Очистка воды предназначена для доведения всех параметров, характеризующих ее качество, до нормативных показателей. Существенно отлича­ется очистка воды для питьевых нужд, в техноло­гических целях (как из поверхностных водоемов, так и подземных вод) и очистка сточных вод.

Причем далее для промышленных стоков, сбра­сываемых в водоемы или на грунт и сливаемых в систему канализации, нормативы и требования к очистке различные. И они постоянно ужесточа­ются. Считается, что суммарные затраты на очи­стку сточных вод современных предприятий в среднем составляют от 15 до 40 % их общей сто­имости.

Методы очистки воды при всем их многообра­зии можно подразделить на три группы: механи­ческие, физико-химические и биологические.

Механическая очистка применяется, прежде всего, для отделения твердых и взвешенных ве­ществ. Наиболее типичными в этой группе явля­ются способы процеживания, отстаивания, инер­ционного разделения, фильтрования и нефтеулавливания (как разновидность отстаивания).

Процеживание - первичная стадия очистки сточных вод - вода пропускается через специ­альные металлические решетки с шагом 5-25 мм, установленные наклонно. Периодически они очищаются от осадка с помощью специальных по­воротных приспособлений.

Отстаивание происходит в специальных емкос­тях, которые по направлению движения воды делят на горизонтальные, вертикальные, радиальные и ком­бинированные. Общими для них являются выход очищенной воды в верхней части отстойника и гравитационный принцип осаждения частиц, которые собираются внизу. Разновидностью отстойника яв­ляются песколовки, применяющиеся для выделе­ния частиц песка в стоках литейных цехов, окалины - в стоках кузнечно-прессовых и прокатных цехов. Как правило, время нахождения воды в пес­коловках намного меньше, чем в отстойниках, где оно доходит до 1,5 часов (для сточных вод).

Инерционное разделение осуществляется в гид­роциклонах, принцип действия которых аналоги­чен циклонам для очистки газов. Различают откры­тые и напорные гидроциклоны, причем первые имеют большую производительность и малые по­тери напора, но проигрывают в эффективности очистки (особенно от мелких частиц).

Фильтрование осуществляется чаще всего че­рез пористые связанные или несвязанные мате­риалы. Как правило, фильтры очищают воду от тонкодисперсных примесей даже при небольших концентрациях. Фильтроматериалы достаточно разнообразны: кварцевый песок, гравий, антрацит, частички металлов и др. Песчаные фильтры - основные очистители при водоподготовке. Нефтеловушки в самом простом исполнении представляют собой отстойники, в которых вы­ход очищенной воды происходит снизу, а нефтя­ная пленка собирается сверху.

Физико-химическая очистка обеспечивает отделение как твердых и взвешенных частиц, так и растворенных примесей. Она включает множе­ство разных способов, важнейшими из которых являются экстракция, флотация, нейтрализация, окисление, сорбция, коагуляция, ионообменные методы.

Экстракция - процесс разделения примесей в смеси двух нерастворимых жидкостей (экстрагента и сточной воды). Например, в специальных колонках (пустотелых.или заполненных насад­ками) стоки смешиваются с экстрагентом, отбира­ющим вредные вещества: так бензолом удаляет­ся фенол.

Флотация - процесс всплывания примесей (чаще всего маслопродуктов) при обволакивании их пу­зырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. В некоторых случаях между пузырьками и приме­сями происходит реакция. Разновидность мето­да - электрофлотация, при которой вода дополни­тельно обеззараживается за счет окислительно-восстановительных процессов у электродов.

Нейтрализация - обработка воды щелочами или кислотами, известью, содой, аммиаком и т. п. с це­лью обеспечения заданной величины водородного показателя рН. Самый простой способ нейтрализа­ции сточных вод - смешение кислых и щелочных стоков, если они имеются на предприятии.

Окисление - применяется как при водоподготовке, так и при обработке сточных вод для обез­зараживания воды и уничтожения токсичных биологических примесей. Наиболее распростра­ненный способ - хлорирование - чреват, как указывалось ранее, появлением диоксинов (осо­бенно при вынужденном повышении дозы хлора летом или в период паводка, так называемом ги­перхлорировании). Необходимо постепенно пере­ходить на другие способы, например, на комбина­цию озонирование и хлорирование. Озо­нирование - дорого и более кратковременного действия, но оно перспективнее. В настоящее время отрабатываются комбинации реагентов с ультра­фиолетовой обработкой воды.

Сорбция, как и при обработке газовых выбросов, способна обеспечивать эффективную очистку воды от солей тяжелых металлов, непредельных угле­водородов, частичек красящих веществ. Лучшим сорбентом и здесь является активиро­ванный уголь, это относится и к различным ми­нералам (шунгиту, цеолиту и др.), специально обработанным опилкам, саже, частичкам титана и др. На этих сорбентах работают многие быто­вые фильтры для воды: «Родничок», «Роса».

Коагуляция - обработка воды специальными реагентами с целью удаления нежелательных растворенных примесей. Широко распростране­на при водоподготовке. Обработка ведется соеди­нениями алюминия или железа, при этом обра­зуются твердые нерастворимые примеси, отделяемые обычными способами. Для сточных вод ши­роко применяется электрокоагуляция, при кото­рой вблизи электродов образуются ионы (резуль­тат анодного растворения материала электродов), реагирующие с примесями. Так отделяют тяже­лые металлы, цианы и др.

Ионообменные методы достаточно эффектив­ны для очистки от многих растворов и даже от тяжелых металлов. Очистка производится син­тетической ионообменной смолой и, если ей пред­шествует механическая очистка, позволяет полу­чить выделенные из воды металлы в виде срав­нительно чистых концентрированных солей.

В последнее время за рубежом (особенно для водоподготовки) используют установки обрат­ного осмоса. В них вода продавливается через набор специальных микропленок при высоком давле­нии (до 30 МПа). Эти установки чрезвычайно эффективны в качестве последних ступеней (т. е. для тонкой очистки). Но они достаточно дороги и энергоемки.

Биологическая очистка возможна в естествен­ных условиях и в искусственных сооружениях. И в том, и в другом случае органические примеси обрабатываются редуцентами (бактериями, про­стейшими, водорослями) и превращаются в минеральные вещества. В естественных усло­виях очистка производится на полях фильтра­ции или орошения (через почву) или в биологи­ческих прудах. Последние могут быть с подду­вом воздуха (с искусственной аэрацией). В качестве искусственных сооружений могут применяться аэротенки, окситенки, метатенки и биофильтры. В тенках (аэро- с подачей воздуха; окси- с пода­чей кислорода; мета- без доступа воздуха) сточ­ные воды обрабатываются микроорганизмами. Но для их нормального функционирования необхо­димы определенные условия по температуре, рН и отсутствию многих солей. Поэтому разновид­ности этих сооружений чаще всего применяются на тех очистных сооружениях канализации, куда не поступают промстоки. На промышленных очи­стных сооружениях чаще применяются биофиль­тры, в которых активная биологическая среда образуется на специальной загрузке (шлак, ке­рамзит, гравий). Эта биологическая среда (пленка) менее чувствительна к колебаниям па­раметров среды и сточных вод. Активность био­пленки увеличивается при поддуве воздуха, пода­ваемого обычно противотоком.

Выбор способов очистки и обеззараживания воды зависит от многих параметров и требований, важ­нейшие из которых: необходимая степень очист­ки и исходная загрязненность воды, потребные расходы и время очистки, наличие очистителей и энергии и, конечно, экономические возможности. Но при всех методах очистки следует обращать внимание на вопрос утилизации осадка, образую­щегося при обработке воды (особенно токсичных промстоков). Как правило, осадок обезво­живается и вывозится на специальные полиго­ны для захоронения. Или обрабатывается в биологических сооружениях. Достаточно эффективны для переработки осадков (в том числе токсичных) некоторые рас­тения типа гиацинтов, тростника. Суще­ствуют специальные печи для сжигания токсич­ных отходов с очень высокой полнотой сгорания (за счет создания взвешенного слоя сгорающего вещества, тангенциальной подачи топлива), и четырехступенчатой очисткой газовых выбросов (печи канадско-американской фирмы профессора Ормстона). Есть и отечественные разработки по сжи­ганию этого осадка в металлургических, специаль­но оборудованных печах с получением сравнительно безвредного строительного материала.

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

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

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.

1. Во-первых, в хлорированной воде под воздействием высокой температуры образуется диоксид, имеющий тенденцию к накоплению в организме человека и оказывающий канцерогенное действие.
2. Во-вторых, обычное кипячение (не длительное) уничтожает далеко не всех микробов, не говоря уже о тяжелых металлах, нитратах, феноле и нефтепродуктах.
3. В-третьих, при длительном воздействии высоких температур происходит разрушении структуры воды и она, в лучшем случае, становится не полезной, а в худшем случае, вредной для здоровья. Кипяченая вода – тяжелая или, как ее еще называют, «мертвая» вода. В ней содержатся тяжелые изотопы водорода – атомы дейтерия. Отрицательное воздействие такой воды на организм человека подтверждено многочисленными исследованиями.

Чтобы очищение воды при помощи кипячения было максимально эффективным, а негативные эффекты были минимальными важно соблюдать следующие правила:

• Повторно воду не кипятить, выливая из чайника остатки воды и промывая его после каждого использования
• Желательно кипятить предварительно отфильтрованную воду или хотя бы отстоянную
  Использовать для питья или приготовления пищи только верхние 2/3 объема, оставшуюся воду выливать
• По мере необходимости очищать чайник и прочую посуду от накипи
• Избегать длительного кипячения

Замораживание

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.

