Домой Кашель Какое вещество можно использовать для очистки воды. Способы очистки воды: самые эффективные и безопасные

Кашель

Какое вещество можно использовать для очистки воды. Способы очистки воды: самые эффективные и безопасные

Вода - залог жизни, чистая жидкость необходима практически всем живым существам на нашей планете. Для человеческого здоровья нужно не просто обеспечить доступ к необходимым объемам, но и применить к ним методы очистки питьевой воды, чтобы качество было высоким. Специалисты обращают внимание: необходимо принимать меры по очищению жидкости всем и всегда, не только городским жителям, пользующимся водопроводами, но и обитателям сельской местности. С давних пор бытует мнение, будто бы колодезная вода исключительно чистая. Оно категорически ошибочное! В такой жидкости содержится немало патологических микроорганизмов, что уже не раз становилось причиной эпидемий разнообразных заболеваний. Избежать этого можно, применяя основные методы очистки воды, доступные как в промышленных масштабах, так и применительно к каждому отдельному человеку.

Общая информация

Современные методы очистки воды:

фильтровка;
сорбция;
применение мембран;
электрохимическое влияние.

Фильтрам дорогу!

Этот механический метод очистки воды хорошо зарекомендовал себя с самых давних пор, правда, в настоящее время у человечества есть гораздо более совершенные средства, позволяющие исключить из жидкости лишние примеси. Применяются специализированные перегородки с многочисленными порами. Их изготавливают из разных материалов:

тканых;
нетканых;
металлов;
керамики;
металлокерамики;
гранулированных субстанций.

Используемые в этом методе очистки воды от загрязнений гранулы изготавливают из:

песка;
шунгита;
угля;
смол;
цеолитов;
вермикулита.

Практически любая система очистки воды в своем составе имеет один или несколько фильтров. Она может дополняться другими компонентами, позволяющими повысить эффективность рабочего процесса, но вот найти такой вариант, в котором фильтра нет вовсе, очень сложно. Благодаря этому в настоящее время многие системы очистки воды называют фильтрами - по основному объединяющему их признаку.

Обыватель, в повседневности постоянно применяющий фильтр, зачастую задумывается: может ли такая довольно простая по своему устройству система очистить жизненно необходимую жидкость, примеси в которой - до четырех миллионов соединений, вредных для человека? Точный ответ сформулировать не получится: многое зависит от примесей в конкретном случае, от использованной очистительной системы.

Современные методы очистки воды в домашних условиях предполагают применение таких устройств, которые хоть и эффективны, но не на ионном уровне. Следовательно, нельзя говорить о безупречно качественном результате. Практически не поможет этот метод очистки воды при залповом загрязнении. Производитель обращает внимание: необходимо регулярно менять рабочий элемент очистительной системы, но сложно предсказать, с какой частотой. Указанные изготовителем временные рамки условны, если постоянно фильтруется жидкость с многочисленными примесями, придется обновить «рабочую лошадку» раньше срока.

Сорбция

Это поглотительный метод очистки воды, когда при помощи специальных технологий из жидкости извлекают примеси, растворенные в общей массе. Наиболее эффективна методология при избавлении от органических загрязнителей.

Ионообменные процедуры тоже принадлежат к категории сорбции, отличительная особенность в том, что из сорбента выделяет ион, заменяющий поглощенный. В наиболее широкой трактовке термина сорбция как метод очистки воды дает возможность исключить из общего обрабатываемого объема большую часть вредоносных примесей. В то же время специалисты отмечают: сорбция довольно избирательна, что обусловлено спецификой применяемого сорбента, поэтому в реальности применением такой технологии добиться действительно полноценного очищения непросто.

Особенности реализации метода

Очистка воды по такой технологии обычно предполагает использование материалов, сформированных волокнами, гранулами специального состава - адсорбентами. Нередко пользуются активированным углем (известно несколько разновидностей), другие методологии построены с организацией ионообменных процессов.

Методы промышленной очистки воды при помощи сорбционных процессов не самые простые в реализации. Сконструировать эффективную насадку довольно сложно, а эксплуатировать придется с соблюдением ряда правил, в противном случае эффективность будет слишком низкая. Основные особенности, которые необходимо учитывать:

параллельный перенос;
фронт поглощения;
уравнение Шилова;
закономерности поддержания равновесной концентрации.

Как это работает?

