Физические способы очистки воды

Методы очистки сточных вод обычно классифицируют по характеру основных процессов, на которых они основаны. По этому признаку их подразделяют на механические, химические, физико-химические и биологические или биохимические.

1.Использование физических методов приводит лишь к изменению формы, размеров, агрегатного состояния и других физических свойств. При этом в последних не исчезают прежние и не возникают какие-либо новые вещества. Физические методы обеспечивают выделение из сточных вод до 95-99% взвешенных веществ и снижают органические загрязнения на 20-25%. Их разделяют на методы процеживания, отстаивания, центрифугирования и фильтрации. В качестве основного оборудования в них применяют различные модификации решеток, сит, отстойников, центрифуг, гидроциклонов и фильтров.

2.Химические методы применяют для удаления из сточных вод растворимых загрязнителей, используя различные реагенты. При взаимодействии с примесями последние образуют безвредные соединения или малорастворимые осадки, в состав которых переходят элементы вредных веществ. Таким образом, изменяются не только физические, но и химические свойства подвергаемых очистке систем. Основными методами химической очистки являются нейтрализация, окисление и восстановление.

Ι.Нейтрализация.

Сточные воды, содержащие минеральные кислоты или щелочи, перед сбросом их в водоемы или перед использованием в технологических процессах нейтрализуют. Практически нейтральными считаются воды, имеющие рН=6,5-8,5. Нейтрализацию можно проводить различным путем: смешением кислых и щелочных сточных вод, добавлением реагентов, фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы и абсорбцией кислых газов щелочными водами. Выбор метода нейтрализации зависит от объема и концентрации сточных вод, наличия и стоимости реагентов.

1.Нейтрализация смешением. Этот метод применяют, если на предприятии имеются кислые и щелочные воды, не загрязненные другими компонентами. Кислые и щелочные воды смешивают в специальной емкости с мешалкой и без неё. В последнем случае перемешивание ведут воздухом.

2.Нейтрализация путем добавления реагентов. Для нейтрализации кислых вод могут быть использованы: NaOH, КОН, Na2CO3, СаСО3, цемент и гидроксид кальция (известковое молоко) с содержанием активной извести Са(ОН)2 5—10%. Реагенты выбирают в зависимости от состава и концентрации кислой сточной воды. При этом учитывают, будет ли в процессе образовываться осадок или нет.

3.Нейтрализация фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы. В этом случае для нейтрализации кислых вод проводят фильтрование их через слой магнезита, доломита, известняка, твердых отходов (шлак, зола). Процесс ведут в фильтрах-нейтрализаторах, которые могут быть горизонтальными или вертикальными.

4.Нейтрализация кислыми газами. Для нейтрализации щелочных сточных вод используют отходящие газы, содержащие СО2, SO2, NO2, N2O3. Применение кислых газов позволяет не только нейтрализовать сточные воды, но и одновременно производить высокоэффективную очистку самих газов от вредных компонентов.

ΙΙ.Окисление.

Для очистки сточных вод используют следующие окислители: газообразный и сжиженный хлор, диоксид хлора, хлорат кальция, пероксид водорода, кислород воздуха, озон и др. В процессе окисления токсичные загрязнения, содержащиеся в сточных водах, в результате химических реакций переходят вменее токсичные, которые удаляют из воды.

1.Окисление хлором. Хлор и вещества, содержащие «активный» хлор, являются наиболее распространенными окислителями. Их используют для очистки сточных вод от сероводорода, гидросульфида, фенолов, цианидов и др.

2.Окисление пероксидом водорода. Пероксид водорода является бесцветной жидкостью, в любых соотношениях смешивается с водой. Он может быть использован для окисления нитритов, цианидов, серо- и железосодержащих отходов и активных красителей.

В кислой среде пероксид водорода переводит соли двухвалентного железа в соли трехвалентного, азотистую кислоту — в азотную, сульфиды — в сульфаты. Цианиды в цианаты окисляются в щелочной среде (рН=9—12).

3.Окисление кислородом воздуха. Кислород воздуха используют при очистке воды от железа для окисления соединений двухвалентного железа в трехвалентное с последующим отделением от воды гидроксида железа. Образующийся гидроксид железа отстаивают в контактном резервуаре, а затем отфильтровывают.

Кислородом воздуха окисляют также сульфидные стоки целлюлозных, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов.

4.Окисление озоном позволяет одновременно обеспечить обесцвечивание воды, устранение привкусов, запахов и обеззараживание. Озонированием можно очищать сточные воды от фенолов, нефтепродуктов, сероводорода, соединений: мышьяка, ПАВ, цианидов, красителей, канцерогенных ароматических углеводородов, пестицидов и др. При обработке воды озоном происходит разложение органических веществ и обеззараживание воды; бактерии погибают в несколько тысяч раз быстрее, чем при обработке воды хлором.

При введении озона в воду идут два основных процесса — окисление и дезинфекция. Кроме того, происходит значительное обогащение воды растворенным кислородом.

