Изучение способов очистки загрязненных вод
Изучение способов очистки загрязненных вод
Биологическая очистка воды на предприятии
Способы очистки сточных вод с использованием химических, биологических и механических средств
Сброс в окружающую среду бытовых и промышленных стоков без предварительной обработки повлек бы за собой настоящую экологическую катастрофу.Поскольку химический состав отходов по мере развития технологий становится все более разнообразным и агрессивным, методы очистки сточных вод постоянно совершенствуются.
разобраться с процессом выбора фильтров для воды;
Загрязнение воды и способы ее очистки
Загрязнение воды бывает: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.Статьи, рекомендуемые к прочтению: 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: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.Читайте материал по теме: Анализ питьевой воды
Биологическим прудом называют неглубокий искусственный водоем, в котором проводится очистка и доочистка стоков.
Методы очистки сточных вод
Условно отходы деятельности промышленных, сельскохозяйственных предприятий, городских поселений можно разделить на две группы:- Вещества, которые растворяются.
- Вещества, которые не растворяются.
- Биологический, физико-химический – для растворимых частиц.
- Механический – для нерастворимых частиц.
Механический метод очищения сточных вод
Механической очистке на первом этапе подвергаются и отделяют нерастворимые фракции:- Механизированные решетки;
- Отстойники;
- Жиромасолотделители и нефтеловушки;
- Центрифуги;
- Песколовки;
Механизированные решетки
Как только вода из стоков добирается до очистки, их встречают механические решетки, которые отделяют крупные частицы и не пропускают их далее, а выгружают в специальный мусоросборник.
Отстойники в мехрешетках предназначены для деления взвешенных частиц.
Отстаивание — вертикальные отстойники
Процесс отстаивания предполагает расслаивание дисперсионной среды на определенные слои – верхний (плавающие пленки), средний – водная среда, нижний – тяжелая масса (оседающие частички). Бывают вертикальные и горизонтальные отстойники, применяемые для выделения основной массы взвешенных и коллоидных элементов.Они предназначаются для отделения частиц, которые не растворяются и бывают двух видов: горизонтальные или вертикальные. Все отстойники выполняют свою функцию на первом этапе очищения водной массы, когда идет отбор крупных нерастворимых частиц. Суть процесса заключается в скоплении и оседании на дно механических решеток остатков нерастворимых веществ. При этом расслаиваются все стоки, поступившие в отстойник на три слоя: верхняя пленка, средний слой-вода и тяжелый осадок – третий слой. Под действием сил тяжести и постоянной работы вертикальных или горизонтальных модулей в отстойниках происходит очистительный процесс без гидролиза (смешивание с водой) и загнивания, а также дальнейшего загрязнения растворившимися частицами. Тяжелый осадок откачивают насосами и обезвоживают.
Схема вертикального отстойника
Бензомаслоотделители и нефтеловушки — отстойники с тонкослойными модулями
Для того, чтобы удалять нефть, жир, масла используются специального назначения отстойники которых имеются со специальными пластинами из материала, способного притягивать к себе взвешенные фракции жира, масел, нефтепродуктов. Следовательно, надо не только притягивать частицы, но и оттолкнуть воду. Результат оказывает введенный коагулянт, создающий подходящую среду для нерастворимой массы. А при помощи гравитации наверх начинают продвигаться частички жира, масел и попадают в жироуловители – такие специальные отсеки, где оседают тяжелые элементы и всплывают не тяжелые частицы.
Очистка в гидроциклонах
Гидроциклон — аппарат, нацеленный на создание в процессе вращательных движений сил центробежного направления, способных отделять тяжелые частицы, которые поступают в накопитель, расположенный в нижней части очистителя. Вода в очиститель поступает сверху и двигаясь по спирали создает центробежные силы, способные выталкивать очищенную воду в отверстие наверху.
Песколовки – мембраны ловушки
Данные приспособления используют для отделения песочных частиц и их разновидностей. Для этого используют: центрифугирование, фильтрацию и микро фильтрацию. Широко применяют тангенциальные песколовки, работающие по принципу вращения, поступающая вода сверху вниз по кругу, а наверх в центре поднимается. У такой центрифуги скорость невысока и песок периодически осаждается, вода осветляется. Песочные осадки утилизируются.
Центрифугирование
Метод очистки с использованием центробежных сил, образующихся в процессе движений, способствующих отделению загрязненных взвешенных элементов называется центрифугированием.Центрифугирование является энергоемким процессом, т.к. происходит вращение корпуса, которое используются для удаления мелкодисперсных осадков из сточных вод. Центрифугирование реже используют, чем методы осаждения и фильтрования. Поэтому их использование целесообразно, когда необходимо сохранить выделенный остаток, представляющий собой ценный продукт для локальной очистки производственных вод, предназначенный для дальнейшего использования.
