Максимальный экономический эффект!

Производство - любой государственный, муниципальный либо частный объект, на котором в технологических и производственных целях используется вода.

В современном мире с его высокоразвитыми технологиями все большее значение приобретает качество исходного сырья и сопутствующих технологическому процессу продуктов. Наиболее часто в производственных процессах используется вода. Поэтому на предприятиях различных отраслей промышленности стоит задача получить воду, соответствующую определенным требованиям. Практически невозможно обобщить правила проектирования и подбора систем промышленной очистки воды для различных отраслей человеческой деятельности. Водоподготовка для производственных целей - это сложный и многоэтапный процесс, требующий использования целого ряда комплексов современного водоочистного оборудования. Промышленные предприятия, в зависимости от своего профиля и технологической специализации, используют воду в разных качествах. Можно обозначить следующие направления использования воды в технологических и производственных процессах:

• Вода выступает в качестве сырья для конечного продукта. Например, в пищевой промышленности, в производстве косметических средств, лекарственных препаратов, авто-косметики и т. д. В этом случае от применяемой воды напрямую зависит качество получаемого продукта и его конкурентные преимущества.
• Вода используется в технологическом процессе. Например, для линий гидроабразивной резки, для линий порошковой окраски, в электронной промышленности. В этом случае от параметров воды может зависеть надежность и срок работы используемого оборудования (как правило, дорогостоящего) или качество получаемого изделия.
• Вода сопутствует технологическому процессу, как, например, оборотная вода систем охлаждения, нагрева, кондиционирования и т. п. От ее качества зависит срок службы коммуникаций.

Эти основные направления использования воды на производстве условно можно разделить на несколько категорий, согласно которым нормируется качество используемой воды. Для каждой из этих категорий существуют нормативные документы, определяющие допустимые параметры качества и необходимую степень очистки воды, применяемой в производственных целях.

Вода питьевая. Требования к питьевой воде в Российской Федерации регламентируются СанПиН 2.1.4.1074-01«Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды». Питьевая вода необходима в пищевой промышленности, производстве алкогольных и безалкогольных напитков, для обеспечения питьевых нужд сотрудников предприятий.

Вода дистиллированная. Требования к такой воде изложены в ГОСТ 6709-72 "Вода дистиллированная. Технические условия". Основным показателем, определяющим качество дистиллированной воды, является ее электропроводность, которая должна быть не более 5 мкОм/см. Может также использоваться обратная электропроводности величина - электрическое сопротивление - для дистиллированной воды оно должно быть не менее 200 кОм*см.

Дистиллированная вода требуется на многих химических производствах, в лабораториях, на типографиях и т. д.

Вода деионизованная. Понятие деионизованной воды достаточно условное - для разных технологических процессов требования к такой воде могут быть разные. Основным параметром, относительно которого нормируется деионизованная вода, является ее электрическое сопротивление. В зависимости от назначения, может требоваться получение воды с сопротивлением 500 кОм*см и более.

Деионизованную воду используют в электронном приборостроении и во многих других технологических процессах.

Вода сверхчистая. Такая вода не должна содержать практически никаких ионов солей. Сопротивление сверхчистой воды составляет 12-18 МОм*см.

Такая вода применяется в микроэлектронике, при выращивании кристаллов и т. д. Здесь следует обратить внимание, что «время жизни» сверхчистой воды измеряется секундами, при контакте с воздухом вода мгновенно впитывает в себя углекислый газ, который, превращаясь в гидрокарбонаты, понижает электрическое сопротивление воды. Поэтому оборудование для глубокой очистки воды должно находиться в непосредственной близости от точки её использования.

Вода специального назначения , нормируемая по параметрам, важным для конкретного технологического процесса. Например, может не допускаться концентрация каких-либо отдельных ионов или органических веществ выше заданной величины. Разработаны нормативы к воде для гальванического производства, для паровых котлов, для аквариумов и океанариумов и т. д.

