Как обеззараживать воду. способы обеззараживания воды: необходимость, нормы, описание методов

Вода является средой обитания для множества бактерий и вирусов. Поэтому не удивительно, что столько усилий постоянно направляется на ее обеззараживание, на устранение микроорганизмов. Ведь они могут привести к самым неприятным последствиям, в том числе, к болезням и даже смерти.

Основные способы обеззараживания

Способы обеззараживания:

1. Хлорирование;
2. Ультрафиолет;
3. Озонирование;
4. Ультразвук;
5. Электрический разряд

В СНГ одним из основных является хлорирование. В воду добавляется хлор, т.е. довольно сильное ядовитое вещество, которое убивает вирусы, бактерии. Не все, конечно, но самые опасные, способные привести к болезням и смерти.

Обработка воды озоном

Для обеззараживания используется также озонирование. Кстати, оно даже эффективнее хлорирования, хотя, также имеет свои минусы. Вот, к примеру, озон при прочих равных условиях убивает вирус полиомиелита за 2 мин, а хлор – за 180 мин. Озон способен убрать из воды простейших, вирусы, бактерии, а также их споры, цисты и пр.

Если говорить о гигиенической точке зрения, то озонирование – лучший метод устранения из воды биологической составляющей. Даже если для обработки жидкости использовалось избыточное количество озона, никакого вреда от этого не будет, он просто превратиться в кислород. К тому же, данный метод обеспечивает отсутствие канцерогенов в воде, ее хорошие органолептические показатели.

Также обработка озоном помогает воде избавиться от неприятных запахов и вкуса.

Это происходит благодаря окислению различных минеральных и органических соединений, которые часто входят в состав жидкости.

Они распадаются и перестают каким-либо образом влиять на вкус и на запах воды. Озон справляется даже с тяжело поддающимися соединениями, такими как фенолы, сернистые и цианистые соединения и др.

Также этот газ используется для обезжелезивания воды в случаях, когда железо находится в воде в виде коллоидных частиц или органических соединений. И все благодаря своим окислительным свойствам. Вышеуказанные соединения переходят в нерастворимую форму, после чего их можно отделить любым механическим фильтром.

Удобства и сложности метода

Озонирование очень эффективно, однако требует больших расходов, энергозатрат, применения сложных устройств и обучения кадров тонкостям работы с ними.

Не стоит забывать также, что озон не обладает таким пролонгированным действием как, скажем, хлор. После озонирования лучше всего пропускать жидкость через угольный фильтр.

Также при воздействии на воду данного газа образуются побочные продукты.

В СНГ озонирование используется не очень широко. К примеру, для обработки жидкости, взятой из открытых источников, используется хлор. В любом случае, перед тем, как пить воду, лучше всего очистить ее с помощью какого-либо подходящего именно вам фильтра для воды.

Обработка ультрафиолетом

Нередко применяется для обеззараживания ультрафиолет. Он разрушает клетки микроорганизмов. При этом различные фрагменты вирусов и бактерий остаются в жидкости. Часто используется для обработки воды в бассейнах.

Прежде всего, определим, что УФ излучение – это электромагнитное излучение, которое занимает диапазон между 10 и 400 нм. Для того чтобы обеззаразить воду, используется длина волн от 200 до 200 нм.

Способ проведения дезинфекции с помощью ультрафиолетового излучения был известен еще в начале 20 века. В то время, в двух европейских странах – Германии и Франции, было возведено несколько станций для обработки воды из артезианских скважин.

Почему УФ лучи обладают бактерицидным действием?

Все объясняется рядом проходящих под их воздействием фотохимических реакций в структурах молекул РНК и ДНК микроорганизмов, в результате чего РНК и ДНК наносятся необратимые повреждения, и живая составляющая воды больше не может существовать.

Как проводится обеззараживание?

С помощью стерилизатора. Это корпус из металла со встроенной УФ лампой (их может быть и несколько), которая в целях защиты помещена в специальную кварцевую трубку. Вода поступает в корпус и омывает ее, тем самым, обеззараживаясь.

Обратим внимание, что чем выше доза облучения, тем больше микроорганизмов нейтрализуется.

Эффективнее всего обеззараживать ультрафиолетом воду, которая соответствует определенным требованиям в отношении ее цветности, прозрачности, количеству растворенного железа и т.д.