Центрифугирование применяют и тогда, когда состав воды мелкодисперсный и если нельзя применять реагенты для очистки. Этот метод способен значительно сократить площадь, необходимую для установки оборудования. Центрифуги также используются для обезвоживания осадков сточных вод.
Фильтрация
Фильтрация предполагает использование специальных фильтров и систем перегородок, способных задерживать твердые фракции, выпускать воду. Материал фильтра –пенополиуритан, полистирол, полипропилен (синтетика) и песок кварцевый, керамзит, дробленный гравий, бурый уголь — природные ингредиенты. Фильтры могут быть с системой восходящей и нисходящей. Каждый из этих видов может иметь место, но самый эффективный и менее затратный фильтр с потоком нисходящим вниз, а фильтр с восходящим потоком быстро заиливается.
1 — подача воды на фильтрование; 2 — выход обработанной воды; 3 — подача воды на нижнюю промывку; 4 — сброс промывной воды;
5- вантуз; 6 — верхнее распределительное устройство; 7 — фильтрующий материал; 8 — дренаж; 9 — опорожнение
Микрофильтрация
Микрофильтрация – способ удаления самых мелких частиц из загрязненной воды Микрофильтрами возможно отфильтровать самые мелкие частицы размером от 0,1-1мм. Полимеры, керамические остатки, стекло, металл — способны нейтрализовать микро фильтрация. В аппаратах установлены мембраны.
Среди наиболее эффективных способов очистки воды из водопровода можно выделить:
Методы очистки водопроводной воды
Сегодня условно можно разделить все методы очистки водопроводной воды на:- химические– включают в себя обработку воды окислителями, проведение процессов коагулирования и флокуляции, суть которых в слипании мелковзвешенных частиц мути, легко удаляемых из воды после укрупнения фильтрами, использование ионообменных веществ для смягчения воды;
- биологические– используются для очистки сточных вод с применением анаэробных или аэробных микроорганизмов;
- физические– включают в себя отстаивание, процеживание, обеззараживание ультрафиолетовыми лучами;
- физико-химические – к ним относятся аэрация под давлением, электроосмос, электрокоагулирование, электрофлокуляция.
- Относительно малая производительность
- Необходимость больших площадей земли
- Сезонность – наибольшая результативность проявляется летом
ХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Позволяет выделять из сточных вод растворенные вещества, пагубно влияющие на окружающую среду. Ведется с добавлением реагентов.Окисление и восстановление
Окисление применяют для обезвреживания от токсичных примесей – цианидов, комплексов меди и цинка, сульфидов и сереводорода.Используют различные окислители – озон, хлор, фтор, пероксид водорода, перманганат калия и др. Самым эффективным является озон. Он разрушает органические и неорганические вещества и примеси, обесцвечивает воду, устраняет запахи и привкусы, уничтожает бактерии. Недостаток – дороговизна. Для окисления требуется большое количество химических реагентов и складов их хранения.Контактный аппарат для озонирования воды
Восстановление применяют, когда в воде содержатся легко восстанавливаемые вещества – соединения ртути, хрома, мышьяка. Например, соединения ртути восстанавливаются до металлической ртути, которая удаляется отстаиванием или фильтрованием. В качестве восстановителей используют сульфит железа, гидросульфит натрия, сероводород, активный уголь, диоксид серы и др.
Схема установки восстановления хрома непрерывного действия
1 – усреднитель; 2 – смеситель; 3 – емкость для нейтрализации и отстаивания
Нейтрализация
Данный метод используют для очистки от кислот и щелочей.Самый распространенный способ – смешение кислых и щелочных стоков. Также применяют фильтрование кислых вод с использованием нейтрализующих реагентов. Для нейтрализации используют следующие реагенты – гидроксид кальция (известковое молоко), соду, доломит, различные щелочные соединения.Нейтрализация сточных вод
1 — коллектор;2 — ручная решетка; 3 — мешалка; 4 — дозатор; 5 — центральная труба для подачи раствора; 6 – нейтрализатор; 7, 10, 12 — промежуточные отстойники; 8 — сеть труб для подачи сточных вод; 9 — поверхностное биоплато; 11 — биопруд; 13 — резервуар для очищенных вод; 14 — насосная станция; 15 — труба для подачи очищенных вод
Осаждение
Метод заключается в осаждении нерастворимых кристаллических осадков, на которых задерживаются загрязнения.Проводится за счет ввода специальных реагентов. Недостатками метода являются низкий коэффициент очистки, образование большого количества шлама, увеличение токсичности и солесодержания.Процесс осаждения
*** — метод очистки идеально подходит для этого вида загрязнений
Вот список наиболее популярных методов очистки бытовой воды в настоящее время:Предлагаю таблицу применяемости методов водоочистки для всех известных видов загрязнений. Методики рассматриваются исключительно для бытовой водоочистки, не учитывая промышленные циклы, очистку стоков, всякую рекуперацию и прочие промышленные методы очистки сред. Мы говорим исключительно о бытовой водоочистке — о том, что Вы сможете собрать у себя дома для решения вопроса с водичкой в собственном доме. Итак… смотрим таблицу. Условные обозначения под таблицей подписаны.