Как мы видим, для различных областей промышленности может требоваться вода совершенно разного качества. Но есть одно требование, общее для всех предприятий, - это СТАБИЛЬНОСТЬ результата. Поэтому при проектировании систем водоподготовки для производственных целей особое внимание необходимо уделять качеству исходной воды, которая к слову может менять свой химический и бактериологический состав, а также инженерно-техническому сопровождению водоочистного оборудования в течении всего срока эксплуатации. Инженерно-сервисный центр нашей компании осуществляет постоянный мониторинг всех находящихся в эксплуатации систем водоподготовки, проводит своевременное сервисное обслуживание установленного оборудования, контролирует качество исходной и очищенной воды.

Разработка и внедрение систем водоподготовки на производстве позволяет продлить срок службы водоснабжающего и нагревательного оборудования в 2-3 раза, снизить энергопотребления водонагревательного оборудования на 30-50%, уменьшить расход воды на 20-30%.

Обсудим подробнее, какие же факторы оказывают влияние на выбор метода очистки воды и комплектацию системы водоподготовки для производства? Какую задачу по подготовке воды не пришлось бы решать, основополагающими факторами которые в первую очередь необходимо учитывать при проектировании и подборе водоочистного оборудования всегда будут:

• требования к качеству подготовленной воды;
• качество исходной воды;
• необходимые объёмы очищенной воды;
• режим водопотребления;
• индивидуальные особенности объекта.

Кроме перечисленных выше основных факторов, применяемые аппаратурно-технологические решения в каждом конкретном случае могут зависеть от десятков других параметров, включающих в себя показатели, присущие только данному объекту. Так же следует учитывать, что зачастую на одном промышленном объекте необходимо применение нескольких схем очистки воды, реализующих различные методы, использующие различное оборудование и материалы и производящие подготовку воды до различных степеней очистки. Иногда их можно рассматривать как совокупные подсистемы совокупной системы очистки воды на предприятии в целом. В связи с тем, что процесс очистки воды представляет собой достаточно сложное и дорогостоящее мероприятие, очистка в большинстве случаев осуществляется до минимально приемлемого уровня для данного технологического процесса. В большинстве случаев технологическая схема очистки и подготовки воды включает в себя следующие основные этапы:

• механическая очистка воды от нерастворимых примесей;
• обезжелезивание и деманганация воды;
• удаление органических загрязнений (обесцвечивание, дезодорация);
• умягчение воды;
• обессоливание;
• удаление микробиологических загрязнений;
• коррекция состава воды (щелочности, кислотности, содержания отдельных элементов).

Существуют так же и другие разновидности дополнительных методов подготовки воды, отличающихся как назначением, так и потребительскими характеристиками. В зависимости от специфики промышленного предприятия очистка воды для его нужд может иметь некоторые особенности. Рассмотрим несколько конкретных примеров.

Производство ликеро-водочной продукции

Как бы тривиально это ни звучало, но поскольку водка на 60% состоит из воды, ее качественные показатели в очень большой мере определяются составом воды.

Следует отметить, что никакой особой технологии водоподготовки для ликеро-водочной промышленности не существует. Все применяемые технологические операции свойственны для любых других установок водоподготовки. Аналогичны и аппаратурно-технологические решения. Требования же к качественному составу воды намного ниже, чем для тепловых и атомных станций, электронных и медицинских производств.

Основным отличием водоподготовки для ликеро-водочной промышленности, как и для любой пищевой, является обязательное требование - использования оборудования, материалов и реагентов, сертифицированных для применения в пищевых процессах.

Единственным специфическим требованием, предъявляемым к воде для водки, впрочем, как и для безалкогольных напитков, являются ее вкусовые характеристики. Образцы вод, имеющих разный химический состав в пределах, заданных соответствующей ТИ 10-04-03-09-88, имеют различный вкус. Корректируя состав, можно добиться определенного вкуса воды и сделанной из нее водки. Не потеряла актуальности идея об обессоливании воды с последующим введением в нее определенных солей, обеспечивающих наилучшие дегустационные показатели водки при ее высокой стабильности. Такой подход широко распространен в пивоварении. Однако такой путь и наиболее дорог.

