Как раньше очищали воду

Способы очистки воды в прежние времена

Всем известно, что для здоровья полезна только чистая природная вода. Но естественные источники сейчас наполнены далеко не одной H2O. Если в некоторых колодцах и родниках вода еще относительно безвредна, то в реках, озерах и других природных образованиях она безнадежно загрязнена. Сейчас, чтобы обеспечить высокое качество очистки, можно использовать фильтр для воды BlueFilters. Но как удаляли из H2O муть и различные примеси раньше?

Самым первым веществом для очистки воды был обыкновенный песок. На берегу реки вырывали ямку. Просочившаяся в нее жидкость была свободна от крупных примесей. В Древнем Риме воду очищали отстаиванием. Городские акведуки имели особые резервуары, в которых жидкость освобождалась от взвесей.

В Средние века люди уже знали дезинфицирующие свойства серебра. В то время многие считали, что вода после контакта с этим металлом становится безопасной и полезной. Метод не получил широкого распространения, так как серебро дорого стоило и было доступно лишь избранным. В современное время выяснилось, что избыток Ag в воде вреден для организма не меньше, чем бактерии, а для обеззараживания жидкости проще и полезнее использовать обычное кипячение.

Очистка воды с помощью недогоревших кусочков древесины – гениальное изобретение. Уголь дешев, доступен, способен впитывать вредные примеси. Возможно, еще первобытный человек, случайно выбросив остатки кострища в ближайшую лужу, заметил, что на следующий день вода в ней стала прозрачной. Нецивилизованные народы Африки и Южной Америки все еще используют уголь для очистки влаги.

Самый первый фильтр выглядел следующим образом: в глиняную емкость с отверстием на дне насыпали крупные камни, затем песок. Сверху укладывали толстый слой угля. Налитая в сосуд жидкость постепенно протекала через все пласты и очищалась от механических примесей, бактерий, запахов и привкуса.

Сегодня с помощью систем BlueFilters вода освобождается от растворенных в ней солей металлов и других примесей. Высокое качество очистки обеспечивается, в частности, с помощью технологии обратного осмоса.

Источник

Первые методы очистки воды.

Самым древним химическим элементом и самым важным для всего живого является вода. Где бы не находился человек, в какой точке земли, он всегда искал источник воды для питья. Будь то путешественники или переселенцы, все они старались запомнить место, где находится пресная вода. Поэтому все известные поселения людей, какие бы он небыли древними, привязаны к источнику воды, пригодной для употребления. В древности воду можно было без последствий для здоровья употреблять из любого источника, из озера, реки, ручья или родника. В последствии, с развитием человечества и технического прогресса, что повлекло ухудшение экологии, употреблять воду из этих водоемов стало небезопасным.

Но и в древности люди сталкивались с проблемой, как очистить воду от различных, видимых не вооруженным взглядом, примесей. Простейшим способом было отстаивание воды, когда взвешенные частицы оседали, при этом легко улетучивались неприятные запахи. А с появлением огня, воду стали и кипятить, для обеззараживания.

Первые в истории данные о фильтрации воды исходят и Древнего Египта. Очистка воды осуществлялась примитивным способом. Первым делом воду отстаивали, после чего ее пропускали через песок, либо шерсть или хлопок. А для придания воде дополнительного вкуса воду смешивали с различными ягодами, а для придания аромата сдабривали ее лепестками различных цветов.

Спустя долгое время, с развитием химии, человек стал применять простейшие химические вещества при очистке воды. Первыми стали использовать химические элементы при очистке воды жители Китая. Они стали использовать коагулянт для осветления и удаления мутности. Из истории медицины многим известен так называемый «Рукав Гиппократа». Первым таким рукавом были тканевые мешочки, через которые пропускали воду для фильтрации. Этим видом фильтрации люди успешно пользовались, начиная с 5-6 века до нашей эры.

Комплект Минимальный с компрессором и Runxin

Дальнейшее увеличение населения Средневековой Европы, вынудило многих изобретателей к процессу изготовления приборов очистки воды. Они в то время так же не отличались какой-либо технологией. Они представляли собой простейшие устройства с песком или древесным углем, проходя через которые вода становилась более или менее пригодной к употреблению. Первым в упоминании о фильтровании воды таким способом является изобретатель из Венеции, про которого есть документальные свидетельства. Таким методом фильтрации пользовались достаточно долгое время, пока развитие технологического прогресса не внесло свои коррективы в способы очистки воды. Тогда стали задумываться про улучшение качества воды для питьевых нужд. В Европе начали создавать различные, так называемые, станции очистки воды для общественного использования, с применением «фильтровальных камней». Первые упоминания таких фильтров в Европе относятся к концу 18-го века. В России первые зафиксированные упоминания про исследования невской воды относятся к 1773 году. Тогда и были первые рекомендации по пользованию водой. Рекомендовалось воду брать с середины реки, где она более чистая. Так же рекомендовалось эту воду отстаивать и подвергать фильтрации. Петербургский ученный Товий Ловиц, в 1788 году открыл сорбирующие качества березового угля. А в 1790 году он провел успешные испытания фильтрации воды с его использованием.