Тяжелые металлы
Под удалением тяжелых металлов подразумевается удаление солей тяжелых металлов (никеля, кадмия, ртути, цинка, кобальта), а еще точнее — ионов этих солей. Соли тяжелых металлов образуют стойкие соединения, трудно поддающиеся удалению. Проблема еще и в том, что различные соли тяжелых металлов имеют различную структуру и требуют разных подходов в очистке. Но не нужно беспокоиться об этом заранее. Обычно с удалением тяжелых металлов сталкиваются те, кто занимаются очисткой сточных вод. Но и в водоподготовке хозяйственно-бытовой воды иногда случается столкнуться с удалением тяжелых металлов. Обычно это загрязнение антропогенного характера. Крайне редко приходится сталкиваться с превышением ПДК по солям тяжелых металлов в воде скважин. Поэтому анализ на этот вид загрязнения делают только при подозрении на присутствие в воде подобных солей. Однако, в настоящее время нет четкого определения что такое тяжелые нет. Кто-то причисляет к тяжелым металлам особо токсичные соединения, кто-то металлы с атомной массой более 50, к которым относится и железо, кстати. Так что вопрос с тяжелыми металлами довольно не простой.Удаление ионов солей тяжелых металлов:- Первый вариант удаления солей тяжелых металлов заключается в повышении pH до критического (для этих солей) уровня 8-9, при котором они выпадают в осадок, не без добавления коагулянтов и флокулянтов, конечно. Осадок удаляют отстаиванием, гравитационным методом — центрифугой, фильтрацией.
- Второй способ — обратный осмос. В бытовых условиях годится обычная мембрана, в промке используются специальные мембраны устойчивые к специфическим агрессивным веществам.
Аммиак (NH3) и Аммоний-ион (NH4+)
Аммиак — это газ с характерным запахом, органическое соединение, чаще всего присутствует в стоковых водах животноводческих, садовых организаций и всяких пром. предприятий. Всем известный «нашатырь» (нашатырный спирт) и есть водный раствор гидроксида аммония. Все прекрасно знают этот запах — ближайшая ассоциация — общественный туалет. Аммиак широко используют в быту и промышленности, еще его используют для длительного обеззараживания воды на очистных и при нарушении схемы дозации он может незначительно (или значительно �� ) превышать ПДК городской воды на ряду с остаточным хлором.Аммиак относится к малоопасным веществам, но в соединениях может создавать токсичные вещества. Плотность этого газа в два раза меньше, чем у воздуха, молекула обладает высокой полярностью, потому он очень хорошо растворим в воде.В воде он присутствует в двух формах: аммиак и аммоний. Их сумма составляет общий аммонийный азот.Для эффективного удаления аммиака сначала определяют pH и жесткость воды.Содержание аммиака а аммоний-йонов зависит от показателя жесткости воды. Аммиак присутствует в воде только при высоких показателях pH — больше 8, в обычных условиях (pH Основные методы очистки воды от аммиака в бытовых системах водоподготовки:- дозирование гипохлорта натрия,
- аэрация с последующей фильтрацией на сорбентах
- ионообменным путем на цеолите,
- ионообменным путем на сильнокислотном катионите (аммоний имеет положительный заряд)
- обратный осмос
Нефтепродукты
Если в Вашей воде нашли нефтепродукты: Поздравляю! Вы без пяти минут обладатель собственной нефтяной трубы! �� И очень хочется надеяться, что когда-нибудь нефть будет бить фонтаном в моем доме, но, к сожалению, правда жизни в том, что преимущественно нефтепродукты в воде — это антропогенный фактор, влияющий на воды верхних водоносных слоев — верховодку и грунтовые воды, загрязненные пром.преприятиями. Хотя, бывает, в местностях с нефтяными залежами нефтепродукты попадают в воду скважин.Впрочем, это большая редкость. В Московском регионе это будет 100% антропогенным загрязнением. При обнаружении превышения нефтепродуктами ПДК подземного источника водоснабжения нужно сделать расширенный анализ воды для исключения попадания в воду тяжелых металлов и других опасных соединений, которые обычно в воде не обнаруживают.- в больших концентрациях отстаиванием, специфическими механическими методами очистки, как, например, бензомаслоуловителями (иначе их называют жироуловителями — уловить… и на продажу :)) шутка, обычно сжигают)
- в малых концентрациях химическими методами с использованием реактивов: эмульгаторы эмульсий,
- (ПАВ) Поверхностно-активными веществами.