Применяя физико-химические методы очистки воды, основанные на включении в работу сорбента, нужно помнить, что при прохождении жидкости через вещество примеси скапливаются в этом соединении. Равновесная концентрация как важнейший физический закон обусловливает поступление скопленных сорбентом примесей в обрабатываемые объемы гораздо раньше, нежели выходит срок применения установки. Следовательно, жидкость становится «психологически чистой».

Все упомянутые выше особенности в настоящее время учитываются в разработке военных станций очистки. Удалось вычислить ресурсы разнообразных установок, работающих по такому принципу, но в большинстве случаев фильтроцикл - всего лишь сутки. Разработки военных пока не нашли себе применения при конструировании используемых в быту очистителей.

Мембраны

Эта методология, хотя и была неплохо исследована, широкого распространения в настоящее время не имеет, особенно на бытовом уровне. Дело в том, что мембраны эффективны лишь при нагнетании давления до 10 атмосфер. Кроме того, результативностью отличаются гиперфильтрационные модели, в результате воздействия которых жидкость становится глубокообессоленной. Необходимо учитывать и тот факт, что применение подобных установок привело бы к сбросу в очистительную систему 50% или даже более от всего объема поступившей для фильтрации жидкости. В большинстве регионов наблюдается дефицит пригодной для питья, промышленного применения воды, поэтому столь небрежное отношение к живительному веществу просто недопустимо.

Что это все значит?

Все перечисленные методики очистки жидкости имеют определенные слабые стороны, существенные недостатки. Сорбенты накапливают примеси, при залповых выбросах качество обработанной жидкости резко уменьшается, длительность работы фильтра сложно предугадать заранее, на основании чего многие приходят к неутешительному выводу: очистные устройства, доступные в настоящее время широким массам, исключительно ненадежны в эксплуатации.

Мембраны, сорбенты, активизирующие ионообменные процессы, обедняют жидкость на соли, а для живых организмов исключительно важны натриевые, калиевые, магниевые соединения и другие микроэлементы. Кроме того, отработанные мембраны, насадки необходимо утилизировать, что становится существенным фактором загрязнения окружающей среды. Что удивительно, внимания ему уделяется очень мало.

Электрохимия

Финишная обработка жидкости посредством такой методологии доступна несколькими способами. Довольно широко распространена очистка воды методом коагуляции, альтернативные варианты:

флотация;
электрофорез;
катализ;
маломощные разряды;
высоковольтные искровые электроразряды;
электронные мембраны.

В реальности, кроме коагуляции, широкое распространение получила только обработка способом флотации.

Полевые станции

В настоящее время исключительно часто на практике используются вещества-коагулянты. Преимущественно установки построены с применением сернокислого алюминия (глинозема). В воде происходит диссоциация на сульфатные, алюминиевые ионы. Соединение представляет собой сильную кислотную соль и слабое основание, поэтому процесс до конца не проходит, в жидкости глинозем растворяется до уровня молекул, и всего за минуту после этого алюминий, вступая в реакцию, формирует хлопьями падающий в осадок гидроксид.

Описанный процесс получил наименование коагуляции. Вода в ходе такого воздействия очищается от примесей, солей, микроскопических форм жизни. Чтобы произвести окончательную обработку, необходимо тщательно удалить хлопья коагулянта. На водоочистительных станциях эта процедура обычно организована в несколько этапов.

Всему свое время

Стоит ли использовать биологический метод очистки воды, электричество, фильтр или мембрану, необходимо решать только после выявления характерных для конкретной ситуации загрязнений. Берут пробы жидкости, в лабораторных условиях проводят анализы с применением аппаратуры высокой точности. Преимущественно выявляется несколько разновидностей загрязнений, что требует комплексных очистительных мероприятий.

Загрязнения: важные особенности

Как показывают исследования, все больший процент загрязняющих веществ в пресной жидкости обусловлен активностью человека: промышленностью, земледелием, жизнедеятельностью. Физические загрязнения - это примеси, которые попадают в водоемы и либо вовсе не растворяются, либо этот процесс занимает длительное время. Основная проблема - мусор, но, кроме него, в качестве загрязнителей выступают глина, песок.

