и вымораживанием, можно проводить кристаллизацию - отделять примеси в выпадающие осадком кристаллы из концентрированного раствора. Есть еще такой экстремальный термический метод очистки воды, как термическое окисление, когда воду, которую необходимо очистить, распыляют и подвергают влиянию высокотемпературных продуктов топливного сгорания. Этот способ применяют, чтобы нейтрализовать высокотоксичные или плохо разлагаемые загрязнители.
Методы очистки воды, которые называют биологическими, основываются на использовании микроорганизмов. При всей очевидности данного способа это наиболее передовой и перспективный метод очистки сточных вод. Для того чтобы осуществлять такой процесс, используют разные виды бактерий, а также распространено использование низших грибов и водорослей, простейших и даже некоторых многоклеточных - красных червей и мотыля. Особенностью этого способа очищения воды является возможность подобрать определенные живые организмы, чтобы оптимально очистить сточные воды определенного состава. К примеру, нитрофицирующими бактериями типа Nitrobacter и Nitrosomonas окисляют азотосодержащие соединения, так как микроорганизмы питаются ими, а фосфат-аккумулирующими организмами чистят воду от фосфора.
Когда микроорганизмы при биологической очистке скапливаются, получается так называемый активный ил. Эта темно-коричневая либо черная жидкая масса имеет землистый запах и в процессе отстаивания оседает хлопьями. Поэтому активный ил достаточно легко отделяется по завершению очистки. Организмы в нем живут не по одному, а колониями, которые называются зооглеи. От того, какой состав у очищаемой воды, и от технологии данного метода очистки воды зависит форма зооглей. Они могут быть шарообразными, древовидными и пр.
Все микроорганизмы, которые используются при биологических методах очистки воды, подразделяют на два типа в зависимости от способа функционирования: анаэробные и аэробные. Аэробные микроорганизмы нуждаются в потреблении кислорода во время питательного процесса, так как он необходим, чтобы окислять вещества. А анаэробным микроорганизмам кислород не нужен. От типа организмов зависит суть технологии проведения процесса и тот набор оборудования, который для этого необходим.
Биологическую очистку проводят в следующих условиях:
При первом и втором методе очистки воды используют простейшие сооружения. Под биологическим прудом понимается водоем, который может быть как естественным, так и искусственным, обычно с естественным типом аэрации, и где в активном иле живут микроорганизмы. Фильтрующее приспособление представлено в виде участка почвы (песка, глины, суглинка или торфа), через него вода фильтруется и очищается за счет микроорганизмов, обитающих в почве. В таких сооружениях нельзя обрабатывать сильно загрязненную воду при активном расходе. Однако такие сооружения биологической очистки практически не нуждаются в эксплуатационных затратах и постоянном контроле.
Биофильтром называется такое сооружение для биологического метода очистки воды, который осуществляют через фильтрацию сквозь прослойку загрузочного материала, покрываемого слоем аэробных организмов. Этот слой еще называют биопленкой. Чтобы обеспечить достаточный кислородный объем, который необходим микроорганизмам для разложения загрязнителей, используется система-распределитель воздуха. Также может быть и естественная аэрация.
Аэротенк представляет собой более сложное очистное сооружение, где аэрация создается искусственно. В нем очищение производят все те же аэробные микроорганизмы. Происходит это следующим образом: воду смешивают с активным илом и затем подают в аэротенк. Система искусственной аэрации стимулирует биологические процессы разложения загрязнений, а также обеспечивает хорошее перемешивание. Для аэрации обычно используют воздух из атмосферы, но в окситенках распространено применение технического кислорода, а это в разы поднимает эффективность процесса очищения.