- Сорбентом МС (простой и действенный способ)
- специальным волокном
- биологическим путем (нефть — это органика)
- угольной сорбцией (наиболее пригодный метод для бытовой водоочистки после сорбента МС).
- пенополиуретановыми нефтесорбентами, алюмосиликатом, специальным песком
Нитраты (NO3) и Нитриты (NO2)
Нитраты — соль азотной кислоты. Нас постоянно пугают нитратами в овощах, поэтому обнаружение нитратов в воде вызывает тихий ужас, но не все так страшно. Нитраты сами по себе безобиды, но в организме они могут преобразовываться в нитриты и нитрозамины, которые уже являются сильно токсичными веществами! При отравлении ими человек буквально испытывает дефицит кислорода! Выводятся нитриты из организма долго. Особенно опасны нитриты детям и чем мельче детеныш, тем опаснее для него нитриты. Поэтому будьте бдительны! Нитраты и нитриты в питьевой воде — опасны для Вашей семьи! При превышении нитратов в воде следует принять меры по очистке такой воды. Пугаться не стоит, они могут коварно проявиться только при длительном употреблении в пищу, для хозяйственно-бытовых нужд нитриты и нитраты в воде опасности не представляют, но Вы же знаете своих детей — они пьют воду из всех кранов дома.Нитраты являются антропогенным загрязнением воды, попадают в верхние слои (верховодку и грунтовую воду) с сельхоз.полей и сточных вод. Практически не встречаются в артезианских и глубоких скважинах на песок.Очистка воды от нитратов и нитритов:- Ионообменным путем с помощью специальной нитрат-селективной смолы. Lewatit MonoPlus SR7, либо Purolite А-520Е, либо Resinex NR-1 Эти смолы намного дороже обычного катионита и удаляют из воды только нитраты и нитриты. Еще предположительно АВ-17-8с смола подходит для удаления нитратов.
- обратным осмосом для получения чистой питьевой воды.
Сероводород (H2S)
Сероводород — это газ, имеющий характерный запах, который мы все прекрасно знаем — запах тухлых яиц. Это я не сам придумал, так в Википедии написано. Формула его химичская — H2S, а это значит, что сероводород, диссоциируясь является восстановителем и помимо вонизма создает еще ряд неприятностей в процессах водоочистки — замедляя и затрудняя процесс окисления металлов. Кроме того, сероводород не поддается удалению ионообменными смолами и тем самым связывает руки всяким ГЕЙзерам и ЭГОдарам для продвижения их чудо-смесей для удаления всего и вся на основе ионообменных смол, иначе рынок был бы завален нафиг этими неадекватно дорогими продуктами.Сероводород редко отражают в анализе воды «благодаря» его летучести. Без специального консерванта довезти воду до лаборатории, в которой все еще остался сероводород для количественной его оценки весьма затруднительно. Тем более, что концентрации его микроскопичны — ПДК 0,003мг/л, ну и 0,006 уже считается большим количеством.Сероводород не является опасным газом. Да, он ядовит в больших концентрациях, но это черезвычайно большие концентрации, в бытовых условиях с которыми нам столкнуться не светит. В тех концентрациях, с которыми мы имеем дело сероводород является лечебным вонючим ветерком. Но присутствие его в системе водоснабжения неприятно. Это двойная вонь. Сама по себе холодная вода пахнет, а в боилере этот запах усиливается многократно + сероводород является питанием для бактерий, которые для нас совершенно нежелательны.Сероводород удаляется несколькими способами:- номер один — дозация гипохлорита натрия. Сероводород распадается на серу и воду. Сера в виде сульфатов задерживается в загрузке обезжелезивателя (5 мг АХ на 1мг H2S)
- номер два (наиболее широко используется) — аэрация. Открытая или напорная. Про такой способ говорят: «отдуть сероводород». Т.к. он труднорастворим в воде, то охотно замещается воздухом
- озонирование (0,5мг озона на 1 мг H2S) рискованно образование серной кислоты при передозивке озона
- пиролюзит, некоторые сорбенты удаляют сероводород
- цеолиты удаляют небольшое количество сероводорода
- угольная сорбция
- обратный осмос
Сульфаты (SO42-)