Со временем в городах стали появляться водопроводы. Они, как величайшее благо цивилизации создали и большие проблемы. Ведь для того, чтобы содержать и обслуживать на должном уровне все водопроводы, нужны огромные средства. А зачастую этих средств было недостаточно, трубы стали ветшать, зарастать различными отложениями, образовываться прорывы, оставляя жителей городов без воды. В истории известно много случаев, когда от различных эпидемий, что в большинстве случаев связано с зараженной водой, вымирали целые города. Эта проблема требовала решения. И таким решением было развитие системы очистки воды. Революция в промышленности в 18-ом веке автоматически сказалась и на развитии в водопроводной технологии. Стали применять повышающие давление паровые насосы, что сказалось на увеличении дальности подачи воды. А увеличившиеся сбросы промышленных вод в водоемы ухудшили качество и значительно сократили количество источников воды.

Основным способом очистки воды является пропускание ее через различные фильтрующие материалы, такие как песок, уголь, смолы и различные сорбенты. Сегодня существует множество различных фильтров от большинства загрязнений. Это и осветлительные системы, фильтрационные системы с аэрацией для удаления из воды железа, смягчение воды, удалением из нее кальция и магния, и другие системы для очистки воды по назначению. Технология очистки воды не стоит на месте, с каждым годом происходит усовершенствование систем для очистки воды, создаются новые фильтрующие материалы, что значительно упрощает использование практически любой воды из любого источника.

Источник

Как очищали воду в древности

Как правило, вода, попадающая в наш организм, оказывает благотворное влияние на все его функции. Но, к сожалению, вода, содержащая в себе вредные примеси, совершенно по-другому сказывается на состоянии нашего тела. Она может вызывать как временные расстройства здоровья, так и тяжелые патологии, с трудом подающиеся лечению. Об этих свойствах жидкости было известно еще нашим далеким предкам. К примеру, придания о «живой» и «мертвой» воде сохранились даже до наших дней. Поэтому, с давних времен, люди стремились очищать воду различными способами. А о том, насколько эффективно это у них получалось, мы сегодня и поговорим.

Самыми первыми, довольно примитивными, но естественными фильтрами для воды — являлись обыкновенные ямки, вырытые на берегу вблизи водоема. Вода в таком резервуаре не отличалась по своему химическому составу от той воды, которая находилась в самом источнике. Но, зато, в ней отсутствовали тяжелые механические примеси. То же самое можно сказать и о микрофлоре, которая в очищенной и в неочищенной воде, практически не отличалась по наличию тех или иных микроорганизмов.

Зная об антисептических свойствах серебра, наши предки решили использовать этот благородный металл для обеззараживания питьевой воды. Но, к сожалению, не всегда при этом они соблюдали меру. Это сегодня мы знаем о том, что серебро имеет свойство накапливаться в организме, вызывая органические поражения тканей. А наши предки безбоязненно употребляли в пищу воду, насыщенную ионами этого металла. В результате, их организм реагировал на воду, очищенную таким способом, довольно болезненно. Известен даже недуг, которым страдали люди, потреблявшие такую воду (в основном, — это были представители аристократических кругов). Название недуга – «Аргирия». Эта болезнь выражается в изменении цвета кожи (кожа приобретает синевато-серый оттенок).

В наше время, очистка воды вышла на качественно новый уровень. Существующие способы и технологические методы очистки – опираются на вполне обоснованный научный подход. Именно поэтому, вода, очищенная с помощью современных фильтров, приносит много пользы человеческому организму и, ни в коем случае, она не способна ему навредить.

Источник

Как чистили воду наши предки

В древности люди использовали ручьи, реки, озера и водохранилища в качестве источников воды. Но эти источники не всегда были чистыми.

С древних времен потребность в чистой воде приводила к развитию методов очистки воды. Эти методы не удаляли микробы, которые вызывают болезни, но обеспечивали основу для разработки современных методов очистки воды. К древним цивилизациям, разработавшим на ранних этапах методы очистки воды, относятся те, которые расположены в Африке, Азии, Индии и на Ближнем Востоке, а также в Европе.