Бутилированная вода

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:

• На этикетке емкости с водой обязательно должна быть информация о категории воды
• Емкость не должна иметь вмятины, рисунки и надписи на этикетке должны быть четко отпечатаны
• На дне емкости с водой не должно быть осадка
• Лучше покупать воду известных производителей, выпускающих подобную продукцию давно

Бытовые фильтры

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:

1. Кувшинные фильтры. Они отличаются простотой в использовании и доступностью, однако, их производительность и степень очистки воды невысокие. Если в водопроводной воде имеется много механических примесей, но ее химический состав соответствует нормам, можно ограничиться этим прибором. Срок эксплуатации фильтра большой, главное, примерно один раз в 1,5-2 месяца (после очистки 150-300 литров воды) производить замену картриджа. Кувшин необходимо регулярно мыть, а также не допускать длительного хранения в нем отфильтрованной воды. В противном случае, возможно ее Перед длительным перерывом в эксплуатации его следует промыть, высушить и хранить в сухом месте, так как влага – благоприятная среда для размножения патогенных микробов.
2. Проточные модели. Они подключаются непосредственно к водопроводу или водопроводному крану, стоят относительно дорого, но при этом характеризуются высокой производительностью и обеспечивают высокое качество очищенной воды. Применение подобных моделей целесообразно, если вода отличается высокой жесткостью и имеет вредные примеси. Используемые в них картриджи не только производят механическую чистку воды, но и осаждают токсичные химические примеси, делают воду мягче приятнее на вкус.

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.

Фильтрация активированным углем и минералами

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:

Расскажите друзьям! Расскажите об этой статье своим друзьям в любимой социальной сети с помощью социальных кнопок. Спасибо!

Телеграм

Вместе с этой статьей читают:

• Липецкий бювет — минеральная вода, наделенная целебными…

Вода – это основа жизни, она необходима для нормального функционирования всех живых существ, принимает участие в обмене веществ, является средой обитания для многих представителей флоры и фауны. Ее отсутствие смертельно как для животных, так и для людей, ведь человек является активным потребителем водных ресурсов. Раньше в природе поддерживался экобаланс, водоемы были способны к самоочищению. В настоящее время в связи с оживленным развитием и ростом городов, активной деятельностью крупных промышленных предприятий и энергичным подъемом сельского хозяйства, «эликсир жизни» становится все более загрязненным. Поэтому очень актуальными в этих условиях становятся знания о способах очистки воды.

Из этой статьи вы узнаете:

Какие есть способы очистки воды

Какие способы очистки воды удаляют тяжелые металлы

Какие есть способы очистки воды от железа

Как очистить воду в походных условиях

Загрязнение воды и способы ее очистки

Загрязнение воды бывает:

физическим;

химическим;

биологическое.

Если вода некачественная, то ее потребление может стать причиной ухудшения состояния здоровья людей. Кроме того, загрязненная вода опасна для всех живых существ. Поэтому необходимо очищать водоемы. Способов достаточно много, их использование обусловлено типом загрязнения.

Физическое загрязнение сопровождается увеличением в воде количества твердых взвешенных частиц. Это могут быть песок, глина, ил и другие нерастворимые примеси. Попадают в водоем они в результате сильных ливней, ветров, сброса отходов предприятий горнодобывающей промышленности. Вода при этом становится менее прозрачной, ухудшаются условия для развития водных растений. Мелкие частички могут забивать жабры рыб и животных. Кроме того, такая вода имеет неприятный привкус и употреблять ее нельзя. Чтобы устранить физические загрязнения, применяют механический способ очистки воды: ее фильтруют, отстаивают, отделяют примеси с помощью центрифугирования и т. д. Такие методы позволяют удалить до 95% нерастворимых частиц.

Химическое загрязнение – следствие сброса в водоемы сточных вод различных предприятий. Присутствие в воде различных химических веществ органического и неорганического происхождения недопустимо, поэтому необходима очистка воды химическим способом. Он заключается в добавлении нужных реагентов, которые взаимодействуют с загрязняющими веществами, в результате чего образуются безопасные соединения, которые легко удалить.

Источниками биологического загрязнения могут быть:

бактерии;

• споры грибов;

  яйца червей и др.

Источником заражения являются коммунально-бытовые сточные воды, стоки с мясоперерабатывающих и других предприятий. Такая вода может стать причиной развития различных заболеваний у живых существ. Биологический способ очистки воды заключается в подселении в водоем микроорганизмов, которые выполняют функции «санитаров», поскольку с их участием происходит разложение биологических загрязнителей на безопасные для живых существ вещества.

Возможно также тепловое загрязнение (в случае сброса сточных вод с ТЭС). Оно опасно для всего живого, так как вода становится менее насыщенной кислородом, начинает цвести. Это может стать причиной гибели рыбы. Негативно сказывается на водном мире животных и растений и изменение температуры их среды обитания.

Если в сточных водах предприятий химических производств содержится большое количество токсичных соединений, при этом их невозможно нейтрализовать или очистить от них воду, то сброс их в природные водоемы недопустим. Такие стоки закачивают под землю.

Способы очистки воды в быту с помощью замораживания

Существуют различные бытовые способы очистки воды. Один из них – замораживание. Сторонники такого метода считают, что употребление талой воды способствует нормализации работы ЖКТ, почек, а также нервной системы.

Водопроводная вода содержит примеси, ее еще называют «мертвой» (тяжелой). Часть ее молекул состоит из изотопов водорода и кислорода, их формула – D 2 O. Температура, при которой замерзает эта «фракция» – 3,8 °С. Другая часть жидкости представляет собой рассол, поскольку в ней находятся в растворенном состоянии различные соли, органические соединения, посторонние примеси. Эта «субстанция» замерзает при температуре – 7 °С. Вода, содержащая дейтерий, перейдет в твердое состояние раньше, чем рассол. Температура замерзания живой воды – 0°С. На разнице температур фазового перехода «жидкость-твердое вещество» и основан способ очистки замораживанием.

Методика следующая: сначала необходимо превратить в лед воду с изотопами водорода, выбросить этот лед из емкости и поставить ее в морозильную камеру. После того как будет заморожена чистая вода, оставшуюся в жидком состоянии часть (рассол) необходимо слить. Полученный лед следует разморозить и употреблять.

Структура воды изменяется даже после полного ее замораживания. Когда лед оттаивает, кристаллическая решетка жидкости оказывается упорядоченной. Молекулы талой воды благотворно влияют на организм человека.

Существует много способов получения очищенной воды с помощью замораживания. Некоторые источники советуют заморозить ½ емкости, вытащить лед и опустить его под струю горячей воды. Когда она пробьет лед, дейтерий из него вымоется. Другие рекомендуют убирать лед сразу, по мере его образования.

Как все же очистить воду с помощью замораживания правильно? Ниже приведены пользующиеся наибольшей популярностью методы.

Очистка воды замораживанием по методу А.Д. Лабзы

Следует наполнить банку объемом 1,5 литра водопроводной водой. Наливать доверху не стоит, иначе она может лопнуть. Затем нужно накрыть емкость крышкой и поместить в морозильник, поставив ее на картонку для изоляции дна. Этот способ требует наличия некоторого опыта.

Вам необходимо засечь время, через которое половина воды замерзнет, поэтому очистку рекомендуют проводить в свободное время или подбирать банку подходящего объема. Наиболее удобно, когда продолжительность фазового перехода составляет 10-12 часов. В таком случае замораживания воды два раза в сутки будет достаточно для ежедневного обеспечения.

После того как часть жидкости превратится в лед (это замерзшая чистая вода), необходимо слить оставшийся рассол. Он не пригоден для употребления, поскольку в нем находятся в растворенном состоянии различные примеси и соли. Лед необходимо разморозить и полученную воду применять для приготовления блюд и питья. В холодное время года местом для замораживания может служить балкон.

Приготовление протиевой воды по методу А. Маловичко

Воду из-под крана следует пропустить через бытовой фильтр и налить в эмалированную емкость, а затем поместить ее в морозильную камеру. Через несколько часов на стенках кастрюли и поверхности жидкости образуется корочка льда.

Незамерзшую жидкость необходимо слить в другую емкость. Застывшая вода является тяжелой (то есть содержит различные примеси), температура ее замерзания составляет -3,8 ̊С.

Кастрюлю с водой вновь нужно поместить в морозилку. Теперь превратиться в лед должно 2/3 всего объема. Оставшуюся в жидком состоянии воду следует слить, она непригодна для употребления. Лед же надо разморозить и полученную жидкость пить в течение дня. Данная вода является протиевой, из нее удалены примеси на 80%, однако содержание кальция достаточно высокое (15 мг/л).

Как очистить воду замораживанием по методу братьев Залепухиных?

Данный способ позволяет получить биологически активную талую воду. Следует нагреть немного воды из-под крана до температуры 95-96 ̊С (доводить до кипения нельзя). При этой температуре по всему объему образуются мелкие пузырьки воздуха.

Сосуд с нагретой жидкостью нужно снять с огня и быстро остудить, поместив в большую емкость, наполненную холодной водой. Остывшую воду нужно очистить с помощью замораживания по одному из приведенных выше методов. Этим способом можно получить воду, которая обладает природной структурой и содержит меньше газов, поскольку при подготовке проходит все стадии круговорота воды в природе.