В большинстве случаев на предприятиях используется вода из городского водопровода или собственных артезианских скважин, состав которой путем соответствующей водоподготовки - т. н. «исправления» воды - доводится до заданного технологической инструкцией ТИ 10-04-03-09-88 по лимитирующим компонентам (жесткость, железо, органика и т. п.).

Схема такой водоподготовки зависит от состава исходной воды и требований производителя. Поэтому технологическая схема и состав оборудования таких установок может существенно различаться.

Водоподготовка для производства соков

Получение высококачественных соков из концентратов требует использования воды определенного и стабильного состава.

Щелочность воды снижает кислотность напитка, поэтому требуется увеличение количества добавляемой лимонной кислоты. Расход лимонной кислоты также увеличивается при превышении допустимых пределов концентрации солей жесткости, поскольку гидрокарбонаты кальция и магния взаимодействуют с пектиновыми и дубильными веществами соков, образуя комплексные соединения, вызывающие помутнение напитка. Сульфаты и хлориды участвуют в формировании вкуса напитка. Общее количество растворенных солей не только влияет на вкус, но и может обусловливать химическую нестабильность, выпадение осадка, изменение внешнего вида напитка.

Сок, полностью идентичный натуральному, может быт получен только при разбавлении концентрата обессоленной водой. Поскольку ее производство достаточно дорого, допускается применение умягченной воды. Качество такой воды оговорено в ТИ 10-5031536-73-10 «Требования к химическому составу воды в производстве безалкогольных напитков».

Подготовка воды для производства пива

В производстве пива вода является важнейшим сырьем и технологическим продуктом. Она используется в целом ряде процессов и ее расход составляет 13-26 л на 1 л пива. Катионы и анионы воды оказывают влияние на рН затора, сусла и пива, что сказывается на протекании ферментативных процессов при его производстве. Они влияют на ход брожения и, в конечном счете, на вкус и стойкость пива. В отличие от производства безалкогольной продукции, при варке пива необходимо наличие солей жесткости. Однако если присутствие кальция возможно до предельного значения в 14 мг-экв/л, то соли магния придают пиву горечь. Высокое содержание натрия также нежелательно, поскольку придает кисло-соленый вкус.

Избыток хлоридов замедляет процессы производства пива, а избыток сульфатов придает горький и сухой вкус. Большое значение так же играет щелочность воды.

Для того, чтобы обеспечить одинаковое качество и вкусовые характеристики пива, производимого в различных местах и странах, необходимо обеспечить не только идентичные условия его производства, но и идентичное качество солода, хмеля и, конечно, состав воды.

Поскольку селективно невозможно удалять из воды различные ионы, например, удалять магний, не извлекая кальций, то единственным реальным путем удовлетворения указанных выше требований является полное или частичное обессоливание воды с последующей корректировкой ее состава до необходимого уровня.

Как описано выше, обессоливание можно осуществлять ионным обменом и обратным осмосом. В пивоварении нашли применение оба этих способа.

Подготовка воды для подпитки теплосети

В производстве спирта необходимы подогрев и охлаждение оборудования, например, при ректификации. Теплосъем производится оборотной водой с ее охлаждением в градирнях. Использование необработанной воды привод к зарастанию труб теплообменников, уменьшению теплообмена и как следствие их преждевременный выход из строя.

Для стабилизации работы оборудования может использоваться схема, включающая умягчение воды, смешение ее с исходной, для достижения показателей жёсткости порядка 1 мг-экв/л с пропорциональным дозированием в эту воду полифосфатов. Для обеспечения постоянной подачи воды в систему, необходимо применение установки умягчения воды непрерывного действия. В такой установке постоянно эксплуатируется 1 фильтр, а второй, регенерированный, находится в резерве. После исчерпания емкости первого фильтра на очистку включается второй, а первый регенерируется. В дальнейшем осуществляется ввод в воду раствора полифосфата который производится системой пропорционального дозирования.