Сульфат-ионы являются смежным «продуктом» сероводорода. Иногда их в анализе ставят в один ряд, что не верно. Сульфаты не несут никакого вреда человеку, их концентрация по ПДК в питьевой воде 500мг/л — это в 166 тысяч раз больше, чем концентрация сероводорода и в 5000 раз больше, чем концентрация марганца. Сульфат магния, сульфат натрия, используются в медицине, в качестве лекарственных средств. Тем не менее, большое количество сульфатов, наравне с хлоридами может придавать воде горький вкус. Кроме того, сульфат кальция может откладывать на теплообменниках, как и карбонат кальция.Удаление сульфатов делает:- Ионообменным путем — сильноосновными анионитами (может быть добавкой к катиониту в умягчителе)
- обратным осмосом
Хлориды (HCl)
Хлориды — это соединения хлора с различными металлами и минералами, а иначе говоря — хлорные соли. Они вредны для здоровья в превышении ПДК 350мг/л, к тому же придают повышают коррозийные свойства воды. Кроме того, вода, насыщенная хлоридами, при попадании в организм человека, раздражает кожу, дыхательные пути, глаза, слизистые оболочки. И поэтому в водоочистке их надо удалять еще маленькими.- угольной сорбцией
- обратным осмосом
Фториды (Фтор, F)
Фториды — это соли фтора. Являются высокотоксичными веществами, фториды делают людей безинициативными и безвольными существами ВИДЕО_1, ВИДЕО_2, ВИДЕО_3 поэтому в пищу не используются. Фтор играет важную роль в образовании и регенерации костей, зубов и превышение его концентраций может вызывать нарушение минерализации костных тканей животных и людей (флюороз). При превышении ПДК в 6 раз может быть серьезное токсическое отравление с поражением костного мозга.В природной воде (чаще в артезианской) редко обнаруживается превышение ПДК фтора и фторидов, поэтому реальное его превышение как правило говорит об антропогенной природе (загрязнение окружающей среды плохими дядями и тетями) и заподозрить превышение фтора можно по органолептическому анализу — ощущению химического запаха и привкуса воды.Удаляются фториды следующими методами:- сорбцией угольной (углями марок СКТ, БАУ, КАД)
- ионным обменом сильноосновными анионитами
- сорбцией на специфическом материале — гидроокись аллюминия
- обратным осмосом
- электрокоагуляцией
Бактерии, Вирусы (Общее микробное число)
- хлорирование
- озонирование
- ультразвуковое обеззараживание
- ионы серебра
- ионообменным путем на китаоните Purolite C-100Ag, С-150Ag
- угольная сорбция
- обратный осмос
- УФ-облучениенах
Запах и привкус воды
Вода — H2O не обладает ни вкусом ни запахом. Но такая вода в природе не существует. Мы всегда имеем дело с водными растворами, но говорим «вода» для простоты. Запах и вкус воды обусловлены растворенными газами, органическими и неорганическими веществами, нефтепродуктами и прочими загрязнениями и часто мы можем органолептически сказать чем загрязнена вода — железом, сероводородом, аммиаком, либо органикой. Если присутствует запах воды, значит есть что-то в этой воде «дающее» этот запах. Следует очистить эту воду и запах и вкус воды исчезнут.Методы улучшения органолептических свойств воды:- весь спектр методов очистки воды от обнаруженных загрязнений
- угольная сорбция
- обратный осмос
Мутность, Цветность
Мутность и цветность воды обусловлены так же как и вкус с запахом наличием в воде загрязняющих веществ. Похоже, что эти слова не несут в себе никакой информации, потому что каждому и так понятно, что вода по своей природе не имеет ни цвета ни мутности, она совершенно прозрачна, как и воздух, который может быть сегодня кристально чистым и видно за 30 км вдаль, а завтра пришел циклон и видимость снизилась до соседнего дома. Тоже самое и с водой. Часто мы имеем дело с мутной водой, с водой, окрашенной в рыжий, коричневый, желтый цвета. Сама по себе цветность и мутность воды не говорит о характере загрязнений, но какие-то загрязнения точно есть. Цветность определяется в лаборатории после фильтрации воды через бумажный фильтр, что говорит о более мелких частицах, которые придают цвет воде.Удаляются цветность и мутность по существу всеми доступными механическими способами, как то:- осветлением. Это пропускание воды через осветляющую загрузку (сорбент) засыпного фильтра.
