Современные технологии очистки питьевой воды

Что такое качественная питьевая вода? Имеют ли значение ее структура и состояние? Почему вопросам очистки воды, предназначенной для употребления человеком, сегодня уделяется огромное внимание? Ответы на эти мега важные вопросы помогут нам раскрыть тему статьи. А начнем мы с первого, основного, и постепенно рассмотрим все другие, не менее значимые аспекты.

Итак, качественная вода для питья – это такая вода, органолептические показатели, химический и микробиологический состав которой соотносятся с параметрами, предписанными установленными правилами и нормами. А еще такая, которая не несет ни малейшей опасности здоровью и жизни людей при попадании в организм. Абсолютная безопасность – критерий высокого качества воды № 1. Обеспечить это невозможно без реализации надлежащей очистки. В целом же, водоочищение призвано решать немалый перечень задач, в частности:

• избавлять от чрезмерной жесткости (умягчать);
• убирать различные загрязнения;
• обеспечивать надлежащие потребительские характеристики.

Очистка воды для питья – прихоть или необходимость?

Качество питьевой воды = качество жизни. Конечно, это утверждение реально не в самом широком смысле, но в том, что и здоровье, и самочувствие, и внешний вид, не в последнюю очередь, зависят от употребляемой воды, сомнений нет. Вода, из которой изъяты вредные примеси, способна значительно улучшить многое. А если учесть, что вообще без воды человек прожить долго неспособен, что в употреблении она должна быть ежедневно, необходимость пить качественную очищенную воду не подлежит сомнениям.

В большинстве случаев под питьевой водой подразумевается та, что течет из-под крана, то есть обычная водопроводная. В разных странах к ней выдвигаются разные требования (стандарты могут по-своему определять качественный уровень, необходимую степень прозрачности, вхождение всяческих компонентов и т.д.). Есть государства, в которых нормы очень строгие, а есть и такие, в которых водоснабжающие организации не штрафуют даже при наличии в воде тяжелых металлов. Из-за пробелов в данном сегменте поступление в дома и квартиры воды из крана нередко не соответствует необходимому уровню. Если паразитарные организмы, как правило, в воде отсутствуют, то всевозможных химических соединений, понятное дело, нежелательных, предостаточно.

Преимущественно в городах, но также и в селах, в целом, там, где реализована централизованная система водоснабжения, в аналогичных масштабах производится и водоочистка. Функционируют водоподготовительные очистные сооружения (целые заводы, производящие питьевую воду), с помощью которых изымаются примеси, осуществляется обработка хлором и т.д. Но, даже несмотря на значительные мощности таких структур, несмотря на контроль санэпидемстанций, нынешнее качество воды из водопровода далеко от идеала.

Большинство потребителей, сопоставляя такие два момента, как необходимость употреблять чистую воду и несовершенные параметры той воды, что течет из-под крана, задается логичным вопросом: как быть? Рассмотрим три главных пути решения проблемы:

1. Кто-то выбирает постоянные покупки бутилированной воды – решение не самое выгодное в экономическом плане, так как ежемесячно требует определенных затрат. Но даже не в этом суть. Имея уверенность в таком продукте, можно бы было закрыть глаза на некие переплаты. Да нет, качество даже этой воды – под сомнением. В ряде случаев бутилированный материал практически ничем не отличается от водопроводного. За что платятся деньги, непонятно. Кроме того, если сырьем в таком случае выступает уже хлорированная ранее вода, дополнительные очищение и обеззараживание приводят к появлению соединений, опасных мутагенным и канцерогенным воздействиями. Вместе с тем, то, что для человека необходимо (полезные вещества), нейтрализуется. В итоге – никакой пользы, да еще и вред.
2. Кто-то, имея такую возможность, прибегает к забору жидкости из колодцев, родников, артезианских скважин. Но следует понимать, что даже из этих источников взятая вода с учетом нынешней экологической ситуации – не совсем то, что нужно. Даже ее необходимо очищать.
3. Благо, на сегодняшний день уже есть и такая категория потребителей, которые пришли к самому разумному решению – и экономически выгодному, и наиболее безопасному. В данном случае имеется в виду водоочищение с задействованием специальных фильтров. Водофильтрация в наше время жизненно необходима как в мегаполисах, так и в сельской местности. Позаботиться о чистоте воды самостоятельно – единственно правильный выход из ситуации, исключающий возникновение многих заболеваний, способствующий хорошему самочувствию и обеспечивающий ряд других соответственных плюсов.