Имеются данные о древних методах очистки воды, датируемые 4000 г. до н.э. Между 4000 г. до н.э. и 1000 н.э., для очистки воды были использованы различные природные минералы. Также начала использоваться дистилляция.

Для дезинфекции воды многие древние культуры использовали медь, железо или горячий песок в сочетании с кипячением. Такие травы, как амла, которая богата витамином С, и хус, часто использовались для фильтрации скважин. А такие растения, как корни кувшинки и семена нирмали, иногда использовались и для очистки воды.

В древнем Египте для очистки воды использовались сульфат алюминия, сульфат железа или их смесь. В Греции тканевая сумка, называемая рукавом Гиппократа, использовалась, чтобы процедить воду перед кипячением. В древней Индии песок и гравий использовались для фильтрации воды перед ее кипячением. Этот метод был взят из санскритской рукописи, называемой Сусрута Самхита.

Основным способом проверки качества воды были ее чистота, вкус и запах.

В древней Индии для хранения воды использовалась латунь, сплав меди и цинка, а иногда и других металлов. Древние греки и римляне использовали бассейны или резервуары как средство, позволяющее частицам оседать в воде.

Римляне, греки и майя использовали акведуки для поддержания чистоты воды. Когда эти культуры исчезли, достижения в области очистки воды были остановлены.

Сотни лет спустя, в 1627 году, сэр Фрэнсис Бэкон начал проводить эксперименты с очисткой соленой воды. Он пытался удалить соль из воды с помощью песка, и, хотя его опыт потерпел неудачу, его исследования помогли возобновить интерес у других учёных к фильтрации воды.

Присоединяйтесь к нам сегодня и уже завтра мы расскажем самое интересное из области водоочистки и водоподготовки.

Еще больше интересных статей на нашем канале:

Источник

Как речная вода становится питьевой?

Открыть кран и налить воду в чайник — что может быть проще? Взять речную воду, очистить её до состояния питьевой, а потом грязный канализационный сток превратить обратно в чистую воду — что может быть сложнее? И затратнее. Разбираемся, как вода из рек попадает к нам в кран и сколько приходится платить за её очистку.

Основные источники пресной воды

71% нашей планеты покрыт водой. В основном, солёной водой, абсолютно непригодной для питья. В общем количестве мировой воды всего 3% пресной. Если из этого скромного объёма убрать 68% льдов на полюсах и 30% подземных пресных источников, останется 0,8% в вечной мерзлоте, 0,2% в озёрах, 0,006% в реках и ещё чуть-чуть в атмосфере. То есть, количество легкодоступной пресной воды на планете мало, а та, что есть, чаще всего не подходит для питья без обработки. Так что примем за отправную точку тот факт, что питьевая вода — дорогой и дефицитный ресурс.

Россия лидирует по количеству поверхностной пресной воды, поэтому чаще всего воду для городского водоснабжения берут из крупных озёр и рек. Для небольших поселений используются артезианские скважины. Но даже в тех местностях, где протекают относительно чистые реки или прорыты скважины, вода требует подготовки перед тем, как её можно будет использовать для центрального водоснабжения, ведь в воде могут быть вирусы, опасные бактерии, тяжёлые металлы и прочие химические загрязнения. Так железистая вода бьёт по печени и сердечно-сосудистой системе, избыток фтора портит зубы и кости, диоксины, оставшиеся от сжигания мусора, вредят нервной системе и вызывают рак, слишком жёсткая вода провоцирует образование камней в почках, а свинец отрицательно влияет на развитие детей и вызывает анемию. А уж про бактерии и вирусы и так всё понятно — заболевания, аллергии и расстройства ЖКТ обеспечены. Да и использованную воду тоже хорошо бы очищать, а не просто сливать обратно в реку.

Городской цикл очистки воды состоит из двух этапов: забор воды из водоёмов и очистка для использования в водопроводах, а затем очистка получившихся канализационных стоков и сброс воды обратно в водоёмы. То есть водоснабжение и канализация.

Очистка воды для водопровода

Сперва на примере Москвы разберёмся, как вода попадает в водопровод. Как сообщает сайт Мосводоканала, «централизованное водоснабжение московского региона осуществляется, в основном, из поверхностных водоисточников. Ими являются Москворецко-Вазузская и Волжская водные системы, в которые входят 15 водохранилищ и тракты подачи воды — река Москва с притоками и канал им. Москвы.» Общая суточная водоотдача водозаборных станций столицы составляет 11 млн кубометров, что почти вчетверо превышает потребление.

