Блог

Методы улучшения качества воды могут быть разнообразными: химическими, физическими, механическими, специальными. Каждый из них имеет свою функциональность, то есть применение того или иного способа зависит от того, какого результата нужно добиться.

Кроме того, методы имеют свои сильные и слабые стороны. Но то, что без их использования не обойтись, сегодня понятно каждому. Особенно на фоне того, что экологическая обстановка в последнее время все ухудшается. И даже если вода из-под крана течет абсолютно прозрачная, это еще не говорит о ее безопасности.

Вредные свойства загрязнителей воды

Чтобы оставаться здоровым, важно пить чистую и полезную воду. Но даже если вы проживаете в своем доме и у вас есть колодец или артезианская скважина, качество воды часто оставляет желать лучшего. То же самое касается и центрального водопровода. Важно разбираться в методах улучшения качества воды, чтобы выбрать оптимальный для ее обработки.

Почему может потребоваться дополнительное очищение питьевой воды? Дело в том, что в ней могут содержаться различные посторонние вещества:

• Железо. Когда содержание этого элемента больше 0,3 мг/л, у воды появится своеобразный запах, специфический оттенок и неприятный вкус. Если постоянно употреблять такую жидкость, начнется аллергическая реакция. Помимо этого, избыток железа провоцирует болезни сердца и сосудов.

• Микроорганизмы. Если качество воды низкое, в ней могут обитать различные бактерии. При проникновении в человеческое тело они приводят к возникновению болезней желудочно-кишечного тракта, легких, кожи.

• Вирусы. Нередко в воде обнаруживают вирус гепатита А, который разрушает печень и селезенку; аденовирус, провоцирующий инфекционные заболевания легких, а также конъюнктивит; ротавирус, приводящий к кишечному гриппу.

• Кальций. Если в жидкости повышенная концентрация щелочноземельного металла серебристо-белого цвета, в мочевом пузыре и почках начнут образовываться камни, появится остеопороз, отложение солей в суставах.

• Магний. Если употреблять неочищенную воду, в которой в большом количестве содержится это вещество, нервная система будет испытывать повышенные нагрузки, в результате человек станет агрессивным, начнет совершать необдуманные поступки.

• Марганец. Когда этот элемент поступает с водой в избытке, снижаются умственные способности человека, развиваются заболевания костей.

• Органика. Ряд продуктов жизнедеятельности и распада животных и растений, органика, образуемая из сложных химических соединений, – все это может попадать в воду и наносить вред здоровью человека. Такие вещества действуют на клетки тела как канцерогены, что приводит к мутации.

Если не использовать специальные фильтры, состояние здоровья может ухудшиться, появятся различные болезни. Чтобы такого не происходило, важно разобраться в том, какие существуют методы улучшения качества питьевой воды.

Химические методы улучшения качества воды

Применяются данные методы улучшения качества воды в том числе и для гигиены, чтобы обеззараживать жидкость.

• Добавление в воду хлора

Данный способ обеззараживания используется, если у вас центральный водопровод. Приобрел популярность благодаря бюджетности, легкости реализации, возможности оперативно контролировать процесс, а также остаточному эффекту, за счет которого возможность того, что бактерии снова появятся, практически равна нулю.

То, насколько процедура эффективна, можно проверить, замерив количество активного хлора, не вступившего в реакцию. Если этот параметр равен 0,3–0,5 мг/л, значит жидкость полностью обеззаражена.

Хлорированную воду следует доводить до кипения, прежде чем употреблять в пищу, поскольку яйца глистов и цисты простейших выживают после добавления хлора. Кроме того, ряд бактерий производят устойчивые штаммы.

#CHECK_LIST_SIX#

• Добавление серебра и меди

Данный способ действует следующим образом: происходит накопление ионов серебра и меди в оболочке бактерий, после чего вещества проникают в клетку, блокируя ее размножение. Чтобы ликвидировать вирусы, необходимо добиться высокой концентрации ионов – до 10 мг/л, споры вообще устойчивы к такому воздействию. При этом по санитарным нормам максимальная концентрация данных веществ в воде должна быть не больше 0,05 (мг/л).