Не менее важный фактор - тепловое загрязнение, то есть негативное воздействие на окружающую среду энергией тепла. Подогрев водных масс водоема нарушает биологические процессы, провоцирует вымирание рыб, иных водных обитателей. В другой ситуации повышение температуры стимулирует разрастание вредоносных колоний простейших, что делает процесс очистки абсолютно неэффективным. Впрочем, в редких случаях тепловое загрязнение влияет положительно.

Какие еще бывают?

Практически любой современный человек слышал про химическое загрязнение окружающей среды в целом и водоемов в частности. Обусловлено это попаданием в жидкость разнообразных соединений, применяемых в сельском хозяйстве, в промышленных целях. Наибольшую опасность для природы несут нефть и продукты ее переработки, тяжелые металлы, в том числе в соединениях, нитраты, ПАВ.

При анализе проб жидкости из водоема можно определить, какие именно загрязнители наблюдаются именно в нем. Обычно это довольно широкий спектр, требующий комплексного использования нескольких очистительных методик. А вот системы, построенные с применением одного конкретного метода, обычно характерны для производственных очистительных установок, где набор примесей довольно стабильный, количество загрязнителя тоже известно заранее. В коммунальном хозяйстве широко распространена технология озонирования.

Как выбрать?

Прежде разработки очистительной системы и подбора оптимальных мероприятий для конкретного случая необходимо тщательно исследовать пробы и сравнить их с нормативными данными. Для получения точной информации проводят долговременное изучение, составляют статистическую таблицу, выбирают подходящие для ситуации нормативы СанПиНа, после чего принимают решение в пользу наиболее применимых в конкретном случае вариантов.

Сточные воды

Пожалуй, очистка такой жидкости - одна из наиболее острых современных проблем. Принято выделять несколько категорий жидкости:

бытовые;
производственные;
природные.

Первый класс - это наиболее опасная жидкость, богатая органическими соединениями, питательными для патогенных микроскопических форм жизни. Хозяйственные сточные воды необходимо тщательно дезинфицировать, только после этого приступать к очистительным мероприятиям.

Производственные отходы сбрасываются промышленными объектами, использующими в своем рабочем процессе водные массы. Действующее законодательство обязывает устанавливать эффективные фильтрационные системы, а регулярные проверки и большие штрафы стимулируют предприятия соблюдать эти требования. Наконец, природные - это сформированные осадками стоки, отводимые через ливневую канализационную систему.

Бытовые сточные воды: что делать?

Используется сложная очистительная система, реализованная при помощи нескольких технологий. Сперва стоки направляются в отстойники, что позволяет отслоить взвешенные элементы (определённый процент формирует осадок, а остальные поднимаются к поверхности). Следующий шаг - песколовки, то есть фильтры, собирающие нерастворимые загрязнители. Чтобы поймать крупногабаритный мусор, очистительную систему дополняют решетками.

Нередко бытовая очистительная система конструируется с применением септиков, антисептиков, улучшающих результативность процесса. В составе таких препаратов присутствуют микроскопические организмы, перерабатывающие органику.

Вода – это вещество, которое мы употребляем ежедневно, и для здоровья человека очень важно пить качественную воду . В разных странах имеются разные стандарты воды «из-под крана», по которым определяются прозрачность и содержание в ней различных веществ. Россия не относится к странам с самыми строгими нормами. Даже если в воде имеются тяжелые металлы, очень маловероятно, что организации, осуществляющие водоснабжение, будут это широко афишировать. Хотя патогенные микроорганизмы обычно в воде «из-под крана» не встречаются, различных химических веществ в ней содержатся предостаточно. Если самостоятельно не позаботиться о чистоте воды, то можно заработать в связи с этим набор самых неприятных заболеваний. Поэтому мы предлагаем ознакомиться с тем, какие существуют современные методы очистки воды .

Сейчас можно встретить много неоднозначной информации о методах и системах, используемых для очистки воды. В этой статье дается обзор современных методов очистки воды для домашнего и промышленного использования , а также проясняются некоторые вопросы относительно эффективности этих методов.

Угольные фильтры

Достоинства угольных фильтров:

Отлично удаляют пестициды и хлор.
Недороги.