Москвичи пьют воду из протекающей через весь город реки Москвы, хотя эта мысль сперва пугает. На самом деле, прежде чем содержимое судоходных рек попадёт в квартиры, вода проходит комплексную очистку на одной из четырёх станций водоподготовки. Места забора воды из рек закрыты и тщательно охраняются — это буквально стратегические объекты.

После грубой фильтрации воду озонируют, избавляясь от органики всех размеров, и смешивают с коагулянтами и флокулянтами. Эти реагенты «сбивают» оставшиеся загрязнения в хлопья, которые затем оседают. Смешивание воды с реагентами происходит в течение десяти минут — при меньшем времени хлопья не образуются, при более длительном смешивании уже начинают разрушаться. После отстоя осадка, воду вновь озонируют и отправляют фильтроваться.

Тонкие струйки воды после отстоя хлопьев. Источник: Мосводоканал

В качестве фильтра выступает двухметровый слой песка, сквозь который вода проходит естественным образом. Очищают такой фильтр примерно раз в сутки напором чистой воды с обратной стороны. Далее воду переливают в другой резервуар, где она так же, под собственным весом проходит через полутораметровый слой древесного угля.

Последним этапом очистки выступают мембраны, способные задержать частицы с размером всего 0,01 микрон (это не опечатка). Каждый час мембраны чистятся обратным потоком воды. С этого момента вода считается питьевой, то есть полностью безопасной для здоровья. Анализ воды на всех этапах производится каждые четыре часа, а в условиях повышенного риска (например, весеннее половодье) раз в час.

Мембранные модули и их содержимое. Источник: Мосводоканал

Кстати, хлором воду не чистят — его, вернее безопасный гипохлорит натрия, добавляют в самом конце, чтобы предупредить заражение воды во время прохождения по городским трубопроводам. По крайней мере в Москве холодная вода из-под крана официально считается полностью безопасной для питья без дополнительной очистки и кипячения.

Очистка канализационных стоков

Превратить речную воду в питьевую непросто, но ещё сложнее канализационный сток очистить до состояния чистой и безопасной для экологии воды. Столицу обслуживают четыре водоочистных станции, куда стекается сточная вода из канализаций. Самая крупная и современная из них, Курьяновская, после модернизации способна обрабатывать до 3,1 млн кубометров в сутки. Люберецкие сооружения при необходимости примут ещё 3 млн кубометров, Зеленоградские и Бутовские вместе — 220 тыс. кубометров. То есть запас мощности очистных сооружений, которые превращают московские стоки в чистую безопасную воду, вдвое превышает текущее потребление города.

Работают они так. Сперва по трубам сток поступает в приёмную камеру очистной станции — это большие резервуары, до недавних пор открытые, от которых невыносимый запах разносился на километры вокруг. К счастью, московские очистные сооружения накрыли специальными крышками, поэтому жители окрестных домов наконец смогли забыть о запахе канализации.

Невыносимо грязная вода с огромным количеством мусора, спущенного в канализацию, проходит грубую механическую очистку, в ходе которой удаляются все посторонние предметы, видимые глазом. Сухой остаток прессуется и вывозится на полигоны хранения.

Далее в отстойниках часть грязи оседает естественным образом, после чего воду, всё ещё грязную и дурно пахнущую, можно отправлять на аэрирование. В ходе этого процесса в аэротенках (это не опечатка!) воду смешивают со специальным илом и бактериями, которые «съедают» большую часть загрязнений и органики.

В тёплой, насыщенной кислородом воде бактерии быстрее очищают воду. Источник: Мосводоканал

Оседающий ил медленно убирается илососами. Вы, наверное, встречали фотографии очистных сооружений, где в круглых бассейнах от центра к краю построен мостик. Это и есть илосос, который медленно вращается, словно стрелка часов, и собирает со дна ил. К концу работы илососа вода становится визуальной чистой, но ещё не безопасной.

Отстойники с илососами — самая узнаваемая часть очистных сооружений. Источник: Мосводоканал

На последнем этапе воду на московских очистных сооружениях обеззараживают мощными кварцевыми лампами и затем сбрасывают в реку. Формально бывший канализационный сток чище, чем вода, забранная из реки для первичной очистки для водопровода. Кстати, ни хлорировать, ни озонировать канализационную воду нельзя, иначе остаточные следы газа и химикатов попадут в реку и заодно с бактериями уничтожат всё живое.

Наглядная схема современной очистки от Мосводоканала. Источник: Мосводоканал

Очиститель воды в кармане

Идея портативного средства для очистки любой воды до уровня питьевой была актуальна всегда. Во время Первой мировой солдаты изготавливали фильтры из песка, гравия и кирпича, для индивидуального использования предназначались таблетки с хлором и дехлорирующий агент. Сейчас в российские военные ИРП вкладывают таблетки для обеззараживания воды с натриевой солью дихлоризоциануровой кислоты.