Плюсы и минусы данного метода?

Достоинства:

1. Лучшее соотношение в сравнении с другими способами (озонирование и хлорирование) качества и стоимости.
2. Оборудование, с помощью которого осуществляется обработка жидкости, не требует особого обслуживания и специально обученного персонала.
3. Применение такого метода не влечет за собой создание специальной системы безопасности, как в случае с озонированием и хлорированием.
4. Ультрафиолет в любых дозах не меняет химический состав воды.
5. Помимо вегетативных излучение устраняет также и спорообразующие бактерии, которые выживают при обработке воды хлором. Кроме того, ультрафиолет довольно эффективен в отношении вирусов.

Недостатки:

1. Если вода не соответствует необходимым параметрам, т.е. является слишком мутной и цветной, эффективность УФ обработки значительно снижается, т.к. жидкость плохо просвечивается.
2. Требуется постоянный уход за УФ лампами. Их необходимо очищать от образовавшихся налетов, загрязнений.
3. Вода, обработанная ультрафиолетом, может повторно заразиться, что не страшно, к примеру, хлорированной воде.
4. После обработки жидкости УФ излучением, микроорганизмы погибают, но их части никуда не деваются. Поэтому лучше всего провести еще и более тонкую фильтрацию.

Многолетний опыт использования ультрафиолетового излучения показывает, что при соблюдении всех правил и норм, а также при использовании дозы облучения не ниже определенного значения, данный метод является эффективным.

Каким бы способом вода ни была обеззаражена, перед употреблением рекомендуется очистить ее дополнительно с помощью одного из бытовых фильтров для воды. К примеру, хлор из жидкости практически на 100% может удалить проточная система. А максимально тонкую очистку воды осуществляет фильтр обратного осмоса.

Другие способы обеззараживания воды

Многие не знают, но бактерии и вирусы устраняются также при помощи ультразвукового и электрического воздействия. Хотя, данные способы применяются не очень часто. Ультразвук требует большого количества энергии, используется для обработки небольших объемов влаги. Электрические заряды, благодаря образуемым ударным волнам, приводят к гибели большинства микроорганизмов.

В быту нередко применяется кипячение. Известно, что 12 минут непрерывного кипячения приводят к гибели практически 100% неспорообразующих микроорганизмов. Если же во влаге присутствуют споры, то они начнут расти через некоторое время после того, как вода остынет.

Для каждого конкретного случая выбирается подходящий способ обработки. Нет универсальной технологии, которая бы подошла всем без исключения.

Что использовать дома?

Вряд ли мы сможем повлиять на то, какими способами дезинфекции воды пользуются службы водоканала. Мы получаем результат их работы, т.е. жидкость определенного качества из-под крана. И уже сами решаем, что нам с этим делать – пить то, что предлагается, или как-то улучшать свойства воды, чтобы она была вкуснее и безопаснее.

Обратный осмос

Чтобы надежно очистить воду от бактерий, вы можете установить у себя дома фильтр обратного осмоса. Это система, состоящая из нескольких картриджей (обычно 4 и более), которые последовательно избавляют воду от примесей.

Плюсы:

• Не используются химические реагенты для очищения воды.
• Эффективная очистка.
• Экономичное обслуживание.
• Возможность использовать воду для самых разных целей.
• Помимо микробов удаляется еще 98% разнообразных примесей.

Обратный осмос является одним из самых эффективных фильтров в борьбе с примесями в водопроводной воде, с микроорганизмами.

Все благодаря продуманному сочетанию элементов очистки, а также благодаря мембране. Поры в ней настолько маленькие, что просочиться сквозь них могут лишь молекулы воды.

А все примеси, в том числе, микроорганизмы, бактерии не могут пробраться сквозь мембрану и уходят в канализацию.

Фильтры обратного осмоса могут использоваться для очистки воды от присутствующих в ней бактерий в случаях, когда вода предназначается для маленьких деток, причем, кипячение не требуется. Родителям не нужно будет переживать о качестве используемой жидкости. Оно будет великолепным.

Такие системы выпускаются самыми различными производителями – российскими, американскими, китайскими, украинскими, итальянскими и т.д. Вот, к примеру, фильтры обратного осмоса Гейзер способны гарантировать вам долгие годы эффективной службы. Или Atoll. Отличное качество по привлекательным ценам.

