Описание методов улучшения качества воды

Современные способы и методы очистки воды

Системы водочистки являются неотъемлемой частью современной жизни и практически все потребители (от частных лиц до предприятий) нуждаются в качественной и правильно подготовленной воде.

Реализованные в них методы и технологии бывают разными, с особенностями каждого варианта стоит познакомиться заранее.

Какие существуют по принципу действия?

В зависимости от принципа действия выделяют такие способы очистки воды как:

  • Физические (грубая механическая чистка).
  • Химические (смешение воды с реагентами).
  • Физико-химические (сложные комплексные мероприятия).
  • Биологические (воздействие живых микроорганизмов).

Физические методы

Данные методы предназначены для очищения воды от твердых крупнофракционных частиц (чаще всего – нерастворимых).

Они успешно задействуются на этапах первичной и грубой очистки и в разы реже – при глубоких и тонких воздействиях.

Среди главных физических методов выделяют:

  • Процеживание – очищение жидкостей от крупнофракционных посторонних включений при проходе через ячеистые прослойки (сетки, решетки, полипропиленовую мешковину). К преимуществам этого метода относят простоту и эффективное улавливание крупного мусора, к минусам – потребность в частой промывке фильтрующих элементов, пропускание патогенных микроорганизмов, солей и любых мелких нежелательных примесей.
  • Отстаивание – осаждение посторонних фракций под действием собственного веса вниз с последующим отбором более чистой воды. Этот метод используются как на предварительных, так и на промежуточных этапах водоподготовки, его производительность существенно ограничена временем и объемами отстойников.
  • Фильтрование – схожий с процеживанием, но более совершенный метод, позволяющий очищать воду от ненужных примесей с разным размером фракций (минимальный порог – до микронов) при прохождении через пористый фильтрующий слой. Метод активно используется в быту и на производстве, из всех физических видов он считается самым эффективным.
  • УФ-дезинфекция – обработка предварительно очищенной от крупных фракций воды УФ-лучами с длиной волн в пределах 200-400 нм с целью обеззараживания. Состав и физические свойства жидкости этот метод не меняет.

Химические

Эти методы ценятся за эффективность и высокую производительность.

Справка. Разложение, преобразование или выпадение в осадок загрязнителей при их применении происходит в кратчайшие сроки вне зависимости от объема обработки.

Исходя из вида протекающих реакций выделяют такие химические методы водоочистки как:

  1. Нейтрализация – выравнивание PH-баланса воды за счет добавления особых реагентов (аммиачной воды, гидроксидов калия или натрия, кальцированной соды) или ее пропускании через кислые газы. Чаще всего к этому методу обращаются при регенерации промышленных стоков, забираемая из скважин или водоемов вода изначально имеет нейтральную среду и корректировке баланса не нуждается.
  2. Окисление – обезвреживание токсичных водных растворов и хлорирование воды при добавлении активных окислителей. Несмотря на высокую эффективность (микроорганизмы убиваются быстро и надолго) метод считается опасным для здоровья человека.
  3. Очистку восстановлением. Данный метод выбирается при высокой доли легко восстанавливаемых веществ в исходной воде или стоках. При его выборе из воды удаляются ряд простых и переходных металлов и минералов (хрома, ртути или мышьяка) и их соединений.

Физико-химические

Данная группа представлена комплексными методами с широким спектром применения, задействуемыми на любых этапах очистки и водоподготовки.

Очистка воды при их выборе осуществляется самыми разными способами, включая воздействие растворенных газов, тонкодисперсных сред и изменение ионного состояния молекул.

Особенности наиболее востребованных физико-химических методов изложены в таблице:

НаименованиеКратное описание методаОптимальное применение/ возможные ограничения
ФлотацияОтделение и подъем твердых гидрофобных частиц при пропускании сквозь толщу воды пузырьков воздуха или других инертных газов. Формируемая на поверхности пена или прослойка легко удаляется механическими способами.Очистка жидкостей от нефтепродуктов и масел, удаление твердых примесей при низкой эффективности других методов.
СорбацияИзбирательная фильтрация ненужных примесей при поверхностном или объемном прохождении воды через материалы с пористой структурой (силикагели, уголь и их аналоги). Используемые сорбенты могут быть восстанавливаемыми или утилизируемыми после потери фильтрационных свойств.Удаление ПАВ, пестицидов, фенолов, процессы доочистки.
ЭкстракцияЗаливка в очищаемую воду мало- или несмешиваемых веществ, растворяющих грязь, с последующим активным перемешиванием, отстаиванием и разделением разнофазных сред.Удаление органический соединений, включая фенолы, регенерация стоков.
ИонообменОбмен ионами между очищаемой водой и природными (цеолиты, сульфоугли) или искусственными (синтетические смолы) ионитами.Умягчение воды/ метод не предназначен для бытовой очистки больших объемов сильнозагрязненной воды.
ЭлектродиализОчищаемая вода последовательно проходит камеры с ионоселективными мембранами и электродами постоянного тока. В первых камерах вода избирательно обессоливается, в крайних – накапливает концентрат солей с последующим разделением.Обессоливание и удаление нежелательных ионов. Регенерация стоков на химических предприятиях.
Обратный осмосВода пропускается через мембраны с микроскопическими ячейками под избыточным гидростатическим давлением с последующей утилизацией выделенного загрязненного раствора.Обессоливание, отделение нежелательных микроорганизмов, растворенных газов и коллоидных веществ.
Термические методыСуть данных метолов состоит в получении дистиллята или максимально очищенной воды после ее выпаривания, вымораживания или термического окисления (распыление и пропускание через высокотемпературные продукты сгорания).Нейтрализация или удаление токсичных или слабо разлагающихся примесей.