Основы вопроса технологической очистки воды

Производить водоочистку сегодня можно по-разному. Актуальны самые разные методы как в бытовых масштабах, так и на производствах. Фильтров, присутствующих на рынке – множество всяких, выбрать оптимальный вариант очистки – задача не из самых легких. Отличаются они друг от друга конструктивным исполнением, пропускной способностью, энергопотреблением, внедренными технологиями, ценовым фактором и т.д. Практически каждый из них заслуживает внимания, но здесь важно, во-первых, учесть соотношение качественных параметров и стоимости, а во-вторых, оттолкнуться от четкого представления о задачи, которую предстоит решать (от чего и как нужно очищать воду, какой ее состав и для чего в дальнейшем она будет применяться).

Кроме того, следует понимать место очистки в общем процессе вододобычи и водопоставки к потребителю. Добывается питьевой материал из поверхностных или подземных источников. В малых масштабах это скважины и колодцы, если говорить о больших городах, то здесь водоисточниками выступают водохранилища и реки. Очищение, обычно, состоит из нескольких этапов механической обработки, в результате которых изымаются большие включения, из реагентной обработки (обеспечивается надлежащая оптическая прозрачность), а также из завершающего избавления от микроорганизмов (обеззараживание). Есть еще такая часть процесса, как транспортировка, или поставка питьевой воды потребителю с участием спец. насосных станций, РЧВ, магистральных и внутридомовых трубопроводов. Если говорить о горячей воде, то здесь предвидится дополнительный этап – обеспечение необходимой температуры. Степень же ее очищения аналогична холодной.

На заметку. Если задача водоочистки заключается не только в умягчении, если необходимо также обезжелезивание и обеззараживание, актуально применение и спец. установок, фильтрующих железосодержащие примеси.

Чистая и мягкая вода для питья – задача не из легких. Честно говоря, сложно представить себе один фильтр, которому под силу с ней справиться. Это объясняет, почему и в быту, и в промышленных масштабах, водоочистка в большинстве случаев осуществляется с задействованием комплекса фильтров, реализующего постепенное избавление от большого перечня включений.

Так как суть технологии фильтрации заключается в очищении от вредных примесей, актуализируется пропуск через определенную среду. От последней зависят выходные характеристики жидкости. Также хотим отметить, что ресурс работы различных фильтровальных материалов отличается. Частота смены фильтров зависит от их предназначения, параметров и объемов пропускаемой воды. Смена фильтров должна осуществляться до полного исчерпывания их ресурса.

Несколько слов о традиционных очистительных мероприятиях

Перед тем, как перейти к рассмотрению новых инновационных методов водоочистки, мы бы хотели хоть немножко внимания уделить более старым, традиционным вариантам. Как говорится, чтобы было с чем сравнивать. Итак, по сегодняшний день не все имеют возможность получать пользу из современных разработок, используя микроэлектронику, сенсорное управление, а также недешевое оборудование с прочими техническими новшествами. Поэтому старые добрые методы отчасти не теряют своей востребованности, остаются в почете и кое-как конкурируют с более совершенными нововведениями.

Речь идет об отстаивании, осветлении и кипячении. Отстаивание заключается в выделении взвешенных частиц. С помощью осветления из воды без лишних трудностей удаляется некий осадок, взвешенные частицы. Кипячение считается самым доступным способом водоочистки и самым простым, если речь идет о необходимости истребить болезнетворные бактерии. Обеззаразить так получается, но неаппетитный цвет и неприятный привкус устранить – нет. Благодаря кипячению снижаются жесткостные параметры без внесения изменений во вкусовой спектр. Кипятить с целью умягчения – значит заведомо не рассчитывать на столь продолжительный результат, как в случае с осаждением, но повышение качества воды, таким образом, примечательнее. В ходе кипячения образуется накипной осадок – самый огромный минус низкокачественной воды. К слову, новые технологии призваны исключать образование этого самого осадка.

Пожалуй, каждый слышал и о таком классическом методе водоочищения, как хлорирование гипохлоритом натрия. Его производят посредством специализированной техники на водопроводных станциях. В колодце воду также время от времени дезинфицируют активным хлором. Но при регулярном поступлении хлора в организм не исключено негативное влияние на здоровье человека. Здесь, как говорится, палка с двумя концами.

Обзор современных технологий очистки питьевой воды

Перечень современных фильтров и, соответственно, способов фильтрации воды для питья – немалый. Давайте уделим внимание каждому из самых популярных и распространенных, чтобы, в конце концов, можно было без проблем принять правильное решение.