Проточные фильтры со специальными картриджами

Также для того, чтобы очистить воду от микробов, используются специальные проточные фильтры. Они характеризуются тем, что среди нескольких картриджей один уж точно будет предназначен для устранения микроорганизмов.

Приводим пример. Фильтр Гейзер, в котором – одних из основных фильтрующих материалов является Арагон. Отличное решение для очистки воды от микроорганизмов. Гейзер Арагон Био – это множество крошечных лабиринтиков.

Микроорганизмы попадают в них и не могут выплыть, остаются в материале. Там, благодаря воздействию частичек серебра, не могут размножиться.

В результате вода, прошедшая сквозь данный картридж, избавляется от бактерий и вирусов.

Достоинства:

• Осуществляется эффективная очистка воды.
• Вода после фильтра вкусная и полезная.
• Картридж сам подсказывает, когда его нужно менять или регенерировать.
• Можно подобрать вид картриджа на основе Арагона для воды определенного качества (жесткой, мягкой).
• Воду можно пить без кипячения.
• У картриджей на основе уникального материала большой ресурс.

Очистка воды от бактерий особенно нужна в тех случаях, когда используется вода из поверхностных источников. Именно в такой жидкости могут присутствовать различные микроорганизмы, в том числе, способные вызвать заболевания. Конечно, на местных водоканалах она обеззараживается хлором, но, к сожалению, часто этого бывает не достаточно.

Если же жидкость берется из подземных источников, то очищения воды от бактерий не требуется, разве что, для надежности. Т.к. в артезианских водах бактерий не имеется.

Какой фильтр купить?

Тут каждый пусть решается сам, с небольшой помощью продавцов-консультантов. Если качество воды у вас совсем низкое, то лучше подойдет обратный осмос. Он не только с бактериями справится.

Если вы просто хотите улучшить качество используемой воды, сделать ее вкуснее, убрать посторонние запахи, а также обезопасить себя и своих близких от бактерий, лучше обратите внимание на проточные системы.

Очистка и обеззараживание питьевой воды: методы и способы

Устранение вредных примесей из питьевой воды выполняется с применением разных способов. В этой статье рассмотрены эффективные технологии обеззараживания с учетом возможности применения в быту. Эта информация поможет принять правильное решение при выборе подходящего оборудования в процессе эксплуатации.

Под соответствующими мероприятиями понимают действия по уничтожению микроорганизмов, которые провоцируют возникновение аллергических реакций, опасные заболевания. Обеззараживание питьевой воды выполняется с применением следующих способов:

• химических;
• физических;
• комбинированных.

В первом варианте применяют губительные для биологических объектов химические соединения. Во второй группе представлены методики повышения температуры, другие физические воздействия. В последней категории – комбинации нескольких разных  технологий. Далее рассмотрены наиболее распространенные методики. Для определения критериев сравнения можно изучить подробнее кипячение.

Эта технология без затруднений воспроизводится в домашних условиях. Достаточно взять подходящую посуду, применить нагрев с помощью типовой кухонной техники. При температуре от +60°С начнется процесс уничтожения органики. После непродолжительного кипячения будет получен необходимый результат.

Позитивные параметры перечислены в следующем списке:

• простота;
• высокая эффективность;
• отсутствие загрязнений после обработки.

Для объективности надо привести недостатки:

• длительность процедуры;
• большие затраты энергетических ресурсов;
• необходимость охлаждения жидкости и тщательного контроля рабочих операций.

Эти причины ограничивают сферу применения технологии обработкой относительно небольших объемов жидкости.

Но в некоторых ситуациях необходима современная очистка и обеззараживание питьевой воды в постоянном режиме. Для этого надо найти подходящую инструкцию по обеззараживанию.

Уточняют необходимость ее применения с помощью лабораторного анализа. В простейшем варианте работники профильного учреждения проверяют количество бактерий E.coli в 1 мл жидкости.

Соответствие действующим санитарным нормам отмечается по каждой позиции в результатах исследований.

Не стоит забывать, что кроме реагентных методов есть и НЕ химические средства для обеззараживания воды, такие, как: электромагнитные и УФ установки, которые уже десятилетия применяются, как в быту, так и предприятиями (на фото уф установка «Xzone» и электромагнитный фильтр «АкваЩит»):

Обеззараживание питьевой воды хлором

Эта технология отличается хорошими потребительскими показателями в комплексе, поэтому широко применяется на практике. Кроме дешевизны опытные эксперты обращают внимание на продолжительное последействие средства.