Фильтры бывают всех форм и размеров. Это один из самых старых и самых дешевых способов очистки воды. В большинстве угольных фильтров используется активированный уголь. Вода легко проходит через фильтр с активированным углем, который обладает большой площадью поверхности пор (до 1000 м 2 /г), в которых происходит адсорбция загрязняющих веществ. Активированный уголь используется как в форме твердых блоков, так и в гранулированной форме. Через твердый блок вода проходит дольше, что делает подобные фильтры более эффективными в поглощении загрязнений. Фильтры с активированным углем лучше всего подходят для удаления таких загрязнителей, как инсектициды, гербициды и полихлоринатные бифенилы. Они могут также удалять многие промышленные химикаты и хлор. Но активированный уголь не удаляет большинство неорганических химических веществ, растворенных тяжелых металлов (например, свинец) или биологические загрязнения. Чтобы в некоторой степени справиться с этими недостатками, многие производители используют активированный уголь в сочетании с другими способами очистки, такими как керамические фильтры или ультрафиолетовое излучение, о которых речь пойдет позже. Даже с этими усовершенствованиями, однако, угольные системы фильтрации имеют свои ограничения и недостатки.

Недостатки угольных фильтров:

Не удаляют бактерии.
Недолговечны.

Угольные фильтры представляют собой отличную среду для размножения бактерий. Если вода не подвергалась обработке хлором, озоном или другим способам бактерицидной защиты перед фильтраций, то бактерии из воды осядут в фильтре и будут там размножаться, загрязняя проходящую через него воду. По этой причине не рекомендуется использовать угольный фильтр в том случае, когда вода поступает напрямую из природного источника. Некоторые производители утверждают, что проблема решается при помощи добавления серебра. К сожалению, эта технология работает недостаточно эффективно. Вода должна оставаться в контакте с серебром гораздо дольше, чтобы появился существенный эффект. Также со временем угольные фильтры начинают терять свою эффективность. Постепенно фильтр теряет способность задерживать загрязнения и все больше и больше примесей попадает в отфильтрованную воду. При этом вода продолжает протекать через фильтр с легкостью, и узнать насколько эффективно работает фильтр можно только при помощи анализа качества воды, но не у всех дома есть лаборатория. Поэтому фильтр необходимо заменять через определенный промежуток времени или после фильтрации определенного объема воды.

Минусы керамических фильтров:

Неэффективны против органических загрязнителей и пестицидов.

Керамические фильтры неэффективны при удалении органических загрязнителей или пестицидов. Так что эти фильтры не рекомендуется использовать для очищения воды в домашних условиях. Дома их стоит использовать в паре с угольным фильтром.

Минусы озонирования:

Этот метод не позволяет удалять тяжелые металлы, минералы и пестициды.
Озон быстро распадается на кислород и теряет свою эффективность.
Очень дорогой метод.
Озон является очень ядовитым веществом, поэтому работа системы должна тщательно контролироваться датчиками.

Для получения питьевой воды одного озонирования недостаточно. Оно не удаляет тяжелые металлы, минералы и пестициды. И, в отличие от хлора, который, оставаясь в воде, продолжает выполнять свою функцию, озон имеет очень короткий срок действия. Он распадается почти мгновенно и не имеет остаточного эффекта очистки. Еще один камень преткновения в озонировании воды – это стоимость. Использовать озонирование в домашних условиях получается слишком дорого.

Ультрафиолетовые излучение

Достоинства применения УФ-излучения:

Убивает бактерии и вирусы.

Когда микроорганизмы, такие как бактерии и вирусы, поглощают ультрафиолетовое излучение, то начинают происходить определенные реакции, вызывающие их гибель. Это делает УФ-излучение очень эффективным методом уничтожения патогенных микроорганизмов, таких как кишечная палочка и сальмонелла, без добавления химических веществ, например, хлора. УФ-излучение является одним из немногих способов очистки, позволяющим уничтожать вирусы, что особенно важно в сельской местности, где нет других способов получения качественной воды.

Недостатки УФ-излучения:

Неэффективно против всех организмов.
Неспособно удалять тяжелые металлы, пестициды, другие физические загрязнители.

Фильтры с ионообменом

Достоинства ионообменных фильтров:

Продлевают работу водонагревателей, стиральных машин.

Недостатки ионообменных фильтров:

Не очищают воду и не делают ее безопасной для человека.

Ионообменные фильтры действуют как умягчители воды и не оказывают никакого влияния на микроорганизмы. Смягчение жесткой воды хорошо для стиральной машины и водонагревателя, а также при купании. Жесткая вода больше стягивает кожу, и мыло в ней хуже мылится. Однако мягкая вода не является более полезной, чем жесткая. Умягчители не очищают воду.

