В россии основным способом обеззараживания воды является. Методы очистки и обеззараживания воды. Справка

В оценке степени риска для здоровья человека, в зависимости от природы нежелательных примесей в воде, первое место занимают микробиологические загрязнения.

Сегодня доказано, что опасность заболеваний от присутствующих в воде болезнетворных микроорганизмов в тысячи раз выше, чем при загрязнении воды химическими соединениями различной природы.

Поэтому обязательным условием получения воды питьевого качества является ее обеззараживание до пределов, отвечающих установленным гигиеническим нормативам.

Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.

Обеззараживание (дезинфекция) представляет собой комплекс санитарнотехнических мер по уничтожению возбудителей инфекционных заболеваний (бактерий, спор, микробов, вирусов) физическими, химическими и биологическими методами.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили такие способы дезинфекции воды, как хлорирование, озонирование и обработка УФ-излучением. Электроплазменная технология и обеззараживание с использованием сорбционных материалов, модифицированных наноагрегатами серебра, в силу объективных причин широкого применения не нашли.

Ниже рассмотрены достоинства и недостатки основных технологий. Характеристики наиболее применяемых агентов обеззараживания сведены в табл.

Хлорирование Самый распространенный и проверенный способ дезинфекции воды – первичное хлорирование. В настоящее время этим методом обеззараживается 98,6 % воды. Причина этого заключается в повышенной эффективности обеззараживания воды и экономичности технологического процесса в сравнении с другими существующими способами.

Хлорирование позволяет не только очистить воду от нежелательных органических и биологических примесей, но и полностью удалить растворенные соли железа и марганца. Другое важнейшее преимущество этого способа – его способность обеспечить микробиологическую безопасность воды при ее транспортировании пользователю благодаря эффекту последействия.

Существенный недостаток хлорирования – присутствие в обработанной воде свободного хлора, ухудшающее ее органолептические свойства и являющееся причиной образования побочных галогенсодержащих соединений (ГСС).

Бόльшую часть ГСС составляют тригалометаны (ТГМ) – хлороформ, дихлорбромметан, дибромхлорметан и бромоформ. Их образование обусловлено взаимодействием соединений активного хлора с органическими веществами природного происхождения.

Этот процесс растянут по времени до нескольких десятков часов, а количество образующихся ТГМ при прочих равных условиях тем больше, чем выше рН воды. Для устранения примесей требуется доочистка воды на угольных фильтрах.

В настоящее время предельно допустимые концентрации для веществ, являющихся побочными продуктами хлорирования, установлены в различных развитых странах в пределах от 0,06 до 0,2 мг/л и соответствуют современным научным представлениям о степени их опасности для здоровья.

Присутствие в воде побочных соединений – один из недостатков использования в качестве дезинфектанта газообразного хлора (Cl2 ). Помимо него, для обеззараживания воды применяют гипохлорит натрия (NaClO), диоксид хлора (ClО2), хлорамин и другие соединения.

Действие на болезнетворную флору ClО2 обусловлено не только высоким содержанием при реакции высвобождающегося хлора, но и образующимся атомарным кислородом. Это сочетание делает диоксид хлора более сильным обеззараживающим агентом. Кроме того, он не ухудшает вкус и запах воды.

Сдерживающим фактором в использовании данного дезинфектанта до последнего времени была повышенная взрывоопасность, осложнявшая его производство, транспортировку и хранение.

Однако современные технологии позволяют устранить этот недостаток за счет производства диоксида хлора непосредственно на месте применения.

Так, в основе функционирования одной из серий установок Oxiperm, разработанных компанией Alldos (входит в концерн Grundfos), заложена безопасная технология приготовления реагента с использованием хлорита натрия (NaClO2) и соляной кислоты (НCl). Отличительной характеристикой некоторых из этих установок является работа с разбавленными реагентами (7,5-процентным хлоритом натрия и 9-процентной соляной кислотой).

Системы оснащены датчиками и электроникой для полного контроля над процессами, что позволяет автоматизировать их и включить в систему диспетчеризации технологических линий водоподготовки.