Это не рекламный трюк — портативный фильтр LifeStraw действительно позволяет пить воду из любых источников. Ну, или почти из любых… Источник: Vestergaard

В 2008 году настоящим прорывом стал трубчатый фильтр LifeStraw от швейцарской компании Vestergaard, через который можно пить воду буквально из любого водоёма, хоть из лужи. Отличием LifeStraw от типичных угольных фильтров стало применение трубчатой мембраны с порами в 0,2 микрона, которая справлялась с бактериями и паразитами лучше угля. Ранние версии LifeStraw не защищали от тяжёлых металлов и вирусов, но обновлённый LifeStraw Flex смог отфильтровать и их. Разные версии LifeStraw имеют ресурс от 1800 до 4000 литров и стоимость от $19,95.

Пучок тонких трубочек — это и есть мембранная фильтрующая система LifeStraw. Точно такая же, как на мембранных фильтрах московских очистных сооружений. Источник: YouTube

Сейчас в продаже можно найти множество туристических бутылок и трубок с фильтрами, однако, стоит обращать внимание на фильтрующий элемент. Если в описании упоминается только уголь, не стоит рисковать, набирая воду из луж и стоячих водоёмов — ограничьтесь водопроводной водой. Уголь дезодорирует воду, убирает тяжёлые металлы и хлор, но пропускает вирусы и бактерии.

Сколько стоит очистка воды

Научно-техническая магия по превращению миллионов тонн отходов в воду звучит здорово, но сколько стоит такой сложный процесс? В открытом бюджете Москвы на сбор, удаление отходов и очистку сточных вод выделено около 900 млн. рублей в год, и это только обеспечение работы уже действующей инфраструктуры. А затраты на обновление и строительство новых сооружений могут исчисляться миллиардами.

Это при том, что меры эффективного использования и экономии позволили снизить траты воды даже в Москве, хотя население столицы за 20 лет выросло на треть. По данным всё того же Мосводоканала, в 2018 году москвичи тратили около 3 млн кубометров воды. Если в 1995 году каждый житель города сливал в канализацию порядка 450 литров в день, то теперь около 202 литров.

Важен и тот факт, что немалые деньги при очистке воды уходят на энергоснабжение. В США, к примеру, это 4% всей потребляемой электроэнергии.

Можно ли дешевле?

Если под рукой у предприятий водоснабжения нет дешёвых и экологически безопасных (редкое сочетание) источников энергии, то придётся обходиться тем, что есть, то есть использовать местные энергокомпании и платить им по установленным тарифам. Некоторую экономию в перспективе может дать обновление оборудования станции, но для этого требуются серьёзные инвестиции. Остаётся один путь: повысить эффективность энергопотребления, не снижая качества очистки.

Для Японии энергозатратность очистки воды тоже стала проблемой — на это уходит 0,7% электроэнергии страны, а электричество на острове значительно дороже российского. Юкио Хираока, главный специалист подразделения Water & Environmental Systems в Toshiba Infrastructure Systems & Solutions Corporation, предложил идею динамического изменения воздушного потока для аэрации воды в течение суток. На аэрацию, необходимую для жизнедеятельности бактерий, приходится до 60% электроэнергии очистных сооружений, однако поток стоков меняется в зависимости от времени дня — в утренние и вечерние часы больше, ночью новых стоков почти нет, излишняя аэрация уже очищенной воды ничего не даст. А значит, вместо постоянного аэрирования на одной мощности, можно менять подачу воздуха, сохраняя эффективность очистки воды.

Система аэрации с надстройкой от Toshiba. Источник: Toshiba

Для определения качества воды используется маркер NH4-N, количество которого говорит о готовности стоков к дальнейшей очистке. Основываясь на этом факте, Toshiba создала сенсор, который проверяет концентрацию NH4-N и количество растворенного в воде кислорода. Специальный софт считывает показания датчика и при необходимости «подкручивает вентиль», прекращая бессмысленную избыточную аэрацию.

Разработка Toshiba снизила воздушный поток на 10,3%, что позволило окупить её чуть больше, чем за два года и впоследствии снизить затраты на очистку воды за счёт уменьшения потребления электричества воздушными насосами. Решение Toshiba не требует переоснащения очистных сооружений — это лишь сенсор, компьютер и ПО, но в случае применения решения в масштабах целой страны, например, России, экономия на очистке воды будет исчисляться миллиардами рублей.

Источник