Медно-цинковые фильтры

Достоинства медно-цинковых систем очистки:

Эффективно удаляют хлор и тяжелые металлы.

Подобные фильтры для воды продаются под названием KDF. В них используется запатентованный медно-цинковый сплав, который содержится в фильтре в виде гранул. Молекулы меди и цинка действуют как различные полюса в батарее. При прохождении загрязненной воды через гранулы одна часть примесей направляется в сторону цинка, другая часть примесей с противоположным зарядом направляется в сторону меди. При этом происходят окислительно-восстановительные реакции, при которых обезвреживаются потенциально опасные химические вещества. В результате обработки хлорированной воды образуется хлористый цинк. Также подобные фильтры снижают содержание ртути, мышьяка, железа и свинца. При прохождении через фильтр в воде уничтожаются бактерии и другие организмы.

Недостатки медно-цинковых системы очистки:

Неэффективны против пестицидов и органических загрязнителей.

Медно-цинковые системы очистки не позволяют удалять пестициды и другие органические загрязнители. Тем не менее, KDF-системы обычно включают блок угольных фильтров, чтобы устранить эти недостатки.

Системы обратного осмоса

Достоинства систем обратного осмоса:

Хорошо очищают воду от металлов, бактерий, вирусов, микроорганизмов, а также органических и неорганических химических веществ.

Первоначально система обратного осмоса использовалась для опреснения морской воды. В процессе очистки вода под давлением проходит через полупроницаемую синтетическую мембрану. При благоприятных условиях данный способ фильтрации позволяет удалять от 90% до 98% тяжелых металлов, вирусов, бактерий и других организмов, органических и неорганических химических веществ.

Недостатки систем обратного осмоса:

Большое количество воды в виде отходов.
Синтетическая мембрана деградирует под воздействием хлоридов и физических загрязнителей.
В системе могут размножаться бактерии.
Хуже работают с жесткой водой.

Несмотря на свои достоинства системы обратного осмоса обладают существенными недостатками. Для начала, они чрезвычайно ресурсоемки; для получения 1 л чистой воды в канализацию смывается 3-8 л загрязненной воды. Факт, что эта сливаемая вода содержит концентрированные загрязняющие вещества, вынудил некоторые сообщества, страдающие от недостатка воды, полностью запретить подобные системы очистки.

Эти системы для должной работы также требуют минимального давления воды 2,7 атм. Необходимо принимать меры по поддержанию целостности мембраны, которую надо заменять каждые несколько лет.

Мембрана ухудшает свои свойства в присутствии хлора и при очистке мутной воды. Поэтому системы обратного осмоса требуют предварительную очистку воды угольным фильтром.

Системы обратного осмоса также являются хорошей средой для размножения бактерий, что может потребовать установки угольного фильтра между блоком обратного осмоса и резервуаром для хранения воды и еще одного фильтра между накопительным баком и краном, из которого сливается вода. И, наконец, если вода достаточно жесткая, то может потребоваться дополнительная система смягчения воды.

Учитывая перечисленные недостатки, действительно трудно рассматривать эти системы в качестве лучшего способа очистки воды .

Дистилляция

Плюсы дистилляции:

Удаляет широкий спектр загрязняющих веществ, полезна в качестве первого этапа очистки.
Можно использовать многократно.

При правильном выполнении дистилляции она обеспечивает получение довольно чистой и безопасной воды. Есть критики употребления дистиллированной воды, но многие люди употребляют дистиллированную воду годами, не испытывая при этом никаких проблем со здоровьем. Дистилляция является относительно простым процессом: вода нагревается до кипения и превращается в пар. Кипячение убивает различные бактерии и другие патогены. Полученный при кипячении пар охлаждают и вновь получают воду.

Минусы дистилляции

Загрязняющие вещества переносятся в некоторой степени в конденсат.
Требуется тщательный уход для обеспечения чистоты дистиллятора.
Медленный процесс.
Потребляет большое количество водопроводной воды (для охлаждения) и энергии (для нагрева).

Неорганические загрязнители способны мигрировать вдоль тонкой пленки воды, которая образуется на внутренних стенках. Также в воду переходят загрязняющие вещества из стекла или металла, в которых нагревается вода.