Технология применения гипохлорита натрия (NaClO) основана на его способности распадаться в воде с образованием диоксида хлора. Применение концентрированного гипохлорита натрия на треть снижает вторичное загрязнение, в сравнении с использованием газообразного хлора.

Кроме того, транспортировка и хранение концентрированного раствора NaClO достаточно просты и не требуют повышенных мер безопасности. Также получение гипохлорита натрия возможно и непосредственно на месте, путем электролиза (такой принцип используют, например, в установках серии Selcoperm).

Электролитический метод характеризуют малые затраты и безопасность; реагент легко дозируется, что позволяет автоматизировать процесс обеззараживания воды.

Озонирование Преимущество озона (О3) перед другими дезинфектантами заключается в присущих ему дезинфицирующих и окислительных свойствах, обусловленных выделением при контакте с органическими объектами активного атомарного кислорода.

Исторически применение озона началось еще в 1898 г. во Франции, где впервые были созданы опытно-промышленные установки по подготовке питьевой воды.

Первоначально озон использовался только для дезинфекции; несколько позже его стали применять для удаления запаха и цветности обрабатываемой воды.

Существующие конструкции современных озонаторов (например, Pozitron или семейство установок Oxizon) представляют собой большое количество близко расположенных ячеек, образованных электродами, один из которых находится под высоким напряжением, а второй – заземлен.

Между электродами с определенной периодичностью возникает электрический разряд, в результате которого в зоне действия ячеек из воздуха образуется озон. Полученной озоновоздушной смесью барботируют обрабатываемую воду.

Подготовленная таким образом вода по вкусу, запаху и другим свойствам превосходит воду, обработанную хлором.

Эффективное бактерицидное действие озона обнаруживается при достижении критической дозы, равной 0,4–0,5 мг озона в газе на литр обрабатываемой воды.

Механизм воздействия окислителя состоит в разрушении бактерий путем инактивации бактериальных протеинов, то есть диффузией через мембрану клетки в цитоплазму с поражением жизненных центров.

Кроме уникальной способности уничтожения бактерий, озон обладает высокой эффективностью в уничтожении спор, цист и многих других патогенных микробов.

Внедрению технологий с использованием озона способствует его экологическая чистота. Ограничением для ее распространения являются высокая стоимость оборудования и значительные производственные расходы.

Кроме того, в процессе эксплуатации установлено, что в ряде случаев (если температура обрабатываемой природной воды превышает 22 °С) озонирование не позволяет достичь требуемых микробиологических показателей по причине отсутствия эффекта пролонгации дезинфицирующего воздействия.

Ультрафиолетовое обеззараживание Обработка УФ-излучением – перспективный промышленный способ дезинфекции воды. При этом применяется свет с длиной волны 254 нм (или близкой к ней), который называют бактерицидным.

Современные установки УФ-обеззараживания (можно упомянуть отечественные УДВ или зарубежные Desolux) имеют производительность от 1 до 50 000 м3/ч и представляют собой выполненную из нержавеющей стали камеру с размещенными внутри УФ-лампами, защищенными от контакта с водой прозрачными кварцевыми чехлами.

Вода, проходя через камеру обеззараживания, непрерывно подвергается облучению ультрафиолетом, который убивает все находящиеся в ней микроорганизмы.

Наибольший эффект обеззараживания питьевой воды достигается при расположении УФ-установок после всех других систем очистки, как можно ближе к месту конечного потребления.

Этот способ приемлем как в качестве альтернативы, так и дополнения к традиционным средствам дезинфекции, поскольку абсолютно безопасен и эффективен. В отличие от окислительных способов, УФ-обеззараживание не приводит к образованию вторичных токсинов, не ухудшает вкус и запах воды, поэтому может быть отнесено к экологически чистым методам ее обработки.

Вместе с тем, и этот способ имеет определенные недостатки. Подобно озонированию, УФ-обработка не обеспечивает пролонгированного действия, что делает проблематичным ее применение в случаях, когда временной интервал между воздействием на воду и ее потреблением достаточно велик.

