Способы очищения воды: Методы и способы очистки воды. Мембранные методы очистки воды

бытовые методы и способы очистки воды для питья

Осветление. Это начальный этап очистки, который часто требуется при заборе из колодцев, озер, других открытых источников. Мутность и взвеси в воде говорят о наличии органических примесей: гуминовых и фульвокислот, колоний микроорганизмов. На этапе осветления в поток добавляют хлорсодержащие соли и коагулянты. Активный окислитель разрушает органические соединения в воде и провоцирует выпадение осадка. Нерастворимые агломераты впоследствии легче задерживаются фильтрами механической очистки.

Коагуляция. Технология направлена на удаление из воды коллоидных взвесей, которые не всегда видны невооруженным глазом. В качестве коагулянтов используют соли алюминия, которые вызывают слипание органических молекул, разрушают оболочки микроорганизмов, образуя с примесями тяжелые хлопья. Далее поток направляется в отстойники.

Отстаивание. На станциях водоподготовки предусмотрены специальные емкости, внутри которых с небольшой скоростью переливается вода. Нижние слои движутся медленнее, чем верхние, поэтому загрязняющие твердые частицы и хлопья коагулированных соединений успевают выпасть в осадок. Со дна резервуара отстоявшиеся массы удаляют через сливное отверстие.

Фильтрация. Для очистки питьевой воды используют фильтры с сорбирующей загрузкой. Раньше повсеместно применялись активированные угольные картриджи, но сегодня их постепенно заменяют порошкообразные и гранулированные засыпки. Основное отличие в том, что не вода проходит через загрузку, а сорбент высыпают в нее и перемешивают. Такой метод водоподготовки проще и эффективнее традиционной фильтрации, позволяет удалять химические примеси, тяжелые металлы, органические взвеси и поверхностно-активные вещества.

Обеззараживание. Специальная обработка необходима для устранения эпидемической опасности воды. Очистка от болезнетворных бактерий может проводиться химическими и физическими методами, но по-прежнему наиболее эффективной технологией обеззараживания является хлор. Атомы окислителя сохраняют свою активность по мере движения потока, дезинфицируя внутренние стенки трубопровода.

Деминерализация. Удаление марганца и железа из воды актуально для подземных источников, особенно расположенных вблизи рудных залежей. Деминерализацию проводят методом аэрации – насыщения потока кислородом воздуха. Вода подается в специальные колонны, где барботируется или распыляется через форсунки. В результате нежелательные примеси окисляются и образуют нерастворимые соединения. Далее происходит очистка воды на механических фильтрах.

Умягчение. Жесткость обусловлена высокой концентрацией солей кальция и магния. Для умягчения воды используют фильтры с ионообменной смолой, при прохождении через которую металлы замещаются ионами водорода или натрия, безопасными для здоровья человека. Метод дорогостоящий, поэтому используется не на всех станциях водоподготовки. В большинстве городских квартир для питьевой воды характерна повышенная жесткость, требующая установки локальных ионообменных фильтров.

По завершении комплекса водоподготовки и анализа основных параметров поток подается в распределительную сеть. Стоит понимать, что даже в случае полного соответствия санитарных показателей питьевой воды нормативным значениям при движении в старых трубопроводах происходит ее повторное загрязнение. Поэтому рекомендуется проводить анализ в аккредитованных лабораториях и обращаться за помощью в подборе фильтров в специализированные компании.

современные методы, способы и технологии

От качества питьевой воды без преувеличения зависит качество нашей жизни. Здоровье, самочувствие и внешний вид – все это может существенно улучшиться при потреблении очищенной от вредных примесей воды. Фильтрация последней – жизненная необходимость как в условиях больших городов, так и в сельской местности.

Существуют разнообразные способы (методы) очистки воды в быту и на производстве. Предлагаемые на рынке фильтры различаются по конструкции, пропускной способности, потреблению электроэнергии, применяемым технологиям, стоимости. Чтобы приобрести лучший фильтр по соотношению «цена-качество», необходимо представлять себе, от чего и каким образом вам требуется очистить воду.