Другие бытовые способы очистки воды – кипячение, отстаивание, фильтры

С раннего возраста мы приучаем детей к тому, что неочищенную воду употреблять не рекомендуется. Обычно мы пьем кипяченую. Такая обработка позволяет уничтожить биологических загрязнителей, удалить хлор и другие летучие соединения (радон, аммиак и др.).

При нагревании воды до температуры кипения она действительно очищается, но при этом происходят и нежелательные изменения. Во-первых, меняется структура воды, и она становится «мертвой», так как кислород из нее улетучивается. С увеличением продолжительности кипячения уменьшается ее полезность, хотя в воде и погибают все патогенные микроорганизмы.

Во-вторых, при кипении часть жидкости испаряется, поэтому концентрация всех имеющихся в ней примесей возрастает. Соли и другие соединения оседают на поверхностях сосудов в виде накипи, налета и в дальнейшем попадают с водой в организм человека.

Если соли вовремя не выводятся, то возможно их отложение. Это проблема, с которой часто сталкиваются люди, может стать причиной развития многих опасных заболеваний - таких, как болезни суставов, почечнокаменная болезнь, цирроз печени, артериосклероз, инфаркт и др.

Необходимо отметить, что существуют вирусы, для уничтожения которых температуры кипения воды недостаточно. Кроме того, кипячением можно удалить хлор, находящийся только в газообразном состоянии. Существуют данные о том, что кипяченая вода из-под крана содержит хлороформ (может вызывать развитие рака), даже если до нагревания он был удален с помощью продувки инертным газом.

Из сказанного выше можно сделать вывод, что при кипении вода становится «мертвой». После такой обработки в ней остаются частицы механических примесей, соли тяжелых металлов, хлорорганические соединения, а также устойчивые к высоким температурам вирусы.

Еще для очистки воды используют способ отстаивания. Он позволяет удалить хлор и крупные частицы. Воду следует налить в большую емкость и оставить в покое на несколько часов. Если жидкость не перемешивать, то хлор улетучится из слоя глубиной 1/3 от всей толщи. Его и нужно употреблять для пищевых целей.

Этот метод не является эффективным - воду рекомендуют все равно подвергать кипячению.

В настоящее время широко применяют специальные фильтры, действие которых основано на таких методах, как озонирование, использование активного серебра и активированного угля, йодирование, воздействие ультрафиолетовым излучением, обратный осмос.

Озонирование воды является эффективным методом водоподготовки, используемым в странах Европы. При обработке озоном происходит разрушение клеточных мембран и окисление содержимого клетки. В результате все находящиеся в воде микроорганизмы погибают. Такая очистка позволяет добиться улучшения ее вкусовых качеств и устранить посторонние запахи.

Очищающие свойства серебра давно применяются для подготовки воды. Раньше ее оставляли на некоторое время в сосудах из серебра, считая, что таким способом можно обеззаразить.

В настоящее время очистка серебром заключается в присоединении его ионов к клеточной мембране микроорганизмов. Есть и противники этого способа. Они говорят, что обработанная таким образом жидкость небезопасна для организма человека. Сейчас при необходимости долгого хранения уже очищенной воды тоже используют серебро.

Активированный уголь также применяют для водоподготовки. Очистка с его использованием называется сорбционной (от лат. sorbeo - поглощаю) и позволяет удалить хлорсодержащие соединения, запахи, цвет. Кроме того, при очистке уголь адсорбирует растворенные в воде газы, вещества органического происхождения.

Активированный уголь имеет пористую структуру, что обеспечивает большую площадь его поверхности. Поэтому водоподготовка с ним очень эффективна.

Йодирование нередко используют для очищения воды, которой заполняют бассейны. Существуют специальные йодосодержащие таблетки, которые применяют для дезинфекции воды в походах, экспедициях и т. д. К примеру, с помощью них можно обеззаразить воду из старого колодца или родника. Ниже данный способ описан подробнее.

Обработка воды ультрафиолетом является эффективным способом очистки. Осуществляется она с помощью ультрафиолетовой мембраны, принцип действия которой заключается в инициировании фотохимических реакций, губительно действующих на клетки микроорганизмов. В результате находящиеся в воде микробы погибают.

Обратный осмос тоже используют для водоочистки, хотя раньше этот метод применяли, чтобы опреснить морскую воду. В настоящее время очистка с помощью обратного осмоса широко применяется во всем мире. Входящие в состав установок для бытовой очистки воды фильтры производятся на основе обратно осмотических систем. Такие установки очень эффективны и надежны.

Системы обратного осмоса

Очищение происходит при прохождении воды через полупроницаемую мембрану, которая пропускает молекулы воды и задерживает соединения, имеющие более крупные молекулы или ионы (соли тяжелых металлов, ржавчину, механические примеси).

После окончания процесса фильтрации получают две фракции: очищенную воду и осадок из различных присутствующих в воде примесей. Данный способ подготовки воды позволяет отделить от нее загрязнения на молекулярном уровне. Степень очистки при использовании данного способа высокая, он более эффективен, чем традиционные методы фильтрации, поскольку позволяет удалить вещества органического происхождения, а также бактерии и вирусы.

Способы очистки воды в походных условиях

Существуют различные способы очистки воды в природных условиях.

Способ № 1 . Чтобы профильтровать воду, необходимо взять любую ненужную емкость, к примеру, банку из-под консервов или пластиковую бутылку. На дне следует сделать несколько отверстий, а затем положить на него ткань. После в сосуд нужно засыпать песок (2/3 от всего объема). Фильтр готов.

Воду, которую вы хотите очистить, необходимо заливать в него сверху. Через отверстия в дне будет вытекать очищенная вода, ее нужно собрать и использовать для питья или приготовления пищи. При необходимости можно прогнать воду через песок несколько раз для более эффективной очистки. Песок нужно периодически менять.

Способ № 2. Если песок взять негде, то можно использовать для заполнения фильтра древесный уголь, образующийся при сгорании дров в костре. Нужно измельчить куски угля, сдуть золу и засыпать в подготовленную емкость. Стоит отметить, что если применять для очистки уголь, образующийся при сожжении хвойных пород, у воды могут появиться специфические привкус и запах. Поэтому рекомендуется использовать только уголь лиственных пород деревьев.

Способ № 3. В случае если нет никакого подходящего сосуда, для изготовления фильтра можно использовать шапку или кепку, рукав или же рубашку полностью. Если имеется кусок материи, сделайте из него фильтр, свернув кульком.

Тканевые фильтры тоже необходимо заполнять песком или углем. Предназначенную для очистки воду нужно лить в центральную их часть, сделав в фильтрующем материале углубление. Это позволит избежать просачивания жидкости через боковые поверхности. Чтобы было удобно собирать очищенную воду, можно подвесить фильтр на ветку или на треногу.

Способ № 4. Если вода загрязнена сильно, требуется ее многократная фильтрация. Кроме того, можно пропустить ее через несколько фильтров, расположенных один за другим. Как это сделать? Следует разместить один над другим несколько полотен материи, закрепив на чем-либо. На каждое из них нужно уложить фильтрующий материал, в качестве которого можно использовать песок, древесный уголь, траву.

В наполнителе верхнего фильтра делают углубление в центре и наливают в него воду небольшими порциями. Собирать очищенную жидкость следует на выходе ее из последнего фильтрующего элемента.

Способ № 5. Если под рукой не оказалось ни емкости, ни фильтрующего материала, для очистки воды можно использовать «земляной насос». Такой способ достаточно прост и эффективен. Необходим будет водоем, воду из которого вы хотите очистить и какой-либо инструмент для выкапывания ямы (нож, лопата, палка и т. д.).

Яма (глубиной примерно 50 см) должна находиться в 0,5-1 м от края озера (пруда, ручья, реки). После выкапывания вода начнет постепенно просачиваться и заполнять углубление. Когда оно заполнится полностью, воду нужно вычерпать и подождать, пока она наберется снова. Вычерпывать придется несколько раз, пока поступающая вода не станет прозрачной и использовать для своих нужд.

Способ № 6. Перегонка. Сущность этого метода заключается в следующем. Предназначенную для очистки воду нужно нагреть и довести до кипения – будет образовываться пар, который необходимо охлаждать. В результате он будет конденсироваться. Образующуюся при этом воду можно пить. Она получается очищенной как от растворенных в ней соединений, так и от механических примесей. Этот способ подходит как для водоочистки, так и для опреснения соленой воды.

Чтобы перегнать воду, потребуется соорудить несложное устройство из металлической трубы, согнутой под углом 90 ̊. Ее надо закрепить на негорючих опорах, например, холмиках из песка или земли. Концы этой трубы должны смотреть вверх. После следует заполнить ее водой и разжечь под трубой костер (под местом сгиба). Над открытыми концами трубы размещают металлические емкости, выложенные изнутри тканью. При кипении воды в трубе будет образовываться пар. Поднимаясь, он осядет в виде конденсата на поверхности емкостей и впитается в ткань. По мере ее пропитывания капли будут стекать вниз. Для их сбора нужно поставить внизу тару.

Можно использовать и более простой способ: заполнить водой емкость, поставить на огонь. Сверху она должна быть закрыта тканью. Когда жидкость закипит, пар начнет конденсироваться на ткани. Когда она впитает достаточно влаги, ее нужно снять с кастрюли чем-нибудь (чтобы не получить ожог) и отжать. Не следует наливать в емкость слишком много воды, поскольку в таком случае она может намочить материю.