Кроме того, возможны реактивация микроорганизмов и даже выработка новых штаммов, устойчивых к лучевому поражению.

Этот способ энергозатратен, требует строжайшего соблюдения технологии, постоянной борьбы с биообрастанием источников излучения и жесткого контроля над прозрачностью воды (рассеивание лучей снижает эффективность обработки воды).

Мировой и отечественный опыт доказывает, что при использовании передовых технологий и оборудования качество воды (практически независимо от исходных ее характеристик) начинает соответствовать самым строгим нормативным требованиям. Это позволяет не только эффективно использовать естественные источники, но и успешно применять схемы рециркуляции. Такой подход, несомненно, поможет снизить антропогенную нагрузку с окружающей среды и сберечь ее для потомков.

Отметим Проблема обеззараживания воды стоит сегодня тем более остро, что качество ее в природных источниках неуклонно ухудшается.

В государственном докладе «Вода питьевая» отмечено, что около 70 % рек и озер страны утратили свое качество как источники водоснабжения, а приблизительно 30 % подземных источников подверглись природному или антропогенному загрязнению.

Около 22 % проб питьевой воды, отбираемых из водопроводов, не отвечают гигиеническим требованиям по санитарно-химическим нормам, а более 12 % – по микробиологическим показателям.

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…

Современные способы обеззараживания воды

Отдельно следует упомянуть о резко снизившемся за последние годы качестве воды.

В государственном докладе «Вода питьевая» отмечено, что около 70 % рек и озер страны утратили свое качество как источники водоснабжения, а приблизительно 30 % подземных источников подверглись природному или антропогенному загрязнению.

Около 22 % проб питьевой воды, отбираемых из водопроводов, не отвечают необходимым требованиям по санитарно-химическим нормам, а более 12 % — по микробиологическим показателям.

Особенно велики масштабы загрязнения подземных источников первых от поверхности земли водоносных горизонтов, воду которых использует в основном сельское население с помощью шахтных и трубчатых колодцев.

В 85 % используемых колодцев вода характеризуется неблагоприятными санитарно-бактериологическими показателями — бактерии группы кишечных палочек достигают 100 ПДК, а более чем в 50 % случаев содержание нитритов и нитратов в два-три раза превышает гигиенические нормативы.

Все это спровоцировало существенный скачок заболеваемости, непосредственно связанный с качеством воды.

Есть и еще один аспект проблемы — очевидно, что сегодня источники водозабора могут стать объектом противоправной деятельности и причиной социального кризиса. Это особенно опасно с учетом того, что во многих городах, в т.ч.

и очень крупных, нет или практически нет защищенных подземных источников водоснабжения (Москва, Новосибирск, Ярославль и ряд других).

По оценкам экспертов, на преодоление сложившейся ситуации понадобится не менее 10 лет. За это время должны быть осуществлены наиболее неотложные мероприятия — повышение санитарной и технической надежности сетей и сооружений, техническое перевооружение, автоматизация и введение мер по энергои ресурсосбережению.

В числе мер, рекомендованных НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды (НИИ КВОВ), для осуществления этой концепции предлагается, в частности, обратить особое внимание на обеспечение безопасности объектов водного хозяйства (ВХ) и на использование передовых методов очистки и обеззараживания воды для бытового и промышленного потребления. Согласуются они и с позицией Комитета ООН по водным ресурсам, который предложил снизить забор воды из возобновляемых источников (рек, озер и т.д.), а потребность в воде хотя бы частично обеспечивать путем рециркуляции.

Как известно, для различных целей требуется разная степень очистки воды. Общим, однако, здесь является ряд параметров, таких как отсутствие нерастворимых частиц, коррозионной активности и вредных химических примесей. Для первичной очистки добытой воды и стоков используют аэрацию и механическую фильтрацию, для более полной очистки — ионный обмен и мембранную фильтрацию.

Особенную важность при этом приобретает проблема эффективного обеззараживания получаемой воды, поскольку именно это определяет пригодность ее для использования в быту.

