Методы очистки воды

Организм взрослого человека содержит в себе более 50% воды. Поэтому от качества употребляемой жидкости зависит наше здоровье. Сегодня я хочу познакомить вас с интересными фактами о воде, видами и источниками загрязнения. Также расскажу об основных методах получения жидкости, которая пригодна для употребления.

Почему человек стареет?

Согласитесь, интересный вопрос. На него нет однозначного ответа, однако есть некоторые теории. Одна из них – причина старения заключается в неспособности клеток организма удерживать уровень воды на уровне, достаточном для совершения всех обменных процессов. Для наглядности приведу диаграмму:

То есть, чем мы становимся старше, тем меньше воды содержат клетки и внутренние органы.

Какая вода содержится в организме

Жидкость, которая находится в теле отличается от обычной. Она имеет другую структуру, которая схожа со льдом. Организм самостоятельно приводит воду к такому состоянию. Учеными доказано, что постоянное употребление некачественной воды может вызывать необратимые негативные процессы в развитии и жизни организма. Вредные примеси способны менять клеточную структуру.

Как загрязняется вода?

Процесс насыщения воды вредными веществами возникает из-за деятельности человека и естественными путями. Насчитывают около 400 источников искусственного загрязнения воды.

Среди них выделяют 3 группы:

химические (нефть, металлы, пестициды);
физические (радиация);
биологические (вирусы, бактерии, микроорганизмы).

Естественные пути загрязнения пресной воды – подземные воды с высоким содержанием минералов, а также морские, которые могут попадать в подземные. Загрязняются поверхностные и подземные воды. Вторые – наиболее опасны, так как вода через скважины и колодцы непосредственно (без очистки и обработки) попадает в распоряжение к людям. При этом воды могут распространяться на расстояние десятков километров от места загрязнения. Выходом из этой ситуации становятся комплексы для очистки воды. Но об этом поговорим позже.

Как влияет неочищенная вода на жизнь человека

В зависимости от примесей вода может быть пригодной для употребления в пищевых и хозяйственных целях. Однако при этом ее качество значительно ухудшается. Поэтому приемлемо употреблять только чистую воду без примесей. Рассмотрим несколько видов загрязнений воды и выделим последствия ее употребления человеком.

Взвешенные вещества, которые не растворяются в воде. Например, глина и песок. Они придают воде мутный цвет и делают ее непригодной для питья и использования для стирки, мытья посуды и прочих целей.
Органические вещества (природные и техногенные). К примеру, отходы жизнедеятельности животных, продукты разложения, нефть, кислоты. Способствуют появлению неестественного цвета, запаха. Применение такой воды
Бактерии и микроорганизмы. Зачастую вода имеет обычную прозрачность и вкус. Наличие вредных элементов можно выявить только в лабораторных условиях. Употребление вызывает отравления, расстройства желудка, инфекционные заболевания (холера, тиф).
Соли жесткости. К ним относят соли кальция и магния. Когда наблюдается их повышенное содержание, жидкость становится непригодной для применения. В такой воде не пенятся моющие средства, пища готовится долго. Также она способствует появлению накипи в водонагревателях, чайниках. Постоянное питье может привести к отложению камней во внутренних органах.
Марганец и железо. Основные признаки таких примесей – насыщенный цвет (ржавый, коричневый, красный, черный) и металлический привкус. Содержание железа повышает риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, болезней печени. Марганец накапливается в организме и в большом количестве оказывает токсическое действие.
Нитраты, аммиак. Их повышенная концентрация способна вызвать онкологические заболевания.
Сероводород. Основный признак – неприятный запах. Насыщенность сероводородом и другими газами делает ее непригодной для применения.

Как очищается вода

В природных водоемах очистка воды происходит естественными путями и занимает он не один год. Раньше, когда производство было менее развитым, все поступающие в надземные и подземные водоемы отходы устранялись самостоятельно. В нынешнее время они к этому неспособны. Именно поэтому стала обязательной как очистка сточной, так и потребляемой воды. Давайте рассмотрим методы очистки воды, которые применяются на производствах, в водоканале и в домашних очищающих установках. Они используются как отдельно, так и в комплексе.

Способы очистки делятся на две больших группы:

Деструктивные. Нацелены на разрушение и уничтожение вредных элементов, микроорганизмов. Используется как на водоочистительных станциях, так и в домашних очистительных комплексах.
Регенеративные. Суть заключается не только в устранении нежелательных факторов, а и в их извлечении для дальнейшего использования. Ведь полученные химические элементы – ценное сырье для промышленности.