Чтобы очистить воду от вредных примесей, требуется пропустить ее через специальную среду – в этом состоит суть технологии фильтрации. В зависимости от того, какой будет эта среда, изменятся и свойства воды на выходе. Разные среды имеют разный ресурс работы. Чтобы обеспечить допустимое содержание примесей в воде, менять фильтры приходится до того, как их ресурс будет полностью исчерпан. Частота смены фильтров зависит от характеристик и объемов воды.

Обратноосмотические фильтры

Самые современные фильтры для очистки воды. В них используются тонкопленочные мембраны с размером ячеек, сопоставимым с размером молекулы воды. Такая мембрана удаляет из воды практически все растворенные компоненты, органические примеси, соли тяжелых металлов, бактерии. Она полностью вырабатывает свой ресурс за 18-36 месяцев. Чтобы продлить срок службы мембраны, перед ней ставится несколько префильтров. Они должны задерживать частицы размером более 5 мкм, обеспечивать первичную химическую очистку. Отфильтрованные префильтрами соли и различные примеси смываются в дренаж принудительным потоком воды. За счет этих мер повышаются производительность и срок службы мембраны.

Обратноосмотические фильтры бывают прямоточными и накопительными. Накопительные более экономны: вода из них сливается в специальный бак и используется по мере необходимости. Это позволяет снизить время использования мембраны и эффективнее расходовать очищенную воду. Такие фильтры удобно использовать в быту, когда потребление воды в течение суток неравномерно. В промышленных целях используют прямоточные обратноосмотические фильтры.

Однако следует иметь в виду, что фильтры, работающие по принципу обратного осмоса, очищают воду не только от вредных примесей, но и от необходимых человеческому организму микро- и макроэлементов. Поэтому такую питьевую воду целесообразно дополнительно подвергать минерализации.

Ионообменные фильтры

Наиболее универсальный вид фильтров, в котором используются ионозамещающие смолы. При пропускании воды через такую смолу в последней ионы кальция и магния заменяются на ионы натрия и хлора. За счет этого происходит смягчение жесткой воды, которая создает массу проблем при использовании без очистки.

О высокой жесткости воды свидетельствует появление осадка белого цвета на сантехнике, в чайниках после кипячения, на нагревательных элементах стиральных машин. Такая вода может иметь горьковатый вкус и неблагоприятно воздействует на пищеварительную и желчевыводящую системы.

Необходимая мощность фильтра для бытовых целей рассчитывается в зависимости от расхода воды, для промышленных – в зависимости от времени на очистку. Чтобы ионообменный фильтр работал эффективно, его необходимо периодически промывать раствором хлорида натрия. Ионообменные смолы полностью исчерпывают свой ресурс в среднем через 3 года.

Безреагентные фильтры обезжелезивания воды

Высокое содержание железа, марганца и сероводорода в воде придает ей неприятный привкус и запах, а также способствует коррозии труб и сантехники. Постоянное употребление такой воды для питья может стать причиной развития хронических заболеваний. Чтобы вывести эти вещества из воды в виде осадка, достаточно обеспечить избыточное содержание в ней кислорода, которое запустит окислительные реакции. Этот экологичный метод очистки, как правило, выгодный и с экономической точки зрения, поскольку не требуется постоянно покупать какие-либо реагенты.

С воздушной аэрацией

Технология основана на обработке воды обычным атмосферным воздухом, в котором содержится достаточное количество кислорода для необходимых окислительных реакций. Воздушная аэрация может производиться при помощи нагнетания воздуха в воду под давлением или при помощи распыления воды внутри емкости, на дне которой она потом оседает.

С электрохимической аэрацией

Технология основана на превращениях химической и электрической энергии. В подавляющем большинстве случаев она экономически выгоднее и энергетически эффективнее других технологий. Аэрация происходит внутри специального модуля, оснащенного электродами. При пропускании через воду электрического тока, концентрация свободных ионов кислорода в ней повышается и они окисляют ионы железа, марганца и сероводорода.