Способ очистки воды от тяжелых металлов

Тяжелые металлы в небольшом количестве обнаруживаются в природе, в том числе и в воде. Если содержание их не больше допустимого, то это не опасно для живых существ. Если же количество тяжелых примесей превышает значения предельно допустимых концентраций, то это может привести к развитию серьезных недугов. Поэтому очищать воду от примесей тяжелых металлов при ее подготовке нужно обязательно. Делается это и в промышленных масштабах.

В чем заключается способ очистки воды от солей? При такой водоподготовке питьевая вода (а также промышленная) освобождается от соединений ртути, кадмия, никеля, кобальта, цинка. Удалить их не очень просто, поскольку соли этих элементов образуют очень устойчивые связи. Кроме того, соли разных тяжелых металлов имеют различную структуру. Поэтому подходящий для удаления одних соединений способ обработки не поможет избавиться от примесей других.

Один из методов, позволяющих удалить из воды соединения тяжелых металлов, основан на использовании химических реагентов – коагулянтов . Если требуется добиться определенного уровня активной кислотности воды (значения рН), то в нее добавляют специальные химические вещества, которые связывают соли тяжелых металлов, в результате чего образуются соединения, нерастворимые в воде. Они выпадают в осадок, который достаточно просто удалить.

К примеру, при активной кислотности 8-9 единиц рН соединения тяжелых металлов преобразуются в нерастворимые и выпадают в осадок. Очистить от них воду довольно легко.

Добиться образования нерастворимых соединений тяжелых металлов можно путем добавления в сточные промышленные воды и канализационную систему специальных реагентов. При их выборе следует учитывать ряд факторов. Некоторые из них приведены ниже:

концентрация солей тяжелых металлов в воде;

степень сложности водоочистки от таких соединений;

наличие других примесей в очищаемой воде и их состав.

Образование нерастворимого осадка – это лишь первый этап очистки. После завершения химических реакций, когда все соли тяжелых металлов перейдут в нерастворимую форму, воду необходимо профильтровать (в случае если есть необходимость в ее повторном использовании). Осадок можно собрать, используя специальные емкости-отстойники. Для отделения осевших примесей эффективно использование центрифуг. Конструкции некоторых фильтров (кроме удаления осадка) предполагают возможность его просушки, что позволяет использовать полученный порошок при проведении строительных работ.

Этот способ очистки воды от солей тяжелых металлов применяется наиболее часто, он не требует наличия специальных устройств и приспособлений. Недостаток его заключается в том, что другие примеси удалить таким способом не получится, из воды удалятся только соединения тяжелых металлов. Кроме того, в очищаемой воде могут находиться вещества, которые будут затруднять процесс или вовсе препятствовать его протеканию. К таким относится, например, пероксид водорода, мыло. Поэтому перед применением этого метода очистки нужно провести лабораторный анализ состава воды. Это позволит избежать поломок оборудования, задействованного в процессе и обеспечит хороший результат.

Удалить из воды примеси соединений тяжелых металлов можно с помощью установок обратного осмоса . При использовании такого метода можно очистить воду от веществ, молекулы которых имеют больший размер, чем молекулы воды. Это очень эффективный способ. Мембраны установок разделяют обрабатываемую жидкость на две фракции (чистую воду и примеси), которые не могут смешаться. Соединения тяжелых металлов агрессивны и полупроницаемые мембраны могут повредиться, поэтому их изготавливают из специальных материалов.

Способы очистки воды от железа

Определить присутствие соединений железа в воде невозможно без проведения лабораторных исследований. Тем не менее, если на поверхности воды, оставленной в покое в открытой емкости, образовалась масляная пленка, это свидетельствует о наличии примесей железа. Они негативно сказываются на качестве питьевой воды: изменяется вкус напитков и блюд, приготовленных с их использованием, после стирки на вещах остаются разводы. Полностью очистить воду от железа в промышленных масштабах не представляется возможным, поэтому следует знать способы домашней очистки воды. На 100% удалить его не получится, поскольку оно может находиться в воде в разных формах (одновалентное, двухвалентное и трехвалентное), а также в виде различных соединений.

Какие же существуют эффективные способы очистки воды от железа? Этот вопрос интересует не только потребителей, но и производителей фильтров для очистки воды и оборудования для удаления из нее примесей железа.

Перед тем как очищать воду, необходимо выяснить, в какой форме данный элемент присутствует в ней. Чистый металл (одновалентная форма) практически не встречается в природе, поскольку легко окисляется на воздухе до трехвалентного (при этом образуется нерастворимая ржавчина). Чаще всего в воде присутствует железо в двухвалентной форме, которая является растворимой. Выпадает в осадок она при определенном значении рН. Нужно помнить, что недостаточно лишь осадить примеси, нужно еще и удалить образовавшийся осадок.

Железо может присутствовать в воде в органической форме, образуя коллоидный раствор. Частицы его очень мелкие и не растворяются в воде.

Очистка питьевой воды от различных форм железа – актуальная проблема для населения как сел, так и городов. Во многих странах специалисты разрабатывают различные способы очистки питьевой воды от него. Тем не менее, до сих пор не существует универсального метода, позволяющего избавиться от всех форм данного элемента.

Основная сложность заключается в том, что источники воды людьми используются разные. Водопроводная вода подвергается очистке, но ее недостаточно, чтобы полностью удалить соединения железа. Потребители вынуждены проводить дополнительную очистку с использованием различных фильтров. На современном рынке их представлено огромное множество. Работа их основана на разных принципах, но все они достаточно эффективны.

В России существует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.

Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предоставляет полный спектр услуг - консультацию специалиста, анализ воды из скважины или колодца, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы компания предоставляла и сервисное обслуживание фильтров.

Таковой является компания Biokit, которая в режиме онлайн предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

Специалисты компании Biokit готовы вам помочь:

подключить систему фильтрации самостоятельно;

разобраться с процессом выбора фильтров для воды;

подобрать сменные материалы;

устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;

найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.

Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!

Из этой статьи вы узнаете:

• Какие способы очистки воды существуют
• Как работают различные способы очистки воды
• Какой способ очистки самый эффективный
• Как очистить воду дома
• Как очистить воду в походных условиях

Загрязнение водных ресурсов – это глобальная экологическая проблема. Человеку жизненно необходима чистая вода, и современная наука в этом плане не стоит на месте. Ученые всех стран трудятся над решением этой задачи и разрабатывают новые системы и способы очистки воды. Применение того или иного метода зависит от количества, химического состава и уровня загрязнения жидкости. В промышленности для восстановления нормативных показателей воды используются одни технологии, а в бытовых условиях – совсем другие.

Какие существуют способы очистки воды

Существуют различные группы методов искусственного улучшения качества воды, вне зависимости от вида загрязнений и характера примесей. Среди них:

• биологические;
• физические;
• химические;
• физико-химические.

Для достижения максимального результата чаще всего используют комплексный подход – комбинируют наиболее эффективные способы и системы очистки воды.

Биологические способы очистки воды

Биологические методы восстановления нормативных показателей воды являются самыми современными и довольно результативными. Биотехнологии основаны на использовании живых организмов – различных видов бактерий, низших грибов, водорослей, простейших и даже некоторых многоклеточных (красных червей и мотыля).

Биологический способ очистки воды осуществляется путем подбора определенного вида живых организмов, подходящих для нормализации химического состава сточных вод. Например, для окисления азотсодержащих соединений используются нитрофицирующие бактерии Nitrobacter и Nitrosomonas, а для удаления фосфора из жидкости необходимы фосфат аккумулирующие организмы.

Скопления колоний бактерий и микроорганизмов, которые очищают водные стоки, называются активным илом. Эта темно-коричневая или черная илистая масса с запахом сырой земли при отстаивании образует оседающие хлопья. Колонии микроорганизмов (зооглеи), в зависимости от условий биоочистки и химического состава жидкости, могут принимать различную форму (шарообразную, древовидную и т. д.) После улучшения качественных показателей сточных вод активный ил с находящимися в нем зооглеями легко отделяется от водной составляющей.

Использование определенного оборудования и технологические особенности очистительного процесса напрямую зависят от вида микроорганизмов, которые образуют очищающую биомассу. Все они делятся на две основные группы: аэробные и анаэробные. Аэробным бактериям для окисления веществ необходим кислород, который они потребляют в процессе питания. Анаэробные организмы при выполнении своей «работы» в кислороде не нуждаются.

Условия, в которых используются биологические способы очистки воды:

• биологические пруды – естественные или искусственные водоемы;
• поля фильтрации – участки почвы, через которые происходит фильтрация воды (песок, глина, суглинок или торф);
• биофильтры – специальные очистные сооружения;
• аэротенки (окситенки) – сложные конструкции для искусственной аэрации;
• метантенки – геометрические резервуары для анаэробной стабилизации осадков и сточных вод.

В почве биологических прудов обитают микроорганизмы активного ила, происходит естественная аэрация. В песчаных, глинистых, суглинистых и торфяных почвах тоже живут микроорганизмы, за счет них и осуществляется фильтрация. Очистные системы такого типа отличаются простотой и отсутствием эксплуатационных затрат, но они не способны бороться с сильными загрязнениями.

В биофильтре для очистки воды используется слой загрузочного материала, покрытый биопленкой – пластом аэробных бактерий. Этим микроорганизмам для окисления и биоразложения вредных веществ необходим кислород. Чтобы обеспечить доступ атмосферного воздуха в биофильтре предусмотрена воздухораспределительная система или используется естественная аэрация.