Когда речь идет о биологических методах очистки сточных вод при помощи анаэробных микроорганизмов, то они в основном происходят в метантенках. Отличается такая очистка тем, что у бактерий отсутствует потребность в кислороде и нет итогового биогаза, продукта жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов. Кроме этого, в метантенки подают не воду, а остающийся на дне отстойников концентрированный осадок, который нужно подвергать процессу брожения. Для стимулирования более интенсивного брожения в приборе может быть предусмотрена функция дополнительного нагрева. Можно выделить мезофильный тип сбраживания, который проводится при t 30-35 °C, и термофильный, проводимый при t 50-55 °C. Процедура анаэробного разложения непроста и проходит в несколько этапов, а на завершающем этапе образуется метан, который является экологически чистым видом топлива.
Способ осветления подразумевает метод очистки из воды взвешенных частиц. Его проводят при помощи фильтрации воды сквозь пористые фильтровые картриджи либо сквозь фильтроматериалы. Осаждают взвешенные вещества осветлители, фильтры и отстойники. Внутри осветлителей и отстойников вода движется медленно, благодаря чему взвешенные частицы выпадают в осадок. Для того чтобы осадить мельчайшие коллоидные частицы, которые могут быть во взвеси достаточно длительное время, в воду добавляют коагулянтный раствор. В этих целях распространено применение сернокислого алюминия, железного купороса и хлорного железа. Химическая реакция приводит к образованию хлопьев, которые увлекают при опускании взвеси также коллоидные вещества.
Коагуляцией называют метод очистки воды, при котором водная масса обрабатывается особыми химическими реагентами, чтобы укрупнить загрязняющие частицы. Она способствует использованию методов осветления, обесцвечивания, обезжелезивания. Укрупнение мельчайших частиц происходит благодаря их слипанию под воздействием силы притяжения молекул.
Под обесцвечиванием понимается изменение вида тех частиц, которые придают воде цвет. Используются различные способы исходя из первопричины цветности. Применяют для устранения или обесцвечивания окрашенных коллоидов либо растворенных веществ коагулирование. Также целесообразно использование различных окислителей (производных хлора и самого хлора, перманганата калия, озона) и сорбентов (активного угля, искусственных смол).
Когда речь идет об обеззараживании , то подразумевается способ обработки водной массы при помощи окислителей и/или УФ-излучения для уничтожения микроорганизмов. Воду обеззараживают (удаляют бактерии, споры, микробы и вирусы) на последнем этапе подготовки воды для питья, то есть это - метод очистки питьевой воды. Использовать подземную и поверхностную воду без обеззараживания в большинстве случаев не представляется возможным.
Названия методов обезжелезивание и деманганация говорят сами за себя. Они заключаются в удалении соединений растворенного железа и марганца. Обычно используются для этих целей специальные фильтрующие материалы. Задача избавления воды от железа достаточно сложная и комплексная. Для ее решения наиболее часто используются следующие методы:
Аэрирование - это современный метод очистки воды, при которым кислород окисляет воду с примесями железа, после чего происходит осаждение и фильтрация. Воздух при этом расходуется из расчета примерно 30 л/м 3 . Этот традиционный способ применяется уже много десятилетий. Однако на окисление железа требуются немалые сроки и объемные резервуары, поэтому данный метод применяется только крупными муниципальными системами.
Каталитический процесс окисления с дальнейшим фильтрованием. Это самый популярный сегодня способ обезжелезивания, который применяется в компактных системах с высокой производительностью. Суть данного метода очистки воды в том, что окисление железа идет на поверхностях гранул особой фильтрующей среды, которая обладает функцией катализатора, то есть ускоряет химическую реакцию окисления. Наиболее распространенными считаются фильтрующие среды на диоксиде марганца (MnO 2). Железные соединения при диоксиде марганца тут же окисляются и оседают на поверхности гранул. Затем основная часть окисленного железа начинает вымываться в дренаж во время обратной промывки. Итак, слой гранулированного катализатора являет собой и фильтрующую среду. Чтобы улучшить окислительные процессы, к воде дополнительно добавляют химические окислители.