Сорбционные фильтры

Самые распространенные и недорогие фильтры. Используются как самостоятельно, так и в составе сложных систем очистки. Роль фильтрующей среды играет активированный уголь из кокосовой скорлупы, адсорбирующие свойства которого в 4 раза выше, чем обычного древесного угля. Угольные фильтры способны улучшить вкус, цвет, запах воды, удалить остаточный хлор, растворенные газы и органические соединения. При добавлении к углю ионообменных веществ возможна очистка воды от тяжелых металлов, бактерий, пестицидов, гербицидов, асбеста, нефтепродуктов. Угольные фильтры, адсорбируя органику, являются благоприятной средой для размножения микроорганизмов и бактерий, поэтому их можно использовать только совместно с системами обеззараживания воды. Ресурс угольного фильтра полностью вырабатывается через 6-9 месяцев.

УФ- и озоновые фильтры

Это обеззараживающие фильтры, убивающие бактерии и некоторые вирусы. Озон имеет свойство разлагаться в воде с образованием кислорода, который разрушает ферментные системы микробных клеток. Озоновые фильтры отличаются высоким расходом электроэнергии, требуют использования сложной аппаратуры и квалифицированного технического обслуживания. Их чаще всего применяют для очистки воды в плавательных бассейнах и в медицинских учреждениях. Высокими технологическими и эксплуатационными характеристиками обладают УФ-фильтры, получившие более широкое распространение: их ставят в домах, коттеджах, лабораториях, ресторанах. В них не используются реагенты, что упрощает технологический процесс очистки. Ультрафиолет обладает обеззараживающими свойствами, уничтожает не только вегетативные, но и споровые формы бактерий и не изменяет свойства воды.

очистка воды | Описание, процессы и важность

водоочистная установка

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Сэр Эдвард Франкленд

Похожие темы:

фильтрация опреснение опреснительная установка на солнечной энергии хлорирование дезинфекция

Просмотреть весь связанный контент →

очистка воды , процесс, посредством которого из воды удаляются нежелательные химические соединения, органические и неорганические материалы и биологические загрязнители. Этот процесс также включает дистилляцию (превращение жидкости в пар для ее конденсации обратно в жидкую форму) и деионизацию (удаление ионов путем извлечения растворенных солей). Одной из основных целей очистки воды является получение чистой питьевой воды. Очистка воды также отвечает потребностям медицинских, фармакологических, химических и промышленных применений в чистой и питьевой воде. Процедура очистки снижает концентрацию загрязняющих веществ, таких как взвешенные частицы, паразиты, бактерии, водоросли, вирусы и грибки. Очистка воды происходит в масштабах от больших (например, для всего города) до малых (например, для отдельных домовладений).

Большинство сообществ полагаются на естественные водоемы в качестве источников водозабора для очистки воды и повседневного использования. В целом, эти ресурсы можно классифицировать как подземные или поверхностные воды и обычно включают подземные водоносные горизонты, ручьи, ручьи, реки и озера. Благодаря последним технологическим достижениям океаны и моря с морской водой также стали использоваться в качестве альтернативных источников воды для питья и бытовых нужд.

Определение качества воды

Исторические данные свидетельствуют о том, что очистка воды была признана и практиковалась древними цивилизациями. Основные методы очистки воды описаны в греческих и санскритских писаниях, а египтяне использовали квасцы для осаждения уже в 1500 г. до н.э.

В наше время качество, до которого должна быть очищена вода, обычно устанавливается государственными органами. Независимо от того, установлены ли они на местном, национальном или международном уровне, государственные стандарты обычно устанавливают максимальные концентрации вредных загрязняющих веществ, которые могут быть разрешены в безопасной воде. Поскольку исследовать воду просто по внешнему виду практически невозможно, для проверки уровня загрязнения были разработаны различные процессы, такие как физический, химический или биологический анализ. Уровни органических и неорганических химических веществ, таких как хлориды, медь, марганец, сульфаты и цинк, микробные патогены, радиоактивные материалы, растворенные и взвешенные твердые вещества, а также рН, запах, цвет и вкус являются одними из общих параметров.