Биологические

Эти методы преимущественно задействуются при очищении стоковых вод и базируются на использовании живых организмов.

К последним относят как бактерии (окисляющие и разрушающие токсичные и азотосодержащие соединения, поглощающие фосфаты), простейшие грибы и водоросли, так и многоклеточные (черви, насекомые).

Справка. Чаще всего бактерии используют в виде активного жилого ила и зооглеей.

Водоочистка биологическими методами проводится в:

  • Естественных или искусственных водоемах, очищающих сравнительно небольшие объемы воды со средней степенью загрязненности при минимуме усилий и трат.
  • Биофильтрах – специальных сооружениях с фильтрующей прослойкой из аэробных микроорганизмов с естественным или принудительным воздухообменом.
  • Аэротенках – сложных автоматизированных комплексах с принудительной аэрацией.
  • Метатенках – устройствах анаэробного брожения для переработки концентрированных стоковых осадков.

Современные технологии очищения

В современных системах водоподготовки приведенные методы используются в комплексе.

Ярким примером служат многоступенчатые бытовые фильтры с механическими предфильтрами, ионообменными или сорбционными картриджами и обратноосмотическими мембранами. Такие установки обеспечивают полноценную подготовку питьевой воды вне зависимости от ее исходных параметров.

К инновационным тенденциям в сфере водоподготовки относят:

  • Отказ от метода хлорирования в пользу озонирования (окисление жидким кислородом) и/или УФ-обработки.
  • Использование ультрафильтров и нанофильтрационных мембран с пониженной селективностью.
  • Вывод взвесей и растворенных органических примесей с помощью электроприборов фотокатализации.

При всех своих преимуществах такие технологии нельзя назвать бюджетными, соответствующие фильтры, мембраны и другие расходные материалы обходятся дорого и в быту не окупаются.

Проверенные новые методы (ионообмен, обратный осмос, многоступенчатое исполнение фильтра), наоборот, становятся более доступными для частных лиц.

Фильтрация на предприятиях

Взаимосвязь между областью использования и требуемым типом системы водоподготовки отражена в таблице:

Отрасль производстваТребуемые функции основной линии подготовки
МеталлургияОбессоливание
Пищевая промышленностьОбеспечение ионного обмена, обеззараживание, умягчение
Добыча и переработка нефти и газаИсключение посторонних примесей, обезжелезивание, обратный осмос
Энерго- и тепло- и водоснабжениеОбессоливание, УФ-фильтрация, хлорирование или озонирование
ФармацевтикаОбратный осмос, дистилляция

В целях экономии средств приведенные методы реализуются в комплексе с механическим фильтрованием.

Отдельные требования выдвигаются к системам переработки стоков предприятий химической или металлургической отрасли, отбираемый концентрат может быть ценным или нуждаться в обязательной утилизации.

Переработка стоков

Полный цикл переработки стоков на производстве и в общественных линиях включает:

  1. Подачу стоков на усреднитель при необходимости разбавления.
  2. Отстаивание механическим способом.
  3. Основную чистку (активное использование живых организмов).
  4. Глубокую чистку (удаление всех посторонних примесей с помощью обратноосмотических мембран или тонких фильтров).
  5. Обеззараживание (УФ-обработка, хлорирование, озонирование).

Выделяемый на 2, 3 и 4 стадиях осадок в обязательном порядке регенерируется или утилизируется. Эти процессы происходят в метатенках, отжимных или сушильных аппаратах.

К дорогостоящим физико-химическим методам прибегают лишь при повышенных требованиях к чистоте состава или при низкой результативности других способов.

Бытовое очищение стоков требует меньше усилий. Владельцы индивидуальных домов, но подключенных к канализационным сетям используют септики (как с днищем, так и без), сорбенты или коагулянты.

Важно! Вторичное использование очищенных стоков практикуется редко (при соблюдении ряда условий вода может направляться в системы полива).

Более подробно об очистке сточных вод читайте здесь.

