Чем обрабатывают воду на станциях очистки

Принцип работы и этапы очистки питьевой воды на станции водоподготовки

Перед тем как попасть в городские водопроводные сети и в краны потребителей, вода проходит тщательную предварительную очистку. Для приведения ее в состояние питьевой устанавливаются станции водоподготовки, которые позволяют убрать все вредные примеси, мусор, небезопасные для здоровья химические элементы. Однако даже самые высокотехнологичные установки не являются гарантией чистоты, поэтому нередко используются дополнительные домашние фильтры.

Особенности устройства и виды

Большинство городских жителей не удовлетворено качеством воды, которая подается через водные магистрали в краны. Причем в разных регионах химический состав жидкости и наличие в ней примесей различаются. Кто-то отмечает повышенную жесткость, кто-то — белый осадок из-за мела, а иногда чувствуется хорошо уловимый запах плесени или других непонятных веществ. Решением проблемы в большинстве случаев становится монтаж накопительных или проточных фильтров.

На самом деле перед тем как попасть к непосредственным потребителям, жителям населенных пунктов, на промышленные и другие объекты, вода проходит тщательную очистку. Процедура, в ходе которой она приводится в соответствие с санитарными нормами, называется водоподготовка. Питьевая вода на станции подается их природных водоемов, хранилищ, каналов. Процесс ее обработки зависит от дальнейшего использования: питье, бытовое использование, полив или технические нужды.

В отдельных населенных пунктах или регионах функционируют муниципальные станции химводоочистки. Это крупные объекты стационарного типа либо мобильные комплексы, представленные контейнерными, модульными и блочными системами.

Конструктивное устройство каждой установки зависит от того, от чего необходимо очистить воду. По методу фильтрации различают следующие виды станций:

Все системы классифицируются также на бытовые и промышленные, различаются по производительности и принципу работы. На многих городских объектах устанавливаются по несколько фильтрующих систем, выполняющих разные функции одновременно.

Принцип действия

По пути из водоема в квартиру потоки воды проходят несколько этапов очистки. Однако не стоит при этом быть уверенным в том, что она становится идеально чистой и безопасной. В летнюю жару количество вредных бактерий и микроорганизмов существенно увеличивается. Именно из-за употребления воды из-под крана отмечается всплеск кишечных заболеваний и отравлений. В морозную погоду количество патогенной микрофлоры значительно сокращается, но нельзя списывать со счетов человеческий фактор и халатность сотрудников водоочистительных предприятий, изношенность оборудования и другие проблемы.

Стандартная процедура на станции водоочистки происходит в несколько этапов:

Завершающим этапом является пропуск через угольные фильтры. Они позволяют улучшить цвет и запах воды, делают вкус более приятным.

Обязательной процедурой на любой станции водоподготовки является обеззараживание — уничтожение бактериологических загрязнителей. В качестве реагентов применяются хлор или ультрафиолетовые стерилизующие установки. Однако в первом случае требуется дополнительная процедура по избавлению от остатков хлора, которые крайне опасны для здоровья.

Ультрафиолетовые лучи считаются более безопасными. Они способны проникать в каждую клетку микроорганизмов, разрушать их и полностью уничтожать. Таким образом, достигается максимальный обеззараживающий эффект. В большинстве городов все же предпочтение отдается промывке внутригородских сетей хлором. Об этом свидетельствует периодически появляющийся характерный запах в течение нескольких дней с периодичностью 2 раза в год.

Техническое оснащение городских сетей

Стационарные станции представляют собой огромные площадки с многочисленными узлами и механизмами. Современное оборудование функционирует полностью в автоматическом режиме, поэтому присутствие человека в рабочем процессе сведено к минимуму. Стандартная комплектация устройств включает:

Существует несколько разновидностей станций. Наиболее примитивные представляют собой конструкции блочного типа с замкнутыми системами, которые функционируют по принципу насосного оборудования.

Самые современные установки — это комплексные, модульные, многоступенчатые сооружения, которые включают и обеззараживание, и фильтрацию, и другие стадии, и оснащены распределительными каналами выводы. Важной особенностью таких систем является возможность их интеграции в крупные индустриальные объекты, а также изменение набора модулей и комплектующих.