Из всего изложенного выше видно, что разработать и воплотить в жизнь комплексную систему очистки воды для производственных целей с учётом всех имеющихся факторов достаточно нелёгкая задача, поэтому её выполнение лучше поручить профессионалам. Только в этом случае гарантирован желаемый результат - получение необходимых объёмов воды с заданой степенью очистки.

Для получения более развёрнутой консультации по вопросам очистки воды для производственных целей, связывайтесь с менеджерами компании.

Компания «Студия Воды» оказывает полный комплекс услуг по подготовке и очистке воды для производства.

• Выезд на объект для проведения всестороннего технического обследования.
• Отбор проб воды для проведения анализа в лаборатории ФБУЗ ЦГиЭ (СанЭпидСтанция).
• Проектирование и подбор оборудования и систем очистки воды.
• Монтаж и ввод в эксплуатацию систем фильтров для очистки воды.
• Гарантийное и сервисное обслуживание водоочистного оборудования.

Все фильтры и системы очистки воды предлагаемые нашей компанией, для подготовки воды в производственных целях, создаются на основе оборудования ATOLL, ECOWATER SYSTEMS, HONEYWELL, PENTEK, INSTAPURE, WEHRLE и других ведущих производителей водоочистительного оборудования из США, Великобритании, Бельгии, Германии и Италии.

Практически в каждой отрасли промышленности и народного хозяйства очень остро стоит вопрос о водоочистке и водоподготовке. Очистка воды на предприятии - основная задача, которая стоит перед руководством любой компании. Сегодня вода, используемая предприятием для обеспечения собственных нужд, содержит довольно большое количество вредных механических и органических примесей, соли тяжелых металлов, кроме того, у нее повышенная жесткость, присутствует посторонний запах и вкус, недостаточная прозрачность. Современные фильтры, используемые в промышленности - это довольно сложные в технологическом плане и высокопроизводительные системы, с помощью которых можно эффективно осуществлять очистку воды от кальция, других металлов и , которая заключается в удалении механических и органических примесей. К тому же с помощью таких фильтров можно осуществлять и более тонкую очистку воды.

Поскольку состав используемой воды и количество вредных веществ в ней не везде одинаков, комплексный подход к водоочистке и водоподготовке может различаться на разных предприятиях. Для удаления из воды наиболее распространенных веществ, очистка воды на предприятии включает следующие методы: обеззараживание воды, обезжелезивание, хлорирование и дехлорирование, удаление механических примесей, умягчение, адсорбция, осветление, кондиционирование и многое другое.

Прежде чем установить новую на предприятии, а также при осуществлении ремонта или модернизации старой, нужно обязательно проконсультироваться с опытными специалистами. Задача таких специалистов заключается в проведении инженерно-проектировочных работ для разработки систем водоподготовки и водоочистки предприятия любых уровней сложности. Такие работы включают в себя - проектирование технологических схем очистки воды, расчет и подбор необходимого оборудования, техническая характеристика оборудования, промышленных фильтров, химических реагентов, автоматизация работы всех механизмов. Кроме того, очень важной составляющей является охрана окружающей среды. Примечательно, что современные промышленные фильтры в настоящее время позволяют решить практически любую проблему, которая может возникнуть в процессе водоподготовки и водоочистки на предприятии.

Большое значение имеет также очистка сточных вод промышленных предприятий. В том случае, если не производить тщательную очистку сточной воды, которая используется предприятиями, то они могут нанести непоправимый ущерб окружающей среде, которая в последние годы и так достаточно загрязнена. Поскольку с течением времени постоянно возрастают требования к качеству очистки воды, то установка промышленных фильтров в промышленности является просто необходимой. Кроме того, общества по охране окружающей среды предъявляют достаточно жесткие требования к руководству промышленных предприятий в плане защиты природы.

Наиболее простые схемы, на которых основывается очистка воды на предприятии, это механическая очистка, биохимическая и физико-химическая.