Чтобы ввести серебро в жидкость, потребуется электрод. Между ним и емкостью через воду проходит электрический ток. Благодаря такому подходу можно сделать процедуру обеззараживания полностью автоматизированной, а также определять дозировку ионов.

Другой способ добавления ионов – пропустить воду через песок, который обработан солями серебра. В этом случае вода становится кристально чистой, поскольку из нее удаляются бактерии и механические включения.

Ионы меди не так активно уничтожают бактерии, для достижения эффекта необходимо увеличить концентрацию этого вещества. Кроме того, на качество обработки оказывают влияние физико-химические характеристики жидкости.

• Озонирование

Среди основных методов улучшения качества воды озонирование также применяется в централизованном водопроводе. Окислительный потенциал озона больше, чем у хлора: +1,9 В и +1,359 В соответственно. При этом озон в 15–20 раз активнее уничтожает бактерии, и в 300–600 раз – споры. Кроме того, что это вещество убивает микроорганизмы, оно также разрушает содержащуюся в воде органику.

Какие еще преимущества есть у озонирования? По сравнению с вышеописанными химическими способами, не изменяет состав и вкус жидкости. Не требуется приобретать дополнительные материалы, поскольку озон добывают из воздуха, воздействуя на него разрядами тока.

У данного способа есть минусы: цена обработки достаточно большая, озон взрывоопасен, токсичен, на эффективность процедуры влияют физико-химические характеристики воды.

• Добавление перекиси водорода

Это вещество при распаде образует воду и атомарный кислород, поэтому после обработки состав и вкус жидкости не меняется. После завершения окислительного процесса жидкость становится обеззараженной, осветляется, при этом не образуются ядовитые вещества.

Так как стоимость реализации данного метода улучшения качества воды достаточно высока, он применяется нечасто. Перекись используют, чтобы обеззараживать небольшой объем жидкости на автономных объектах. Также в продаже встречаются катализаторы, которые ускоряют распад молекул перекиси водорода. Их использование позволяет проводить процесс очищения быстрее.

#NEW_ARTICLE_IN#

• Добавление йода

У данного способа очистки есть множество достоинств: йод быстрее, чем хлор, убивает бактерии и вирусы, вкус воды при этом не меняется. Поэтому все больше людей предпочитают йодирование, чтобы улучшить качества воды. Когда концентрация этого вещества составляет 0,3–1 мг/л, жидкость становится абсолютно чистой через 20–30 минут. Если требуется провести обеззараживание воды быстрее, концентрацию повышают до 2 мг/л.

Физические методы улучшения качества воды

По сравнению с химическими физические методы улучшения качества воды не изменяют ее состав и органолептические характеристики.

• Доведение воды до кипения

Чтобы улучшить качество воды таким способом, ее нужно нагреть до температуры кипения. Для этого используются следующие способы: открытый огонь, электронагреватель, пар, высокотемпературная плазма, горячий воздух. Практически все бактерии уничтожаются спустя пару минут, споры гибнут в течение 1 ч.

#TEN_PRODUCTS#

Какие преимущества есть у данной технологии обеззараживания:

• Получится реализовать этот метод улучшения качества воды в полевых условиях.

• Бактерии погибают в течение нескольких минут.

• Кипячение полностью безопасно для человека.

• Не имеет значения, какие физико-химические свойства у жидкости, метод все равно будет высокоэффективен.

• Можно автоматизировать его.

У кипячения есть один минус: этот метод весьма энергоемкий.

• УФ-облучение

Ультрафиолетовое облучение разрушает ДНК и РНК, а также белок бактериальных клеток. Одновременно с этим в жидкости происходит образование свободных радикалов, которые усиливают эффективность обеззараживания. Характеристики облучения должны быть следующие: длина волны – 250–260 нм, доза – 16 МДж/см²; длительность воздействия – в течение пары секунд. Именно такие параметры позволяют получить наилучший результат.