- фильтрацией с помощью разнообразных картриджей и мембранн, в том числе и обратным осомосом
- коагуляцией, флокуляцией, затем отстоем воды
Железо, Марганец
Обезжелезивание и деманганация воды — наиболее насущные процессы в современной водоочистке (по средней полосе РФ сужу). Читайте статью на эту тему. Железо присутствует в воде во множестве форм и все эти формы нарушают органолептические свойства воды и снижают ее пригодность для хоз-бытовых и питьевых нужд вплоть до полной непригодности воды. Основные формы нахождения железа в воде, с которыми сталкивается человек, задавшийся целью очистить воду в своем доме — это двухвалентное растворенное состояние, трехвалентное нерастворенное коллоидное и в виде более крупных частиц, а так же органика — железобактерии. Тоже самое касается марганца, который окисляется труднее и медленнее, но и его, как правило, значительно меньше в воде, чем железа.Методы удаления железа и марганца из воды не хватит пальцев на руках и ногах, чтобы перечислить все, основные бытовые:- трехвалентное железо удаляется осветлением воды
- окислением дозацией гипохлорита, либо аэрацией напорной и безнапорной и последующая фильтрация на загрузке обезжелезивателя, которая может быть каталитической или инертной.
- окисление и фильтрация с помощью автокаталитических загрузок, проявляющих окисляющие свойства без внешних окислителей (без кислорода и активного хлора).
- двухвалентное железо удаляется ионообменным путем с помощью сильнокислотного катионита
- сорбцией угольной удаляются небольшие концентрации железа
- обратным осмосом
- картриджи обезжелезивания с успехом применяются при незначительных превышениях железа и малых расходах воды
Водородный показатель pH
pH — водородный показатель. Это степень диссоциации молекул воды на Н+ катион и ОН- гидроксид анион в 10 минус (1-14) степени. Для простоты отображается, как pH от 1 до 14, где 7 — нейтральная вода, меньше 7 кислотная реакция, больше — щелочная. Чтобы разобраться в этой крайне непростой теме мне понадобилось пара лет, но Вы сможете сразу понять о чем идет речь, если загляните на страницу по ссылке водородный показатель — там есть пара неплохих учебных видео, которые прекрасно — быстро и просто объясняют это явление.Степень диссоциации воды — pH, водородный показатель оказывает критическое влияние на процессы окисления растворенных металлов. Так, например, большинство загрузок обезжелезивателя полностью утрачивают свои каталитические свойства в отношении железа при pH ниже 6, а ниже 5.5 не работает ни одна каталитическая загрузка. Марганец удаляется при pH от 7, тяжелые металлы от 8-9.Поэтому pH — крайне важен для процессов очистки воды, но так же pH сильно влияет и на здоровье человека. Мы все слышали словосочетание «кислотно-щелочной баланс» выдуманный маркетологами! Дай Бог здоровья маркетологам… а для здоровья человека питьевая вода должна иметь pH 7.5-7.9, что не верно отображено СанПиНом в их ПДК 6-9, потому что нельзя постоянно пить воду с pH ниже 7, но это долгая тема… мы говорим о методах водоочистки.Процессы водоочистки связаны с окислением тех или иных веществ, я ни разу не слышал о том, чтобы приходилось применять методы восстановления. Поэтому pH нужен чем выше, тем лучше. Обычно исходная вода имеет pH от 6.8 до 7.5 — это нормальный показатель и как-то его корректировать для успешной очистки воды не требуется. Эта же вода годится и для питьевых нужд. Но если pH ниже 6.8, то его нужно повышать.Методы повышения pH и водоочистка с низким pH:- с помощью pH — коррекции. Пропускание воды через загрузку Кальцит.
- с применением фильтрующих сред, повышающих pH, например Сорбент МС
- реагентным методом — дозация гидроксида натрия
- применение для очистки воды с низким pH ионообменных процессов на сильнокислотных и сильноосновных смолах.
