Все про воду подготовку

Современные методы очистки питьевой воды

Водопроводная вода, хоть и проходит стадию подготовки на очистных сооружениях прежде, чем попасть к потребителю, требует дополнительной очистки до питьевой. Процесс удаления нежелательных веществ нужен не только для особо требовательных физико-химических процессов на производственных предприятиях, но и для бытового потребления в квартирах, частных домах, для полива растений и содержания животных. Для осуществления этого процесса используются один из 4 методов очистки воды до питьевой, либо применяется комбинированный способ.

Как связано качество питьевой воды и методы очистки воды

Технология очистки воды до питьевой — это процесс подготовки природной воды, включающий различные методы удаления нежелательный частиц, минералов, биологических веществ и газов, результатом которого является получение пригодной питьевой воды.

Прежде чем выбрать способы очистки воды питьевой воды, необходимо разобраться, от чего чистить воду. К основным загрязнениям пресной воды (водопроводной, колодезной, родниковой, скважинной) относят:

• механические примеси — песок, ил, глина, ржавчина;
• микроорганизмы, бактерии, вирусы и органические соединения;
• железо, марганец и тяжелые металлы;
• гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды, соединения азота и свободных лор;
• легкорастворимые соли и газы.

Реализуемые современные методы очистки воды до питьевой различны и подбираются в зависимости от качества исходной воды, которое проверяют путем лабораторного исследования.

Основные методы для очистки питьевой воды

В зависимости от принципа действия активных компонентов очистительных устройств выделяют 4 группы способов очистки воды питьевой:

1. физические;
2. химические;
3. биологические;
4. физико-механические.

Физические методы и средства очистки питьевой воды

Физические методы питьевой водоподготовки применяются для очистки воды от твердых, нерастворенных, взвешенных и чаще всех крупнофракционных частиц. На особую эффективность данных методов водоподготовки питьевой воды не рассчитывают, поэтому применяют только для первичной очистки. Самые известные среди них:

• отстаивание;
• процеживание;
• кипячение;
• заморозка;
• очистка питьевой воды методами фильтрации;
• обработка ультрафиолетом.

Химические технологии очистки питьевой воды

Современные химические методы для очистки питьевой воды имеют высокую производительность и эффективность. Очистка происходит за счет взаимодействия специальных химических компонентов, которые угнетают действия примесей. Основные реакции:

• нейтрализация (выравнивание щелочного баланса среды);
• окисление (обезвреживание токсичных компонентов и хлора);
• восстановление (удаление ряда переходных элементов, простых металлов и соединений).

В силу применения активных химических веществ некоторые технологии водоподготовки питьевой воды являются опасными для здоровья человека.

Биологические методы и способы очистки питьевой воды

Как следует из названия в основе метода подготовки питьевой воды лежит принцип использования живых микроорганизмов: аэробных либо анаэробных бактериальных культур. Данный современный метод подготовки питьевой воды перспективный, но применяется лишь для очистки сточных вод.

Физико-химические методы очистки и обеззараживания питьевой воды

Самый популярный метод, используемый для очистки питьевой воды, — физико-химический. Основные современные способы очистки (обезжелезивание, ионный обмен, обратный осмос) включены в данную группу.

Применяемые методы для очистки питьевой воды, входящие в эту группу весьма разнообразны, и способы справиться со всеми самыми распространенными типами загрязнения воды. Они отличаются высокой производительностью и эффективностью, и, что самое важное, абсолютно безопасны для человека, растений и животных.

Технологии подготовки питьевых вод с помощью обезжелезивания и аэрации

Результатом обезжелезивания является полное извлечение из воды железа и марганца. В зависимости от валентности присутствующего металла применяют разные схемы очистки питьевой воды от железа. Два наиболее популярных: реагентный с помощью введения окислителей, безреагентный с использованием катализаторов окисления и метод аэрации.

Аэрация позволяет избавиться от самого распространенного вида железа — двухвалентного. Сущность данной схемы водоподготовки питьевой воды — насыщение воды кислородом, под действием которого железо из растворенной формы переходит в твердую, впоследствии отделяемую механической очисткой.

Данные современный способы очистки питьевой воды безопасны, улучшают вкус воды и сравнительно не дороги. К минусам системы можно отнести узконаправленность метода, необходимость соблюдения определенного PH воды, необходимость регулярной смены фильтра.