Еще одна разновидность — специализированные, узконаправленные станции, которые выполняют только уничтожение бактерий, грибков, водорослей.

При выборе оборудования необходимо ориентироваться на разные критерии. Например, в домашних условиях достаточными являются установки с пропускной способностью 2−3 м3/час. Для промышленных объектов этот показатель должен рассчитываться из суточной потребности и составлять до 1 тыс. м3/час. Оптимальным давлением считается диапазон от 6 до 10 бар для крупных гидрологических узлов, для бытовых нужд — определяется индивидуально.

Необходимость применения

После использования водопроводной воды, которая прошла очистку в городских стационарных сооружениях, нередко наблюдается налет, например, в чайнике, на раковинах или в стиральной машине. Это легкий известковый налет, который необходимо регулярно чистить, чтобы он не превратился в известковый камень. Употреблять воду такого качества опасно для здоровья, так как рано или поздно это приводит к образованию камней в почках. Страдает от такого состава жидкости и бытовая техника. Стиральные и посудомоечные машины быстро выходят из строя, когда на нагревательных элементах регулярно образуется накипь.

Это далеко не все проблемы, которые возникают в результате использования воды низкого качества в бытовых условиях. Поэтому возникают дополнительные расходы, связанные с установкой очистительных мини-станций в своем доме или в квартире.

Одна из сфер применения установок водоподготовки — предприятия по производству пива. Здесь к жидкости предъявляются очень строгие требования, она является основным сырьем. Для получения 1 литра хмельного напитка потребуется 20 литров воды. Именно от ее качества зависит вкус готового продукта, его стойкость, мягкость, а также процесс брожения.

В составе не должно присутствовать излишков солей магния и кальция, иначе это придаст соленоватость и нехарактерную кислинку. Не допускается также использование щелочной воды. На пивзаводах работают высокотехнологичные станции водоподготовки, которые позволяют добиться высокого качества продукции.

Отдельными местами, где производится предварительная обработка, являются отстойники. Они представляют собой железобетонные сооружения проточного типа, которые очень медленно пропускают воду. Это называется очисткой в ламинарном режиме, загрязнения просто выпадают в осадок, а затем потоки направляются на дальнейшую очистку.

Источник

Очистка и обеззараживание воды разными методами

Вода – это фактор, который напрямую влияет на качество жизни человека. От ее цвета и запаха зависит настроение человека утром после умывания, а от состава – самочувствие и здоровье организма.

Вода, являясь основой жизни, легко распространяет инфекционные заболевания. Чтобы предотвратить передачу болезнетворных микроорганизмов через питьевую воду, применяют обеззараживание и дезинфекцию жидкости. Эти процессы позволяют уничтожить грибки, бактерии, неприятный привкус и цвет, что обеспечивает безопасность питьевой воды.

Очистка и обеззараживание питьевой воды для подачи в жилые дома проводится на станциях водоподготовки централизованного водоснабжения. Также существуют методы и установки для локального использования – в виде небольших систем очистки воды из скважины или способов, позволяющих очищать воду, набранную в бутылку.

Классификация методов обеззараживания воды

Вода, прошедшая очистку, прозрачна и бесцветна, не пахнет и не имеет вкуса и привкуса. Чтобы добиться такого эффекта, применяют следующие группы методов:

Каждой группе присущи свои отличительные признаки, но все методы так или иначе позволяют удалить патогенные микроорганизмы из воды. Получить подробную информацию по оборудованию для очистки и обеззараживания воды можно в компании «КВАНТА+» в г. Тюмень.

Химический метод – это работа с реагентами, добавляемыми в воду. Физическое обеззараживание выполняется за счет температуры или различных излучений. Комбинированные методы сочетают работу этих двух групп.

Наиболее эффективные способы

Инфекционная безопасность воды – это важная и актуальная проблема, из-за чего изобретено множество методик для избавления воды от микроорганизмов. Способы дезинфекции не прекращают улучшаться. Они становятся более результативными и доступными. В наше время самыми лучшими считаются следующие методы:

Физические методы обеззараживания воды

Перед ними вода обязательно должна проходить очистку от взвесей и примесей. Для этого применяется коагуляция, сорбция, флотация и фильтрация.

