Способы очистки воды

Вода необходима человеку для жизни. Важно, чтобы она была чистой, особенно если предполагается употребление в пищевых целях. Хотя в промышленности используются разные способы, чтобы избавиться от примесей и вредных веществ, текущая из-под крана вода все равно далека от идеала. Именно поэтому стоит дополнительно пользоваться бытовыми методами очистки, чтобы улучшить качество жидкости.

Грязная вода может содержать песок, ил, глину и другие частицы, встречающиеся в природных источниках. На этапе механической очистки суть заключается в том, чтобы избавиться от нерастворимых примесей. Очищение может включать несколько этапов. Это достаточно распространенные и простые методы – отстаивание, процеживание с помощью специальных мембранных пластин и другие техники.

Существуют различные материалы, которые могут задерживать твердые частицы, но свободно пропускать воду. Их используют для создания фильтров. Наиболее распространены следующие варианты:

• песок;
• гравий;
• антрацит;
• кварцевый песок.

Также в качестве фильтра может применяться полупроницаемая перегородка с небольшими отверстиями, размер которых меньше, чем у твердых частиц, которые необходимо отделить.

Под действием гравитации и центробежной силы более тяжелые включения, присутствующие в толще воды, могут оседать. Чтобы произвести разделение, используют специальную установку для седиментации или осаждения. В этом случае в основе лежит применение физических сил, но аналогичный метод очистки может происходить и химическим путем, если в воду добавить необходимые реагенты.

Процедура выполняется при помощи специальной установки, где вода под давлением проходит через специальную мембрану. Этот метод позволяет удалять даже мелкие частицы, включая сульфаты и нитраты, соли жесткости, красители, и получать стерильную жидкость. Обратный осмос используют в промышленных и медицинских целях. Для этого применяются механизмы, способные обрабатывать воду в больших количествах. Их конструкция включает:

• насос высокого давления;
• фильтр для тонкой очистки;
• систему реагентной подготовки;
• фильтрующие модули;
• датчики контроля и управляющие элементы.

Существуют и бытовые приборы, которые могут осуществлять обратный осмос. Такие механизмы имеют более простое устройство и обладают компактными размерами, поэтому их можно установить в квартире. Некоторые люди считают этот метод очистки спорным, поскольку в процессе вода лишается не только вредных примесей, но и полезных микроэлементов.

Метод предполагает термическое опреснение жидкости или выпаривание. Под воздействием температуры вода переходит в другое агрегатное состояние – пар, что позволяет отделить различные примеси. Дистилляция осуществляется с помощью специальных установок, которые имеют два теплообменника и трубопроводы с запорной арматурой.

Дистиллированная вода пригодна для питья, однако основная сфера ее применения – это химическая промышленность. В лабораториях такую жидкость используют для приготовления различных растворов, проведения анализов, также в ней ополаскивают пробирки и другую посуду, чтобы исключить наличие случайных примесей. Поскольку эта вода лишена полезных микроэлементов, при пищевом использовании рекомендуется добавлять соли кальция и магния, особенно если другие источники этих веществ отсутствуют.

Методики этой группы полностью основаны на применении живых организмов. С их помощью производится очистка. Как правило, в процессе участвуют бактерии разных видов, которые в процессе жизнедеятельности могут разлагать загрязнения и другие вещества, но также существуют методики с использованием водорослей, растений или насекомых – червей и мотыля.

В зависимости от проведенных анализов и особенностей химического состава воды, можно подобрать оптимальную группу организмов, которая справится с такой задачей. Например, нитрофицирующие бактерии могут окислять азотные соединения, а виды, аккумулирующие фосфаты, необходимы для очищения от фосфора.

Это масса в виде темных хлопьев, которые легко оседают и быстро отделяются от воды после завершения процедуры. Очистку биологическими методами проводят в естественных и искусственных условиях, используя различные виды оборудования и группы живых организмов.

Существует реагентный способ очистки, который активно используется в различных сферах. Он предполагает добавление определенных веществ, вступающих в реакцию с имеющимися примесями и помогающими очистить мутную воду от загрязнений.

Все процессы, где задействована химия, можно условно разделить на 3 большие группы:

• нейтрализация;
• окисление;
• восстановление.