Механическая фильтрация. Один из главных этапов работы практически любого фильтра, своеобразные подготовительные мероприятия, первичная фильтрация. Суть заключается в изъятии различных механических примесей, в т.ч. песка, глины, ржавчины, оксидных образований и тому подобного. Из преследуемых целей – не только водоочищение, но и предотвращение поломок фильтрационных картриджей, уменьшение скорости их загрязнения, следовательно продление эксплуатационного периода. Указанная работа положена на сетку с мелкими ячейками (1-5 микрон): вода сквозь такие отверстия протекает, чтобы после подвергнуться дальнейшей обработке, а вот механическим частицам дальше хода нет.

Химическое очищение. Актуализируется тогда, когда необходимо избавляться от тяжелых металлов, обесцвечивать и дезинфицировать воду. Предвидит задействование всяческих хим. реагентов (извести, нитрида водорода, серной кислоты), обеспечивающих необходимые реакции, приводящие к формированию осадка загрязнений, который не поддается растворению.

Безреагентное фильтрование. Призвано выводить из водной среды железо, марганец и сероводород в виде осадка. Заключается в обеспечении избытка кислорода, способствующего окислительным реакциям. Метод примечателен экологичностью и экономичностью (нет надобности приобретать какие-либо реагенты). Существуют две его технологические разновидности:

• с воздушной аэрацией. В основе – водообработка обычным воздухом из атмосферы. Воздушные массы нагнетаются под давлением или путем водораспыления внутри емкости для оседания;
• с электрохимической аэрацией. Базируется на трансформациях химической и электроэнергии. Примечательна повышенной экономической и энергетической выгодой. Процесс происходит в специальном, оснащенном электродами, модуле. Когда электроток проходит через воду, в ней увеличивается число свободных ионов кислорода, после окисляющих ионы Fe, Mn и H₂S.

Адсорбция (угольная фильтрация). Недорогие фильтры сорбционного действия получили едва ли не самое широкое распространение. Могут применяться отдельно, но чаще всего выступают частью фильтрационных систем. Выполнение ключевой задачи возлагается на активированный уголь из скорлупы кокоса. По сравнению со стандартным древесным углем, данному материалу характерно увеличенное в четыре раза адсорбирующее действие. Еще один замечательный вариант, который находит применение – мелкопористое синтетическое волокно. Угольные фильтры впитывают грязь, очищают H₂O от органики, растворенных газов и остаточного хлора, хорошо влияют на цвет и вкусо-ароматические параметры питьевого материала. Если добавить к ним ионообменные компоненты, они станут способны избавляться от тяжелых металлов, пестицидов и гербицидов, асбестовых и нефтяных включений, а также от бактерий и вирусов (например, от тифа, кишечной палочки и желтухи). Ресурс угольного фильтра – до девяти месяцев.

Ионный обмен. Фильтры такого плана (универсальные варианты с ионозамещающими смолами) удаляют кальциевые и магниевые соли (замещают их ионами натрия), тем самым обеспечивая мягкость воды. Они хорошо сказываются на работе бытовой техники (в частности водонагревателей, стиральных и посудомоечных машин) и сантехники, предотвращая поломки и продлевая эксплуатационный период. Дополнительно избавляют от металлов и минералов. Но, вместе с тем, не делают воду безопасной для людей, умягчают ее, однако не очищают, никак не воздействуют на микроорганизмы. Вода, прошедшая такую обработку, может быть горьковатой, плохо влиять на ЖКТ и желчевыводящие пути. Мощность ионообменного фильтра для бытового использования рассчитывается по водорасходу, для промышленного – согласно времени, уходящему на очищение. Эффективность работы можно повысить с помощью регулярных промывок раствором хлористого натрия. Полное исчерпывание рабочего ресурса наступает примерно через три года.

Озонирование. Обработка, направленная на обеззараживание, то есть на борьбу с бактериями, вирусами, грибками, паразитами и водорослями. Озон, содержащий, в отличие от обычного кислорода, три кислородных атома вместо двух, является мощным окислителем. Разлагаясь в воде, он разрушающе действует на ферментные системы клеток микробов. Данный способ примечательный повышенной эффективностью, по сравнению с хлорированием, и лучше, чем оно, в плане несоздания никаких побочных продуктов с вредным воздействием. Вместе с тем, озоновым фильтрам характерен высокий расход электрической энергии, короткий срок воздействия озона и отсутствие остаточного эффекта очистки, необходимость задействовать сложную технику и осуществлять квалифицированное техобслуживание. То есть на лицо – дороговизна такого метода. К тому же, он не предвидит удаление тяжелых металлов, минералов и пестицидов, а из-за этого самостоятельно применяться для получения питьевой воды не может. А вот для обработки бассейной воды это отличный вариант.