По применяемым методикам бывают такие методы:

механические;
физико-химические;
биологические.

Далее рассмотрим подробнее каждый из методов.

В чем заключаются механические методы очистки воды

Суть механической очистки состоит в извлечении механических примесей. К ним относят глину, песок, ржавчину и остальные элементы, которые устраняются без применения специальных средств.

Механические методы подразумевают комплекс мер, включающих процеживание, отстаивание и фильтрование. Их относят к подготовительному этапу полной очистки.

Эффект от механической очистки достигается благодаря фильтрам с фильтрующими материалами. Его тип и размеры зависят от объемов и качества поступающей воды. Главный фактор – ее мутность. Подходящее оборудование для объекта поможет подобрать специалист, который проведет необходимые пробы.

Используется два типа фильтрующей загрузки:

процеживание. Нежелательные частички извлекаются благодаря прохождению через пористый материал. Может не задерживать элементы, которые являются меньшими по размеру чем поры материала.
пленочная фильтрация. Более надежный метод. Материал покрыт пленкой, которая помогает задерживать малые частички.

Механическое очищение является одним из самых дешевых методов. Его эффективность не абсолютна. Однако в процессе удаляется до 65% нежелательных веществ. Это хорошая подготовка для дальнейших этапов очистки.

В коттеджах и загородных домах обычно используется механическая очистка воды со скважины или источника. Она осуществляется в комплексе с другими методиками.

Суть физико-химических методов

Физико-химические методы применяются для очистки воды от мелких жидких и твердых частиц, которые невозможно отделить другими методами. Также с помощью них удаляются минеральные и органические элементы и газы. Такие способы очистки воды обычно применяются на крупных производствах и для обработки сточных вод. Далее рассмотрим несколько подходов этого метода.

Коагуляция и флокуляция. В неочищенную воду вводятся специальные вещества – коагулянты. К примеру, соли железа, меди, аммония. Они предназначены для соединения с мелкими частичками, содержащимися в жидкости. После реакции происходит выпадение осадка в виде хлопьев. Они легко извлекаются механическими методами. Объем осадков при коагуляции может составить 20% от общего объема.

Разновидность коагуляции – флокуляция. Главное отличие ¬– время и степень воздействия на нежелательные примеси. Флокуляция используется для усиления эффекта коагуляции. Она повышает скорость образования хлопьев и позволяет снизить дозу коагулянта.

Применение коагуляции и флокуляции состоит из нескольких этапов:

определение необходимой порции веществ;
помещение их в воду;
образование осадка в виде хлопьев;
отстаивание и удаление осадка.

Адсорбция. Такой способ очистки основывается на применении веществ, которые имеют способность нейтрализовать нежелательные добавки поглощая их. Например, активированный уголь, некоторые виды глины, торф, силикатный гель. Адсорбация применяется для удаления таких веществ: красителей, ПАВ, пестицидов и др. Это эффективный способ, который может извлекать 90% вредных элементов. Полученный результат зависит от количества адсорбента, качества исходной воды. Извлеченные добавки могут послужить материалом для промышленности или уничтоженными вместе с адсорбирующим веществом. Для совершения очистки, исходную жидкость необходимо пропустить через слой адсорбента. Для лучшего результата используют несколько слоев.

Флотация. Используют для избавления от нефтепродуктов, ПАВ, масел. В жидкость подают пузырьки газа (чаще всего обыкновенного воздуха). Они способны извлекать вредные вещества путем их присоединения. Затем эти пузырьки всплывают, образуя пену.

Именно в ней и содержатся нежелательные добавки. Затем эту пену удаляют с поверхности воды.

Ультрафильтрация и обратный осмос. Жидкость фильтруется с помощью мембран и высокого давления. Они пропускают воду, однако задерживают растворенные в ней добавки. Ультрафильтрация способна отделить молекулы веществ, размер которых больше молекул воды. Обратный осмос – не превышающие их. Применение электрического тока. Особенностью этих методов является применение электрического тока для их реализации. Он используется в технологиях, нацеленных на извлечение различных примесей.

Помощь биологии

Основная суть заключается в использовании некоторых живых организмов, которые способны устранять нежелательные примеси. Для очистки питьевой воды биологическими методами применяют микроорганизмы (гетеротрофные). Они питаются содержащимися органическими веществами, которые в процессе деятельности этих организмов окисляются.