Смягчение воды - это замещение кальциевых и магниевых катионов на аналогичное число натриевых или водородных катионов. Данный метод очистки воды проводится путем фильтрования сквозь особые смолы ионного обмена. Жесткая вода знакома каждому, достаточно вспомнить накипь в чайнике. Она не подойдет для окрашивания ткани водорастворимой краской, для пивоварения и производства водки. В жесткой воде плохо вспенивается мыло. Излишняя жесткость делает воду непригодной к питанию газо- и электропаровых бойлеров и котлов. Толщина накипи в 1,5 мм понижает теплоотдачу на 15 %, а в 10 мм - на все 50 %. А это приводит к росту расходов электрической энергии или топлива, от чего, в свою очередь, образуются прогары, трещины в трубах и на котловых стенках, и прежде срока выводятся из строя отопительные системы и узлы горячего водоснабжения. Высокоэффективным методом умягчения воды становится использование автоматической фильтрации - специальных смягчителей. Они функционируют по принципу ионного обмена, где жесткие соли в воде заменяются на мягкие частицы, не образующие отложений.
В этой таблице описаны современные методы очистки природной воды:
Вид загрязнения |
Метод очистки воды |
|
Крупнодисперсные, взвешенные, коллоидные частицы |
|
|
Повышение кислотности (рН) |
Вода в таком случае фильтруется сквозь гранулированный карбонат кальция или полуобожженный доломит, который содержит магний |
|
|
|
Повышенное содержание кальциевых и магниевых солей (чрезмерная жесткость) |
|
|
Марганцевые ионы |
Применяются сильные окислители, ведь марганец часто образует соединения органики (иначе способы удаления марганца схожи с обезжелезиванием) |
|
Наличие бактерий, вирусов и микроорганизмов |
|
|
Небольшие отклонения в органолептических свойствах |
Сорбирование при помощи активированного угля позволяет очень эффективно избавляться от неприродных органических веществ, таких как фенол, спирт, эфир, кетон, нефтепродукты, амины, «жесткие» ПАВ, красители органики, соли металлов, микроорганизмы и хлор |
|
Микроорганизмы, соли, соединения органики |
Способ обратного осмоса, при котором вода и содержащиеся в ней вещества разделяются полупроницаемой мембраной с мельчайшими отверстиями, обеспечивающими глубокую очистку (до 98 %) |
Так уж сложилось, что вода из-под крана – это зачастую единственный источник воды современного городского жителя. Одновременно с этим, такая вода в нашей стране почти никогда не соответствует критериям качества, ни для питья, ни для приготовления пищи.
Не все могут позволить себе специальные фильтры, устройства, их комплектующие. Что можно сделать в данном случае, как очистить воду в домашних условиях самостоятельно?
Методы эти просты и не требуют никаких затрат, или эти затраты незначительны. Самые известные из них – кипячение, вымораживание, отстаивание, а также очищение активированным углем, серебром, шунгитом.
Главный плюс кипячения – гарантированное тотальное уничтожение бактерий. При кипячении распадаются такие химические элементы, как хлор, аммиак, радон и некоторые другие тяжелые соединения.
Кипяченная вода безопасна для употребления. Определенная очистка методом кипячения существует, но имеет свои недостатки:
Во-первых
, это изменение структуры воды.
Кипячение «омертвляет» воду, так как в этом процессе, наряду с уничтожением вредных веществ, удаляется кислород.
Во-вторых , в процессе выпаривания некоторой части воды увеличивается концентрация солей в оставшейся жидкости. Соли в виде накипи и известкового налета откладываются на стенках посуды. Частички этих осадков попадают изо дня в день к нам в желудок.
Нетрудно представить последствия таких процессов: это и почечные камни, и артрозы, и нарушения функций печени.
Важно! Несколько лет назад учеными было доказано, что в процессе кипячения образуется одно небезопасное вещество – хлороформ. Оно является производным от обычного хлора и при длительном попадании в организм способствует образованию клеток рака. Вывод – метод кипячения не должен быть основным и единственным методом очистки воды.