К данному виду методов относится применение:

Обеззараживание ультрафиолетом

Дезинфицирующее действие ультрафиолетового излучения известно очень давно. Его работа сходна с солнечным светом, успешно уничтожающим неприспособленные микроорганизмы за пределами озонового слоя Земли. Ультрафиолет воздействует на клетки, создавая поперечные сшивки в ДНК, вследствие чего клетка теряет возможность делиться и погибает (Рис. 2).

Важно знать, что лампы и чехлы требуют регулярного ухода: конструкцию необходимо разбирать и очищать не менее одного раза в квартал.

Тогда результативность процесса не будет ухудшаться из-за появления накипи и других загрязнений. Сами лампы подлежат замене раз в год.

Установки ультразвукового обеззараживания

Работа таких установок основана на кавитации. Из-за интенсивных колебаний, которым подвергается вода благодаря высокочастотному звуку, в жидкости образуются многочисленные пустоты, она будто «вскипает». Мгновенный перепад давлений приводит к разрыву клеточных оболочек и гибели микроорганизмов.

Оборудование для ультразвуковой обработки воды эффективно, но требует больших затрат и грамотной эксплуатации. Важно, чтобы персонал умел обращаться с устройством – от качества настройки оборудования зависит его результативность.

Термическое обеззараживание

Этот метод крайне распространен среди населения и активно применяется в быту. С помощью высокой температуры, то есть кипячения, вода очищается практически от всех возможных патогенных организмов. В дополнение к этому снижается жесткость воды и уменьшается содержание растворенных газов. Вкусовые качества воды остаются прежними. Однако, у кипячения есть один недостаток: вода считается безопасной около суток, после чего бактерии и вирусы вновь могут в ней обосноваться.

Электроимпульсное обеззараживание

Химические методы обеззараживания воды

Они основаны на химических реакциях, которые происходят между загрязнением или микроорганизмом и добавляемым в жидкость реагентом.

При химическом обеззараживании важно контролировать дозу реагента.

Она должна быть точной. Недостаток вещества не сможет исполнить свою цель. К тому же, небольшое количество реагента приведет к повышенной активности вирусов и бактерий.

Чтобы улучшить работу химиката, его добавляют с избытком. В таком случае вредоносные микроорганизмы погибают, а эффект сохраняется продолжительное время. Избыток рассчитывается отдельно: если добавить слишком много, реагент дойдет до потребителя, и он отравится.

Хлорирование

Хлор широко распространен и применяется в водоочистке многих стран мира. Он успешно справляется с любыми объемами микробиологических загрязнений. Хлорирование приводит к гибели большей части патогенных организмов и отличается дешевизной и доступностью. К тому же, использование хлора и его соединений позволяет извлекать из воды металлы и сероводород. Хлорирование применяется в городских системах подачи питьевой воды. Оно также используется в бассейнах, где скапливается большое число людей.

Озонирование

Озон обладает сильным окисляющим воздействием. Он проникает внутрь клетки и разрушает ее стенки, приводя к гибели бактерии. Это вещество не только является сильным антисептиком, но также обесцвечивает и дезодорирует воду, окисляет металлы. Озон работает быстро и избавляется практически от всех микроорганизмов, находящихся в воде, обгоняя по этой характеристике хлор.

Озонирование считается наиболее безопасным и эффективным методом, но и оно имеет несколько минусов. Избыток озона приводит к коррозии металлических частей оборудования и трубопроводов, аппараты изнашиваются и разрушаются быстрее обычного. Кроме того, новейшие исследования отмечают, что озонирование вызывает «пробуждение» микроорганизмов, находившихся в условной спячке.

Способ отличается дороговизной установки и большим энергопотреблением. Для работы с озонирующим оборудованием требуется персонал высокой квалификации, ведь газ токсичен и взрывоопасен. Чтобы пустить воду населению, необходимо переждать период распада озона, иначе могут пострадать люди.

Обеззараживание полимерными соединениями

Отсутствие вреда здоровью, уничтожение запахов, вкусов и цветности, большая длительность действия – перечисленные достоинства относятся к обеззараживанию с помощью полимерных реагентов. Такой вид веществ также называют полимерными антисептиками. Они не вызывают коррозию и не портят ткань, не вызывают аллергии и отличаются результативностью.