Ультрафиолетовая обработка (бактерицидная фильтрация). Высокотехнологичный способ с превосходными эксплуатационными параметрами. УФ фильтры устанавливают в жилых домах, заведениях общепита, лабораториях и т.д. С ними не нужно использовать какие-либо реагенты. Технологический процесс очищения с помощью ультрафиолетовых бактерицидных ламп примечателен простотой. Ультрафиолет – отличный обеззараживатель. Он, не изменяя свойств воды, приводит к уничтожению вирусов, бактерий и в вегетативных, и в споровых формах. Эффективен против вирусного гепатита, холеры, тифа, дизентерии, кишечной палочки и др. Бактерицидный эффект обуславливается провоцированием повреждающих фотохимических реакций в молекулах РНК и ДНК. Кроме того, осуществляется пагубное воздействие на мембранные структуры, стенки клеток микробов, что в итоге приводит к их гибели. Насколько сильным будет обеззараживание, зависит от интенсивности и длительности УФ излучения.

Обратный осмос. Обратноосмотические (прямоточные и накопительные) – одни из новейших фильтров, обеспечивающие, пожалуй, самую совершенную на сегодняшний день водоочистку. Накопительные отличаются повышенной экономичностью и предпочтительнее в быту, прямоточные больше подходят для промышленных условий эксплуатации. Все они предвидят использование тонкопленочных мембран, размеры ячеек которых сопоставляются с водными молекулами. С их помощью вода очищается практически от всех растворенных в ней веществ, органических примесей, неорганических химических соединений, солей тяжелых металлов, вирусов, бактерий и микробов. Преимуществ – масса, а к слабым сторонам можно отнести разве что слабую производительность, которая легко компенсируется, благодаря накопительному баку. Полная выработка ресурса такого фильтра происходит за полтора-три года. Но есть отличный вариант, как увеличить срок службы мембраны – поставив перед ней несколько префильтров (в том числе угольный). Они будут задерживать частицы более 5 мкм и реализовывать первичную хим. очистку. Из недостатков данного способа водоочистки: возможность деформирования мембраны под действием физ. загрязнителей и хлоридов, вероятность размножения бактерий в системе, ухудшенная работа с жесткой водой.

Обратите внимание! Обратноосмотические фильтры удаляют из воды не только вредные примеси, но и компоненты, необходимые организму человека. Поэтому вода, прошедшая обработку ими, а после применяемая в качестве питьевой, должна быть дополнительно минерализированной.

Дистилляция. Отлична как начальный очистительный этап. Может задействоваться многократно. Если все делать правильно, вода получается достаточно чистой и безопасной. Процесс примечателен своей простотой, выглядит как нагрев до стадии кипячения с трансформацией в пар и последующим обратным приобретением жидкого состояния. Эффективен против бактерий и иных патогенов. Из слабых сторон: медленное протекание процесса, потребность в больших объемах воды и энергии, а также в регулярном очищении дистиллятора от накапливаемых в ходе работы загрязнений.

Нанофильтрация. Одна из самых прогрессивных технологий, отличающаяся своей универсальностью. Лишает воду цветовых характеристик, галогенсодержащих органических примесей, не нуждаясь в дополнении реагентами. Предвидит и фильтрацию, и коагуляцию, иногда может нуждаться в предварительной ультрафильтрации или обратном осмосе. Ввиду дороговизны массово не используется – главным образом, задействуется для воды спец. назначения.

Фотокатализация. Еще одна инновационная технология, суть которой заключается в том, что взвешенные и растворенные орган. примеси удаляются из поверхностных водоисточников без предварительного очищения и хим. обработки. Предвидит задействование капиллярной мембраны (одной или нескольких). Благодаря трубчатой форме фильтра, исключает наличие застойных мест (примеси не имеют где застревать). Скопление осадка на мембранах – минимальное. Что касается массовости и ценообразования, они аналогичны, как и у предыдущей разновидности: распространение пока еще минимальное, так как цена очень высокая.

Как видите, современные технологии фильтрации питьевой воды – очень разнообразные. Каждая имеет сильные и слабые стороны. О каждой важно иметь хотя бы беглое представление, чтобы принимать окончательное решение о лучшем в том или ином случае варианте.

Остались вопросы? Звоните! Если понадобится, дополнительно поговорим об очистке воды для питья по телефону.