Его концентрацию рассчитывают таким образом, чтобы по завершении обработки в 1 литре жидкости оставалось около 0,4 мг хлора.

Это предотвращает повторное заражение микроорганизмами (при хранении, в процессе перемещения по трубопроводу).

Чтобы исключить отмеченные недостатки можно использовать диоксид. Но такое химическое соединение на основе хлора стоит дороже. Его в нужном количестве создают непосредственно на месте применения. Соответствующее сложное технологическое оборудование используют для решения масштабных производственных задач.

Гипохлорит натрия, другие менее вредные и недорогие химические соединения занимают много места. Они достаточно быстро разлагаются, поэтому не так эффективны, как жидкий или газообразный хлор.

Для безопасности в быту применение препаратов этой группы ограничивают дезинфекцией санузлов, обеззараживанием воды в бассейнах. В любом случае необходимо помнить о том, что соединения хлора активизируют разрушительные процессы коррозии. Если предполагается долговременный контакт с металлом необходимо применять изделия из нержавеющей стали.

В чем преимущества и недостатки установок обеззараживания питьевой воды озоном

Озон — действующий реагент интенсивно разлагается при добавлении в воду. Свободные атомы кислорода оказывают губительное влияние на микроорганизмы.

Они же соединяются с растворенным железом, различными солями. Данный процесс сопровождается образованием твердых осадков, которые без лишних трудностей удаляют механической фильтрацией.

Одновременно из жидкости удаляется сероводород, другие газовые фракции.

В этом случае речь идет о комплексной обработке, которая отличается высоким качеством очистки и обеззараживания питьевой воды. Однако наряду с «плюсами» следует не забывать о недостатках озона, как метода:

• Озон, это токсичный, взрывоопасный газ! Его предельная концентрация в комнате не должна превышать уровень 0,1 г на 1 м куб.
• Обеззараживание питьевой воды озоном выполняется не менее чем за 8-10 мин при содержании 6 мг на 1 литр.
• Далее концентрацию надо уменьшить в 10 раз, чтобы убрать специфический привкус.
• Озон – мощный активатор окислительных процессов. В его присутствии увеличивается риск коррозийных повреждений.

Отечественные и зарубежные производители предлагают готовые решения (генераторы озона) для оснащения квартир и частных коттеджей. Но будущим владельцам надо знать и в точности выполнять правила применения данной технологии. Отсутствие тщательного контроля может стать причиной разных проблем.

Иные реагентные методы, способы удаления новообразованных загрязнений

Вместо хлора в середине прошлого века применяли таблетки йода, брома. Они обеспечивали высокую эффективность, но стоили дороже!!! Ограничением является относительно сложная методика.

Сегодня таблетки йода применяют в специальных наполнителях (ионных смолах).

Поток жидкости при правильном дозировании вымывает из них необходимое количество активных таблеток для обеззараживания питьевой воды.

Если реагентным методом предусмотрено значительное изменение химического состава после обработки, ее дополняют специальной фильтрацией. В простейшем варианте применяют абсорбцию с наполнителями из активированного угля, других пористых материалов. В проточных установках обеззараживания размещают последовательно несколько ступеней для качественной очистки.

Для удаления мельчайших примесей с надежными гарантиями применяют реагентные технологии — озон или хлор. Известный пример – бытовая установка обратного осмоса. Она оснащена преградой, которая не пропускает частицы, крупнее молекул воды. Задерживаются не только сложные химические соединения, но и вирусы, микробы, бактерии.

Физические методы — гипохлорит натрия

Возникает естественный вопрос: «Почему бы не применить именно гипохлорит натрия для обеззараживания питьевой воды?». На самом деле так и поступают.

Это – одна из действенных методов, который базируется на физическом отделении относительно крупных примесей из потока жидкости. Непрерывный полезный процесс позволяет немедленно получить нужный результат.

Качество удаления загрязнений сопоставимо с дистилляцией. Но в данном варианте нет значительных энергетических затрат.