Аэротенк – сложное очистное сооружение для искусственной аэрации. В процессе биологической очистки вода смешивается с активным илом, в котором находятся колонии аэробных микроорганизмов. Искусственная аэрация в аэротенке способствует насыщению среды кислородом. Процессы биоразложения загрязнений стимулируются кислородом и дополнительным перемешиванием. В аэротенк для аэрации поступает атмосферный воздух, а в окситенке используется технический кислород, который повышает эффективность процесса очистки.

В метантенках сточные воды очищаются анаэробными микроорганизмами. Этот способ отличается от описанных выше технологий тем, что в процессе очистки не требуется кислород. В резервуар подается не вода, а концентрированный осадок, который выпадает в отстойниках. Он подвергается интенсивному сбраживанию: мезофильному при температуре +30…+35 °C или термофильному при температуре +50…+55 °C. Чтобы ускорить процесс брожения, в метантенке может быть установлен дополнительный подогрев. Анаэробное разложение происходит в несколько этапов. На последнем происходит образование метана, который является экологически чистым топливом.

Физические способы очистки воды

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

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

Наиболее распространенные физические способы очистки воды от железа и металлов:

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

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

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

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

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

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

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

Химические способы очистки воды

Очистка воды химическим способом основана на взаимодействии реагентов с различными видами загрязнителей. В результате химической реакции вредные вещества разлагаются на безопасные компоненты или изменяют свое состояние – загрязнения превращаются в нерастворимые соединения и выпадают в отделяемый осадок.

По типу химического взаимодействия можно выделить три основных способа химической очистки воды:

• нейтрализация;
• окисление;
• восстановление.

Нейтрализация основывается на взаимодействии кислот и щелочей. В результате химической реакции выравнивается кислотно-щелочное равновесие.

Нейтрализация осуществляется двумя способами. В первом случае очищаемую жидкость смешивают с кислотной или щелочной средой, а во втором – в воду добавляют реагенты, которые вызывают реакцию нейтрализации.

Нейтрализацию кислых стоков осуществляют с помощью аммиачной воды (NH 4 OH), кальцинированной соды (Na 2 CO 3), гидроксида натрия и калия (NaOH и KOH), известкового молока (Ca(OH) 2). Для нейтрализации щелочных загрязнений используют растворы кислот или кислые отходящие газы, содержащие оксиды CO 2 , SO 2 , NO 2 . Газы пропускают через загрязненный поток воды.

Окисление и восстановление – это еще один способ очистки воды, который отличается использованием более сильных окислителей и восстановителей. Дело в том, что некоторые загрязнители не вступают в реакцию в процессе очистки методом нейтрализации, тогда обезвреживание токсичных компонентов производят с помощью сильных хлорсодержащих окислителей: газообразного хлора (CL 2), хлор соединений, диоксида хлора (CLO 2), гипохлорита калия (KCLO), гипохлорита натрия (NaCLO), гипохлорита кальция (Ca(CLO) 2).

Кроме хлористых кислот для очистки используют перекись водорода (H 2 O 2), дихромат калия (K 2 Cr 2 O 7), перманганат калия (KMnO 4), кислород воздуха (O 2), озон (O 3). В результате реакции окисления токсичные и трудноизвлекаемые вещества обезвреживаются – переходят в нетоксичные или менее токсичные формы. Под действием сильных окислителей происходит окисление клеточных структур микроорганизмов, и микробы погибают.

Обработка воды хлорсодержащими соединениями (хлорирование) – широко применяемый способ очистки водопроводной воды. У этого метода есть множество преимуществ. Доступные и недорогие хлорсодержащие реагенты хорошо очищают и обеззараживают воду, обладают продолжительным антибактерицидным действием. В условиях изношенной системы водоснабжения есть риск возникновения вторичного загрязнения. Обработка хлором не только надежный способ очистки питьевой воды, но и безопасный метод дезинфекции водопровода.

В то же время у хлорирования, как и у любого другого способа очистки, есть свои недостатки, побуждающие к поиску альтернативных решений. Некоторые хлорсодержащие реагенты могут способствовать образованию побочных токсичных соединений. При использовании этого способа очистки питьевой воды нельзя забывать, что хлор является ядовитым химическим элементом, поэтому необходимо строго соблюдать дозирование хлорсодержащего реагента и технологию хлорирования.

В последнее время для очистки питьевой воды все чаще стали применять озонирование – обработку жидкости озоном. По своей эффективности этот способ значительно превосходит хлорирование. Озон нетоксичен и абсолютно безопасен для человека и животных, не образует опасных соединений, в процессе очистки распадается на двухатомный кислород (O 2).

В отличие от хлора передозировка озона не приводит к опасным последствиям. Сегодня озонирование – один из лучших способов очистки воды. Но его широкое распространение пока невозможно из-за сложности получения озона в больших количествах и необходимости повышенных мер безопасности на очистных сооружениях из-за взрывоопасности газа.

Физико-химические способы очистки воды

Физико-химические способы и методы очистки воды довольно разнообразны и составляют довольно обширную группу. Воздействие на загрязнители и токсичные вещества осуществляется с помощью сочетания физических методов и химических реактивов. Это позволяет более качественно очистить жидкость от растворенных газов и токсинов, тонкодисперсных твердых и жидких частиц. Это отличный способ очистки воды от марганца и других тяжелых металлов.

Физико-химический способ можно применять на любом этапе удаления вредных веществ. Он одинаково хорошо подходит как для предварительной нормализации состава жидкости, так и для глубокой очистки.

Как уже говорилось выше, эта группа методов довольно обширна, поэтому рассмотрим лишь самые распространенные или основные способы очистки воды физико-химическим путем:

• флотация;
• сорбция;
• экстракция;
• ионообмен;
• электродиализ;
• обратный осмос;
• термические методы.

Флотация – это процесс отделения гидрофобных (водоотталкивающих) частиц, который осуществляется через современные флотационные установки. Через воду пропускается большое количество пузырьков обычного воздуха. В результате флотации взвешенные частицы загрязнителей прилипают к пузырькам воздуха, всплывают на поверхность флотационной камеры и закрепляются, образуя слой пены, который легко удаляется механизмом для сгребания пены.

Если размер отделяемой частицы больше пузырька воздуха, то вместе они (частица и пузырьки) образуют флотокомплекс – хлопья, всплывающие на поверхность. В физико-химическом способе очистки воды флотацию совмещают с использованием химических реагентов, которые сорбируются на частицах токсичного вещества, снижая его смачиваемость или увеличивая коагуляцию частиц.

Коагуляцией называется объединение и укрупнение мелких диспергированных частиц загрязнения. Флотация является эффективным способом очистки воды от нефтепродуктов, масел и некоторых твердых примесей, которые не поддаются удалению другими методами.

Для эффективной очистки природных вод применяются различные типы флотации:

• пенная;
• напорная;
• механическая:
• пневматическая;
• электрическая;
• химическая и др.

Чтобы хорошо понять принцип улучшения качества воды, подробно рассмотрим два наиболее распространенных типа флотации – пневматическую (напорную) и электрофлотацию.

При пневматической флотации аэратор располагается на дне резервуара. Он состоит из перфорированной трубы и пластины. Воздух, который подается под давлением, проходит сквозь отверстия в перфорированной трубе, дробится на множество отдельных пузырьков и создает восходящий пузырьковый поток. В процессе пневматической флотации поток очищаемой жидкости смешивается со струей, интенсивно насыщенной пузырьками воздуха. Смешанный поток под давлением подает во флотационную камеру, где давление резко падает и газ (воздух), растворенный в воде, выделяется в виде мелких пузырьков.

В процессе электрофлотации очистка воды происходит на поверхности нерастворимых электродов при флотационном эффекте. Электроды, по которым протекает электрический ток, расположены в резервуаре с очищаемой водой. Пузырьки воздуха образуются на поверхности этих электродов.

Сорбционные способы очистки воды относятся к наиболее эффективным технологиям и позволяют устранить даже самые незначительные загрязнения в больших объемах воды. Сорбционные методы подходят как для глубокой очистки вод различного назначения, так и для водоподготовки или доочистки на последнем этапе.

В процессе адсорбции (токсины находятся в верхнем слое сорбента) или абсорбции (загрязнения распределены во всем объеме) происходит избирательное поглощение вредных веществ. Для качественной глубокой очистки воды применяется не только физический, но и химический способ.

При физической очистке адсорбируемые токсины удерживаются с помощью сил молекулярного взаимодействия – физическая адсорбция. При химической – загрязнения устраняются посредством образования химических связей – химическая адсорбция или хемосорбция. Сорбционным способом можно удалить гербициды, пестициды, фенолы, поверхностно-активные вещества и т. д.

В качестве сорбентов используются активированные угли, силикагели, алюмогели, цеолиты. Их пористая структура позволяет увеличить удельную площадь адсорбента. Это повышает эффективность и качество очистки. Сам процесс адсорбции осуществляется двумя путями. В первом случае загрязненная жидкость смешивается со слоем сорбента. Во втором – вода фильтруется через сорбционный слой.

От вида сорбента и удаляемого загрязнителя зависит, какая технология будет применяться. При регенеративном процессе очистки адсорбент используется повторно. Если он не подлежит регенерации, то такой очистительный процесс называется деструктивным.