Процесс очистки сточных вод значительно сокращается при совместном использовании ультразвука и озона, ультрафиолетового облучения и озона. Так, ультрафиолетовое облучение ускоряет окисление в 10 2 —10 4 раз.

ΙΙΙ.Очистка восстановлением. Методы восстановительной очистки сточных вод применяют в тех случаях, когда они содержат легко восстанавливаемые вещества. Эти методы широко используют для удаления из сточных вод соединений ртути, хрома, мышьяка.

а)в процессе очистки неорганические соединения ртути восстанавливают до металлической ртути, которую отделяют от воды отстаиванием или фильтрованием. Органические соединения ртути сначала окисляют с разрушением соединения, затем катионы ртути восстанавливают до металлической ртути. Для восстановления ртути и ее соединений предложено применять сульфид железа, железный порошок, сероводород и др.

б)наиболее распространенным способом удаления мышьяка из сточных вод является осаждение его в виде труднорастворимых соединений. При больших концентрациях мышьяка (до 110 г/л) метод очистки основан на восстановлении мышьяковой кислоты до мышьяковистой диоксидом серы.

в)метод очистки сточных вод от веществ, содержащих шестивалентный хром, основан на восстановлении его до трехвалентного с последующим осаждением в виде гидроксида в щелочной среде. В качестве восстановителей используются активный уголь, сульфат железа, водород, диоксид серы.

3.Физико-химические методы основаны на явлениях химического характера, получающих развитие под влиянием изменения термодинамических параметров (давление, объем, температура), эти способы очистки базируются на совокупности явлений, пограничных между физическими и химическими. Физико-химические методы пригодны для осаждения токсичных металлов и их солей, удаления масел и суспендированных веществ, осветления стоков. Выбор конкретного способа определяется свойствами и количеством стоков (коагуляция и флокуляция).

4.Биохимические способы очистки в настоящее время нашли широкое применение для очистки как хозяйственно-бытовых, так и промышленных сточных вод от многих растворенных органических и неорганических веществ, которые используются микроорганизмами в качестве питательных веществ и источников энергии и при этом подвергаются окислению с образованием воды и СО2 при аэробной и восстановительным процессам с образованием метана при анаэробной очистке. В процессе питания микроорганизмов происходит прирост их массы. В сообщество микроорганизмов входит множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных микроорганизмов (микроводорослей, грибов и дрожжей). Основная роль в сообществе принадлежит бактериям, число родов которых может достигать 5-10, а видов — несколько десятков и даже сотен. Масса микроорганизмов создает так называемый активный ил с концентрацией до 2-5 г/л сточных вод.

Возможность биохимического окисления определяется по отношению, называемому биохимическим показателем. (БПКполн/ХПК)•100,%.

БПКПОЛН потребление кислорода до начала процессов нитрификации, т.е. окисления нитритов до нитратов.

ХПК — величина, характеризующая общее количество органических и неорганических восстановителей, реагирующих со всеми окислителями, находящимися в сточной воде. Если это отношение равно 50%, то вещества будут поддаваться биохимическому окислению.

Известны два вида процессов с участием микроорганизмов: окислительные (аэробные) в присутствии кислорода, наиболее распространенные в очистке сточных вод. Аэробный метод очистки основан на использовании аэробных групп микроорганизмов, для жизнедеятельности которых необходим постоянный приток кислорода и температура 20-40 градусов. При аэробном методе очистки микроорганизмы культивируются в виде активного ила или биопленки.

Восстановительные (анаэробные) методы протекают в отсутствие кислорода и используются для сбраживания осадков.

Аэробные процессы биохимической очистки могут протекать в природных условиях и в искусственных сооружениях.

1.В естественных условиях очистка происходит на полях орошения, полях фильтрации и биологических прудах.

а)Поля орошения. Это специально подготовленные земельные участки, используемые одновременно для очищения сточных вод и агрокультурных целей. Очистка сточных вод в этих условиях идет под действием почвенной микрофлоры, солнца, воздуха и под влиянием жизнедеятельности растений.

В процессе биологической очистки сточные воды проходят через фильтрующий слой почвы, в котором задерживаются взвешенные и коллоидные частицы, образуя в порах грунта пленку. Затем образовавшаяся пленка адсорбирует коллоидные частицы и растворенные в сточных водах вещества. Проникающий из воздуха в поры кислород окисляет органические вещества, превращая их в минеральные соединения.

Серьезной проблемой использования полей орошения может явиться загрязнение почвы и заражение растений патогенными бактериями и яйцами гельминтов.

б)Если на полях не выращиваются сельскохозяйственные культуры и они предназначены только для биологической очистки сточных вод, то их называют полями фильтрации. Недостатки — большая площадь, возможность загрязнения подземных вод и воздуха газообразные продуктами разложения /запах — на 200 м/.

Читайте также:  Кореопсис сорта с фото и описанием

в)Биологические пруды — представляют собой каскад прудов, состоящий из 3—5 ступеней, через которые с небольшой скоростью протекает сточная вода. Пруды имеют небольшую глубину (0,5-1 м), хорошо прогреваются солнцем и заселены водными организмами. Бактерии используют для окисления загрязнений кислород, выделяемый водорослями в процессе фотосинтеза, а также кислород из воздуха. Водоросли, в свою очередь, потребляют СО2, фосфаты и аммонийный азот, выделяемые при разложении органических веществ.