Удаление тяжелых металлов

Потребность в принятии дополнительных мер возникает при отклонении ПДК тяжелых металлов в воде от санитарно-гигиенически норм. Чаще всего такая ситуация наблюдается при близости скважины к септику или попадании этих веществ извне (осадки, протекание зараженных грунтовых вод, контакт с металлически фитингами).

Для удаления этих веществ в быту и промышленности используются следующие химические и физико-химические методы:

Тип металлаДопустимая концентрация в воде, не более мг/лРекомендуемый метод очистки воды
Марганец и железо0,1Ионообмен, аэрация с последующей подачей в засыпной фильтр с каталитическим зарядом, окисление гипохлоритом натрия, дозированная подача сильнодействующих окислителей
Сероводород0,01, вещество очень токсичноОкисление, выветривание, насыщение кислородом
Свинец0,03Обратный осмос, окисление и восстановление
Ртуть0,001Обратный осмос, а также окисление и восстановление
Хром0,05Окисление, обратный осмос и восстановление
Никель0,1Окисление и восстановление

Системы обратного осмоса при несомненной эффективности редко используются из-за дороговизны и ускоренного использования ресурсов мембран.

Важно! Рекомендуется выбрать систему обратного осмоса при очищении воды с высоким (от 20 мг/л) содержанием двухвалентного железа или невозможности использования других способов.

Заключение

Приведенные методы непрерывно совершенствуются и дополняют друг друга, при выборе конкретного варианта стоит ознакомиться с их особенностями и возможными ограничениями заранее.

Ни один из методов, который существует, нельзя назвать универсальным, при правильной организации водоподготовки они задействуются в комплексе.

Вне зависимости от выбранного метода к потребителю или на промышленные объекты подается вода с контролируемыми параметрами.

Химические и физические методы улучшения качества питьевой воды

Традиционные и новейшие методы улучшения качества воды позволяют даже самую грязную жидкость сделать пригодной к употреблению, в т.ч. в полевых условиях. Достигается высокий уровень очистки вплоть до дистилляции. Наибольшее распространение получили способы, результативность которых можно оперативно проверить.

Очистка воды

Зачем нужно улучшать качество воды

В реках, озерах и многих подземных источниках содержится большое количество примесей:

  • механических — мелкого песка и грязи;
  • химических (растворимых);
  • микроорганизмов.

Нередко они присутствуют и в трубопроводах, особенно старых.

Преимущества процедуры

Очистка воды дает следующие результаты:

  1. Улучшаются ее органолептические свойства (вкус и запах).
  2. Нейтрализуются угрожающие здоровью факторы. Многие из загрязнителей являются болезнетворными.
  3. Отфильтровываются механические примеси.
  4. Удаляются соли магния и кальция, образующие накипь.
  5. Снижается до предельно допустимого значения концентрация железа и тяжелых металлов.

Вода становится пригодной для питья, приготовления пищи и технического применения, не оставляет разводов и ржавых пятен после мытья или стирки.

Осветление и снижение цветности

Эти методы очистки вместе с обеззараживанием считаются основными. Специфический оттенок воды обусловлен содержащимися в ней примесями. Например, соединения железа делают жидкость рыже- желтоватой, органические примеси могут давать зеленоватые оттенки и т.д. Осветление позволяет значительно снизить мутность воды. Существует несколько способов осветления.

Отстаивание

Удаляются механические примеси диаметром более 0,1 мм. Поток воды пропускается через широкий резервуар — отстойник, где его скорость снижается до 2-4 мм/с. За время движения вдоль сооружения тяжелые примеси оседают на дно, легкие — всплывают (гравитационная очистка). Их собирают и откачивают, осветленная жидкость поступает на следующую ступень обработки.

Вертикальные отстойники в виде конуса или пирамиды занимают меньше места. Через центральную трубу жидкость подается на дно и затем движется снизу вверх со скоростью 0,4-0,6 мм/с до края резервуара. Там она переливается в круговой желоб.

К трубам, по которым осуществляется отбор осветленной воды, прикрепляют развернутое книзу колено. Благодаря этому всплывшие загрязнения остаются в отстойнике.

Коагулирование

Удаляются коллоидные примеси, т.е. взвеси из мелкодисперсных частиц. В жидкость вводят реагенты (коагулянты):

  • сульфат алюминия;
  • сернистое и хлорное железо.

В результате взаимодействия с жидкостью они превращаются в гидратированные окиси. Это труднорастворимые коллоидные вещества с положительно заряженными ионами, собирающиеся в хлопья. Загрязнения, имеющие отрицательный знак, притягиваются к ним и оседают. Рыхлые хлопья обладают большой площадью поверхности, поэтому реагируют со множеством коллоидных примесей. Оседающая масса попутно увлекает на дно многие крупные частицы.