Экстракция – это еще один распространенный способ очистки воды. Токсичные вещества извлекаются из жидкости с помощью экстрагентов – несмешиваемой или трудно смешиваемой с водой жидкостью, растворяющей определенный тип загрязнений. Очищаемая жидкость в процессе экстракции активно смешивается с экстрагентом. Это обеспечивает большую поверхность контакта фаз. При перемешивании частицы загрязнителя перемещаются в экстрагент, после чего две фазы опять разделяются на экстракт (насыщенный частицами загрязнений экстрагент) и рафинат (очищенную воду).

На последнем технологическом этапе экстрагент извлекается и утилизируется или регенерируется. Такой способ хорошо подходит для удаления органических кислот и фенолов. Еще одно преимущество способа экстракции заключается в том, что извлеченные (экстрагируемые) вещества могут использоваться повторно, если они представляют какую-либо ценность. В этом случае экстрагент регенерируется, а извлеченные компоненты не утилизируются, а сохраняются для других целей.

Экстракционный способ широко применяется промышленными предприятиями для очистки сточных вод и извлечения из них веществ, пригодных для повторного использования в производстве.

Ионный обмен – это очень распространенный в промышленности и в быту способ очистки воды от соли. Он часто используется в процессе водоподготовки для удаления солей жесткости и повышения качественных показателей жидкости.

В процессе очистки происходит обмен ионами между водой и ионитами – твердыми нерастворимыми в воде высокомолекулярными веществами. Эти вещества состоят из матрицы (каркаса) с большим количеством функциональных групп, которые имеют способность к ионному обмену.

Иониты подразделяются на две группы – катиониты и аниониты. Их выбор зависит от типа обмениваемых ионов. Выделяют искусственные ионообменные смолы и природные иониты: цеолиты и сульфоугли. В настоящее время использование природных ионитов отошло на второй план. Для улучшения нормативных показателей воды и ее смягчения применяют синтетические органические смолы. Искусственные смолы превосходят природные иониты по способности к ионообмену.

Бытовые ионообменные фильтры не рассчитаны на очистку сильно загрязненных вод, но ресурса одного устройства хватает на большой объем воды. После использования бытовой ионообменный фильтр подлежит обязательной утилизации. Промышленные фильтры способны осуществлять более глубокую очистку, а их иониты регенерируют с помощью специальных растворов, интенсивно насыщенных ионами H + или OH - .

Электродиализ относится к комплексным методам и сочетает в себе мембранный способ очистки воды и электрический. С помощью электродиализа проводится обессоливание и удаляются различные ионы. Установка для электродиализа называется электродиализатором. Аппарат состоит из нескольких камер, разделенных чередующимися катионообменными и анионообменными мембранами.

Загрязненный водный поток поступает в камеры. В крайних камерах находятся электроды, к которым подведен постоянный ток. Под воздействием электрического поля ионы начинают двигаться к электродам согласно своему заряду, пока не встречают ионоселективную мембрану с совпадающим зарядом. В камерах обессоливания происходит постоянный отток ионов, а в камерах концентрирования ионы накапливаются. В результате из разных камер получают два вида растворов – концентрированный и обессоленный.

Электродиализ отличается от обычного мембранного способа тем, что в комплексном методе для очистки воды используются специальные ионоселективные мембраны, которые пропускают ионы только определенного знака. Главное преимущество электродиализа заключается в том, что данный способ позволяет получать из стоковых вод концентрированные растворы отделяемых веществ и пускать их на вторичную переработку. Поэтому такой способ очистки воды широко применяется на химических заводах.

Применение электродиализа позволяет снизить затраты химических предприятий и сохранить ценные компоненты для вторичной переработки.

Обратный осмос тоже относится к мембранным способам очистки воды. Весь процесс проходит под давлением выше осмотического.

Осмотическое давление – избыточное гидростатическое давление, приложенное к раствору, отделенному полупроницаемой перегородкой (мембраной) от чистого растворителя, при котором прекращается диффузия чистого растворителя через мембрану в раствор. Если рабочее давление выше осмотического, то происходит обратный переход растворителя из раствора. В результате этого растет концентрация растворенного вещества.

С помощью установок обратного осмоса можно отделять растворенные газы, коллоидные частицы, соли (в том числе и соли жесткости), различные микроорганизмы (бактерии и вирусы). Этим способом опресняют морскую воду, очищают сточные воды, производят водоподготовку.

Термические способы очистки воды основаны на удалении загрязнений с помощью высоких или низких температур. Например, выпаривание является достаточно энергоемким процессом, но этот способ позволяет получить очень чистую воду и раствор с высокой концентрацией нелетучих примесей. Такой же эффект достигается при вымораживании. Чистая вода кристаллизируется в первую очередь, а примеси выпадают в осадок и образуют насыщенный раствор.

С помощью выпаривания и вымораживания можно отделять примеси загрязнителей, тем самым улучшая качественные показатели жидкости. Для нейтрализации очень токсичных веществ и трудно разлагаемых загрязнений применяется термическое окисление. Очищаемую воду распыляют и воздействуют на нее высокотемпературными продуктами сгорания топлива.

Способы очистки воды в домашних условиях

В современном мире нетрудно купить надежный бытовой фильтр для очистки жидкостей от примесей, загрязнений и микроорганизмов (вирусов и бактерий). В специализированных магазинах представлен широкий ассортимент всевозможных устройств: насадки на кран, фильтры-кувшины, установки для предочистки, фильтры, устанавливаемые на водопроводный кран.

Но если по каким-то причинам фильтра в доме не оказалось или он пришел в негодность, не отчаивайтесь. Чтобы быстро решить проблему, необходимо знать, какие способы и методы очистки воды существуют и как их можно использовать в домашних условиях.

Отстаивание является самым простым способом очистки воды. Для обеззараживания и нейтрализации токсичных веществ и микроорганизмов водопроводную воду хлорируют. Но хлорированная жидкость имеет неприятный запах и вкус. К тому же хлор способен накапливаться в организме человека, а во время термической обработки (кипячения) образует вредные химические соединения.

Для нейтрализации вредного воздействия хлора можно воспользоваться способом отстаивания воды. Для этого большую чистую емкость (например, ведро) наполните водой из-под крана и оставьте на 7-8 часов. Этого времени достаточно для того, чтобы улетучились не только хлорные соединения, но и примеси тяжелых металлов. Важно! Использовать для питья и приготовления пищи нужно только три четверти отстоянной воды. Остаток следует вылить.

Талая вода – простой домашний способ очистки воды. Если у вас дома есть вместительная морозильная камера, то вам можно воспользоваться этим методом. Возьмите пустые пластиковые бутылки, наполните их холодной водопроводной водой и положите в морозильную камеру. Когда содержимое бутылок замерзнет наполовину, вы увидите, что в середине объема остается не замерзшая вода – это раствор примесей и загрязнителей, который следует вылить. Оставшийся лед растопите и используйте для питья и приготовления пищи.

Отсутствие прозрачности, серый или желтый оттенок, мутность указывает на то, что лед недостаточно чистый. В такой жидкости содержатся вредные загрязнения, ее нельзя пить. Чистая талая вода очень полезна для кожи. Косметологи рекомендуют использовать ее для умывания.

Этот метод можно назвать природным способом очистки воды. В природе всегда сначала замерзает чистая жидкость, а все примеси, загрязнения и соли остаются в растворе. Например, даже на поверхности морского водоема находится слой замерзшей пресной воды.

Обогащение кремнием. Кремний называют природным фильтром, так как он обладает достаточно сильными бактерицидными и противовоспалительными свойствами и хорошо очищает и обеззараживает воду. Приобрести его можно в аптеке или заказать в интернет-магазине по вполне доступной цене – 230–250 рублей за 150 г. Питьевая вода, обогащенная кремнием, улучшает обмен веществ, способствует выведению из организма канцерогенов, токсинов и шлаков, полезна для желудочно-кишечного тракта. Обогащение жидкости кремнием можно назвать народным способом очистки воды. Такой метод часто используют в лечебно-профилактических целях.

Если вы решили в качестве фильтра использовать кремний, то перед первым применением тщательно промойте его, а затем залейте обычной водопроводной водой и оставьте погруженным в жидкость на 2-3 суток. По истечении этого времени очищенную воду можно пить небольшими глотками по 2-3 стакана в сутки. Не реже одного раза в неделю кристаллы кремния следует тщательно промывать от образовавшегося в процессе очистки налета.

Очищение активированным углем . Активированный уголь обладает высокой сорбционной способностью и является эффективным очистителем жидкостей. Этот сорбент обязательно входит в состав наливных фильтров для бытового применения. Активированный уголь поглощает все токсины, улучшает вкус и запах водопроводной воды. Также данный способ подходит для очистки воды из скважин.

В бытовых условиях можно изготовить фильтр для очистки воды своими руками. Для этого сшейте мешочек из тонкой ткани или марли и наполните его гранулами или порошком активированного угля. Если уголь в таблетках, то их необходимо измельчить. Изготовленный фильтр поместите на емкость и направьте на него струю воды. Единственный недостаток такого способа очистки – уже через несколько дней потребуется замена самодельного фильтра.