К недостаткам этих сооружений следует отнести низкую окислительную способность, сезонность работы, потребность в больших территориях, затрудненность очистки, трудно подобрать состав микроорганизмов, поддерживать их концентрацию на нужном уровне, микроорганизмы часто гибнут.

2.Искусственными сооружениями являются аэротенки и биофильтры при аэробной очистке и метатенки при анаэробной. В искусственных сооружениях процессы очистки протекают с большей скоростью, чем в естественных условиях.

1.Очистка в биофильтрах. Биофильтры — сооружения, в корпусе которых размещается кусковая насадка (загрузка) и предусмотрены распределительные устройства для сточной воды и воздуха. В биофильтрах сточная вода фильтруется через слой загрузки, покрытый пленкой из микроорганизмов (биопленкой). Биопленка представляет собой слизистые образования толщиной от 2 мм и более. Биопленка состоит из бактерий, грибов, дрожжей и простейших.

Микроорганизмы биопленки окисляют органические вещества, используя их как источники питания и энергии. Таким образом, из сточной воды удаляются органические вещества, а масса активной биопленки увеличивается. Отработанная (омертвевшая) биопленка смывается протекающей сточной водой и выносится из биофильтра. В качестве загрузки используют различные материалы с высокой пористостью, малой плотностью и большой удельной поверхностью: щебень, гравий и шлак.

2.Очистка в аэротенках. Аэротенки представляют собой резервуары, в которых сточная вода смешивается с комплексом развивающихся микроорганизмов, образующих легко оседающие хлопья -активный ил, и насыщается воздухом или кислородом с помощью различных систем аэрации. Аэрация обеспечивает эффективное смешение сточных вод с активным илом, подачу в иловую смесь кислорода и поддержание ила во взвешенном состоянии. В процессе окисления органического вещества увеличивается биомасса микроорганизмов и образуется избыточный активный ил. Процесс очистки в аэротенке идет по мере протекания через него аэрированной смеси сточной воды и активного ила. Аэрация необходима для насыщения воды кислородом и поддержания ила во взвешенном состоянии.

3.Анаэробные методы обезвреживания используют для сбраживания осадков, образующихся при биохимической очистке производственных сточных вод. Для очистки сточных вод используют метановое брожение, которое состоит из двух фаз: кислой и щелочной. В кислой фазе из сложных органических веществ образуются низшие жирные кислоты, спирты, аминокислоты, аммиак, сероводород, диоксид углерода и водород. Изэтих промежуточных продуктов в щелочной фазе образуются метан и диоксид углерода. Процесс брожения проводят в метантенках — герметически закрытых резервуарах, оборудованных приспособлениями для ввода несброженного и отвода сброженного осадка.

К недостаткам относится медленный рост анаэробных, особенно метановых, бактерий.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

РЕФЕРАТ

На тему: Технологии очистки природных и сточных вод

Студентка 2 курса

2. Классификация способов очистки воды иЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

3. Физические методы очистки воды

4. Химические методы очистки воды

Окисления и восстановления

5. Физико-химические методы очистки воды

6. Биологические методы очистки воды

7. Маслоловушки, центрифугирование,

8. Список литературы

Введение

Процесс человечества ,развитие культуры и сама жизнь находится в прямой зависимости от запасов, сохранности и использование воды.

Вода – основа всей органической жизни, без которой невозможно ни существование человека, ни развития человечества в целом. Кроме непосредственной необходимости поддерживать жизнедеятельность организма, человек потребляет пресную воду в больших количествах для содержания сельского хозяйства и обеспечения различных бытовых нужд.

Общие запасы воды на земном шаре по оценке М.И Львовича составляют 1455 млн.км в кубе,из них только28 млн.км в кубе или около 1.9%,составляют пресные воды, дебит из которых катастрофически понижается из-за нарастающего загрязнения гидросферы неочищенными сточными водами. Остальные воды –соленые, с различной степенью минерализации, непригодные без специальной обработки для промышленного ,сельскохозяйственного и хозяйственно- питьевого использования.

Перед человечеством стоит очень сложная задача сохранения чистой воды. Она требует не только углубительных знаний об этом удивительном химическом веществе, о присущих ему и необходимых для жизни примесях, но и радикальных способов очистки воды, особенно от вредных веществ.

Многие методы очистки природных и сточных вод основаны на окислительно-восстановительных реакциях. К таким методам относятся биологическая очистка сточных вод, каталитическое разрушение органических веществкислородом воздуха, обескислороживание воды в паросиловом хозяйстве, удаление железа и марганца из воды, обеззараживание воды, дехлорирование воды химическими и физико-химическими методами и др.