Наиболее известные и распространенные способы обеззараживания — это комплексное физико-химическое воздействие на воду с целью изменения ее состава для достижения некоего стандарта.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили такие процессы, как хлорирование, озонирование, обработка УФ-излучением с дальнейшей обработкой на угольных фильтрах или полимерных мембранах.

Все они позволяют избавиться от мельчайших взвешенных органических частиц, коллоидов и микроорганизмов. Необходимо отметить, что почти все перечисленные процессы требуют точного дозирования реагентов.

Особенно это касается процедур введения обеззараживающих реактивов — поскольку они чрезвычайно химически активны и могут представлять определенную опасность при передозировке.

Поэтому следует особое внимание уделить подбору дозировочного оборудования, отдавая предпочтение современной цифровой технике.

Такие мембранные дозирующие насосы позволяют подавать реагенты с точностью ± 1 %.

Одним из самых распространенных способов обеззараживания является первичное хлорирование воды, которое позволяет не только избавиться от нежелательных органических и биологических примесей, но и полностью удалить растворенные соли двухвалентного железа и марганца.

Если ранее часто применялся газообразный хлор или диоксид хлора, то сегодня наиболее употребимым реагентом для первичного хлорирования считается гипохлорит натрия, содержащий не менее 190 г/л активного хлора.

До недавнего времени сложность использования гипохлорита натрия состояла в том, что из-за низкой точности дозирования приходилось работать с сильно разбавленными растворами, что чрезвычайно усложняло процесс, т.к. приходилось создавать еще и узел подготовки реактива.

В настоящее время благодаря появлению современного оборудования эта проблема снята и процесс стал легко автоматизируемым.

Тем не менее, наличие в воде свободного хлора влияет на органолептические качества воды и может стать причиной образования вредных галогенорганических соединений.

Поэтому хлорированная вода может потребовать дополнительной обработки, например, доочистки на угольных фильтрах.

Одним из наиболее современных и экологически корректных способов обеззараживания и очистки стало применение озонирования, особенно в комплексе с ультрафиолетовой (УФ) обработкой воды.

Стоит заметить, что ряд исследователей отмечают, что озонирование может быть полезным и на ранних стадиях очистки, еще на этапе введения флоккулирующих агентов.

Так, введение озона на начальной стадии обработки позволяет за счет обесцвечивания на 30–60 % от исходной цветности и флоккулирующего эффекта уменьшить на последующих стадиях обработки дозу коагулянта (обычно, сульфата алюминия) на 15–25 %. Совместная обработка озоном и УФ в несколько раз увеличивают скорость реакции окисления нефтепродуктов, фенолов, гуминовых кислот и т.д. [2].

Тем не менее, опыт свидетельствует, что полностью отказываться от хлорирования и переходить только на обработку О3 не следует, т.к.

предварительные испытания таких установок показали, что в теплое время года, когда температура обрабатываемой природной воды достигает 22 °C, озонирование не позволяет достигнуть заданных микробиологических показателей [3].

Применение УФ-излучения вне комплекса прочих мер по обеззараживанию не всегда обеспечивает требуемый результат, поскольку ряд простейших микроорганизмов к нему индифферентны.

Сравнительно недавно появились установки обеззараживания, основанные на бактерицидном действии перекиси водорода.

Поскольку при высокой активности по отношению к большинству микроорганизмов Н2О2 имеет невысокую стоимость, продукты ее разложения абсолютно безопасны, а необходимые реагенты просты и доступны, этот метод имеет большие перспективы.

Все современные способы обработки воды подразумевают использование сложных технологических схем и современного насосного оборудования.

При этом отдельные требования предъявляются к его качеству и возможности включения в систему АСУ и диспетчеризации с возможностью внешнего управления и обратной связью. Отдельные требования предъявляются к качеству поверхностей, соприкасающихся с очищенной водой.

В современных моделях насосов поверхности подвергаются комплексной обработке, включающей в себя декапирование и пассивирование (декапирование — обработка поверхности стали травильным раствором, устраняющим цвета побежалости и инородные включения после сварки; пассивирование — устранение остатков химикатов и продуктов травления).