анализируются для оценки качества воды и уровня загрязнения.

Викторина «Британника»

Вода и ее различные формы

Несмотря на то, что вода существует в трех состояниях, правильный ответ на вопросы этой викторины только один. Погрузитесь и проверьте свои знания о воде… и посмотрите, утонете вы или выплывете.

Обычные бытовые методы, такие как кипячение воды или использование фильтра с активированным углем, могут удалить некоторые загрязнители воды. Хотя эти методы популярны, потому что их можно использовать широко и недорого, они часто не удаляют более опасные загрязнения. Например, природная родниковая вода из артезианских колодцев исторически считалась чистой для всех практических целей, но в первое десятилетие 21 века она подверглась тщательному анализу из-за опасений по поводу пестицидов, удобрений и других химических веществ с поверхности, попадающих в колодцы. В результате были проведены обработка артезианских скважин и комплексы испытаний, в том числе на наличие паразита

Криптоспоридии .

Не все люди имеют доступ к безопасной питьевой воде. Согласно отчету Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) Организации Объединенных Наций (ООН) за 2017 год, 2,1 миллиарда человек не имеют доступа к безопасному и надежному снабжению питьевой водой дома. Восемьдесят восемь процентов из четырех миллиардов ежегодных случаев диареи, регистрируемых во всем мире, связаны с нехваткой чистой питьевой воды. Каждый год около 525 000 детей в возрасте до пяти лет умирают от диареи, второй по значимости причины смерти, и 1,7 миллиона заболевают диарейными заболеваниями, вызванными небезопасной водой в сочетании с неадекватными санитарными условиями и гигиеной.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подписаться сейчас

Процесс

Большая часть воды, используемой в промышленно развитых странах, обрабатывается на водоочистных сооружениях. Хотя методы предварительной обработки, используемые на этих предприятиях, зависят от их размера и серьезности загрязнения, эти методы были стандартизированы для обеспечения общего соответствия национальным и международным нормам. Большая часть воды очищается после того, как она перекачивается из природного источника или направляется по трубопроводам в накопительные резервуары. После того, как вода доставлена ​​в центральное место, начинается процесс очистки.

Предварительная обработка

При предварительной очистке из воды удаляются биологические загрязнители, химикаты и другие материалы. Первым шагом в этом процессе является просеивание, при котором из воды, подлежащей очистке, удаляется крупный мусор, такой как палки и мусор. Просеивание обычно используется при очистке поверхностных вод, таких как озера и реки. Поверхностные воды представляют больший риск загрязнения большим количеством загрязняющих веществ. Предварительная обработка может включать добавление химикатов для контроля роста бактерий в трубах и резервуарах (предварительное хлорирование), а также стадию, включающую фильтрацию через песок, которая помогает взвешенным твердым веществам оседать на дно резервуара для хранения.

Предварительная подготовка, при которой вода с высоким содержанием минералов (жесткая вода) обрабатывается карбонатом натрия (кальцинированной содой), также является частью процесса предварительной обработки. На этом этапе в воду добавляется карбонат натрия, чтобы вытеснить карбонат кальция, который является одним из основных компонентов раковин морских обитателей и активным ингредиентом сельскохозяйственной извести. Предварительное кондиционирование гарантирует, что жесткая вода, оставляющая после себя минеральные отложения, которые могут засорить трубы, преобразуется для достижения той же консистенции, что и мягкая вода.

Предварительное хлорирование, которое часто является последним этапом предварительной обработки и является стандартной практикой во многих частях мира, подвергается сомнению учеными. В процессе предварительного хлорирования хлор применяется к сырой воде, которая может содержать высокие концентрации природных органических веществ. Это органическое вещество вступает в реакцию с хлором в процессе дезинфекции и может привести к образованию побочных продуктов дезинфекции (ППД), таких как тригалометаны, галоуксусные кислоты, хлорит и бромат. Воздействие DBP в питьевой воде может привести к проблемам со здоровьем.