Ионообменные методы подготовки воды для хозяйственно питьевого потребления

Принцип работы ионообменных фильтров заключен в действии специальной смолы. Когда вода проходит через фильтр умягчения, происходит реакция ионного обмена, так смоле удается удерживать ионы кальция, магния, насыщая воду полезным натрием или нейтральным водородом. Получаемые соли являются безвредными, не выпадают в осадок и не вызывают накипи. Также смолы улавливают вредные тяжелые металлы. Применяются системы совместно с фильтром грубой чистки и, когда минерализация воды находится на уровне более 100 мг на 1 л. Среди недостатков таких методов подготовки питьевой воды выделяют:

• необходимость частой регенерации смолы;
• невысокая скорость очистки.

Данный способ относится к наиболее эффективным методам очистки питьевой воды и сточных вод.

Обратный осмос — современный метод очистки питьевой воды

Системы очистки воды, в основе которых лежит процесс обратного осмоса, считаются универсальным способом. Эффективность данного метода очистки питьевой воды до 99%. Процесс строится на действии физических сил, под влиянием которых чистая вода проходит сквозь полупроницаемую мембрану, а примеси (механические, растворенные соли, металлы) остаются в исходном растворе и в последствии выводятся в сток. Самая важная составляющая для осуществления процесса — достаточный напор воды.

Выделяют два основных недостатка обратноосмотического способа подготовки питьевой воды: неспособность улавливать летучие компоненты, такие как хлор и летучая органика, и полная деминерализация воды. Поэтому в установках обратного осмоса используют фильтры пред и послеобработки.

Обеззараживание — основной метод очистки питьевой воды от микробиологического загрязнения

Методы обеззараживания служат для уничтожения вредных микроорганизмов, вирусов и бактерий. Существует несколько методов очистки питьевой воды:

• хлорирование;
• озонирование;
• йодирование;
• термическая обработка;
• применение ультразвуковых установок;
• использование серебра.

Каждый метод очистки питьевой воды от бактерий имеет свои плюсы и минусы, оказывая или нет влияние на здоровье человека. Наибольшую эффективность имеют комбинированные бактерицидные установки, предназначенные для обеззараживания воды небольших объемов и применения в бытовых целях.

Подготовка питьевой воды с помощью сорбции

Данный метод очистки питьевой воды с помощью угольных фильтров в России используется для того, чтобы проводить эффективную очистку воды в больших объемах. Он подходит для глубокой очистки воды любого назначения, а также в качестве этапа водоподготовки и заключительного этапа очистки.

Действующее вещество — сорбент, который способен удерживать на своей поверхности вредные вещества за счет пористой структуры. Обычно используются активированные угли, силикагели, алюмогели, цеолиты. Данный способ очистки питьевой воды позволяет избавиться от нитратов, гербицидов и пестицидов, фенолов, ПАВ и т.д.

Флотация — новый метод очистки питьевой воды

Принцип работы систем на основе процесса флотации сводится к насыщению воды пузырьками воздуха, которые способны улавливать взвешенные частицы загрязняющих компонентов, выводя их на поверхность и образуя пену, которая в свою очередь удаляется механическим способом. Часто вместо обычного воздуха используют химические компоненты. Метод подготовки воды питьевого качества применяется в основном для очистки от нефтепродуктов, масел и других компонентов, которые не поддаются удалению другими методами. Это достаточно эффективный, но узконаправленный метод, который применяется в основном в промышленной водоподготовке.

Электродиализ и электродеионизация — специальные методы очистки питьевой воды

Метод электродиализа и электродеионизации сочетает в себе наличие ионообменной мембраны и подключенных к постоянному току электродов. Таким способом происходит обессоливание и удаление вредных ионов. Так, под действием тока ионы веществ движутся к электродам и «встречаются» с заряженными мембранами, которые и осуществляют процесс фильтрации. В результате получаются два раствора: чистая вода и концентрат. Данный метод очистки и обеззараживания питьевой воды применяется на химических предприятиях, и служит отличным способом для вторичной переработки концентрата.

Мы знаем все о качестве питьевой воды и методах ее подготовки

Все методы подготовки питьевой воды имеют свои достоинства и недостатки, поэтому выбирая подходящий вариант, нужно основываться на пригодности способа в каждом конкретном случае. Например, провести анализ воды и установить качественный и количественный состав примесей, а также понять, какой уровень очистки воды на выходе требуется, ведь к питьевой воде, воде для бытовых нужд и технической воде предъявляются разные требования. Наилучший вариант — приобрести комплексную установку, позволяющую провести очистку и насыщение воды полезными минералами.