Она основана на способности благородных металлов (таких как золото, серебро и медь) обеззараживать воду.

То, что эти металлы имеют антисептический эффект, известно давно. Медь и её сплавы часто применяют в полевых условиях, когда нужно в индивидуальном порядке обеззаразить небольшой объем жидкости.

Для более обширного воздействия металлов на микроорганизмы используются ионаторы. Это проточные аппараты, работающие на основе гальванической пары и электрофореза.

Обеззараживание серебром

Этот металл принято считать одним из самых древних способов обеззараживания воды. В древности было распространено мнение, что серебро лечит от любых болезней. Сейчас известно, что оно негативно влияет на множество микроорганизмов, однако неизвестно, уничтожает ли серебро простейшие бактерии.

Данное средство дает видимый эффект при очистке воды. Однако оно негативно влияет на организм человека при накоплении в нем. Не зря серебро имеет высокий класс опасности. Обеззараживание воды ионами серебра не считается безопасным методом, а потому практически не используется в промышленности. Серебряные ионаторы используются в единичных случаях в быту для обработки небольших объемов воды.

Иодирование и бромирование

Йод широко известен и используется в медицине с давних времен. Ученые многократно пытались использовать его обеззараживающее воздействие в водоочистке, однако его применение приводит к возникновению неприятного запаха. Бром отлично справляется практически со всеми известными патогенными микроорганизмами. Но имеет существенный недостаток – высокую стоимость. Из-за своих минусов эти два вещества для обработки сточных и питьевых вод не используются.

Комбинированные методы обеззараживания воды

Комплексные методы основываются на сочетании физических и химических методов для улучшения результативности. Примером является комбинация из ультрафиолетового излучения и хлорирования (иногда хлорирование заменяется на озонирование). УФ-лампы уничтожают микроорганизмы, а хлор или озон предотвращают их повторное возникновение. Кроме того, хорошо сочетаются окисление и обработка тяжелыми металлами. Реагент-окислитель дезинфицирует, а металлы продлевают бактерицидное действие.

Как обеззаразить воду в быту

Существует пять способов быстро продезинфицировать небольшой объем воды:

Перманганат калия прибавляется воду в количестве 1-2 г. на одно ведро воды, после чего загрязнения выпадают в осадок.

Специальные таблетки для уничтожения микроорганизмов применяются при обезвреживании воды из скважины, колодца или родника. Они являются наиболее современным способом, доступным, недорогим и результативным. Многие таблетки, например, марки «Акватабс», могут использоваться для очистки больших объемов жидкости.

Если воду необходимо обеззаразить в походе, можно воспользоваться специальными травами: зверобоем, брусникой, ромашкой или чистотелом.

Также можно использовать кремний: его помещают в воду и оставляют на сутки.

Нормативная документация в области безопасности питьевой воды

Со стороны государства качество воды строго контролируется с помощью нормативных документов, правил и ограничений. Основой законодательных актов в области охраны водных ресурсов и контроля качества используемой воды являются два документа: Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» и Водный кодекс.

Первый закон содержит требования к качеству источников водоснабжения, из которых вода поступает в жилые дома и на нужды сельского хозяйства. Второй документ описывает нормы использования водных источников и указания по обеспечению их безопасности, а также определяет меры наказания.

ГОСТы

ГОСТы описывают правила, по которым должен проходить контроль качества сточных и питьевых вод. В них содержатся методики проведения анализов в полевых условиях, а также позволяют разделить воды на группы. Самые важные из ГОСТов представлены в таблице.

СНиПы

Строительные нормы и правила определяют требования к возведению сооружений очистки вод, к монтажу различных видов трубопроводов и систем водоснабжения. Информация содержится в СНиПах под следующими номерами: СНиП 2.04.01-85, СНиП 3.05.01-85, СНиП 3.05.04-85.

СанПиНы

Санитарно-эпидемиологические правила и нормы содержат гигиенические требования к качеству различных групп вод, к составу, к водозаборным сооружениям и месторасположению водозаборов: СанПиН 2.1.4.559-96, СанПиН 4630-88, СанПиН 2.1.4.544-96, СанПиН 2.2.1/2.1.1.984-00.