Кроме того, поверхность часто подвергается электролитическому полированию. Все эти меры не только повышают качество агрегата, но и увеличивают коррозионную стойкость и исключают попадание продуктов коррозии в очищенную воду. Помимо этого, современные насосы снабжены специальными торцевыми уплотнениями, исключающими попадание загрязнений в очищенную жидкость.

Многие современные насосы снабжаются уплотнениями специальной конструкции — картриджевыми, сводящими к минимуму возможность загрязнения готовой воды.

Отдельным аспектом современных методов водоочистки и водоподготовки является энергосбережение.

Не секрет, что рост тарифов на электроэнергию вызывает общий рост цен, и производство качественной воды (достаточно энергоемкий процесс) не является исключением.

Прямой учет мощности насосного оборудования в установках мембранной очистки воды показал, что существует прямая зависимость между потреблением энергии и качеством очистки [4] — это дополнительный стимул использовать современное энергоэффективное насосное оборудование, ведь в отдельных системах его доля в энергозатратах доходит до 90 %. По оценкам экспертов, современные насосы способны сэкономить до 50 % потребляемой электроэнергии [6].

Вообще, в инженерных системах и, в частности, в процессах обеззараживания воды для бытовых и производственных целей большое внимание уделяется применяемому оборудованию.

От технических параметров, качества и степени надежности оборудования, а также положения фирмы-производителя на мировом рынке во многом зависит эффективность этих мероприятий.

Безусловно, при выборе оборудования необходимо стремиться к использованию техники одной компании.

Преимущества здесь очевидны: это единая ответственность, один типаж оборудования, единый сервис, единая система автоматического управления и др.

Сегодня на мировом рынке существует ряд корпораций, которые, используя этот принцип, предусматривают в своей деятельности применение всего комплекса оборудования, позволяющего решать вопросы технического оснащения любой технологической схемы водоснабжения с наименьшими эксплуатационными затратами.

Зарубежный и отечественный опыт показывает, что при использовании современного оборудования и технологий реконструированные и модернизированные системы водоочистки и водоподготовки в комплексе с другими техническими решениями являются ключом к развитию новых энергосберегающих технологий и обновлению всех инженерных систем жизнеобеспечения населенных мест и производств.

Качество воды и способы ее очистки | Новости и статьи

Качество воды сегодня регулируется санитарными нормами и правилами, существуют и гигиенические требования относительно питьевой воды в централизованных системах водоснабжения. Они регламентируют такие показатели, как запах, мутность, цвет, вкус, максимально допустимое содержание в воде вредных веществ.

Источником водоснабжения могут служить подземные и поверхностные воды. Для того чтобы жидкость соответствовала нормам, ее качество обеспечивают различными способами очистки в зависимости от состава вредных примесей и степени загрязненности, например:

• обессоливанием и опреснением;
• обеззараживанием от болезнетворных бактерий;
• удалением из воды характерных примесей (марганца, железа, галогенорганических соединений, диоксинов);
• методами сорбционной очистки.

Обеззараживают воду с помощью хлора. Этот химический элемент обладает антимикробным воздействием. Для очистки хлор применяют как в твердом состоянии (гипохлорит натрия), так и в газообразном. Такой способ обеззараживания воды является наиболее дешевым и самым распространенным, но имеет существенные недостатки.

Хлор обладает сильным токсическим действием, хранение его на станциях подготовки питьевой воды в газообразном состоянии в большом количестве является серьезной угрозой, поэтому требуются особые меры обеспечения безопасности. К тому же переизбыток химического элемента, введенного в воду, угрожает здоровью человека.

Хлор способен вступать в реакцию с микропримесями органических соединений, оставшихся в воде, при этом образовываются отравляющие вещества, обладающие канцерогенным действием. Данные реакции могут активироваться при кипячении или нагревании воды, поэтому перед термической обработкой рекомендуется отстаивать ее в приоткрытой емкости, чтобы растворенный в ней избыточный хлор удалился.