Ограниченное распространение метода обеззараживания питьевой воды гипохлоритом объясняется несколькими факторами:

• Производительность не слишком дорогих наборов бытовой категории составляет 200-240 литров за сутки.
• В предварительных фильтрах накапливаются органические примеси, химические соединения. Эти картриджи надо регулярно менять.
• Для сохранения номинальной работоспособности необходимо поддерживать давление от 2 атм. и выше (определено инструкциями производителя). В некоторых ситуациях приходится применять насосную станцию.
• На каждый литр чистой воды приходится направлять 2-3 л гипохлорита натрия вместе с загрязнениями в дренаж.

Уф технология очистки и обеззараживания питьевой воды

Мембранные технологии не предотвращают вторичное заражение. По этой причине некоторые производители добавляют в комплект обратного осмоса специальный блок уф обеззараживания питьевой воды.

В типовой конструкции применяют герметичную емкость, которая трубками подсоединяется к трассе очистки. Внутри в колбе из кварцевого стекла устанавливают мощный излучатель УФ-диапазона. Оптимальный уровень энергетического воздействия обеспечивается от 20 до 35 мДж на см куб.

В таких условиях уничтожаются не только бактерии, но и более стойкие вирусы.

По эффективности этот способ очистки сопоставим с насыщением озоном с продолжительностью 12-14 мин. Для обеспечения производительности 0,5-0,8 м куб/час достаточно использовать современную УФ лампу с мощностью потребления 15-20 Вт, долговечностью 10-12 тыс. часов. Такие показатели вполне приемлемы для постоянного применения в домашних условиях.

Главным недостатком уф обеззараживания и очистки является отсутствие последующего воздействия. После такой уф установки монтируют дополнительный угольный фильтр от железа и для задержания фрагментов уничтоженных микроорганизмов. Следует отметить значительно снижение эффективности при загрязнении оболочки излучателя, в мутной жидкости.

Другие современные способы и методы

Воздействие ультразвуком достаточной мощности разрушает оболочки клеток, уничтожает бактериофаги, вирусы, иные микроорганизмы. Соответствующее оборудование можно использовать для обеззараживания питьевой воды. Как и в предыдущем случае здесь нужна дополнительная фильтрация, задерживающая мелкие механические загрязнения.

В этих установках не надо поддерживать чистоту прозрачной колбы. Но надо помнить, что сильные ультразвуковые колебания способны разрушить слой краски на поверхности трубы, сварное соединение. При определенной интерференции частот образуются звуки в слышимом диапазоне, вызывающие дискомфорт.

https://www.youtube.com/watch?v=2AD48InUCE0

Безопасным для оборудования и совершенно бесшумным является метод электромагнитной обработки. Его часто применяют, как эффективное средство от образования накипи.

Генераторы в мощных моделях создают поля, которые изменяют электрический потенциал на оболочках микроорганизмов вплоть до их разрыва.

Если приобрести современную технику, соответствующие полезные функции она будет выполнять при минимальном потреблении электроэнергии (до 20 Вт/час ).

Менее распространены метода и способы, создающие сильные электрические разряды в жидкости. Такие бытовые фильтры для очистки питьевой воды образует ударную волну с одновременной генерацией молекул озона. При соответствующей настойке его можно применять для очистки и обеззараживания питьевой воды.

В любом случае для точного анализа надо учитывать перечисленные выше важные факторы в комплексе. Если ухудшается исходный химический состав необходимо использовать дополнительные фильтры для задержания вредных примесей.

Методы обеззараживания воды, нужно ли совершенство?

14.03.2017 3106

Для начала определимся с термином. В рамках статьи мы рассмотрим обеззараживание как способ снизить в питьевой воде количество микроорганизмов до уровня, безопасного для человека. Наша задача показать спектр возможностей этих процессов, чтобы при выборе того или иного метода вы понимали, с чем имеете дело.

Химически чистая, дистиллированная вода имеет широкое применение, но в технических целях. Она не содержит примесей, а в случае полного обеззараживания будет представлять собой Н2О практически в чистом виде. Здравый смысл подсказывает, что такая вода полностью безопасна для человека, но попробуйте выпить стакан этой воды, и всё станет понятно – для питья она годится только в крайнем случае.

Поэтому в балансе содержания микроорганизмов в воде санитарные нормы и ГОСТы предусматривают не полное отсутствие микрофлоры, а только допустимые концентрации. А задача обеззараживания это ликвидация болезнетворных и патогенных микроорганизмов, то есть вредных для человека.