Разнообразие различных загрязнителей порождает не меньшее разнообразие способов очистки воды от них. Тем не менее, их все можно разделить на группы по принципу действия. Таким образом, наиболее общая классификация способов очистки выглядит следующим образом:

Каждая из групп способов включается в себя множество конкретных вариантов реализации процесса очистки и его аппаратного оформления. Так же необходимо учитывать, что очистка воды, как правило, — это комплексная задача, требующая для своего решения комбинации различных способов для достижения максимальной эффективности. Комплексность задачи очистки обуславливается характером загрязнения – обычно в качестве нежелательных компонентов выступает целый ряд веществ, требующих разного подхода. Установки очистки, основанные на одном способе, обычно встречаются в тех случаях, когда вода преимущественно загрязнена одним или несколькими веществами, эффективное отделение которых возможно в рамках одного способа. В качестве примера можно привести сточные воды различных производств, где химический и количественный состав загрязнителей заранее известен и не отличатся большой разнородностью.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Электрохимические методы обработки питьевых, природных и сточных вод условно можно отнести к трем группам

1. методы превращения — это методы, обеспечивающие изменение физико-химических и фазово-дисперсных характеристик загрязнений для их обезвреживания или более быстрого извлечения из воды;

2) методы разделения — методы, обеспечивающие концентрирование примесей в локальном объеме электролите без существенных изменения фазово-дисперсных или физико-химических свойств извлекаемых веществ;

3) комбинированные методы — совмещенные в одном арате методы превращения и разделения загрязнений.

Маслоловушки

Для очистки сточных вод от всплывающих примесей (масла,нефть, легкие смолы и т.п.) используют масло(нефте)ловушки. Этисооружения бывают, как и отстойники, горизонтальными, вертикальными, радиальными, многоярусными (тонкослойными), комбинированными.Маслоловушкистроят по типовым проектам, рассчитанным наочистку воды с содержанием масла до 5000 мг/л и механических примесей до 500 мг/л. В них должны задерживаться масляные частицыразмером более 80 – 100 мкм.В качестве вертикальныхмаслоловушек используют вертикальные отстойники, оборудованные специальными маслоуловителями. Применяют в основном вертикальные отстойники круглой формыдиаметром 4 – 9 м и пропускной способностью 44 л/с. Преимуществом вертикальных отстойников является простота удаления из нихвыпавшего осадка, которое производится под гидростатическим давлением. Всплывающие масла удаляют с помощью воронки или желоба со специальныммаслогоном.Продолжительность отстаивания в вертикальныхмаслоловушках составляет 2 – 4 часа. Расчетную скорость потока принимают исходя из наименьшей скорости тех частиц, на задержание которых рассчитывается отстойник, она не должна превышать 0,5 – 0,75 скоростиосаждения частиц (обычно она составляет порядка 0,5 мм/с). Скорость движения воды в центральной трубе принимают 30 – 100 мм/с.Скорость в щели между нижней кромкой центральной трубы и поверхностью отражательного щита рекомендуется принимать 20 – 40 мм/с.Горизонтальные маслоловушки представляют собой прямо-угольный железобетонный отстойник, разделенный на две, три иличетыре параллельные секции. Для равномерного распределения водыв каждой секции горизонтальной маслоловушки устанавливают щелевую перегородку, через которую вода поступает в отстойную камеру.

ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ

Центрифугирование применяют-для локальной очистки производственных сточных вод, когдаосадок представляет собой ценный продукт, предназначенный длядальнейшего использования;- для выделения из сточных вод мелкодисперсных загрязнений,когда для их извлечения не могут быть применены реагенты;- для обезвоживания осадков сточных вод.

Технология очистки природных вод / Л.А Кульский, П. П Строкач.-2-е изд., перераб. и доп.- К. : Вищашк. Головное изд-во . 1986-352 с .

Гудков А.Г. Механическая очистка сточных вод: Учеб.посо-бие, Вологда: ВоГТУ, 2003. 152 с.

РЕФЕРАТ

На тему: Технологии очистки природных и сточных вод

Студентка 2 курса

2. Классификация способов очистки воды иЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

3. Физические методы очистки воды

4. Химические методы очистки воды

Окисления и восстановления

5. Физико-химические методы очистки воды

6. Биологические методы очистки воды

7. Маслоловушки, центрифугирование,

8. Список литературы

Введение

Процесс человечества ,развитие культуры и сама жизнь находится в прямой зависимости от запасов, сохранности и использование воды.

Вода – основа всей органической жизни, без которой невозможно ни существование человека, ни развития человечества в целом. Кроме непосредственной необходимости поддерживать жизнедеятельность организма, человек потребляет пресную воду в больших количествах для содержания сельского хозяйства и обеспечения различных бытовых нужд.

Общие запасы воды на земном шаре по оценке М.И Львовича составляют 1455 млн.км в кубе,из них только28 млн.км в кубе или около 1.9%,составляют пресные воды, дебит из которых катастрофически понижается из-за нарастающего загрязнения гидросферы неочищенными сточными водами. Остальные воды –соленые, с различной степенью минерализации, непригодные без специальной обработки для промышленного ,сельскохозяйственного и хозяйственно- питьевого использования.