Скорость коагуляции возрастает в присутствии особых синтетических высокомолекулярных соединений (флокулянтов). В частности, широко применяют полиакриламид.

Фильтрование

Отделяются частицы размером менее 0,1 мм. В загрузке фильтра имеется множество мелких пор, через которые просачивается вода. Часто используют насыпные материалы:

  • кварцевый песок;
  • дробленый гравий и керамзит;
  • антрацитовую крошку.

Со временем производительность очистителя снижается. Его восстанавливают одним из следующих способов:

  • полной или частичной заменой загрузки;
  • обратной промывкой.

Процесс фильтрования

Химические методы улучшения качества воды

В основном направлены на уничтожение микрофлоры.

Хлорирование

Метод получил широкое распространение в централизованных системах водоснабжения благодаря ряду достоинств:

  • низкой стоимости;
  • простой технологии;
  • возможности оперативного контроля качества обеззараживания;
  • остаточному эффекту (снижается вероятность повторного появления микроорганизмов).

Результативность проверяют замером количества непрореагировавшего активного хлора. Показатель в 0,3-0,5 мг/л свидетельствует о максимальном бактерицидном эффекте.

Яйца гельминтов и цисты простейших обладают устойчивостью к действию данного вещества, некоторые другие формы способны производить резистентные штаммы. Поэтому обработанную воду все равно необходимо кипятить.

Озонирование

Данный метод тоже широко используется в централизованных сетях. По окислительному потенциалу озон превосходит хлор с показателями +1,9 В против +1,359 (В). Бактерицидный эффект в 15-20 раз сильнее, в отношении спор — в 300-600 раз. Помимо всех видов микрофлоры, разрушаются растворенные в воде органические вещества.

Другие достоинства озонирования:

  • в отличие от других химических методов не влияет на состав и вкус воды;
  • не требует подвоза материалов: газ получают из воздуха путем воздействия на него высоковольтных разрядов.

К недостаткам относят высокую стоимость, взрывоопасность, токсичность и зависимость результативности от физико-химических свойств жидкости. В некоторых случаях могут образовываться ядовитые вещества и канцерогены.

Максимально допустимое остаточное количество веществ в воде после ее обработки составляет 0,2-0,5 мг/л. Превышение этого показателя приводит к ускоренной коррозии металлических деталей трубопровода.

Использование серебра и меди

Ионы этих металлов сначала накапливаются в оболочке микроба, затем проникают внутрь и блокируют деятельность некоторых клеточных структур. Вирусы повреждаются только при высоких концентрациях (до 10 мг/л), споры обладают устойчивостью. ПДК для человека составляет 0,05 (мг/л).

Удобнее всего вводить серебро в воду при помощи электрода. Между ним и резервуаром через жидкость пропускают постоянный ток. Этот способ позволяет автоматизировать процесс обеззараживания и регулировать дозировку.

Альтернативный вариант состоит в пропускании воды через слой песка, обработанного солями серебра. При этом одновременно с обеззараживанием производится удаление механических примесей.

Из-за высокой стоимости и дефицитности металла его используют для обработки небольших объемов жидкости. Существенное преимущество заключается в остаточном бактерицидном последействии, что позволяет хранить очищенную питьевую воду в течение полугода. В этом нуждаются флот и некоторые военные объекты.

Бактерицидный эффект у меди слабее, чем у серебра — требуется более высокая концентрация. На результат оказывают влияние физико-химические свойства воды.

С помощью перекиси водорода

В силу высокой стоимости метод не получил широкого распространения. Данное вещество распадается на воду и атомарный кислород. Таким образом, состав и вкус жидкости остаются постоянными. В результате окисления происходит обеззараживание и осветление воды. Токсичные вещества ни при каких условиях не образуются.

Перекисью очищают небольшие объемы воды на автономных объектах. Существуют катализаторы, ускоряющие распад ее молекул. С их применением время обработки сокращается.

С помощью йода

Метод обладает рядом преимуществ:

  • действует быстрее хлора;
  • не влияет на вкусовые качества воды;
  • помимо бактерий, поражает вирусы.

Это делает йодирование многообещающим направлением в сфере гигиены воды.

При концентрации реагента в 0,3-1 мг/л обеззараживание происходит в течение 20-30 минут. При необходимости ускорить процесс дозу увеличивают до 2 мг/л.

Чистая вода

Физические методы

В отличие от химических такие способы не влияют на состав и органолептические свойства воды.

Кипячение

Жидкость нагревают до температуры +100°С следующими средствами:

  • открытым пламенем;
  • электронагревателями;
  • паром;
  • высокотемпературной плазмой;
  • горячим воздухом.

Большинство микроорганизмов погибает за несколько минут, особо устойчивые споры, например столбняка, — в течение часа.