Источник

Особенности выбора оборудования для очистки воды в загородном доме

Пользователи нашего портала знают, что в рамках проекта «ДОМ ЗА ГОД» с FORUMHOUSE мы с нашими партнёрами построили в Подмосковье современный коттедж. При возведении дома использовались материалы и технологии, обеспечивающие максимальный уровень комфорта. В частности, специалисты установили систему водоочистки, с помощью которой жители коттеджа получат воду питьевого качества. Поэтому в рамках данной статьи, в формате мастер-класса, мы, с помощью эксперта Группы компаний «Гейзер», ответим на следующие вопросы:

• Как выбрать систему для водоочистки в коттедже.
• Как происходит очищение воды до питьевого качества.
• Какое оборудование для этого используется.

Нюансы выбора оборудования для системы водоочистки загородного дома

Современный загородный дом оснащен по последнему слову техники. Он включает в себя все инженерные системы, которые обеспечивают его жизнедеятельность и комфорт для жителей. Важную роль среди них играет водоснабжение, задача которого — не только подать воду для принятия ванны, мытья посуды, приготовления еды и, тем более, для питья, но и специальным образом ее подготовить.

Вода – это не просто Н₂О. В воде присутствуют как полезные, так и вредные примеси. Полезные — это минеральные соли, которые в слишком большом количестве, наоборот, пользы не приносят. При выборе компонентов системы водоочистки, в первую очередь, пользователя должны волновать вредные примеси, иными словами — загрязнения.

Для понимания сути всё «вредное» можно разделить на:

1. Механические примеси, нерастворённые в воде. Это — песок, ил, глина, взвеси, ржавчина и т.д.
2. Растворенные химические соединения:

• неорганические вещества: лишние соли жесткости, соединения железа, марганца, тяжелых металлов, также в воде могут встречаться и радиоактивные вещества;
• органические соединения, в том числе природные гуминовые кислоты, содержащиеся в почве, а также токсичные, хлорсодержащие вещества и т.д.

1. Биологические загрязнения — бактерии и вирусы.

Вредные вещества могут попасть в почву, а оттуда – в воду, например, в колодец или неглубокую скважину, из-за сброса промышленных отходов, выхлопных газов транспорта. Зачастую участки под ИЖС выделяются в местах, где раньше интенсивно велось сельское хозяйство, и весь «химический коктейль» от удобрений давно проник в грунт.

Поэтому вся вода, как питьевая, так и техническая, используемая для стирки, мытья посуды и т.д., должна соответствовать санитарным правилам и нормам. Качество воды в городских сетях регулируется требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 (Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения).

Горожане, не удовлетворенные качеством воды, централизованно поставляемой муниципальными службами (Водоканалами), могут установить в квартире бытовые фильтры. Такие фильтры очистят воду от механических примесей, например, ржавчины (попавшей в воду из-за старых труб), «химии», «органики», бактерий и т.д.

Загородный житель, в отличие от проживающего в городе и имеющего «первую линию обороны» в виде водопроводной станции «Водоканала», такого преимущества лишён. Отсюда: владелец загородного дома при очистке воды должен руководствоваться правилом «позаботься о себе сам».

Загородный дом обычно не подключен к централизованной системе водоподготовки, поэтому покупкой и установкой простого бытового фильтра не отделаешься. Он быстро засорится, если на него подавать речную или озерную воду с большим количеством песка, ила, водяной живности и т.п. Губительной может быть колодезная и скважинная вода из-за обилия неорганических веществ и природных органических гуминовых кислот. Поэтому перед бытовым фильтром нужно установить специальную систему очистки воды для коттеджей – аналог городских очистных сооружений, но в индивидуальном формате.

Возникает вопрос: как выбрать такое оборудование и произвести его монтаж? Начать нужно с детального лабораторного анализа (состава) воды.

Это позволит узнать, какие примеси и вредные вещества находятся в воде, по каким из них превышены допустимые концентрации, а затем подобрать систему водоочистки, наилучшим образом подходящую для конкретной ситуации.

Способы очищения воды в коттедже

Выбирая систему и оборудование для водоподготовки в загородном доме, следует придерживаться следующего алгоритма: сначала проводится лабораторный анализ воды, затем выявляются вещества и соединения, содержание которых превышает предельно допустимые нормы, потом выбирается и проектируется система для водоочистки, далее оборудование монтируется на объекте, после – проверяется работа оборудования и производится его сдача в эксплуатацию.