Также современные технологии позволяют использовать синтез-методы, подразумевающие сочетание химических реакций внутри раствора и дополнительного физического воздействия. К таким относится ионообменный способ, сорбция, термическая обработка, электродиализ и другие. Ниже перечислены несколько наиболее популярных методик этой категории, с помощью которых можно очистить загрязненную воду.

Является разновидностью коагуляции – данный процесс подразумевает слипание мелких частиц в более крупные образования, которые можно быстро удалить. Для подобной очистки применяются специальные реагенты, чаще всего это синтетические полимерные материалы. Они способствуют образованию связующих мостиков между частицами, после чего крупные хлопья могут оседать на дне емкости или всплывать на поверхности однородным слоем.

Обычно этот метод используют для изъятия солей жесткости, то есть с целью повышения качества и умягчения воды. Во время очистки происходит обмен ионами между жидкостью и специальным материалом – ионитом. Он может иметь природное происхождение, но в настоящее время в промышленности чаще используют искусственные смолы, которые по своим качествам превосходят натуральные аналоги.

Иониты делятся на 2 типа – катиониты и аниониты, в зависимости от заряда. Процесс обмена может протекать с разной скоростью, на что влияют определенные факторы:

• температура;
• концентрация раствора;
• размеры используемых зерен ионита.

Использование хлористых окислителей позволяет обеззараживать воду. Во время реакции нейтрализуются токсичные соединения и погибают вредные микроорганизмы. Для обработки применяется газообразный хлор, а также его соединения с калием, натрием, кислородом, кальцием.

Процедура обладает пролонгированным действием и позволяет защитить воду от вторичного загрязнения, если она перемещается по старым и изношенным трубопроводам.

У подобной обработки есть и существенные минусы. В некоторых случаях могут происходить нежелательные реакции, после которых образовываются токсичные соединения. Кроме того, по своей природе хлор – ядовитое вещество, поэтому необходимо тщательно рассчитывать дозировку. С учетом этого некоторые предприятия переходят на озонирование. Озон не токсичен и при эксплуатации не образует опасных соединений, однако его сложно получать в достаточных количествах для промышленного применения.

Чаще всего в целях очистки применяют ультрафиолет. Это один из видов электромагнитного излучения, соответственно, в процессе не требуются химические реагенты, нагрев или охлаждение. Воду облучают с помощью специального прибора, под действием УФ-лучей погибают вредные микроорганизмы, опасные вирусы и грибки. Эффективность воздействия зависит от длины излучаемых волн и времени воздействия.

Применение ультрафиолета – оптимальный вариант в комплексе с другими проверенными методами. Необходимо предварительно провести фильтрацию от твердых примесей, солей жесткости, тяжелых металлов. Также лучи не смогут проникнуть сквозь мутную жидкость и цветущую воду, поэтому при сильных загрязнениях лучше использовать другие способы. Ультрафиолет не обеспечивает пролонгированного действия, поэтому при транспортировке и неправильном хранении возможно повторное заражение.

Жидкость из-под крана часто не вызывает доверия, поэтому люди задумываются о возможных способах доочистки в быту. Самые простые методики не требуют специального оборудования.

Помогает удалить хлор и низкотемпературные газы, избавиться от бактерий, вредных органических примесей. Кипячение имеет ряд недостатков.

• Изменяет структуру воды, негативно воздействуя на нее – она становится неполезной для организма, особенно если ее нагревать несколько раз подряд.
• Соли при кипячении испаряются и оседают на стенках чайника. Эти частицы попадают в организм вместе с жидкостью, накапливаются и могут приводить к заболеваниям суставов, появлению камней в почках.
• Некоторые вирусы выживают и после кипячения. Для их уничтожения нужна более высокая температура, которую сложно обеспечить в домашних условиях.

Этот метод применяют, чтобы избавиться от хлора. Водопроводную воду наливают в банку или другую большую емкость и оставляют примерно на 12 часов. При этом соли тяжелых металлов никуда не исчезнут, а только осядут на дне, поэтому рекомендуется использовать 2/3 банки, выливая жидкость аккуратно, чтобы она не перемешивалась. Для усиления эффекта воду можно настаивать на шунгите или кремнии, предварительно поместив их на дно емкости.