Метод обладает рядом достоинств:

  1. Простотой исполнения, доступностью в полевых условиях.
  2. Высокой скоростью обеззараживания.
  3. Безопасностью для исполнителя.
  4. Высокой эффективностью независимо от физико-химических показателей воды.
  5. Возможностью автоматизации.

Основной недостаток заключается в высокой энергоемкости.

Ультрафиолетовое облучение

Вызывает необратимые повреждения в ДНК, РНК и белковых структурах микроорганизмов. Попутно в воде образуются свободные радикалы, усиливающие бактерицидный эффект.

  • длина волны — 250-260 нм (наиболее результативный диапазон);
  • доза — 16 МДж/см²;
  • время обработки — несколько секунд.

Метод характеризуется высокой производительностью и низкой стоимостью. Но его эффективность зависит от прозрачности воды и ее химического состава: соли марганца, железо и гуминовые кислоты осаждаются на кварцевом чехле лампы и снижают интенсивность облучения.

Ультразвук

Генерируется магнитострикционными и пьезоэлектрическими установками. Губительно воздействует на широкий спектр микроорганизмов независимо от прозрачности и химического состава воды. Но на эффективность оказывают влияние ее температура и вязкость.

  • высокая стоимость — в 2-4 раза дороже ультрафиолетовой обработки;
  • сложность оборудования, существенно возрастающая с увеличением производительности.

Воздействие высокочастотного звука на микрофлору досконально не изучено, поэтому пока отсутствуют методики расчета длительности и интенсивности обработки.

Ионизирующее излучение

Обладает сильным обеззараживающим эффектом и высокой проникающей способностью. Не зависит от цветности, мутности и прочих физико-химических показателей воды. Результативность определяется дозой:

  • 2500-5000 Р — гибнут бактерии;
  • 10000 Р — разрушаются вирусы.

Облучение вызывает несовместимые с жизнью изменения на молекулярном уровне. Попутно в результате радиолиза воды образуются свободные радикалы, усугубляющие бактерицидный эффект.

Метод дешев, но потенциально опасен для обслуживающего персонала. Требуется строгое соблюдение правил техники безопасности.

Обратный осмос

Используется мембрана с ячейками размером от 0,0001 до 0,001 мкм. Она называется полупроницаемой, поскольку пропускает только молекулы воды и некоторые другие, равные им по размеру.

Более крупные отсеиваются, среди них:

  • вся микрофлора, включая наиболее мелкую;
  • органические соединения;
  • ионы натрия;
  • соли жесткости, нитраты, сульфаты;
  • красители;
  • железо и тяжелые металлы.

Очищенная вода является практически дистиллированной. Считается, что ее употребление в качестве питьевой вредит здоровью, поэтому прибегают к искусственной минерализации.

Вода движется сквозь мембрану под действием давления в 3 атм. Без него направление было бы обратным — в сторону раствора с большей концентрацией солей. Такая диффузия называется осмосом.

Мембрана быстро засоряется. Чтобы продлить срок ее службы, воду подвергают предварительной очистке более грубыми методами.

Комбинированные методы улучшения качества воды

Для достижения максимального результата некоторые из перечисленных способов применяют совместно. Например, сочетают следующие химические реагенты:

  1. Хлор и перекись водорода либо озон.
  2. Серебро и медь.
  3. Перекись водорода и озон.

В результате снижаются дозировки, сокращается время обработки.

Примеры сочетаний физических методов:

  1. Ультрафиолетовое облучение и обработка высокочастотным звуком.
  2. Разные виды электрического воздействия.
  3. Кипячение с ионизирующим облучением или высокочастотным звуком.

Физические методы совмещают с химическими, например применяют ультрафиолетовое облучение совместно с ионами серебра

Механические методы

Наибольшее распространение получили:

  • ультрафильтрация;
  • сорбционная технология.

Первый вариант похож на обратный осмос. Разница состоит в следующем:

  • полупроницаемая мембрана имеет более крупные поры — 0,01-0,1 мкм;
  • требуется в 3 раза меньшее давление — 1 атм.

В результате ультрафильтрации отсеиваются взвеси из макромолекул и коллоидных частиц. Они делают воду мутной и придают ей цветность.

Принцип сорбционной технологии состоит в способности некоторых пористых материалов удерживать на своей поверхности вещества за счет межмолекулярного взаимодействия. В основном используют активированный уголь. Марку подбирают в соответствии с видом примесей:

  1. Фенол, толуол и прочие монозагрязнители — АА, КАД-1, АРМ (микропористый).
  2. Органические вещества — АБД, АГ-3, ДАУ (имеют полидисперсную пористую структуру).
  3. Соединения тяжелых металлов — ЛАУ, АБД (высокозольные и углеминеральные).

Для определения вида примесей воду подвергают химическому анализу. В г. Тюмени такую услугу предлагает компания «Кванта+», располагающая собственной лабораторией.