Читайте также:  Между кухней и коридором нет двери

Перед человечеством стоит очень сложная задача сохранения чистой воды. Она требует не только углубительных знаний об этом удивительном химическом веществе, о присущих ему и необходимых для жизни примесях, но и радикальных способов очистки воды, особенно от вредных веществ.

Многие методы очистки природных и сточных вод основаны на окислительно-восстановительных реакциях. К таким методам относятся биологическая очистка сточных вод, каталитическое разрушение органических веществкислородом воздуха, обескислороживание воды в паросиловом хозяйстве, удаление железа и марганца из воды, обеззараживание воды, дехлорирование воды химическими и физико-химическими методами и др.

Разнообразие различных загрязнителей порождает не меньшее разнообразие способов очистки воды от них. Тем не менее, их все можно разделить на группы по принципу действия. Таким образом, наиболее общая классификация способов очистки выглядит следующим образом:

  • Физические;
  • Химические;
  • Физико-химические;
  • Биологические.

Каждая из групп способов включается в себя множество конкретных вариантов реализации процесса очистки и его аппаратного оформления. Так же необходимо учитывать, что очистка воды, как правило, — это комплексная задача, требующая для своего решения комбинации различных способов для достижения максимальной эффективности. Комплексность задачи очистки обуславливается характером загрязнения – обычно в качестве нежелательных компонентов выступает целый ряд веществ, требующих разного подхода. Установки очистки, основанные на одном способе, обычно встречаются в тех случаях, когда вода преимущественно загрязнена одним или несколькими веществами, эффективное отделение которых возможно в рамках одного способа. В качестве примера можно привести сточные воды различных производств, где химический и количественный состав загрязнителей заранее известен и не отличатся большой разнородностью.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Электрохимические методы обработки питьевых, природных и сточных вод условно можно отнести к трем группам

1. методы превращения — это методы, обеспечивающие изменение физико-химических и фазово-дисперсных характеристик загрязнений для их обезвреживания или более быстрого извлечения из воды;

2) методы разделения — методы, обеспечивающие концентрирование примесей в локальном объеме электролите без существенных изменения фазово-дисперсных или физико-химических свойств извлекаемых веществ;

3) комбинированные методы — совмещенные в одном арате методы превращения и разделения загрязнений.

Физические способы (методы) очистки воды

В основе работы физических способов очистки воды лежат различные физические явления, которые используются для воздействия на воду или содержащиеся в ней загрязнения. При очистке больших объемов воды эти методы используются преимущественно для удаления достаточно крупных твердых включений и выступают в качестве предварительной стадии грубой очистки, призванной снизить нагрузку на последующие стадии тонкой очистки. В то же время существует ряд физических методов, способных проводить глубокую очистку воды, но, как правило, производительность таких методов мала.

К основным физическим методам очистки воды относят:

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

Процеживание представляет собой пропускание очищаемой воды через различные решетки и сита, на которых происходит задержание крупных загрязнителей. Суть метода – удалить из очищаемой воды легко отделяемые загрязнители для снижения нагрузки на очистные сооружения и обеспечить работоспособность последующих установок тонкой очистки, которые могут выйти из строя из-за попадания крупных механических включений.

Отстаивание заключается в отделении части механических загрязнений из воды под действием гравитационных сил, заставляющих частицы опускаться на дно, образуя осадок. Отстаивание может выступать как в качестве предварительной стадии очистки, на которой отделяются наиболее крупные загрязнители, так и в качестве промежуточных стадий. Данный процесс осуществляется в отстойниках – резервуарах, снабженных устройствами для удаления осадка, время пребывания воды в которых рассчитывается из условия полного осаждения всех загрязняющих частиц, которые должны быть отделены.

Отстойники являются сравнительно простым, наименее энергоемким и дешевым методом выделения из сточных вод грубодисперсных примесей с плотностью, отличной от плотности воды. Существует ряд классификаций отстойников, основанных на разных принципах. Например, по технологической роли отстойники подразделяют на первичные (для осветления1 сточной воды), вторичные (для отстаивания биологически очищенной воды), третичные(для доочистки), илоуплотнители, осадкоуплотнители. По направлению движения потока воды — на горизонтальные, вертикальные, радиальные, наклонные тонкослойные. По способу перемещения осадка различают отстойники с механизмами цепного, тележечного типа, с радиальной фермой и с гидросмывом.

Фильтрование основывается на прохождении очищаемой воды через пористый слой фильтрующего материала, на котором происходит задержание частиц определенного размера. По своему принципу фильтрация схожа с процеживанием, однако с ее помощью можно проводить как грубую, так и тонкую очистку. Фильтрация позволяет удалять такие загрязнители как ил, песок, окалина, а также различные твердые включения размером в несколько микрон. Кроме того, с помощью фильтрации можно улучшить органолептические качества воды. Механическая фильтрация получила широкое распространение, как в крупных установках водоочистки, так и в бытовых фильтрах малой производительности.