Очищение серебром. Способ очистки воды серебром известен с давних времен. Ионы серебра обладают бактерицидным действием, хорошо очищают и обеззараживают жидкость. Для того чтобы улучшить качество питьевой жидкости, налейте ее в стеклянную емкость, поместите внутрь чистые серебряные предметы 999 пробы и оставьте их в сосуде на 8–10 часов. У данного способа очистки есть некоторые противопоказания. Постоянное употребление такой воды может привести к накоплению серебра в организме человека. А так как этот металл является тяжелым, его избыток может спровоцировать нарушение обмена веществ.

Как очистить воду в условиях похода

В любом длительном походе обязательно возникает вопрос о том, какие способы очистки воды можно применить в природных условиях. Особенно важно это, если источники живительной влаги вызывают сомнения, а запастись питьевой водой нет возможности. В этом случае для питья и приготовления пищи приходится брать жидкость из любых, попадающихся на пути водоемов, а это очень опасно для здоровья. Чтобы обезопасить себя, каждый турист должен знать наиболее доступные и эффективные способы очистки воды в природе:

Фильтрация. Для быстрой фильтрации жидкости можно использовать самый обычный песок. Возьмите бутылку или воронку, в нее положите кусочек ткани или плотную бумагу, а сверху насыпьте слой песка. Если поблизости его нет, то возьмите измельченный древесный уголь, полученный от деревьев лиственных пород. Когда приспособление для фильтрации будет изготовлено, пропустите через него воду.

Если под рукой нет бутылки или воронки, то в качестве фильтра можно использовать кепку. Сложите ее в виде воронки, поместите над чистой емкостью и пролейте сквозь нее воду. Для получения лучшего результата, рекомендуется пропускать воду через фильтр несколько раз, пока она не станет прозрачной. Для облегчения задачи перед отправлением в поход приобретите портативный фильтр.

Дистилляция и перегонка. В некоторых водоемах вода настолько загрязнена, что ее невозможно очистить способом фильтрации. В таких случаях бывалые туристы применяют дистилляцию и перегонку. Сделайте самое простое устройство для опреснения и поставьте его так, чтобы оба конца были направлены вверх. В трубу (опреснитель) налейте воду из водоема, а над открытыми концами трубы разместите две кастрюли дном вверх.

На внутренней стороне дна каждой кастрюли закрепите чистую ткань, сложенную в несколько слоев. Под трубой разведите костер. Пар из трубы будет попадать в кастрюли и конденсироваться на ткани. После завершения процесса очистки возьмите чистую тару и выжмите в нее жидкость из ткани.

Если нет возможности найти металлическую трубу, есть другой способ очистки воды методом дистилляции. Поставьте на огонь любую огнеупорную посуду с узким горлом. Возьмите трубку и воткните один ее конец в огнеупорную емкость, а другой – в тару для сбора воды. Чтобы жидкость не испарялась вместе с паром, плотно закупорьте или замажьте глиной горлышко посуды, стоящей на огне, пар будет выходить только через трубку.

В холодных условиях для очистки можно заморозить воду. Налейте жидкость в широкую посуду и подождите, пока верхний слой замерзнет на две трети. Лед аккуратно извлеките из емкости, а незамерзший остаток слейте.

Фильтрация очищает жидкость только от твердых загрязнений. После фильтрования воду обязательно нужно обеззаразить. Чтобы уничтожить вредные микроорганизмы, можно воспользоваться простыми способами очистки воды от металла и примесей: прокипятить, использовать химические вещества, обеззаразить бактерицидными растениями.

Кипячение. Поставьте котелок или кастрюлю на огонь, доведите жидкость до кипения и кипятите около 10 минут. При сильном загрязнении время кипения следует увеличить до 30 минут.

Химический метод. На литр воды возьмите 2 чайные ложки обычной поваренной соли. Хорошо растворите ее в жидкости и оставьте настаиваться 30 минут. Микроорганизмы погибнут в солевом растворе. Единственным недостатком этого способа очистки можно считать соленый вкус воды.

Эффективным способом считается дезинфекция воды хлорной известью. Сначала сделайте маточный раствор. Для этого в литре воды растворите половину чайной ложки хлорной извести. Для обеззараживания воды добавьте 1 чайную ложку маточного раствора в 1 литр воды, хорошо взболтайте емкость и поставьте для отстаивания. Перед употреблением очищенную воду необходимо отфильтровать.

Еще наши бабушки для обеззараживания воды использовали марганцовку. Возьмите 1 литр воды, опустите в жидкость два кристалла марганцовки и хорошо размешайте. Раствор получится бледно-розового цвета.

Также для очистки воды можно использовать таблетки для обеззараживания, которые продаются в специализированных магазинах туристических товаров.

Природные средства. Издревле люди использовали растения, обладающие бактерицидным эффектом. Чтобы очистить воду в лесу, возьмите хвою сосны, можжевельника, пихты или отделите кору от ствола лиственного дерева. Для этого подойдет ива, дуб, береза. Прокипятите воду с хвоей или кусочками коры около 40 минут и оставьте настаиваться не менее 6 часов.

Если качество воды оставляет желать лучшего…

Проблему грязной воды в доме можно частично решить установкой качественного фильтра, но в таких системах периодически возникает необходимость замены комплектующих, ведь от этого напрямую зависит, насколько хорошо будет очищена жидкость для питья.

В то же время остается нерешенным вопрос: как добиться того, чтобы на нашем рабочем месте или у ребенка в школе была вода наилучшего качества? Лучшее решение – купить ее с доставкой.

Компания «Айсберг» предлагает выгодные условия для обслуживания своих клиентов:

• бесплатная доставка воды на дом или в офис: покупатели оплачивают только стоимость товара;
• скважины, из которых набирается наша вода, имеют документы регистрации в Государственном водном кадастре РФ;
• для добычи и бутилирования воды используются передовые технологии, что помогает сохранять и преумножать ее качество и природную чистоту;
• мы также реализуем современные кулеры для воды и другое оборудование, изготовленное известными европейскими брендами с учетом существующих стандартов качества. Размеры помп и стеллажей для бутылей варьируются, позволяя установить приборы даже в небольших помещениях;
• доставка питьевой воды на дом или в офис осуществляется по минимальной цене, благодаря постоянным акциям от нашей компании;
• вместе с водой вы можете приобрести одноразовую посуду, чай, кофе и прочую вспомогательную продукцию.

Чистая вода – это ценность, но она не должна быть на вес золота. Наша миссия – обеспечить каждый дом и рабочее место качественной питьевой водой, поэтому мы приготовили для наших клиентов самые выгодные условия.

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно - бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода). Очистка сточных вод - вынужденное и дорогостоящее мероприятие, представляющее собой довольно сложную задачу, связанную с большим разнообразием загрязняющих веществ и появлением в их составе новых соединений.

Методы очистки вод можно разделить на 2 большие группы: деструктивные и регенеративные.

В основе деструктивных методов лежат процессы разрушения загрязняющих веществ. Образующиеся продукты распада удаляются из воды в виде газов, осадков или остаются в воде,. но уже в обезвреженном виде.

Регенеративные методы - это не только очистка сточных вод, но и утилизация ценных веществ, образующихся в отходах.

Методы очистки вод можно разделить на: механические, химические, гидрохимические, электрохимические, физико-химические и биологические. Когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примеси.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

Гидромеханические методы применяют для извлечения из сточных вод нерастворимых грубодисперсных примесей органических и неорганических веществ путем отстаивания, процеживания, фильтрования, центрифугирования. С этой целью используют различные конструктивные модификации сит, решеток, песколовок, отстойников, центрифуг и гидроциклонов.

Электрохимические методы очистки сточных вод от различных растворимых и диспергированных примесей включают анодное окисление и катодное восстановление, электрокоагуляцию, электродиализ. Процессы, лежащие в основе этих методов, протекают при пропускании через сточную воду электрического тока. Под действием электрического поля положительно заряженные ионы мигрируют к катоду, а заряженные отрицательно - к аноду. В прикатодном пространстве происходят процессы восстановления, а в прианодном - процессы окисления.

Физико-химические методы очистки сточных вод многообразны. Это коагуляция, флотация, адсорбционная очистка, ионный обмен, экстракция, обратный осмос и ультрафикация. При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонкодисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества.

Биохимические методы очистки сточных вод. Применяются для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод от органических и некоторых неорганических (сероводорода, сульфидов, аммиака, нитратов и др.) веществ. Процесс очистки основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания, превращения их в воду, диоксид углерода, сульфат-фосфат-ион и др. и увеличивая свою биомассу.

Также к основным методам очистки воды относятся нижеперечисленные методы:

Осветление - удаление из воды взвешенных веществ. Реализуется фильтрацией воды через пористые фильтроэлементы (картриджи) или через слой фильтроматериала. Осветление воды путем осаждения взвешенных веществ. Эту функцию выполняют осветлители, отстойники и фильтры. В осветлителях и отстойниках вода движется с замедленной скоростью, вследствие чего происходит выпадение в осадок взвешенных частиц. В целях осаждения мельчайших коллоидных частиц, которые могут находиться во взвешенном состоянии неопределенно долгое время, к воде прибавляют раствор коагулянта (обычно сернокислый алюминий, железный купорос или хлорное железо). В результате реакции коагулянта с солями многовалентных металлов, содержащимися в воде, образуются хлопья, увлекающие при осаждении взвеси и коллоидные вещества.

Коагуляция - обработка воды специальными химическими реагентами для укрупнения частиц загрязнений. Делает возможными или интенсифицирует осветление, обесцвечивание, обезжелезивание. Коагуляцией примесей воды называют процесс укрупнения мельчайших коллоидных и взвешенных частиц, происходящий вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения.