Отсюда и разные уровни результатов обеззараживания, которые довольно часто путают с эффективностью.

Эффективный метод обеззараживания это такой, который обеспечит безопасное количество микрофлоры во всём объёме воды, подлежащей очистке.

Так что, говоря об эффективности, мы будем иметь в виду и объём очищаемой воды, а также скорость этой очистки. Эти параметры важны для водоразбора и частного дома, не говоря уже о жилых кварталах.

В конце 2016-го года учёные города Дубна (Московская область) продемонстрировали наномембрану, разработанную для фильтрации воды. Это уже не экспериментальная плёнка, это рабочие образцы, в том числе действующих фильтров с отверстиями 0,3-0,4 микрона.

Результат очистки это удаление всех примесей и практически всей микрофлоры без предварительной подготовки воды. То есть получение питьевой воды из буквально самой грязной лужи. Разработку финансирует МО РФ, она же будет применяться в МЧС, и когда-нибудь именно такие фильтры будут решать проблему чистоты воды.

Но это пусть и близкое, но будущее, а пока используются все остальные методы:

• Фильтрация. Пока самый дорогой и малоэффективный (в плане объёма воды) способ. На первом месте он потому, что большинство остальных способов также требуют предварительной фильтрации;
• Физические. К этой группе относится кипячение, облучение УФ лучами, обработка ультразвуком, высокочастотными токами, электроимпульсное и электрохимическое обеззараживание. Диапазон стоимости методов довольно широкий, как и эффективность с точки зрения объёмов воды и длительности обработки;
• Химические. Хлорирование, озонирование, обработка полимерными реагентами (антисептиками), использование йода и брома. Сравнительно низкая стоимость и высокая эффективность имеет обратную сторону, ведь ошибки при таком обеззараживании могут сделать воду вредной для человека;
• Комбинированные. Это совмещение в рамках обеззараживания нескольких методов для повышения эффективности очистки (увеличения объёма) воды и ликвидации рисков повторного развития микроорганизмов в уже очищенной воде.

Вышеперечисленные методы мы и рассмотрим с разных точек зрения, без сравнения и выводов, опираясь в основном на целесообразность применения.

Что нужно сравнить в различных методах обеззараживания

Прежде всего, итоговое количество болезнетворных и вредных организмов. Здесь нужен параметр для оценки и это конечно, число бактерий, коли-индекс.

ДЛЯ СПРАВКИ: Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01, общее число бактерий. Оно не должно превышать значения 50 колифомных бактерий на 100 мл. Определяется данный показатель по т.н. «индикаторным» бактериям, размножаются они быстро, присутствуют практически везде, где вода не чистая, и имеют высокую сопротивляемость к процессам обеззараживания. Это бактерии группы кишечных палочек (БГКП), и основной представитель этой группы E.coly (отсюда и название — коли-индекс) даёт хорошее представление о качестве обеззараживания воды.

Вторым параметром будет наличие прочих микроорганизмов и вирусов, которые способны сопротивляться таким методам обеззараживания, которые снизят коли-индекс до нуля.

Исходя из этого, и рассмотрим, какой должна быть очистка необходимого объёма воды для потребления.

• Фильтрация даст хорошую очистку от механических примесей, а добавление в фильтры реагентов обеспечит химическое обеззараживание. Результат – чистая питьевая вода, в том числе для технического использования. Эффективность довольно невысока, но объёма этой воды хватит для частного дома с одновременным разбором воды из 1-3 точек.
• Фильтрация и обработка ультрафиолетом (ультразвуком) даст сравнимые результаты, но часть бактерий выживет, поэтому лучше использовать и химический метод. Такое комбинирование увеличит объём обеззараживаемой воды, так что в целом эффективность этого способа будет немного выше.

Для этих способов есть определенное ограничение – срок использования фильтров и своевременная их замена.

ДЛЯ СПРАВКИ. В оценке ресурса фильтра надёжнее ориентироваться на объём очищенной воды, а не срок его использования. Обратите внимание, что на всех фильтрах, где написано «3-4 месяца до замены», будет указан и объём воды, очистку которого этот фильтр гарантирует. Рекомендуем проводить замену именно на основании этого показателя.