- Коррекция pH с помощью картриджа после водоочистки
Окисляемость перманганатная
Перманганатная окисляемость характеризует общее количество растворенных в воде органических и минеральных веществ, окисляемых при помощи перманганата калия, выражается в мг О2 на литр. (мгО2/л) Буквально означает: «Сколько кислорода затрачено на полное окисление всех органических веществ, растворенных в анализируемой воде».Этот обобщающий параметр характеризует общую степень загрязнения воды органическими веществами, т.к. их природа крайне разнообразна (природные, техногенные) и чтобы выявить каждый вид и его количество нужно сделать десяток дорогостоящих сложных анализов. А здесь мы быстро получаем результат всего лишь добавив пару капель реагента в воду.Итак, высокая перманганатная окисляемость — это органические вещества — гуминовые и фульвокислоты, загрязнения антропогенного характера (загрязнения с полей, ферм, пром.предприятий). Норма ПДК СанПиН — не более 5мгО2/лМетоды удаления органических веществ по сути делятся на два направления извлечение и разрушение:- Окисление дозацией гипохлорита, аэрацией или озонирование с последующей фильтрацией на сорбентах или Greendsand
- Ионообменные смолы-органопоглотители, так называемыми «скавенжеры» (слабоосновные аниониты с пористой структурой)
- Разрушение жестоким ультрафиолетом (эффективно только в замкнутых циклах, например бассейны)
- Сорбция угольная (метод извлечения)
- Обратный осмос (фильтрация через мембрану и смыв в канализацию)
- Коагуляция и отстой (открытые емкости)
Хлор остаточный
Остаточный хлор наблюдается в воде из городского водопровода. Вода хлорируется для удаления органических веществ и препятствия заражению воды во время перемещения ее от очистных сооружений к потребителю внутри трубопровода.Остаточный хлор так же имеет место быть в системах очистки воды с применением дозации гипохлорита. Помимо органолептического обнаружения (вонизма) хлор плохо влияет на здоровье человека, не рекомендуется пить хлорированную воду и тем более кипятить ее с целью удаления хлора.Методы удаления остаточного хлора:- Угольная сорбция
- Выветривание в открытой емкости
Общая минерализация (Сухой остаток)
Сухой остаток определяется в лаборатории (в мг), как вес остатка после полного испарения отфильтрованной бумажным фильтром воды.Характеризует (частично) общую минерализацию, иначе говоря общую солевую насыщенность воды, а еще проще говоря — общее количество растворенных в воде веществ. Сухой остаток и общая минерализация немного различны, т.к. при испарении из воды уносятся многие летучие вещества, входящие в состав минерализации, но для наших целей бытовой водоочистки эти понятия очень схожи и разграничивать их просто незачем. Сухой остаток характеризует количество именно растворенных веществ, потому что взвеси — мутность, цветность не являются частью раствора, а как бы «плавают» в воде — прежде, чем определять сухой остаток их удаляют бумажным фильтром. Газы улетучиваются во время выпаривания воды.В жесткой воде общая минерализация может превышать 1000мг/л — это очень много, а хорошей питьевой воде минерализация не превышает 100-150мг/л, вода очищенная обратным осмосом имеет общую минерализацию 15-30 мг/лМетоды снижения минерализации:- известково — содовый реагентный метод.
- обратный осмос
- дистиляция
Имеют простое устройство, которое включает:
Как очистить воду в домашних условиях?
Жидкость из-под крана часто не вызывает доверия, поэтому люди задумываются о возможных способах доочистки в быту. Самые простые методики не требуют специального оборудования.
Кипячение
Помогает удалить хлор и низкотемпературные газы, избавиться от бактерий, вредных органических примесей. Кипячение имеет ряд недостатков.- Изменяет структуру воды, негативно воздействуя на нее – она становится неполезной для организма, особенно если ее нагревать несколько раз подряд.
- Соли при кипячении испаряются и оседают на стенках чайника. Эти частицы попадают в организм вместе с жидкостью, накапливаются и могут приводить к заболеваниям суставов, появлению камней в почках.
- Некоторые вирусы выживают и после кипячения. Для их уничтожения нужна более высокая температура, которую сложно обеспечить в домашних условиях.
Можно сделать вывод, что вода после такой обработки будет неполезной, также сохраняется некоторый риск заражения инфекцией.
Отстаивание
Этот метод применяют, чтобы избавиться от хлора. Водопроводную воду наливают в банку или другую большую емкость и оставляют примерно на 12 часов. При этом соли тяжелых металлов никуда не исчезнут, а только осядут на дне, поэтому рекомендуется использовать 2/3 банки, выливая жидкость аккуратно, чтобы она не перемешивалась. Для усиления эффекта воду можно настаивать на шунгите или кремнии, предварительно поместив их на дно емкости.