Таким образом, эффективность обеззараживания водопроводной воды контролируется с установленной регулярностью и в соответствии со множеством правил и нормативов. А большое число различных методов дезинфекции свежей воды позволяют для любых условий подобрать оптимальный вариант. Что делает грамотно очищенную и обработанную воду безопасной для употребления людьми.

Источник

Обеззараживание воды: самые эффективные методы

При употреблении питьевой воды в организм попадают не только молекулы кислорода и водорода, но и иные вещества. Это ионы кальция и магния, хлориды и сульфаты, цинк, марганец, железо, фтор и многие другие.

Даже примеси токсичных металлов могут содержаться в строго дозированных количествах, установленных СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода…», однако существуют компоненты, присутствие которых под строгим запретом. Это касается болезнетворных бактерий. Они могут быть в водопроводной, колодезной Н2О, скважине или открытом источнике. Большинство фильтров, кроме обратноосмотических, не способны справляться с устранением инфекционных агентов, поэтому на финальном этапе очистки используют дополнительные методы обеззараживания воды.

Микроорганизмы в воде: опасно или нет?

Задача современных систем очистки воды состоит не в том, чтобы довести ее до совершенства, то есть состояния чистой H2O, а сделать безопасной для человека, устранить примеси, вызывающие заболевания.

При лабораторном анализе микробиологические и паразитологические показатели должны быть равны:

При употреблении зараженной воды симптомы не заставят долго ждать. Инфицированных мучают спазмы живота, диарея, у детей может развития гемолитический уремический синдром, провоцирующий острую почечную недостаточность. При общем ослаблении организма, незрелости систем, хронических заболеваниях почек может возникнуть инсульт, кома, летальный исход.

Вывод один — Н2О необходимо чистить, регулярно контролировать ее состав, передавая образцы в лабораторию, и устранять патогенные микроорганизмы с помощью систем фильтрации.

Современные методы обеззараживания воды

Чистота воды — залог хорошего самочувствия, но какой способ очистки выбрать, чтобы она не утратила вкусовые качества, полезность. Выбор оптимально варианта зависит от места водоподачи, исходных показателей лабораторного исследования.

Химические методы

Когда жидкость из крана приобретает запах хлора, становится понятно: идет обеззараживание. Это яркий пример

применения химической обработки для устранения патогенных инфекций.

Суть методов заключается в проникновении химических веществ сквозь защитную оболочку бактерии и дальнейшей инактивации клетки.

Для обеззараживания воды используют хлорную известь, озон, гипохлорит натрия, двуокись хлора и другие. Средства помогают очистить Н2О для питья, сточные воды, однако после их применения рекомендуется использовать фильтры от удаления остатков химических веществ.

Наиболее эффективными считаются способы хлорирования, озонирования.

Хлорирование

Под воздействием реагента происходит одновременное окисление и нейтрализация инфекций. В качестве очистителей используют:

Для обработки оборудования бассейнов используют хлорную известь.

Преимущества производных хлора перед остальными — консервирующий эффект.

Недостаток — образование побочных продуктов — хлороформа и тригалометана, обладающих канцерогенным эффектом.

Внимание! При кипячении в хлорированной Н2О образуется диоксин. Это токсин, подавляющий иммунитет, провоцирующий развитие онкозаболеваний и нарушения работы эндокринной системы, пороки развития плода при беременности. 90% диоксинов проникают в организм с водой и едой. Они откладываются абсолютно во всех клетках организма, вызывая его общее ослабление. Такое состояние называют «химический СПИД».

Поскольку дезинфекция Н2О для бытового потребления происходит с использованием хлора, во избежание возникновения проблем со здоровьем рекомендуется применять фильтрующие системы, способные уловить не только патогенные организмы, но и потенциально вредные вещества.

Альтернатива применения чистого хлора — использование NaClO (гипохлорита натрия). Его получаю электролизом раствора пищевой соли или минеральной воды, насыщенной ионами хлорида (от 50 мг/л). Эффективность применения гипохлорита не ниже, чем жидкого Cl, однако такой способ не исключает образование тригалометана и увеличивает содержание соли.