На деле каждый из вышеперечисленных пунктов может иметь подпункты. Для начала нужно понять, какое оборудование, как и от чего очищает воду. Например, бытовые фильтры делают следующее:

• «Механика» чистится механическими фильтрами.
• «Химия» чистится химическими и физико-химическими методами, а именно: неорганика чистится, в основном, ионным обменом, органика — в основном, сорбцией.

• «Биология» чистится особыми приемами: от бактерий избавляет активное серебро, добавляемое в сорбенты; от вирусов избавят только мембраны (обратный осмос, нанофильтрация) и другие высокотехнологичные методы, например, ультрафиолетовое облучение воды.

Обратноосмотическая мембрана универсальна и берет на себя работу всех методов, описанных выше. Такой способ очищения подходит для всех типов воды — мягкой, жесткой, сверхжесткой, железистой.

Важно: при установке системы обратного осмоса одним из ключевых элементов системы является минерализатор. В нём находятся природные компоненты, которые восстанавливают минеральный состав воды, прошедшей через обратноосмотическую мембрану.

Принцип работы системы водоочистки загородного дома

Рассмотрим следующий пример выбора оборудования и компонентов водоочистки для коттеджа.

Допустим, по результатам анализа выяснилось, что воду требуется очистить от сероводорода, двухвалентного железа (железа, растворённого в воде) и марганца.

Для этого можно смонтировать комплексную систему с аэрацией, которая подготавливает воду, пригодную для использования в ванной комнате при принятии душа, санузла, мытья посуды и прочих хозяйственных нужд. Схема такой системы показана на рисунке ниже.

1. Дисковый фильтр механической очистки — т.н. «грязевик». С его помощью происходит предварительная очистка воды, поступающей в дом из источника водоснабжения, от механических примесей (песка, ила) размером от 100 мкм.

1. Колонна аэрации для насыщения воды кислородом воздуха с целью последующего окисления и удаления неорганических загрязнителей: соединений железа, марганца и растворенных в воде газов, в основном, сероводорода и аммиака. Последующее окисление и удаление загрязнителей происходит в колонне, расположенной между аппаратами поз 2 и 3 на картинке. Фильтрующий материал, загруженный в колонну, совмещает две функции: ускорение реакции окисления (является катализатором процесса) и осаждение продуктов окисления, т.е. физическое удаление их из воды.

1. Умягчитель для удаления неорганических загрязнителей — избытка солей жесткости (солей кальция и магния) с синим резервуаром, где приготовляется раствор поваренной соли для регенерации фильтрующего материала.

1. Фильтр с картриджем механической очистки. Этот фильтр необходим, чтобы «на финише» задержать нерастворённые примеси, а также предотвратить вынос загрузки из системы в трубопровод, подающий воду потребителю.

Важно: для очистки «сложной» воды с большим количеством вредных элементов необязательно для удаления каждого вещества ставить отдельную колонну со своим типом загрузки. Чтобы не монтировать слишком сложную систему, состоящую из нескольких колонн и занимающую слишком много места в техническом помещении коттеджа, можно использовать мультикомпонентную загрузку. Такая универсальная загрузка способна очищать воду от растворённого железа, марганца, солей жесткости, ионов тяжелых металлов и т.д.

Работой колонны-умягчителя управляет автоматический клапанный механизм (т.н. «управляющая голова»), обеспечивающий выполнение циклов промывки и регенерации колонны по заданной программе. Внутри колонны установлены трубки для равномерного распределения потоков воды через загрузку. Также для части загрузок может потребоваться отдельный вывод в дренажный сток.

Колонна работает следующим образом — управляющий клапан переключает режим работы системы на:

• фильтрацию – на данном этапе происходит очистка воды;
• регенерацию – на данном этапе происходит восстановление фильтрующих свойств загрузки, что обеспечивает долгий срок службы системы.

Далее после очистки и приготовления т.н. технической воды она доочищается до состояния питьевой воды высокого качества с помощью специальной системы на базе обратноосмотической мембраны.

Вывод: смысл качественной очистки воды заключается в многоступенчатости и комплексном подходе, когда для каждого вида загрязнения подбирается своя система, тип оборудования и вид загрузки. Наилучшим образом с этим справятся профессиональные компании с большим опытом работы.

Источник