Вымораживание
Такой способ гораздо эффективней, чем кипячение. После заморозки происходит перекристаллизация, за счет чего вода очищается. Однако для получения нужного результата важно соблюдать технологию. Большинство людей считает, что достаточно поставить воду в морозильную камеру, а затем достать и растопить лед, но это не так.Согласно химическому закону, вода кристаллизуется и затвердевает в наиболее холодном месте, а все, что было в ней растворено, скапливается вокруг. Следуя этому правилу, нужно обеспечить постепенное замораживание и следить за процессом. Чистая вода затвердеет быстрее, после чего все, что осталось, можно вылить – это раствор с вредными примесями. Такой метод позволяет получить полезную для организма жидкость, сохранившую все необходимые микроэлементы.
Другие бытовые способы
Можно использовать различные вещества, которые помогут очистить воду.- Шунгит. Крупные камни помещают в емкость с жидкостью из расчета 100 грамм на литр. Отстаивать нужно около 3 дней, но не больше.
- Кремний. Принцип тот же, что и с шунгитом, нужно использовать 10 грамм на 5 литров, оставить на 2-3 дня. Очищенную воду сливать аккуратно, чтобы не затронуть осадок.
- Соль. В 2 литрах растворить столовую ложку, подождать 30 минут. Этот метод помогает избавиться от вредных микроорганизмов и тяжелых металлов, однако соленую воду не рекомендуется употреблять постоянно.
- Серебро. Предметы, изготовленные из этого материала, нужно погрузить в жидкость на 10-12 часов.
- Активированный уголь. Таблетки заворачивают в марлю и кладут в воду на 8 часов. Вещество не только очищает жидкость, но и устраняет неприятные запахи.
Кремний и шунгит можно приобрести в аптеке или в специализированных магазинах. Перед использованием камни необходимо тщательно промыть. Их можно применять многократно, но время от времени нужно будет заменять на новые. Делать это следует не реже, чем раз в полгода.
У шунгитовой воды также есть противопоказания – она не рекомендована людям с высокой кислотностью желудка, склонностью к онкологическим заболеваниям и тромбам.
Фильтрация
Простые методы не слишком эффективны либо неудобны в использовании, поэтому популярностью пользуются специальные устройства с фильтрами. Они позволяют быстро получать питьевую воду хорошего качества без необходимости ждать несколько часов или дней. Домашние фильтры могут быть разными, отличаются по конструкции, свойствам и стоимости.
Настольные кувшины.
Имеют простое устройство, которое включает:- емкость с крышкой;
- приемную чашу в виде воронки;
- картридж с фильтром.
Фильтры под мойку.
Эти устройства обеспечивают качественную очистку. Вода проходит через 3-5 секций, прежде чем попасть к потребителю. Существуют разные виды картриджей, которые можно установить, также система может включать установку, работающую по принципу обратного осмоса или проточный фильтр. Конфигурацию выбирают, предварительно изучив характеристики воды в доме – это позволяет найти оптимальный вариант.
Фильтры грубой очистки.
Чаще всего их устанавливают на трубы в загородных домах, где вода поступает напрямую из скважины. Такие фильтры задерживают крупные частицы – песок, глину, грязь. В квартирах они также могут использоваться, чтобы исключить попадание ржавчины или известкового налета в питьевую воду.Жидкость проходит через сетку, которая задерживает крупные включения. Фильтры этого типа также могут иметь сменные картриджи. По способу установки модели делятся на фланцевые и муфтовые.
Насадки на кран.
Отличаются простой конструкцией и легко устанавливаются. Устройство выглядит как насадка, внутри которой находится фильтр. Он может содержать сорбент, задерживающий токсичные вещества, ионообменные смолы и полипропиленовый слой. Вода очищается по мере прохождения через картридж, проточным способом.Такой метод обеспечивает не слишком качественную фильтрацию, но если жидкость не имеет сильных загрязнений, и нужно просто избавиться от запаха или привкуса хлора, то этого достаточно.
Выбор фильтра зависит от состава воды и наличия тех или иных проблем. Если в жидкости явно прослеживаются крупные частицы, то не обойтись без системы грубой очистки, которая будет задерживать этот мусор. Также могут потребоваться более сложные методы для устранения химических загрязнений.Нелишним будет проанализировать состав воды – это позволит с точностью определить, какой прибор эффективнее справится с задачей. Это особенно актуально, если вы хотите установить сложную систему очистки, которая предусматривает несколько этапов и методик фильтрации.Топ 5 ошибок при подборе системы очистки воды смотрите в следующем видео.