Такой способ гораздо эффективней, чем кипячение. После заморозки происходит перекристаллизация, за счет чего вода очищается. Однако для получения нужного результата важно соблюдать технологию. Большинство людей считает, что достаточно поставить воду в морозильную камеру, а затем достать и растопить лед, но это не так.

Согласно химическому закону, вода кристаллизуется и затвердевает в наиболее холодном месте, а все, что было в ней растворено, скапливается вокруг. Следуя этому правилу, нужно обеспечить постепенное замораживание и следить за процессом. Чистая вода затвердеет быстрее, после чего все, что осталось, можно вылить – это раствор с вредными примесями. Такой метод позволяет получить полезную для организма жидкость, сохранившую все необходимые микроэлементы.

Можно использовать различные вещества, которые помогут очистить воду.

• Шунгит. Крупные камни помещают в емкость с жидкостью из расчета 100 грамм на литр. Отстаивать нужно около 3 дней, но не больше.
• Кремний. Принцип тот же, что и с шунгитом, нужно использовать 10 грамм на 5 литров, оставить на 2-3 дня. Очищенную воду сливать аккуратно, чтобы не затронуть осадок.
• Соль. В 2 литрах растворить столовую ложку, подождать 30 минут. Этот метод помогает избавиться от вредных микроорганизмов и тяжелых металлов, однако соленую воду не рекомендуется употреблять постоянно.
• Серебро. Предметы, изготовленные из этого материала, нужно погрузить в жидкость на 10-12 часов.
• Активированный уголь. Таблетки заворачивают в марлю и кладут в воду на 8 часов. Вещество не только очищает жидкость, но и устраняет неприятные запахи.

Кремний и шунгит можно приобрести в аптеке или в специализированных магазинах. Перед использованием камни необходимо тщательно промыть. Их можно применять многократно, но время от времени нужно будет заменять на новые. Делать это следует не реже, чем раз в полгода.

Простые методы не слишком эффективны либо неудобны в использовании, поэтому популярностью пользуются специальные устройства с фильтрами. Они позволяют быстро получать питьевую воду хорошего качества без необходимости ждать несколько часов или дней. Домашние фильтры могут быть разными, отличаются по конструкции, свойствам и стоимости.

Имеют простое устройство, которое включает:

• емкость с крышкой;
• приемную чашу в виде воронки;
• картридж с фильтром.

Кувшин может вмещать до 4 литров воды, в зависимости от модели. Картриджи рассчитаны на очистку 200-400 литров, после чего их нужно менять. Внутри есть несколько слоев – сорбент, ионообменная смола, полипропиленовое волокно. Это бюджетный вариант для небольшой семьи или для использования на даче.

Эти устройства обеспечивают качественную очистку. Вода проходит через 3-5 секций, прежде чем попасть к потребителю. Существуют разные виды картриджей, которые можно установить, также система может включать установку, работающую по принципу обратного осмоса или проточный фильтр. Конфигурацию выбирают, предварительно изучив характеристики воды в доме – это позволяет найти оптимальный вариант.

Чаще всего их устанавливают на трубы в загородных домах, где вода поступает напрямую из скважины. Такие фильтры задерживают крупные частицы – песок, глину, грязь. В квартирах они также могут использоваться, чтобы исключить попадание ржавчины или известкового налета в питьевую воду.

Жидкость проходит через сетку, которая задерживает крупные включения. Фильтры этого типа также могут иметь сменные картриджи. По способу установки модели делятся на фланцевые и муфтовые.

Отличаются простой конструкцией и легко устанавливаются. Устройство выглядит как насадка, внутри которой находится фильтр. Он может содержать сорбент, задерживающий токсичные вещества, ионообменные смолы и полипропиленовый слой. Вода очищается по мере прохождения через картридж, проточным способом.

Выбор фильтра зависит от состава воды и наличия тех или иных проблем. Если в жидкости явно прослеживаются крупные частицы, то не обойтись без системы грубой очистки, которая будет задерживать этот мусор. Также могут потребоваться более сложные методы для устранения химических загрязнений.

Нелишним будет проанализировать состав воды – это позволит с точностью определить, какой прибор эффективнее справится с задачей. Это особенно актуально, если вы хотите установить сложную систему очистки, которая предусматривает несколько этапов и методик фильтрации.

Топ 5 ошибок при подборе системы очистки воды смотрите в следующем видео.