Суть метода – отфильтровать жидкость методом ее кристаллизации. Вымораживание дает лучший результат очистки. Но для того, чтобы получить действительно очищенную воду, недостаточно ее просто заморозить и разморозить.
Чтобы получить качественную очистку, нужно сделать так, чтобы процесс заморозки происходил плавно.
После заморозки нужно удалить замерзшую воду, находящуюся в середине емкости, именно ее и не стоит употреблять. При замерзании жидкости кристаллизуется в самом холодном месте основной компонент. То есть первой замерзает только чистая вода и если ее отделить от загрязнений и тяжелых металлов – очистка удалась.
Изъять замерзшую жидкость из середины можно так:
Этот метод основан на том, что тяжелые металлы осядут, а верхние слои воды станут более чистыми.
Чаще всего отстаивание используют для очистки от хлора водопроводной воды.
Метод годится, если ничего другого сделать невозможно. Вода должна стоять не менее 2-3 часов и не перемешиваться.
После отстоя процент содержания хлора в верхней трети емкости значительно уменьшится.
Но отстаивание никак не решает проблему очистки от грязи, бактерий, болезнетворных микроорганизмов. Поэтому после отстаивания воду все равно нельзя употреблять в пищу без кипячения.
Активированный уголь входит в состав многих коагулянтов, (лат. coagulatio свертывание), поэтому можно считать, что этот способ реально работает. Активированный уголь способен справиться с неприятными и специфическими запахами, если таковые имеются, а также, как сорбент, он «вытянет» из жидкости все вредные примеси.
Процесс очистки таков:
Не менее занимателен метод очистки воды серебром, пришедший в мир из Древней Индии. Древние жители заметили удивительные свойства серебряной и медной посуды, особенно эффект от воды был силен, если содержимое сосуда выставлялось на солнце. Вода, получившая заряд ионов серебра, не только стопроцентно обеззаражена, но и улучшает обменные процессы, благотворно воздействует на имунную систему.
«Серебрянная вода» давно завоевала множество приверженцев такого метода по всему миру. На тему воды, положительно заряженной ионами серебра, написаны сотни научных трактатов. Вся «соль» заключается в следующем: вода входит в химическую реакцию с молекулами серебра, обогащая ее положительно заряженными ионами.
Важно! Концентрация в количестве 20-40 мкг делает серебрянную воду полезной и безопасной для питья.
Для наружного применения – масок, примочек, обработки посуды - медики рекомендуют концентрат – 10000 мкг, который по своему действию можно сравнить с мощным антисептиком.
Осторожно! Пить такой раствор категорически нельзя – это повлечет за собой отравление. Как и все полезное, серебряная вода имеет обратную сторону, поэтому главное не переусердствовать.
Чтобы очистить воду с помощью домашнего серебра, достаточно погрузить в графин серебряную ложку, браслет или другое серебряное украшение.
Вода взаимодействует с серебром 2-3 дня и только после этого становится ионизированной. При таком сроке ионизации нет риска получить концентрат – для этого потребовалось бы гораздо больше времени.
Еще один способ, получивший широкую популярность в последнее время, это очистка воды шунгитом.
Шунгит – природный минерал. Уникальность камня объясняется редчаешей формой молекул углерода, именуемых фуллеренами. С помощью шунгита происходит кондиционирование воды. Взаимодействии с жидкостью глобулярный углерод шунгита делится с ней своими чудодейственными качествами. Обладая биполярными свойствами он способен смешиваться с компонентами живой и неживой природы.
Шунгитовая вода готовится так:
«Вода» и «жизнь» - понятия родственные и взаимодополняющие. Нет воды – нет жизни.
Человеческое тело на две трети состоит из воды и каждый, в среднем, на протяжении жизни выпивает ни много, ни мало - около 75 тонн воды. Именно поэтому очень важно следить за чистотой этого жизненно важного продукта.
Как очистить воду в домашних условиях решать вам. Главное сделать верный выбор и наслаждаться вкусом - ведь нет ничего изумительнее настоящей чистой воды.