Озонирование

Очищение озоном осуществляется после механической чистки. Жидкость контактирует с О3, возникшем в результате воздействия электрического поля на О2. Время воздействия озона для обеззараживания — до 15 минут.

Озонирующие фильтры работают при давлении воды 2-6 атмосфер и способны очистить до 10 л жидкости/мин.

Конструкция состоит из компонентов: блоков питания, автоматики, озоносорбции; инжектора; колбы с картриджами для дополнительной очистки.

Обеззараживание воздействием озона имеет ряд преимуществ по сравнению с хлорированием:

У метода есть и недостатки:

В промышленных целях целесообразно применение комбинированных методов с использованием хлора.

Озонирующие установки обеззараживания воды для бытового использования эффективны, способствуют улучшению ее вкуса, запаха, цвета, но имеют высокую стоимость — около 20 тыс. руб.

Физические методы

Методы удаления инфекционных агентов без применения реагентов называют физическими. Среди них выделяют обработку ультрафиолетом, ультразвуком.

Ультрафиолетовые очистители

В основе метода пагубное влияние ультрафиолетового излучения на обменные системы патогенных микроорганизмов, цитоплазму клеток, структуру белков.

Продолжительность воздействия ультрафиолетом не ограничена. Длительным облучением можно добиться максимального положительного эффекта. Оптимальной считается длинна волн, составляющая 260 нм.

Существенный недостаток — отсутствие пролонгированного эффекта.

Чтобы уничтожить вирус гепатита С, достаточно воздействовать на него ультрафиолетом несколько секунд.

Стоимость лампы для обеззараживания колеблется от 4 до 30 тыс. руб. в зависимости от производительности модели, чистоты очистки (99-99,9%).

Воздействие ультразвуком

Установка представляет собой генератор ультразвука. При его включении возникает кавитация — образование пузырьков, которые впоследствии лопаются. В результате такого «микровзрыва» возникает перепад давления, и клеточная оболочка микроорганизма лопается. Происходит гибель всех вирусов, бактерий.

Ультразвуковые установки нашли применение в промышленности (бактерицидная установка для обеззараживания воды «Лазурь»), при необходимости обработки водонакопителей (прибор «Колодец»), для устранения инфекций в Н2О дома (прибор «Водопровод»).

Для приобретения бытового ультразвукового агрегата придется потратить около 5 тыс. руб.

Кипячение

Это самый простой метод обеззараживания, но, увы, не самый эффективный.

Внимание! Кипячение не всегда помогает устранить угрозу инфекционного заражения. Например, чтобы уничтожить вирус гепатита «А», воду придется кипятить 4 минуты, вирус «В» — 1 час с добавлением соды или 5 минут в автоклаве, вирус С — 2 минуты. В быту Н2О считается кипяченой при появления первых «пузырей», при этом она остается небезопасной.

Длительность кипячения должна быть не менее 5-10 минут. Жидкость при этом станет мягче за счет оседания солей жесткости на стенки сосуда, но вкусовые качества изменяться не в лучшую сторону.

Смешанные методы

Комбинировать методы очистки можно как угодно. Наибольшая эффективность наблюдается при последовательном применении хлорирования с УФ–фильтрацией, озонированием.

Таблетки для обеззараживания воды

На рынке предложения таблеток для чистки жидкостей наибольшим спросом пользуются средства:

Внимание! В продаже имеется 11 разновидностей средства Акватабс, отличающихся концентрацией. Перед покупкой следует проконсультироваться со специалистом.

Внимание! Использовать таблетки можно только в экстренных случаях, например, в походе, поскольку их активные компоненты считаются умерено опасными для организма. Накануне применения препаратов необходимо очистить воду от глины, песка с помощью подручный средств. В полевых условиях для этих целей подойдет бумага, свернутая «кулек».

Выбирая метод обеззараживания следует помнить, что хлорсодержащие реагенты хороши для кратковременного применения, например, в природных условиях. Если планируется длительное использование установки, лучше применять методы безреагентной очистки, максимально сохраняющие структуру и качество воды.

Источник