• Отстаивание воды, фильтрация и последующая обработка хлором или его соединениями. Применение дополнительных методов обеззараживания воды, в зависимости от исходного значения коли-индекса.
• Фильтрация, использование антисептиков и полимерных реагентов. Метод, применяемый для получения обеззараженной воды, не употребляемой для питья. Однако он позволяет успешно очищать воду для бассейнов и технических нужд, поэтому нашёл широкое применение в частных и небольших хозяйствах.

Высокая эффективность и большие объёмы обеззараженной воды достоинства этих методов. Недостатки: образование вредных соединений, возможность наличия неприятного запаха, а при застаивании очищенной воды повторное образование болезнетворных микроорганизмов. Также есть необходимость непрерывного контроля качества обеззараженной воды.

• Фильтрация, кипячение, обработка высокочастотными токами, электроимпульсное и электрохимическое обеззараживание.
• Фильтрация мембранная, использование обратного осмоса с дополнительными способами обеззараживания.

Эти методы пригодны для получения не таких больших объёмов воды, но достоинства в высоком уровне обеззараживания и компактности обеззараживающих устройств.

Обратный осмос, кстати, как вспомогательный метод используется во многих системах, в том числе высокой производительности. К этой группе отнесены устройства домашнего применения.

Недостатков немного, в основном это регулярная замена фильтров, необходимость остывания воды и наличие электричества.

Итогом сравнения будет соответствие качества воды требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01, и все вышеперечисленные методы им удовлетворяют. Различие только в количестве воды, очищаемой этими методами за единицу времени, в сравнении со стоимостью этой очистки.

Поэтому мы и расположили их по ранжиру наибольшего соответствия с расчетными нормами потребления воды в квартире или частном доме. Такие устройства обеззараживания воды будут наиболее эффективными с точки зрения очистки и совокупной стоимости получаемой питьевой воды.

А завершают наш рейтинг немного более дорогие устройства, достоинство которых в мобильности, и в том, что использовать их можно где угодно. Особенно чайник. Его можно использовать где угодно и практически бесплатно, и он пока остаётся безусловным лидером рейтинга в обеззараживании воды. С точки зрения простоты процесса и стоимости, если не считать стоимость нагрева воды до кипения.

Современные способы и методы очистки воды

Главная › Очистка

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.

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

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

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:

Наименование	Кратное описание метода	Оптимальное применение/ возможные ограничения
Флотация	Отделение 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.
Сорбация	Избирательная 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.
Экстракция	Заливка 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.
Ионообмен	Обмен 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.
Электродиализ	Очищаемая 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 осмос	Вода 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 методы	Суть 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 производства	Требуемые функции основной линии подготовки
Металлургия	Обессоливание
Пищевая промышленность	Обеспечение ионного обмена, обеззараживание, умягчение
Добыча и переработка нефти и газа	Исключение посторонних примесей, обезжелезивание, обратный осмос
Энерго- и тепло- и водоснабжение	Обессоливание, УФ-фильтрация, хлорирование или озонирование
Фармацевтика	Обратный 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 металла	Допустимая концентрация в воде, не более мг/л	Рекомендуемый метод очистки воды
Марганец и железо	0,1	Ионообмен, аэрация с последующей подачей в засыпной фильтр с каталитическим зарядом, окисление гипохлоритом натрия, дозированная подача сильнодействующих окислителей
Сероводород	0,01, вещество очень токсично	Окисление, выветривание, насыщение кислородом
Свинец	0,03	Обратный осмос, окисление и восстановление
Ртуть	0,001	Обратный осмос, а также окисление и восстановление
Хром	0,05	Окисление, обратный осмос и восстановление
Никель	0,1	Окисление 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.

А какова Ваша оценка данной статье? Загрузка…

Методы очистки и обеззараживания воды. Справка

Обеззараживание – завершающий этап процесса водоочистки. Цель – подавление жизнедеятельности содержащихся в воде болезнетворных микробов.

По способу воздействия на микроорганизмы методы обеззараживания воды подразделяются на химические, или реагентные; физические, или безреагентные, и комбинированные.

В первом случае должный эффект достигается внесением в воду биологически активных химических соединений; безреагентные методы обеззараживания подразумевают обработку воды физическими воздействиями, а в комбинированных используются одновременно химическое и физическое воздействия.

К химическим способам обеззараживания питьевой воды относят ее обработку окислителями: хлором, озоном и т. п., а также ионами тяжелых металлов. К физическим – обеззараживание ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком и т. д.