Для того, чтобы очистка питьевой воды возымела необходимый эффект, следует иметь представление о жизнедеятельности того или иного микроорганизма. А также правильно это приметь. Два основных процесса, которые влияют на качество полученной жидкости – дыхание и питание. Именно в них и кроется суть биологической очистки.

Уровень эффективности метода в большой мере зависит от исходного материала: степени загрязнения, количества органических и неорганических веществ. Если он выше допустимого уровня для конкретной концентрации микроорганизмов, то это чревато негативными последствиями. Микроорганизмы не справляются с нагрузкой, не успевают размножаться и погибают.

Если вода подается из артезианской скважины, то глубина ее залежей также имеет значение. Чем она глубже, тем меньше органики она содержит. В комплексах биологической очистки зачастую есть возможность следить за этим уровнем.

Биологические комплексы используются и для очистки сточных и промышленных вод. В этом случае эффект зависит от объемов и уровня загрязнения жидкости, температуры среды. Может использоваться как для природных водоемов, так и искусственных.

Что такое аэрация?

Если вы знакомились с темой очистки воды, то неоднократно могли встретить термин «аэрация». Давайте разберем этот термин и узнаем в чем этот процесс заключается.

Аэрация – технология, которая позволяет очистить воду с помощью воздуха. Она позволяет окислять и нейтрализовать присутствующие в ней примеси (железо, марганец, сероводород, летучие соединения). Также избавляет от неприятного запаха сероводорода. Есть и другие способы окисления примесей, однако они могут требовать больше затрат. Аэрация пока что является наиболее действенным, экономным и экологичным способом.

Аэрация получила широкое применения в фильтрах для очистки воды в коттеджах и загородных домах. Установка занимает немного места, но для обычной квартиры может показаться немного громоздкой. В частном доме достаточно выделить небольшое помещение (или его часть) для расположения оборудования. Его монтаж также не отнимет много средств. Мастера справляются со всеми этапами установки за один день.

Мифы о домашней очистке воды

Вода в бутылке полезнее чем очищенная. На самом деле производитель упаковывает в пластик такую же очищенную. Если производитель не указывает, что сырье артезианского происхождения, то чаще всего берется обыкновенная вода из-под крана. Она проходит очистку и разливается в бутылки. Затем может находится в таком состоянии несколько месяцев, на протяжении которых вредные вещества из упаковки проникают в воду.
Кипячение – панацея от всех загрязнений. Давайте задумаемся. Помните для чего на уроках химии мы использовали горелки? Ответ: для ускорения химических процессов в веществе. Это касается и кипячения водопроводной воды. Оно ускоряет взаимодействие органических элементов и хлора. В результате таких процессов образуются диоксины. Это вещества, которые негативно влияют на здоровье и являются канцерогенными.
Очистка серебром – надежное решение. Еще одно заблуждение. Да, действительно серебро столетиями используется для увеличения срока хранения воды. Однако для очистки водопроводной воды потребуется большая концентрация серебра. Такой подход сможет нейтрализовать бактерии, но негативно повлияет на здоровье. Ведь это тяжелый металл, который накапливается в организме. При этом серебро не очистит жидкость от органических и неорганических примесей.
Родниковая вода не требует очистки. Это также миф. Наши предки обладали крепким здоровьем и могли позволить употреблять такую воду без очистки. Организм современного человека ослаблен экологией, стрессами и образом жизни. А родниковая вода – непостоянная система, которая может содержать в разные отрезки времени разную концентрацию веществ. Ее употребление может вызвать проблемы с кишечником. Если вы чувствуете себя нормально, то это означает одно – вы обладаете крепким иммунитетом.
Замораживание – лучший метод очистки. Отчасти это не миф. Если заморозить бутылку воды, а затем ее разморозить, то получится отнюдь не чистая жидкость. Эффект от замораживания наступает благодаря нескольким действиям. Для начала необходимо поместить жидкость в морозилку и дождаться образования ледовой корки. Затем ее убрать Она и будет содержать нежелательные элементы. Далее следует опять поместить сосуд в морозилку и дождаться момента, когда образуется лед по периметру, а в центре останется немного воды. Ее следует слить, а лед обмыть и растопить. Это и будет чистая вода. Также такой подход позволяет нейтрализовать вредные микроорганизмы. Однако замораживание требует много времени и сил. Намного проще воспользоваться очистительными комплексами.