Очистка питьевой воды

Специальные методы улучшения качества воды

Ряд санитарно-гигиенических мероприятий направлен на удаление соответствующих загрязнителей.

Обезжелезивание (с аэрацией)

Метод применяют для обработки воды из подземных источников. Часто она содержит избыток железа в виде двууглекислых солей, придающих жидкости неприятный вкус и формирующих осадок на трубах. При контакте с воздухом такие соединения превращаются в нерастворимые гидраты окиси, которые можно удалить отстаиванием или фильтрованием.

Аэрацию осуществляют 2 способами:

  • компрессором;
  • при помощи градирни.

Попутно удаляются сероводород и свободная углекислота.

Умягчение

Цель обработки — удаление ионов кальция и магния. Их соли кристаллизуются при температуре от +80°С и образуют рыхлый налет — накипь.

Умягчение производят такими способами:

  • нагревом;
  • ионным обменом;
  • с помощью реагентов.

В последнем случае чаще всего используют известь и соду. Реагенты вводят последовательно. Известь взаимодействует с солями кальция и магния и превращает их в нерастворимые карбонаты. Затем вводят соду для преобразования и осаждения сульфата калия. Отфильтрованные нерастворимые вещества нельзя сбрасывать в естественный водоем.

Нагрев позволяет умягчить воду без изменения состава. Но он действует только на бикарбонатные соли. Они кристаллизуются и оседают на стенках резервуара.

Принцип действия ионного обмена состоит в замещении кальция и магния ионами натрия. Для этого воду пропускают через измельченную смолу. Этот же способ применяется для удаления марганца, железа, прочих металлов и органики.

Опреснение, обессоливание

Первый метод предназначен для обработки морской воды. В результате концентрация солей в ней снижается до 1000 мг/л. Такую воду можно пить и использовать для приготовления пищи.

С помощью обессоливания готовят теплоноситель для систем отопления. При использовании обыкновенной воды теплообменник котла быстро зарастает накипью. Для предотвращения этого соли полностью удаляют из воды.

  • дистилляции;
  • ионного обмена;
  • электродиализа;
  • обратного осмоса.

Первый способ состоит в нагреве воды с последующей конденсацией пара.

В процессе электродиализа положительно и отрицательно заряженные ионы солей перемещаются к электродам, подключенным к источнику постоянного напряжения. Резервуар делят 2 полупроницаемыми мембранами на 3 части. В крайних находятся электроды, в среднем получают раствор нужной концентрации.

Обесфторивание и фторирование

Обесфторивание осуществляют следующими способами для вод:

  1. Поверхностных — реагентным.
  2. Подземных — с применением фильтра.

Оба метода основаны на способности окиси алюминия и магния сорбировать фтор. В основном его избыток наблюдается в подземных источниках.

Фторирование представляет собой противоположный процесс. Питьевую воду обогащают фтором для обеспечения хорошего состояния зубов. Вводят вещества:

  • фторид натрия;
  • кремнефтористую кислоту или ее соли;
  • фторид-бифторид аммония.

Процедуру осуществляют после всех ступеней очистки. Необходимо контролировать концентрацию фтора, чтобы не превысить допустимый предел.

Как самому произвести очистку воды от примесей в домашних условиях?

Качество воды, используемой в пищевых целях, напрямую влияет на здоровье человека. Один из вариантов очистки – это применение специальных фильтров.

Но при желании в домашних условиях можно воспользоваться и другими, менее затратными по финансам, но не менее эффективными способами. У каждого из них есть свои плюсы и минусы.

Основные способы очищения без использования фильтра дома

foto 7098-2

Выбор способа очистки зависит от состава самой воды и имеющихся возможностей.

Водопроводная вода, поступающая в квартиры, отличается разной долей вредных компонентов.

Поэтому возникает необходимость выбора оптимального метода доочистки, с помощью которого можно эффективно уменьшить количество вредных веществ.

В некоторых случаях человеку приходится использовать воду из природных источников. В этом случае на первый план выходит задача обеззараживания.

Для того, чтобы объективно сделать выбор в пользу того или иного метода очистки, необходимо иметь представление о его достоинствах, недостатках и алгоритме применения.

Основными методами домашней очистки воды без фильтра являются:

  • Отстаивание;
  • Кипячение;
  • Заморозка;
  • Метод дистилляции;
  • Адсорбция углем;
  • Очищение серебром;
  • Йодирование;
  • Шунгирование;
  • Обработка кремнием;
  • Применение турмалина;
  • Очищение травами.

Отстаивание

foto 7098-3

Это самый легкодоступный и необременительный по деньгам способ доочистки.

Результатом данного процесса является улетучивание газообразного хлора и оседание солей тяжелых металлов.

Отстаивание считается простым, но малоэффективным приемом. От хлора освобождается лишь верхняя треть объема воды. Нижние слои содержат повышенное количество загрязняющих веществ.