Наиболее распространенным химическим методом обеззараживания воды является хлорирование. Это объясняется высокой эффективностью, простотой используемого технологического оборудования, дешевизной применяемого реагента и относительной простотой обслуживания.

При хлорировании используют хлорную известь, хлор и его производные, под действием которых бактерии и вирусы, находящиеся в воде, погибают в результате окисления веществ.

Кроме главной функции – дезинфекции, благодаря окислительным свойствам и консервирующему эффекту последействия, хлор служит и другим целям – контролю за вкусовыми качествами и запахом, предотвращению роста водорослей, поддержанию в чистоте фильтров, удалению железа и марганца, разрушению сероводорода, обесцвечиванию и т.п.

По мнению экспертов, применение газообразного хлора приводит к потенциальному риску здоровью человека. Это связанно прежде всего с возможностью образования тригалометанов: хлороформа, дихлорбромметана, дибромхлорметана и бромоформа.

Образование тригалометанов обусловлено взаимодействием соединений активного хлора с органическими веществами природного происхождения. Эти производные метана обладают выраженным канцерогенным эффектом, что способствуют образованию раковых клеток.

При кипячении хлорированной воды в ней образуется сильнейший яд – диоксин.

Исследования подтверждают взаимосвязь хлора и его побочных продуктов с возникновением таких болезней, как рак органов пищеварительного тракта, печени, сердечные расстройства, атеросклероз, гипертония, различные виды аллергии. Хлор воздействует на кожу и волосы, а также разрушает белок в организме.

• Одним из наиболее перспективных способов обеззараживания природной воды является использование гипохлорита натрия (NaClO), получаемого на месте потребления путем электролиза 2–4%-ных растворов хлорида натрия (поваренной соли) или природных минерализованных вод, содержащих не менее 50 мг/л хлорид-ионов.
• Окислительное и бактерицидное действие гипохлорита натрия идентично растворенному хлору, кроме того, он обладает пролонгированным бактерицидным действием.
• Основными достоинствами технологии обеззараживания воды гипохлоритом натрия является безопасность ее применения и значительное уменьшение воздействия на окружающую среду по сравнению с жидким хлором.

Наряду с достоинствами у обеззараживания воды гипохлоритом натрия, производимым на месте потребления, имеется и ряд недостатков, прежде всего – повышенный расход поваренной соли, обусловленный низкой степенью ее конверсии (до 10–20%). При этом остальные 80–90% соли в виде балласта вводятся с раствором гипохлорита в обрабатываемую воду, повышая ее солесодержание.

Снижение же концентрации соли в растворе, предпринимаемое ради экономии, увеличивает затраты электроэнергии и расход анодных материалов.Некоторые эксперты считают, что замена газообразного хлора гипохлоритом натрия или кальция для дезинфекции воды вместо молекулярного хлора не снижает, а значительно увеличивает вероятность образования тригалометанов.

Ухудшение качества воды при применении гипохлорита, по их мнению, связано с тем, что процесс образования тригалометанов растянут во времени до нескольких часов, а их количество при прочих равных условиях тем больше, чем больше pH (величина, характеризующая концентрацию ионов водорода).

Поэтому наиболее рациональным методом уменьшения побочных продуктов хлорирования является снижение концентрации органических веществ на стадиях очистки воды до хлорирования.

Альтернативные методы обеззараживания воды, связанные с использованием серебра, являются слишком дорогостоящими.

Был предложен альтернативный хлорированию метод обеззараживания воды с помощью озона, но оказалось, что озон тоже вступает в реакцию со многими веществами в воде – с фенолом, и образовавшиеся в результате продукты еще токсичнее хлорфенольных. Кроме того, озон очень нестоек и быстро разрушается, поэтому его бактерицидное действие непродолжительно.

Из физических способов обеззараживания питьевой воды наибольшее распространение получило обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами, бактерицидные свойства которых обусловлены действием на клеточный обмен и, особенно, на ферментные системы бактериальной клетки.

Ультрафиолетовые лучи уничтожают не только вегетативные, но и споровые формы бактерий, и не изменяют органолептических свойств воды. Основным недостатком метода является полное отсутствие последействия.

Кроме того, этот метод требует больших капитальных вложений, чем хлорирование.

Материал подготовлен на основе информации открытых источников