Главные достоинства этого способа: повышенная производительность, бюджетность. Однако он будет эффективен, только если жидкость прозрачная. Если в воде есть включения солей марганца, железо, гуминовые кислоты, они будут скапливаться на кварцевом чехле лампы. В результате эффективность обработки уменьшится.

[[rlink.945]]

• Ультразвуковая обработка

Генерация ультразвука происходит благодаря специальным магнитострикционным и пьезоэлектрическим приборам. Такая обработка устраняет практически все виды бактерий, причем не важно, насколько вода прозрачная и каковы ее физико-химические параметры. Однако такие характеристики жидкости, как температура и вязкость, влияют на качество очистки.

Ученые до конца не изучили, как действует ультразвук на бактерии, поэтому на сегодняшний день нет методик, с помощью которых получится рассчитать, как долго будет длиться обработка и насколько интенсивной она должна быть.

• Ионизирующее излучение

Такое излучение убивает все известные микроорганизмы, имеет высокую проникающую способность. Не имеет значения, насколько мутная вода, каков ее цвет и химический состав. Чем выше доза, тем эффективнее будет обработка: 2500–5000 Р — погибнут микроорганизмы, 10000 Р — будут уничтожены вирусы.

Стоимость реализации этого метода улучшения качества воды небольшая, однако специалисты, выполняющие обработку, могут пострадать. Чтобы этого не произошло, важно соблюдать правила по работе с оборудованием.

• Метод обратного осмоса

В этом случае жидкость протекает через мембрану под давлением 3 атмосферы. Если бы его не было, вода текла бы в другую сторону (к раствору, где концентрация солей больше). Подобное явление диффузии носит название осмоса.

Для реализации этого метода используется мембрана с ячейками, размер которых от 0,0001 до 0,001 мкм. Она считается полупроницаемой, так как пропускает лишь молекулы Н₂О. Крупные молекулы задерживаются, к примеру:

• бактерии и вирусы;

• органика;

• ионы натрия;

• соли жесткости, нитраты, сульфаты;

• красящие пигменты;

• железо и тяжелые металлы.

После такой обработки жидкость будет практически дистиллированной. Ученые считают, что для того, чтобы употреблять такую воду в качестве питьевой, ее необходимо дополнительно насыщать минералами.

• Коагуляция воды

Коагулирование является первым этапом физико-химической обработки жидкости. Данный метод улучшения качества воды применяется на новейших станциях очистки стоков и водоподготовки. С его помощью можно удалить коллоидные примеси (мелкодисперсные частички). Для этого в воду добавляют коагулянты, то есть реагенты, например, сульфат алюминия; сернистое и хлорное железо.

В ходе реакции с водой происходит их превращение в гидратированные окиси. Они представляют собой практически нерастворимые коллоидные массы с положительно заряженными ионами, которые принимают форму хлопьев. Посторонние включения, которые заряжены отрицательно, начинают притягиваться к ним и оседать. У рыхлых хлопьев обширная площадь поверхности, в результате чего они вступают в реакцию с большим количеством коллоидных примесей. Когда такая масса оседает, она притягивает к себе и крупные включения.

Механические методы улучшения качества воды

Механические загрязнения – это взвешенные в жидкости твердые частички, состоящие из песчинок, окалины, они проникают в питьевую воду из центральной магистрали либо колодца. Такие включение могут ухудшить состояние организма, а также повредить бытовую технику.

• Отстаивание

С помощью отстаивания как метода улучшения воды проще всего очистить жидкость от посторонних включений. Этот метод основан на действии сил гравитации. Обработать воду данным способом можно самостоятельно у себя дома.

Что касается промышленности, в этом случае воду набирают в отстойники. В зависимости от конструкции и особенностей функционирования, они бывают статические и динамические.

Отстойники первого вида выполнены в виде стальных или железобетонных емкостей. В них можно как отстаивать воду, так и применять резервуары в качестве накопителей, буферных емкостей.

Если же резервуар динамический, чтобы очистить жидкость, ее непрерывно перемещают в вертикальном и горизонтальном направлении. Исходя из этого, такие емкости подразделяются на горизонтальные и вертикальные.