Ультрафиолетовая дезинфекция воды, хоть и не производит непосредственно очистку, но активно применяется в процессе водоподготовки и заключается в обработке уже очищенной воды ультрафиолетовой частью спектра света (в частности используется диапазон волн с длиной 200-400 нм), невидимой для человеческого глаза, с целью обеззараживания воды. Преимуществами такого способа обеззараживания является независимость процесса от состава воды и сохранение этого состава после УФ обработки.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

О необходимости очистки питьевой воды человечество задумывалось на протяжении всей своей истории. Так, в Древней Греции в термах практиковали кипячение, а в Египте еще во II тысячелетии до н. э. эффективно применялся метод обеззараживания воды при помощи такого природного минерала, как алюмокалиевые квасцы [1] . С развитием цивилизации, которое сопровождалось ростом численности населения и промышленных производств, менялись технологии процесса очистки воды. Они совершенствовались под различные типы и состав загрязнений, а также под условия применения. Какие методы водоподготовки и фильтрации сегодня используются в частных домовладениях — расскажем в нашей статье.

Очистка воды в бытовых условиях: способы водоподготовки

В наше время качество воды, которую можно считать безопасной для употребления, регулируется нормативно-техническими документами. Так, для централизованных и нецентрализованных систем питьевого и горячего водоснабжения в России действуют санитарные и гигиенические требования, своды правил, методические рекомендации и указания (см. табл. 1). Кроме того, для аккредитации испытательных лабораторий, методов контроля качества, а также отбора и анализа проб питьевой воды разработаны национальные и межгосударственные стандарты (см. табл. 2).

Таблица 1. Основные санитарные и гигиенические нормы, определяющие требования к качеству воды

Однако, несмотря на госрегулирование, водопроводная вода часто подвергается вторичному загрязнению уже после прохождения очистки, что связано с неудовлетворительным санитарно-техническим состоянием разводящих сетей [2] . Источником появления вредных для человека элементов может являться также сам процесс обработки воды на промышленных очистных станциях. Это происходит в тех случаях, когда для обеззараживания воды применяются значительные дозы химических коагулянтов на основе железа или алюминия [3] либо в воде остается избыточное содержание хлора и других побочных продуктов дезинфекции. Именно поэтому встает вопрос о бытовых способах очистки воды из водопровода.

Таблица 2. ГОСТы, используемые в системе контроля качества питьевой воды

Что касается колодцев и скважин, то необходимость очистки поступающей из них воды вызвана наличием в грунтовых водах целого калейдоскопа вредных компонентов, источниками которых являются:

  • Промышленные стоки и отходы, содержащие практически все известные химические элементы. Среди них особенно опасны вещества, вызывающие тератогенные (мутации плода) и канцерогенные (онкологические) изменения [4] .
  • Коммунальные стоки и отходы, служащие источником биохимических и микробиологических загрязнений [5] .
  • Размывание грунтовых пород, которое сопровождается повышением минерализации воды [6] .

Условно все современные методы очистки воды делят на следующие разновидности:

  1. Химические , к которым относят:
    • обработку разнообразными окислителями (хлором, озоном, перманганатом калия);
    • коагулирование и флокуляцию — процессы слипания мелковзвешенных частиц мути, которые, после укрупнения легко удаляются из воды последующим фильтром;
    • применение ионообменных смол для умягчения воды.
    • Физические : процеживание, отстаивание, а также обеззараживание УФ-лучами.
    • Физико-химические , например аэрация под давлением, электрокоагулирование и электрофлокуляция, электроосмос.
    • Биологические — применяемые для очистки сточных вод (с использованием аэробных либо анаэробных бактериальных культур).

    В большинстве случаев практикуется применение комплекса методов очистки и обеззараживания воды.

    Типичные загрязнения питьевой воды: методы очистки

    Чтобы определить, от какого именно типа загрязнений требуется очищать воду, необходимо провести ее анализ, выявляющий как качественные, так и количественные показатели всех составляющих.

    Наиболее распространенные виды загрязнений и методы очистки питьевой воды:

    • Механические примеси, которые могут присутствовать как в воде из колодца (скважины) , так и в водопроводной воде, удаляются при помощи грязевых (механических) и угольных фильтров.
    • В тех случаях, когда в воде в большом количестве присутствуют микроорганизмы, органические соединения, а также превышены нормы содержания химических элементов, универсальным является применение метода обратного осмоса для очистки воды.
    • Повышенное содержание железа в воде из колодца или из скважины требует обезжелезивания, которое выполняется при помощи различных методов: с применением в фильтрах инертных либо каталитических загрузок, методом аэрации, способом электромагнитной очистки.
    • Высокое содержание марганца, которое часто встречается в воде из скважин или из открытых источников водозабора, можно нейтрализовать при помощи перманганата калия; каталитических загрузок; а при незначительных концентрациях — применением метода обратного осмоса.
    • Жесткая вода из колодцев или скважин , отличающаяся избыточным содержанием гидрокарбонатов и сульфатов, требует умягчения фильтрами с ионообменными смолами.
    • Вирусы и бактерии, которые встречаются в воде из природных источников (колодцев и скважин), но могут присутствовать и в водопроводной воде , уничтожаются с применением хлорирования, озонирования, УФ-облучения, ионов серебра или при помощи обратноосмотического мембранного способа очистки воды.
    • Загрязнения смешанного характера — сероводород, механические примеси, железо, марганец, избыточная жесткость и прочее, — присутствующие в воде из скважин , требуют применения одновременно нескольких способов очистки.
    Читайте также:  Замена полотенцесушителя в ванной управляющей компанией

    В каждом конкретном случае подобрать наиболее эффективный метод водоподготовки поможет консультация со специалистом компании-инсталлятора водоочистного оборудования.