Метод обеззараживания воды с помощью озона лишен вышеперечисленных недостатков. Этот газ помимо дезинфицирования способен обесцвечивать воду, устранять запахи и улучшать вкусовые качества. Озонирование не изменяет щелочность, минеральный состав и содержание свободной углекислоты в воде, потому что это вещество обладает высоким окислительным потенциалом.

Перенасыщение воды озоном опасности для здоровья не представляет, поскольку этот химический элемент не стабилен и распадается с высокой скоростью, образуя полезный организму кислород. Однако если в воде содержатся ионы брома, которые окисляются озоном, образуется токсичное вещество. Это, пожалуй, единственный недостаток такого способа обеззараживания.

Озонирование обходится дороже хлорирования, но такой способ дезинфекции наиболее эффективный. Для этого метода очистки на станциях водоподготовки требуется создание озонаторных установок, которые путем расщепления кислорода получают озон. Дезинфицирование воды можно производить с помощью ультрафиолетового излучения. Этот способ безреагентный, в отличие от рассмотренных выше.

Для того чтобы ультрафиолетовое излучение оказывало бактерицидное действие, длина волны должна составлять 200 − 295 нм. Таким образом удается уничтожить микроорганизмы, обитающие в воде (водоросли, вирусы, бактерии и другие). Недостатков, связанных с появлением токсичных веществ или изменением химического состава воды, у этого способа не существует.

Важное требование при обработке ультрафиолетом − прозрачность воды. Это ограничение является существенным, поэтому устранение мутности производится на предварительных этапах обработки. К безреагентным способам дезинфицирования воды также относятся следующие виды обработки:

• ультразвуковая (химическое разрушение бактерий ультразвуком происходит на частоте свыше 200 кГц);
• термическая (кипячение);
• ионизирующими облучениями (рентгеновские лучи);
• токами высокой частоты.

Метод сорбционной очистки заключается в улавливании загрязнений с помощью поверхности высокопористого твердого металла.

Активированные древесные угли являются самым распространенным адсорбентом, они не только удаляют вредные примеси, но и дехлорируют воду.

Самыми распространенными методами опреснения и обессоливания воды являются электродиализ, ионный обмен, дистилляция и обратный осмос.

Электрохимически активные ионитовые мембраны используют для очистки сточных вод (ионный обмен).

Для такого способа чаще всего используют гетерогенные ионитовые мембраны, которые являются тонкими пленками, изготовленными из ионообменной смолы, размельченной в порошок.

Мембраны, в зависимости от смолы, из которой они произведены, бывают анионитовыми и катионитовыми. Процесс электродиализа заключается в переносе ионов сквозь мембрану с помощью электрического поля.

Обратный осмос − метод фильтрования растворов под давлением, которое превышает осмотическое, при помощи полупроницаемой мембраны, изготавливаемой из специального материала, например, ацетатцеллюлозы. Мембрана пропускает молекулы воды, но задерживает частицы низкомолекулярных веществ. Причем давление в части сосуда с более концентрированным раствором повышается. Дистилляция – это процесс нагревания и испарения воды с последующей конденсацией паров. Образующийся конденсат практически не содержит растворенные соли. Подготовка питьевой воды производится на централизованных станциях. Здесь в различных аппаратах осуществляется последовательная очистка в зависимости от того, насколько загрязнен источник водоснабжения. В случаях, когда отсутствует система централизованного водоснабжения, для очистки можно использовать компактные модульные установки. Они также применяют вышеперечисленные способы, но рассчитаны на меньшую производительность.

Многие люди в быту после централизованной водоподготовки пользуются еще и малогабаритными очистными аппаратами. Такая доочистка весьма важна, потому что вода, протекая по изношенным старым трубам, повторно загрязняется тяжелыми металлами и окалиной.

Бытовые фильтры, в зависимости от назначения, могут удалять как растворимые, так и нерастворимые соединения. Сорбционные фильтры используют для улучшения органолептических показателей и устранения органических соединений, растворенных газов, остаточного хлора.

Помимо этого можно применять электрохимические, ионообменные, обратноосмотические фильтры и стерилизаторы.