• Осветление

На фильтрующих элементах при данном методе очистки установлены специальные сетчатые, тканевые материалы, либо картриджи. Твердые включения задерживаются в фильтрах, оседая на их поверхности. Если картриджи большие, применяются загрузочные материалы, это зернистые составы или вещества с пористой структурой.

Раньше в качестве загрузочных материалов выступал сульфоуголь, а также кварцевый песок. Сегодня производится широкий ассортимент искусственных загрузок. Поэтому отпала необходимость в тщательной промывке фильтрующих элементов водой, а значит, уменьшились расходы на их эксплуатацию. Фильтры для осветления позволяют удалить из жидкости окалину, глину, песчинки.

[sales_slider]

• Поверхностные фильтры

В продаже встречается огромное множество таких фильтрующих элементов. Рассмотрим наиболее популярные из них: сетчатые и мешочные.

Фильтр первого вида имеет небольшие размеры. Он удобен в применении, но его возможности тонкой очистки ограничены. Специалисты рекомендуют пользоваться им для первичной фильтрации.

Мешочный фильтр также имеет небольшие габариты, им не нужно управлять, имеет упрощенную конструкцию. С помощью манометра отслеживается степень заполнения мешка. Однако этот прибор следует промывать вручную. При этом количество промываний ограничено, поэтому важно отслеживать состояние фильтра. Поскольку стоимость мешочного фильтра небольшая, его легко обслуживать, можно устанавливать не только для первичной, но и для тонкой очистки воды.

Специальные методы улучшения качества воды

Кроме стандартных методов улучшения качества воды, которые были описаны выше, иногда требуется дополнительная обработка. Например, чтобы насытить жидкость минералами, улучшить ее органолептические параметры.

[[rlink.927]]

Дезодорация применяется, чтобы устранить неприятный аромат и вкус. Дезодорировать воду придется, если она плохо пахнет из-за того, что в ней размножаются микробы, грибки, водоросли, а также содержится большое количество органики. Для этого подойдет метод озонирования, добавление хлора, марганцовки, перекиси водорода. Кроме того, можно сделать фторирование с помощью сорбционных фильтров, установить аэратор.

Смягчение воды необходимо, чтобы удалить из жидкости катионы кальция и магния. Производится с помощью реагентов либо посредством ионообменного или термического метода улучшения качества воды.

Опреснение – удаление солей из жидкости, процедура выполняется, чтобы подготовить воду к использованию в технических целях.

В некоторых случаях опреснение проводят частично, чтобы вода соответствовала выдвигаемым требованиям и ее можно было пить. Тогда количество солей снижают до 1 000 мг/л. Чтобы сделать воду пресной, ее дистиллируют в опреснителях. Они могут быть вакуумные, многоступенчатые, гелиотермические. Также применяются ионитовые установки, кроме того, дистилляцию можно сделать с помощью электрохимического метода либо вымораживания.

Обезжелезивание осуществляется, чтобы очистить воду от большого количества железа. Для этого применяется метод аэрации, после чего жидкость отстаивается. Также подойдет коагулирование, известкование, катионирование. Все чаще используется метод очистки воды с помощью песчаных фильтров, при котором железо остается на поверхности песчаных зерен.

Обесфторивание — удаление из воды излишек фтора. Чтобы выполнить такую очистку, подойдет метод осаждения, когда происходит сорбция фтора осадком гидроокиси алюминия.

#ARTICLE_VIONE_TS#

Фторирование применяется, чтобы насытить жидкость фтором, этот элемент необходим для здоровья ротовой полости и зубной эмали. Чтобы улучшить качества воды, в нее добавляют фторид натрия, кремнефтористую кислоту либо ее соли, фторид-бифторид аммония. К фторированию можно приступать только после того, как будет произведена очистка жидкости. Важно отслеживать процентное содержание фтора, чтобы его концентрация была оптимальной.

Дезактивация требуется, когда в воду попали радиоактивные компоненты, чтобы очистить жидкость от токсичных включений.