Органические соединения с температурой кипения ниже, чем 100°C, автоматически переходят в дистиллят, и даже органические соединения с температурой кипения более 100°C могут раствориться в водяном паре и также перейти в дистиллят. Во время кипения за счет поступающей энергии могут образоваться новые хлорорганические соединения.

Дистилляция является медленным процессом, который требует хранения воды в течение длительного времени. За время хранения возможно повторное загрязнение воды веществами из окружающего воздуха.

Дистилляция требует большого количества энергии и воды и, следовательно, является дорогим процессом в эксплуатации. Кроме того требуется регулярная чистка дистиллятора от загрязнителей, накопленных в процессе.

Данная статья основана на материалах работы доктора Дэвида Вильямса, врача, биохимика, специалиста по естественному лечению. Понравилась статья? Расскажи друзьям!

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.

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

Также к основным методам очистки воды относятся нижеперечисленные методы:

Хлорирование путем добавления хлора, диоксида хлора, гипохлорита натрия или кальция.
Озонирование. При применении озона для подготовки питьевой воды используются окислительные и дезинфицирующие свойства озона.
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 марганца, как правило, через специальные фильтро-материалы. Решение проблемы очистки воды от железа представляется довольно сложной и комплексной задачей. К наиболее часто используемым методам можно отнести:

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.

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.

Все большее значение в охране поверхностных вод от загрязнения и засорения приобретают агро- лесо- мелиорация 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.

ПДК ДЛЯ ОЗНАКОМЛЕНИЯ (ТАБЛИЦЫ НЕ ЗАУЧИВАТЬ О_о)

ПДК основных неорганических веществ в питьевой воде в различ. странах (мг/дм 3).

Показатели	ВОЗ	USEPA США	ЕС	СанПиН Россия	СанПиН Украина	ГОСТ 2874-82
Алюминий (Al)	0,2	0,2	0,2	0,5	0,2 - 0,5	0,5
Азот аммонийный (NH 3)	1,5	-	0,5	-	-	-
Асбест (млн. волокон/л)	-	7,0	-	-	-	-
Барий (Ва)	0,7	2,0	0,1	0,1	0,1	-
Берилий (Ве)	-	0,004	-	0,0002	-	0,0002
Бор (В)	0,3	-	1,0	0,5	-	-
Ванадий (V)	-	-	-	0,1	-	-
Висмут (Bi)	-	-	-	0,1	-	-
Вольфрам (W)	-	-	-	0,05	-	-
Европий (Eu)	-	-	-	0,3	-	-
Железо (Fe)	0,3	0,3	0,2	0,3	0,3	0,3
Кадмий (Cd)	0,003	0,005	0,005	0,001	отсут.	отсут.
Калий (К)	-	-	12,0	-	-	-
Кальций (Са)	-	-	100,0	-	-	-
Кобальт (Со)	-	-	-	0,1	-	-
Кремний (Si)	-	-	-	0,1	-	-
Литий (Li)	-	-	-	10,0	-	-
Магний (Mg)	-	-	50,0	0,03	-	-
Марганец (Mn)	0,5	0,05	0,05	-	0,1	0,1
Медь (Cu)	1,0÷2,0	1,0÷1,3	2,0	0,1
Молибден (Мо)	0,07	-	-	0,25	-	0,5
Мышьяк (As)	0,01	0,05	0,01	0,05	0,001	0,05
Натрий (Na)		-			-	-
Никель (Ni)	0,02	-	0,02	0,1	0,1	-
Ниобий (Nb)	-	-	-	0,01	-	-
Нитраты (NO 3)
Нитриты (NO 2)	3,0	3,3	0,5	3,0	отсут.	отсут.
Ртуть (Hg)	0,001	0,002	0,001	0,0005	отсут.	отсут.
Рубидий (Rb)	-	-	-	0,1	-	-
Самарий (Sm)	-	-	-	0,024	-	-
Свинец (Pb)	0,01	0,015	0,01	0,03	0,01	0,01
Селен (Se)	0,01	0,05	0,01	0,01	0,01	0,001
Серебро (Ag)	-	0,1	0,01	0,05	-	0,05
Сероводород (H 2 S)	0,05	-	-	0,03	-	-
Стронций (Sr)	-	-	-	17,0	-
Сульфаты (SO 4 2-)					250÷500
Cурьма (Sb)	0,005	0,006	0,005	0,05	-	-
Таллий (Ti)	-	0,002	-	0,0001	-	-
Теллур (Те)	-	-	-	0,01	-	-
Фосфор (Р), (РО 4)	-	-	-	0,0001	-	3,5
Фториды (F)	1,5	2,0÷4,0	1,5	1,5	1,5	1,5
Хлор/в т.ч. свободный	0,5÷5,0	-	-	0,3÷0,5/0,8÷1,2	0,3÷0,5/0,8÷1,2	-
Хлориды (Cl)					250÷350	-
Хром (Cr 3+)	-	0,1	-	0,5	-	-
Хром (Cr 6+)	0,05	-	0,05	0,05	отсут.	-
Цианиды (СN)	0,07	0,02	0,05	0,035	отсут.	-
Цинк (Zn)	3,01	5,0	5,0	5,0	-