По правилам вода должна находиться в открытой емкости не менее 24 часов. После этого ее аккуратно сливают меньше чем наполовину объема.

Отстоявшаяся вода без какой-либо дальнейшей обработки может применяться для полива растений или заполнения аквариума.

Кипячение

Простой, удобный, дешевый и относительно эффективный способ. Главная цель кипячения – это уничтожение патогенных микроорганизмов, хлора и низкотемпературных газов (радона, аммиака).

При этом у метода есть и свои минусы:

foto 7098-4

  1. Высокая температура разрывает водородные связи между молекулами H2O. Это влечет за собой разрушение структуры воды. В итоге получается так называемая «мертвая» (деструктурированная) вода, которая хуже выполняет роль растворителя в организме человека.
  2. После кипячения в результате выпаривания повышается концентрация солей. Часть из них выпадает в осадок и остается на стенках емкости.
  3. В кипяченой жидкости остается определенная доля хлора и под действием высокой температуры превращается в опасный канцероген хлороформ.
  4. Кипяченая вода обеднена растворенным кислородом — он улетучивается вместе с паром в процессе нагревания.

Чтобы нивелировать негативные последствия, рекомендуется использовать для кипячения уже отстоянную жидкость и ограничивать время бурления 15 минутами. При этом емкость с водой должна быть открыта.

Внимание! Не все микроорганизмы погибают при кратковременном нагревании до 100 градусов!

Большинство болезнетворных бактерий (стафилококк, тифозная палочка, шигеллы, палочка Коха и другие) погибают при кипячении уже через несколько секунд. Однако существуют и более устойчивые микроорганизмы.

Примером может быть вирус гепатита А, который погибает в кипятке лишь через 5 минут. Еще большую выносливость проявляют споры сибирской язвы, которые выдерживают кипячение.

Заморозка

foto 7098-5

Метод основан на физико-химическом явлении, согласно которого в первую очередь в лед превращается кристально чистая вода.

Субстанция с примесями замерзает в последнюю очередь. Инструкция применения вымораживания несложная.

Воду наливают в открытую емкость и помещают в морозильную камеру. Когда половина жидкости замерзнет, лед достают, а остаток сливают. Размороженный лед готов к употреблению без какой-либо дополнительной обработки.

Метод дистилляции

Получение чистой, лишенной солей воды основано на дистилляции. Технологический процесс в быту требует наличия специального оборудования – дистиллятора. Он представляет собой систему из емкости, в которой нагревается вода, трубки, по которой движется пар и емкости, в которой собирается очищенная жидкость.

У метода есть два неоспоримых плюса:

  1. Происходит практически полное освобождение от солей.
  2. При нагревании погибают микроорганизмы.

Однако имеются и минусы:

  1. Легкая хлорорганика переносится вместе с паром.
  2. Вода теряет биологически необходимые микроэлементы.

Важно! Длительное употребление дистиллированной воды приводит к вымыванию из организма калия, железа, марганца и других физиологически важных элементов.

Адсорбция углем

foto 7098-6

Благодаря пористой структуре вещество активно поглощает минеральные и органические примеси.

Вариант очистки прост и удобен, но имеет и минусы. Сорбционная емкость угля ограничена.

Домашняя инструкция по применению активированного угля проста. Несколько таблеток помещают в марлевый мешочек и кладут в сосуд с водой.

Дозировка сорбента составляет 1 таблетка на 1 литр жидкости. Функциональными аналогами угля является измельченная скорлупа кокоса или перетертые косточки фруктовых деревьев.

Серебром

Серебро – это металл, обладающий выраженными бактерицидными свойствами. На этом основано его применение в биологической очистке жидкостей.

По уровню действия серебро приравнивают к хлорке. Этот металл даже используют в бассейнах для обеззараживания. Известно, что вода, поступающая на международные космические станции, консервируется именно серебром.

foto 7098-7

Для биоочисткив домашних условиях достаточно положить в емкость с водой серебряный предмет.

Но при таком способе доля металла, переходящего в воду, будет невысока.

Чтобы получить более выраженный эффект, необходимо использовать раствор, где серебро находится в ионной форме.

Осторожно! Научно доказано, что в больших концентрациях серебро негативно влияет на живую клетку. Поэтому злоупотреблять данным методом нежелательно.

Йодирование

Йод широко применяется в медицине в качестве обеззараживающего средства. Это свойство находит применение и в бытовых целях. Достоинством йода является высокая бактерицидная способность.

Однако наряду с этим плюсом у метода есть существенные недостатки.

  1. Во-первых, происходит только биологическая очистка.
  2. Во-вторых, вода приобретает характерный йодный запах.

Это в значительной степени ограничивает применение йодирования. Аналогом данного метода может быть бромирование. Но использование брома дорого, поэтому широкого применения в домашних условиях не имеет.