    Очистка воды в загородном доме: задача повышенной сложности

    Сложные загрязнения, с которыми приходится сталкиваться владельцам коттеджей, получающих воду из скважины или колодца, требуют системного подхода. Чтобы вода стала пригодной к употреблению, т. е. питьевой, обычно нужен целый комплекс водоподготовки, состоящий из последовательно соединенных фильтрующих устройств колонного типа. В качестве примера можно рассмотреть систему комплексной очистки воды для коттеджей, предлагаемую одним из лидеров рынка — компанией «Экодар». Это система «Стандарт EM». Данный комплекс выполняет следующие задачи:

    1. Первичная очистка от механических примесей и осветление. Выполняется сетчатым грязевым фильтром.
    2. Обезжелезивание, удаление марганца и сероводорода — ликвидация неприятного запаха затхлости и железистого цвета. Для этого используется безреагентный фильтр-обезжелезиватель в комплексе с аэрационной колонной со встречными турбулентными потоками.
    3. Удаление избыточной жесткости. Для этого применяется фильтр умягчения воды со встроенным датчиком расхода ионообменной смолы.
    4. Удаление микробиологических загрязнений, которое осуществляется методом УФ-облучения посредством стерилизатора.
    5. Доочистка с использованием фильтра тонкой очистки.

    В комплект входят также и дополнительные приборы, необходимые для корректной работы системы:

    • безмасляный воздушный компрессор с функцией регулировки расхода воздуха;
    • автоматическая система управления работой компрессора;
    • регулятор жесткости воды;
    • расходометр воды;
    • манометры.

    Подобный комплексный способ очистки воды из скважины позволяет получить на выходе чистую питьевую воду.

    Приняв решение об установке водоочистной системы, следует внимательно подойти к расчету ее параметров:

    • Производительность должна покрывать потребности домохозяйства в чистой воде с небольшим превышением. Для питьевой воды и воды, применяемой для хозяйственных потребностей, можно использовать фильтры различной степени очистки: например, дополнительно установив для кухни систему тонкой очистки воды методом обратного осмоса.
    • Ресурс работы оборудования зависит от степени загрязненности исходной воды, ее температуры и биохимических свойств, принципа работы, объема и бренда фильтра, материала загрузки или картриджа. Гарантийные обязательства у различных установщиков также различаются.
    • Способы и методы очистки воды , а также тип и объем фильтра подбираются в зависимости от результатов анализа вашей воды.
    • Определяя производительность оборудования, важно учитывать расход воды и реагентов , необходимый системе для проведения регенерации; а в случае применения обратноосмотического фильтра — потери жидкости в виде сливаемого в канализацию субстрата, не прошедшего фильтрующую мембрану.
    • Прежде чем отдать предпочтение тому или иному инсталлятору оборудования, стоит поинтересоваться, осуществляет ли он сервисное обслуживание , какова его периодичность и стоимость. У большинства крупных компаний, как правило, более конкурентный уровень цен. Кроме того, периодически они проводят акции и предлагают участие в программах лояльности.

    Способы очистки водопроводной воды: просто и надежно

    Какие способы очистки воды подойдут для квартиры или для дома, подключенного к центральному водоснабжению? В тех случаях, когда вода из-под крана не устраивает по мутности, цветности, запаху и вкусу, первым шагом для решения проблемы станет проведение комплексного анализа. По его результатам можно будет выбрать наиболее подходящий способ доочистки воды.

    Важно помнить, что перед группой фильтров магистрального (или колонного) типа всегда ставятся грязевые (механические) фильтры грубой очистки — сетчатые или засыпные. Они продлевают ресурс всей системы водоподготовки и фильтрации. На выходе из нее либо непосредственно перед модулем обратного осмоса (если он необходим), но после фильтров для обезжелезивания и умягчения ставятся фильтры тонкой очистки воды требуемой селективности:

    • Сорбционный метод очистки воды, или метод микрофильтрации , предполагает применение активированного угля либо иного пористого сорбента-органопоглотителя. Бытовые сорбционные фильтры извлекают из воды в основном молекулы органики, коллоидные частицы и взвеси с частицами от 100 до 0,1 мкм (микрон). После применения активированного угля также ускоряется разложение присутствующих в водопроводной воде молекул активного хлора и озона.
    • Метод ультрафильтрации состоит в прохождении воды через мембрану с размером пор от 0,1 до 0,01 мкм, что позволяет удалять из воды органические вещества, высокомолекулярные химические соединения, некоторые бактерии и часть вирусов. Так, при диаметре пор мембраны 0,02 микрона вода будет очищена от кишечных лямблий (8–15 мкм), криптоспоридий (4–6 мкм), кишечной палочки (0,5–1,5 мкм), палочковидной бактерии (0,3 мкм) и колифагов (0,25 мкм).
    • Мембранная нанофильтрационая очистка — «младшая сестра» обратного осмоса — позволяет извлекать гораздо больший спектр примесей, включая вирусы и соли жесткости, пропуская лишь одновалентные ионы и мельчайшие органические формы. Однако она требует поддержания давления в водопроводе на уровне 3–10 бар, в зависимости от конструкции фильтра. Этот метод очистки получил широкое распространение во Франции, Нидерландах и США.

    Работа обратноосмотического фильтра заслуживает более пристального рассмотрения, поскольку процесс эксплуатации данной системы имеет важные особенности. Рассмотрим их на примере модели бытового обратноосмотического фильтра WiseWater Osmos .

    Производитель сообщает, что данное оборудование качественно удаляет взвешенные частицы (ржавчину, песок, ил), нитраты, нитриты и соли аммония, фториды, пестициды… Фильтр также задерживает вирусы и бактерии, уменьшает жесткость воды, количество растворенного в ней железа и активного хлора.

    Это сложная система, имеющая несколько ступеней водоподготовки и очистки:

    1. Механический картридж, который обеспечивает начальную очистку от нерастворимых примесей.
    2. Сорбционно-картриджный фильтр с гранулами активированного угля, предназначенный для удаления активного хлора, что также защищает мембрану от его воздействия.
    3. Карбон-блок — монолитный прессованный угольный блок для очистки от запахов и органики.
    4. Мембрана DOW — непосредственно обратноосмотический элемент, обеспечивающий очистку от химических и органических компонентов.
    5. Минерализатор — специальный картридж в моделях WWOS5М и WWOS5PM для насыщения воды полезными микроэлементами.
    6. Посткарбон — картридж дополнительной очистки, способствующий улучшению вкусовых качеств воды, а также окончательно удаляющий оставшиеся запахи.

    Для чего необходимо такое количество ступеней обработки? Фильтры, предварительно очищающие воду до попадания ее на чувствительную обратноосмотическую мембрану, призваны убрать те виды загрязнений, которые способны вывести ее из строя, данные этапы являются обязательными.

    Наличие минерализатора требуется для насыщения отфильтрованной воды полезными минералами, поскольку процесс обратного осмоса вычищает из воды практически все микроэлементы, обедняя ее состав. В некоторых моделях минерализатор не устанавливают. Посткарбоновый картридж позволяет довести качество воды до идеального состояния с точки зрения ее органолептических свойств.

    В комплекте также идет накопительный бак, поскольку фильтрация методом обратного осмоса — довольно медленный процесс, наличие такого бака позволяет всегда иметь под рукой запас чистой питьевой воды.

    В некоторых случаях, например в модели WiseWater Osmos WWOS5PМ , присутствует так называемый повысительный насос, необходимый для обеспечения рабочего давления. Во всех изделиях устанавливается ограничитель дренажа, уменьшающий сброс непрошедшей фильтрацию воды в канализацию. Если вы приобретаете модель от известного производителя, то можете не сомневаться, что данное устройство позволит заметно минимизировать расход воды.

    Итак, выбрав оптимальный способ водоподготовки и фильтрации, вы не только позаботитесь о сохранении здоровья своей семьи и обеспечите качественной водой технические потребности домохозяйства, но также защитите от преждевременного износа и поломок бытовые приборы и теплообменное оборудование, особо чувствительное к солям жесткости.

    • 1 https://www.britannica.com/topic/water-purification
    • 2 https://clck.ru/EZ38L
    • 3 https://elibrary.ru/download/elibrary_25896187_28964822.pdf
    • 4,5 https://elibrary.ru/download/elibrary_20178530_93674294.pdf
    • 6 http://masters.donntu.org/2008/ggeo/rudokvas/library/7.htm

    Вы­бор ком­плек­с­ной сис­те­мы во­до­под­го­тов­ки и филь­тра­ции для част­но­го до­мов­ла­де­ния — это лишь по­ло­ви­на де­ла, важ­но до­ве­рить ее мон­таж и пус­ко­на­лад­ку про­фес­си­о­на­лам. По этой при­чи­не обя­за­тель­но про­ве­ряй­те не толь­ко на­ли­чие сер­ти­фи­ка­тов со­от­вет­ст­вия и са­ни­тар­но-эпи­де­мио­ло­ги­чес­ких за­клю­че­ний на все при­о­бре­та­е­мое обо­ру­до­ва­ние у про­дав­ца, но так­же сви­де­тельст­ва о до­пус­ке к опре­де­лен­ным ви­дам ра­бот и о членст­ве в стро­и­тель­ных СРО у ком­па­нии-ин­стал­ля­то­ра.

    Понравилась статья? Поделить с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

    Adblock detector