* предел по органолептике и потребительским качествам воды.

** в пересчете на нитраты и нитриты соответственно.

Обязательные к соблюдению параметры, установленные основным стандартом США (National Primary Water Drinking Regulations).

Данный параметр установлен так называемым "вторичным стандартом" США (National Secondary Water Drinking Regulations), носящий рекомендательный характер.

питьевой воды ..." 98/93/EC от 1998 г.

Индикаторный параметр, согласно "Директивы по качеству питьевой воды ..." 98/93/EC. От 1998 г.

Обязательный для соблюдения параметр, согласно "Директивы по качеству питьевой воды ..." 80/778/EC от 1980 г.

Рекомендованный уровень согласно EC Drinking Water Directive 80/778/EC от 1980 г. (приводятся только для элементов, для которых не установлена предельно допустимая концентрация - MAC (Maximum Admissible Conentration)). Указаны максимальные значения, допустимые в точке пользования.

UO (Undetectable Organoleptically) - не должен обнаруживаться органолептически (на вкус и запах), согласно "Директивы по качеству питьевой воды ..." 80/778/EC от 1980 г.

ПДК обеззараживающих средств и продуктов обеззараживания (мкг/дм 3).

Показатели	ВОЗ	USEPA США	ЕС	СанПиН Россия	СанПиН Украина	ГОСТ 2874-82
ОБЕЗЗАРАЖИВАЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
Монохлорамин		-	-	-	-	-
Ди- и трихлорамин	-	-	-	-	-	-
Хлор в том числе остаточный свободный и остаточный		-	-	300-500 800-1200	300-500 800-1200	-
Диоксид хлора	-	-	-	-	-	-
Иод	-	-	-	-	-	-
Озон остаточный	-	-	-			-
ПОБОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ
Броматы		-	-	-	-	-
Хлорат	-	-	-		-	-
Хлорит		-	-		-	-
Полиакриламид	-	-	-		-
Активированная кремниевая кислота (по Si)	-	-	-		-	-
Полифосфаты	-	-	-		-
Хлорфенолы	-	-	-	-	-	-
2-хлорфенол	-	-	-		-	-
1,2,4-хлорфенол	-	-	-		-	-
2,4,6-хлорфенол		-	*		-	-
Формальдегид		-	-		-	-
Монохлорамин	-	-	-	-	-	-
Тригалометаны	-			-		-
Бромформ		-	-		-	-
Дибромхлорметан		-	-	-		-
Бромдихлорметан		-	-	-	-	-
Хлороформ		-	-			-
Хлорированные уксусные кислоты	-	-	-	-	-	-
Монохлоруксусная кислота	-	-	-		-	-
Дихлоруксусная кислота		-	-	-	-	-
Трихлоруксусная кислота		-	-		-	-
Трихлорацетальдегид (хлоргидраты)		-	-		-	-
Хлорацетон	-	-	-	-	-	-
Галогенированные ацетонитрилы	-	-	-	-	-	-
Дихлорацетонитрил		-	-	-	-	-
Дибромацетонитрил		-	-	-	-	-
Бромхлорацетонитрил		-	-	-	-	-
Хлорциан		-	-	-	-	-
Хлорпикрин	-	-	-	-	-	-

Прочерк означает, что данный параметр не нормируется

ВОЗ - Всемирная Организация Здравохранения, USEPA (US Environment Protection Agency) - Агенство по охране окружающей среды США, ЕС - Европейское Сообщество, СанПиН - Россия - Госкомсанэпидемнадзор России, СанПиН Украина - Министерство Здравохранения Украины.