Окисление - обработка воды кислородом воздуха, гипохлоритом натрия, марганцевокислым калием или озоном. Обработка воды окислителем (или их комбинацией) делает возможными или интенсифицирует обесцвечивание, дезодорацию, обеззараживание, обезжелезивание, деманганацию.

Обесцвечивание - удаление или видоизменение веществ, придающих воде цвет. Реализуется различными методами, в зависимости от причины цветности. Обесцвечивание воды, т.е. устранение или обесцвечивание различных окрашенных коллоидов или полностью растворенных веществ может быть достигнуто коагулированием, применением различных окислителей (хлор и его производные, озон, перманганат калия) и сорбентов (активный уголь, искусственные смолы).

Обеззараживание - обработка воды окислителями и/или УФ-излучением для уничтожения микроорганизмов. Обеззараживание воды (удаление бактерий, спор, микробов и вирусов) является заключительным этапом подготовки воды питьевой кондиции. Использование для питья подземной и поверхностной воды в большинстве случаев невозможно без обеззараживания. Обычными методами при очистке воды являются:

1. Хлорирование путем добавления хлора, диоксида хлора, гипохлорита натрия или кальция.

2. Озонирование. При применении озона для подготовки питьевой воды используются окислительные и дезинфицирующие свойства озона.

3. Ультрафиолетовое облучение. Используется энергия ультрафиолетового излучения для уничтожения микробиологических загрязнений. Кишечная палочка, бацилла дизентерии, возбудители холеры и тифа, вирусы гепатита и гриппа, сальмонелла погибают при дозе облучения менее 10 мДж/см2, а ультрафиолетовые стерилизаторы обеспечивают дозу облучения не менее 30 мДж/см2.

Обезжелезивание/деманганация - превращение растворённых соединений железа и мрования, как правило, через специальные фильтроматериалы. Решение проблемы очистки воды от железа представляется довольно сложной и комплексной задачей. К наиболее часто используемым методам можно отнести:

1. Аэрирование - окисление кислородом воздуха с последующим осаждением и фильтрацией. Расход воздуха для насыщения воды кислородом составляет около 30 л/м3. Это традиционный метод, применяемый уже много десятилетий. Реакция окисления железа требует довольно длительного времени и больших резервуаров, поэтому этот способ используется только на крупных муниципальных системах.

2. Каталитическое окисление с последующей фильтрацией. Наиболее распространенный на сегодняшний день метод удаления железа, применяемый в высокопроизводительных компактных системах. Суть метода заключается в том, что реакция окисления железа происходит на поверхности гранул специальной фильтрующей среды, обладающей свойствами катализатора (ускорителя химической реакции окисления). Наибольшее распространение в современной водоподготовке нашли фильтрующие среды на основе диоксида марганца (MnO2). Железо в присутствии диоксида марганца быстро окисляется и оседает на поверхности гранул фильтрующей среды. Впоследствии большая часть окисленного железа вымывается в дренаж при обратной промывке. Таким образом, слой гранулированного катализатора является одновременно и фильтрующей средой. Для улучшения процесса окисления в воду могут добавляться дополнительные химические окислители.

Умягчение - замена катионов кальция и магния в воде на эквивалентное количество катионов натрия или водорода. Реализуется фильтрованием воды через специальные ионообменные смолы. С жесткой водой сталкивался каждый, достаточно вспомнить о накипи в чайнике. Жесткая вода не годится при окрашивании тканей водорастворимыми красками, в пивоварении, производстве водки. В ней хуже пенится стиральный порошок и мыло. Высокая жесткость воды делает её непригодной и для питания газовых и электрических паровых котлов и бойлеров. Слой накипи в 1,5 мм снижает теплоотдачу на 15%, а слой толщиной 10 мм - уже на 50%. Снижение теплоотдачи ведет к увеличению расхода топлива или электроэнергии, что, в свою очередь, ведет к образованию прогаров, трещин на трубах и стенках котлов, выводя преждевременно из строя системы отопления и горячего водоснабжения. Наиболее эффективным способом борьбы с высокой жесткостью является применение автоматических фильтров - умягчителей. В основе их работы лежит ионообменный процесс, при котором растворенные в воде жесткие соли заменяются на мягкие, которые не образуют твердых отложений.

Обессоливание - удаление из воды растворённых солей на ионообменных смолах или фильтрование воды через специальные плёнки (мембраны), пропускающие только молекулы воды.

Все большее значение в охране поверхностных вод от загрязнения и засорения приобретают агролесомелиорация и гидротехнические мероприятия. С их помощью можно предотвращать заиление и зарастание озер, водохранилищ и малых рек. Выполнение этих работ позволит уменьшить загрязненный поверхностный сток и будет способствовать чистоте водоемов.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) ежегодно в мире из-за низкого качества воды умирает около 5 млн. человек. Инфекционная заболеваемость населения, связанная с водоснабжением, достигает 500 млн. случаев в год. Это дало основание назвать проблему водоснабжения доброкачественной водой в достаточном количестве проблемой номер один .

В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, состав и соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород. Из грунта атмосферная вода поглощает углекислоту и становиться способной растворять по пути своего движения минеральные соли

Проходя через породы, вода приобретает свойства, характерные для них. Так, при прохождении через известковые породы, вода становится известковой, через доломитовые породы - магниевой. Проходя через каменную соль и гипс, вода насыщается сернокислыми и хлористыми солями и становится минеральной.

После постройки колодца, да и любого другого источника водоснабжения, необходимо провести исследования качества и состава воды для определения пригодности ее к использованию и потреблению. Надо помнить, что хозяйственно-питьевая вода относится к пищевым продуктам и ее показатели должны отвечать согласно Закону РФ "О санитарно-эпидемическом благополучии населения" от 19.04.91года, санитарным правилам СанПиН 4630-88 и требованию ГОСТа 2874-82 "Вода питьевая".

Качество воды характеризуется ее физическими, химическими и бактериологическими свойствами .

К физическим свойствам относятся ее температура, цветность, мутность, привкус и запах.

Температура воды из колодцев должна быть 7.12°С. Вода, имеющая более высокую температуру, теряет свои освежающие свойства. Температура ниже 5° С считается вредной для здоровья людей и приводит к простудным заболеваниям.

Под цветностью понимают ее окраску и выражают в градусах по платиново-кобальтовой шкале.

Мутность определяется содержанием в воде взвешенных частиц и выражается в миллиграммах на литр (мг/л). Вода подземных источников имеет малую мутность.

Наличие в воде органических веществ резко ухудшает ее физические (органолептические) показатели, вызывая различного рода запахи (землистый, гнилостный, рыбный, болотный, аптечный, камфорный, запах нефтепродуктов, хлорфенольный и т.д.), повышает цветность, вспениваемость, оказывает неблагоприятное действие на человека и животных.

Установлено, что незначительные изменения физических свойств воды снижают секрецию желудочного сока, а приятные вкусовые ощущения повышают остроту зрения и частоту сокращений сердца (неприятные - снижают).

Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: активной реакцией, жесткостью, окисляемостью, содержанием растворенных солей.

Активная реакция воды определяется концентрацией водородных ионов. Обычно она выражается через pH. При pH=7 среда нейтральная; при pH<7 среда кислая, при pH>7 среда щелочная.

Жесткость воды определяется содержанием в ней солей кальция и магния. Она выражается в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг·экв/л). Вода подземных источников имеет большую жесткость, а вода поверхностных источников - относительно невысокую (3-6 мг·экв/л).

Жесткая вода содержит много минеральных солей, от которых на стенках посуды, котлах и других агрегатах образуется накипь - каменная соль. Жесткая вода губительна и непригодна для систем водоснабжения. В такой воде плохо заваривается чай, плохо растворяется мыло, почти не развариваются овощи, особенно бобовые.

Мягкая вода должна иметь жесткость не более 10 мг·экв/л.

Окисляемость обуславливается содержанием в воде растворенных органических веществ и может служить показателем загрязненности источника сточными водами. Для колодцев особую опасность представляют сточные воды, в составе которых есть белки, жиры, углеводы, органические кислоты, эфиры, спирты, фенолы, нефть и др.

Содержание в воде растворенных солей (мг/л) характеризуется плотным (сухим) осадком. Вода поверхностных источников имеет меньший плотный осадок, чем вода подземных источников, т.е. содержит меньше растворенных солей. Предел минерализации питьевой воды (сухого остатка) 1000 мг/л был в свое время установлен по органолептическому признаку. Воды с большим содержанием солей имеют солоноватый или горьковатый привкус. Допускается содержание их в воде на уровне порога ощущения: 350 мг/л для хлоридов и 500 мг/л для сульфатов. Нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является сухой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации 200-400 мг/л. При этом минимальное содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния - 10 мг/л.

Степень бактериологической загрязненности воды определяется числом бактерий, содержащихся в 1 куб. см воды и должен быть до 100. Вода поверхностных источников содержит бактерии, внесенные сточными и дождевыми водами, животными и т.д. Вода подземных артезианских источников обычно не загрязнена бактериями.

Различают патогенные (болезнетворные) и сапрофитные бактерии. Для оценки загрязненности воды патогенными бактериями определяют содержание в ней кишечной палочки. Бактериальное загрязнение измеряют коли-титром и коли-индексом. Коли-титр - обьем воды, в котором содержится одна кишечная палочка, должен составлять не менее 300. Коли-индекс - число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды, должен составлять до 3.