Шунгирование

foto 7098-8

Шунгит – ископаемый минерал с уникальными физическими и химическими свойствами.

Это отличный сорбент, впитывающий в себя:

  • хлор,
  • нитраты,
  • тяжелые металлы,
  • органику.

Шунгит обладает бактерицидными свойствами. В составе минерала имеется большое количество микроэлементов, благодаря этому вода минерализуется при настаивании.

Важно помнить, что минерал обладает ограниченной сорбционной способностью. Микробы, накапливаясь внутри камня, способны там жить. Поэтому шунгитовый фильтр следует периодически менять на новый.

Обработка кремнием

Кремний делает воду структурированной и параллельно избавляет ее от патогенных микроорганизмов. Чтобы получить активированную и обеззараженную воду, достаточно поместить в 3 литра воды 50 г кремниевых камушек.

Настаивание проводят в темном месте в течение 3-4 дней. Если необходима кремниевая вода с лечебным эффектом, настаивание продолжают до 7 дней.

Далее жидкость сливают, но не до конца. В нижних слоях накапливаются минеральные и органические примеси, а также патогенные бактерии и простейшие. Кремний можно использовать в паре с шунгитом.

Применение турмалина

foto 7098-9

Турмалиновые биокерамические шары обладают фильтрующими свойствами.

Они эффективно устраняют хлор, переводя его безвредную соль – хлорид натрия.

Второй положительный момент – это антисептическое действие.

Третье достоинство заключается в том, что подобно шунгиту и кремнию турмалин структурирует молекулы воды.

Жидкость после обработки турмалином приобретает щелочную реакцию, насыщается микроэлементами, теряет неприятный запах и вкус, освобождается от тяжелых металлов. В турмалиновой воде полезно вымачивать субпродукты, готовить блюда и напитки.

Обратите внимание! Применение турмалиновых шаров имеет некоторые противопоказания. Их не используют при кровотечениях, гипертиреозе и волчанке.

Как очистить травами?

В качестве природного очистителя используют лекарственные травы с выраженным бактерицидным действием.

Биологически активный комплекс растений включает алкалоиды, фитонциды, танины и другие биологически активные вещества, которые обуславливают обеззараживающий эффект.

В список трав, которые можно использовать в домашних условиях, входят:

foto 7098-10

  • Рябина красная (плоды);
  • Ромашка аптечная (цветы);
  • Можжевельник (хвоя);
  • Пихта (хвоя);
  • Сосна (хвоя);
  • Береза повислая (лист);
  • Дуб черешчатый (кора);
  • Зверобой продырявленный (трава);
  • Чистотел большой (трава).

В целях биологической очистки в литр воды помещают 15-20 г хвои, коры, травы или плодов. Настой выдерживают 10-12 часов, после чего воду фильтруют. Использовать травы лучше всего в походных условиях, когда другие методы недоступны.

Минусом такого приема является то, что он не очищает воду от минеральных и органических примесей.

Общие советы

В ряде случаев одного способа бывает недостаточно, необходима многоступенчатая очистка. Особенно это касается обеззараживания с помощью:

После уничтожения патогенной микрофлоры, очищаемая субстанция нуждается в дополнительной обработке. Из нее необходимо удалить продукты распада микробов и ионы. Целесообразно для этой цели использовать фильтр из активированного угля.

foto 7098-11

Чтобы найти подходящий метод очищения воды, необходимо знать, какие загрязнители присутствует в ней в наибольшем количестве.

Прежде чем приступать к бытовой доочистке водопроводной или природной воды, стоит собрать информацию о ее составе.

Идеальный вариант – это лабораторный анализ или бытовые тесты. Такие данные помогут сориентироваться в выборе нужного метода очистки воды.

Важно! Если для очистки и обеззараживания используется одна и та же емкость, ее необходимо периодически мыть. На свету вода «зацветает», то есть в ней появляются зеленые водоросли, которые остаются на стенках сосуда и ухудшают качество каждой последующей порции воды.

Заключение

Качество воды, поступающей в квартиры и дома, регламентируется санитарно-гигиеническими нормами. Несмотря на государственный контроль вода, поступающая к потребителю, не всегда соответствует нормативам. С возникающей проблемой помогают справиться бытовые способы доочистки.

Представленный обзор дает возможность объективно оценить весь спектр методов и выбрать наиболее подходящий в конкретных условиях. Очистка в домашних условиях позволяет сэкономить на дорогостоящих современных фильтрах.

При грамотном выполнении и сочетании методов на выходе можно получить воду с хорошими органолептическими и химическими показателями.

Кирилл Мантуров
Меня зовут Кирилл! А это мой блог про строительство и ремонт!Я простой работяга, больше 10 лет работаю на стройках. Люблю свою жену Людмилу и сына Олега! Всем мир! :)
Оцените автора
Блог РемСтрой-Про
Добавить комментарий