Беспокойство связано с возможной связью этой практики с раком желудка и мочевого пузыря и опасностью выброса хлора в окружающую среду.

Различные методы очистки воды и их значение

9 сентября 2019 г. Кусум Вигле Укрепление здоровья и образование 0

Содержание

Что такое очистка воды?

• Очистка воды — это процесс удаления примесей или загрязняющих веществ из загрязненной воды, чтобы сделать ее чистой.
• Очистка воды — это очистка воды путем исключения из нее нежелательных химикатов, примесей, находящихся в воде во взвешенном состоянии.

Важность очистки воды:

• Система очистки воды снижает риск заболеваний, передающихся через воду.
• Система очистки воды может снизить риск заболеваний, таких как рак мочевого пузыря, рак толстой кишки и рак прямой кишки, путем удаления хлора из питьевой воды.
• Фильтр для всего дома поможет детям развить здоровую иммунную систему благодаря потреблению чистой воды.
• Чистая вода может принести пользу людям с кожной аллергией.
• Канистра с чистой водой необходима беременным женщинам, так как загрязненная вода может привести к ряду врожденных дефектов и врожденным проблемам со здоровьем
• Домашняя система очистки воды предотвратит более 2100 загрязнений воды.
• Система очистки воды исключает риск употребления загрязненной воды и загрязнения окружающей среды.

Различные способы очистки воды в зависимости от места очистки:

1. Бытовые системы водоподготовки

• Кипячение
• Медленный песочный фильтр бытовой
• Бытовое хлорирование

2. Система коммунальной очистки воды

• Хранение и отстаивание
• Фильтр грубой очистки восходящего потока
• Медленная песчаная фильтрация
• Хлорирование в водопроводных системах водоснабжения

Наиболее распространенные методы очистки воды, их преимущества и ограничения:

Типы метода очистки воды	Значение	Преимущества	Ограничения
Кипячение	В этом процессе воду необходимо кипятить, хранить в чистой кастрюле и накрывать.	Самый дешевый и безопасный способ очистки воды. Легко уничтожает микроорганизмы в бытовой системе	Высокая температура при кипячении приводит к разрушению водорастворимых витаминов, таких как B и C Требуется недорогое и достаточное количество топлива для кипячения воды для ежедневного питья.
Осаждение и декантация	Осаждение — это процесс удаления твердых частиц, лежащих на дне поверхности, под действием силы тяжести. Декантация — это процесс разделения смесей несмешивающихся жидкостей и твердых веществ, таких как суспензии.	Широко используемый метод очистки воды Для очистки воды требуется меньше химикатов. Удаление способных к схватыванию твердых частиц может снизить мутность и сделать воду более пригодной для других методов очистки, направленных на уменьшение количества микробов Недорогая технология для снижения содержания твердых частиц и, возможно, некоторых микробов в воде	Эффективно оседают только твердые вещества, способные к схватыванию, такие как песок, ил и более крупные микробы; глины и более мелкие микробы не оседают; только умеренное или низкое сокращение количества микробов Ненадежный метод снижения количества патогенов; твердые частицы не удаляются эффективно отстаиванием из некоторых вод; может быть трудоемким
Хлорирование воды	Метод хлорирования – это процесс смешивания хлора с водой, который убивает микробы и очищает воду. Однако беременным не рекомендуется пить хлорированную воду. Этот метод обычно считается подходящим в чрезвычайных ситуациях В этом методе таблетку или каплю хлора держат в воде. Затем смесь следует перемешать и оставить минимум на 30 минут. В течение этого времени хлор прореагирует и окислит любое органическое вещество в воде.	Хлор является сильным окислителем, который позволяет избавиться от многих бактерий в воде. Хлор легко доступен Хлорирование воды является экономически эффективным методом.	Газообразный хлор является мощным биоцидом, поэтому транспортировку и хранение необходимо планировать и контролировать в целях общественной безопасности. Хлорирование не может надежно убить организмы с фазой жизненного цикла, которая включает защитную цисту, такую ​​как Cryptosporidium и Giardia, поэтому водосборные бассейны питьевой воды необходимо защищать от них, исключая загрязнение фекалиями человека и животных. Окисление органических соединений хлором может привести к образованию токсичных побочных продуктов, таких как тригалометаны, которые могут быть канцерогенными, поэтому необходимо спроектировать и поддерживать хранение воды таким образом, чтобы свести к минимуму органическое загрязнение. Большое количество хлора вредно и ядовито.
Метод SODIS (солнечная дезинфекция)	SODIS (Солнечная система обеззараживания воды) – это метод очистки воды, основанный на солнечной энергии, при котором прозрачная емкость с загрязненной водой подвергается воздействию прямых солнечных лучей, как правило, не менее 6-8 часов. Принцип, лежащий в основе солнечной дезинфекции, заключается в том, что микроорганизмы уязвимы для света и тепла Доказано, что как только температура воды достигает 50 °С, процесс инактивации ускоряется, что обычно приводит к полному бактериологическому обеззараживанию.	Безопасный и простой способ очистки воды. Экономичный метод по сравнению с другими методами очистки воды, поскольку он основан на местных ресурсах, пластиковых бутылках и солнечном свете. Гибкость среды.	Не подходит для больших объемов воды. Этот метод требует относительно чистой воды. Этот метод очень зависит от благоприятного климата и погодных условий, особенно в местах, где есть соответствующее солнечное излучение.
Фильтрация	Этот процесс включает в себя удаление вредных токсинов из жесткой воды, которая проходит через различное оборудование. Также помогает снизить высокую концентрацию минералов в воде. Кроме того, это очень распространенный метод очистки воды.	Он очень прост и удобен в использовании. Улучшается вкус и запах воды, а также устраняется присутствующий в воде хлор. Этот метод гарантирует удаление токсинов из жесткой воды.	Полное удаление микробов из фильтрованной воды не гарантируется. Фильтр, используемый для фильтрации, должен быть тщательно очищен. Картриджи следует утилизировать безопасным образом, не нанося ущерба окружающей среде, поскольку они содержат вредные токсины.

Ссылки и дополнительная информация:

https://www.who.int/water_sanitation_health/hygiene/om/linkingchap6.pdf

https://www.purewaterpeople.co.uk/blog/2013/06 /10-причин-использования-системы-очистки-воды/

http://www.enviroalternatives.com/watermethods.html

https://www.schultzsoftwater.com/blog/4-methods-to-purify-your-water

https://www.britannica.com/topic/water-purification

https://www. kullabs.com/classes/subjects/units/lessons/notes/note-detail/254

https://aosts. com/what-is-sedimentation-in-water-treatment-types-settling-tanks/

https ://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/WSH02.07_4.pdf

https://benfranklinclt.com/2016/07/14/charlotte-water-purification/

http://www.thewatertreatmentplants. com/солнечная вода-дезинфекция.html

https://biotechwater.com/advantages-disadvantages-water-filter/

https://uniquewater.com.ph/chlorination.html

https://mineral-medix.com/water-boiling/

https://byjus.com/chemistry/sedimentation/

Всем привет и привет! Я Кусум Вагл, магистр здравоохранения, научный сотрудник WHO-TDR, Школа общественного здравоохранения имени Джеймса П. Гранта BRAC, Бангладеш. Я приобрел большой опыт работы в сфере общественного здравоохранения в различных тематических областях здоровья, питания, сексуального и репродуктивного здоровья, здоровья матерей и новорожденных, научных исследований и т. д., ориентируясь на разнообразную аудиторию разных возрастных групп. Я выполнял различные роли, начиная от лектора в отделе общественного здравоохранения колледжей, координатора по питанию, координатора исследований и консультанта в различных программах, проектах и ​​академических учреждениях Непала.