Следует сказать, что каждый из этих методов лучше всего использовать для очистки воды от определенных загрязнителей, следовательно, прежде чем остановиться на выборе той или иной технологии очистки, необходимо произвести тщательный анализ воды.

Механическая в большинстве случаев включает в себя несколько способов, которыми производится водоочистка. Основные способы - это осаждение и фильтрация. Стоит сказать, что осаждение является очень медленным процессом, в котором очистка воды происходит за счет силы тяжести. Для этого способа требуется довольно большие по объему резервуары, в которых и происходит процесс очистки. Ускорить процесс осаждения можно с помощью коагулянтов. Коагулянты воздействуют на загрязнители таким образом, что они склеиваются между собой, тем самым значительно увеличивая свой вес и скорость осаждения.

Процесс фильтрации заключается в пропускании воды сквозь фильтрующие элементы. Данный метод позволяет значительно увеличить скорость очистки воды. Чтобы еще более ускорить процесс, также возможно применение коагулянтов.

Благодаря воде на нашей планете есть жизнь. Еще лет двести назад можно было пить воду из любых водоемов без опасения для здоровья. Но сегодня, набранную в реках или озерах воду без обработки употреблять нельзя, потому как воды Мирового океана сильно загрязнены. Перед использованием воды нужно вывести из нее вредные вещества.

Очистка воды в домашних условиях

Вода, которая течет у нас дома из водопровода проходит несколько этапов очистки. Для бытовых целей она вполне пригодна, но для приготовления пищи и питья воду следует очищать. Традиционные способы – это кипячение, отстаивание, вымораживание. Это самые доступные методы, которые может осуществить каждый человек у себя дома.

В лаборатории исследуя кипяченую воду, было обнаружено, что из нее испаряется кислород, она становится «мертвой» и почти бесполезной для организма. Также из ее состава уходят полезные вещества, а некоторые бактерии и вирусы могут остаться в воде даже после кипячения. Длительное употребление кипяченой воды может привести к развитию серьезных недугов.

Вымораживание осуществляет перекристаллизацию воды. Это самый действенный вариант очистки воды, поскольку выводятся из ее состава хлоросодержащие соединения. Но данный способ весьма сложный и нужно соблюдать определенные нюансы. Наименьшую эффективность проявил способ отстаивания воды. В результате этого из нее выходит часть хлора, а другие вредные вещества остаются.

Очистка воды с применением дополнительных устройств

Существует ряд вариантов очистки воды с применением фильтров и различных очистительных систем:

• 1.Биологическое очищение происходит с использованием бактерий, которые питаются органическими отходами, снижают уровень загрязнения вод
• 2.Механическое. Для очистки используются фильтрующие элементы, такие как стекло и песок, шлаки и др. Таким способом можно очистить около 70% воды
• 3.Физико-химическое. Применяется окисление и выпаривание, коагуляция и электролиз, вследствие чего удаляются токсичные вещества
• 4.Химическая очистка происходит в результате добавления реагентов, таких как сода, серная кислота, аммиак. Выводится около 95% вредных примесей
• 5.Фильтрация. Используются очистительные фильтры с активированным углем. Ионный обмен удаляет тяжелые металлы. Ультрафиолетовая фильтрация выводит бактерии и вирусы

Также имеются и другие способы очистки воды. Это серебрение и обратный осмос, а также смягчение воды. В современных условиях дома чаще всего люди используют фильтры для очищения и смягчения воды.

Сегодня проблема качества питьевой воды волнует многих людей во всем мире. Вследствие нехватки чистой питьевой воды и регулярного употребления воды низкого качества, более пятисот миллионов человек в мире страдают от различных заболеваний. Для мегаполисов проблема чистоты и качества питьевой воды особенно актуальна.

Существует множество причин загрязнений питьевой воды. Все эти причины прямо или косвенно связаны с источниками воды. Часто водопроводная вода имеет не артезианское происхождение, а берется из доступных открытых поверхностных источников. Каждый тип водного источника имеет свои собственные характерные причины, которые вызывают загрязнение воды.

Изобретено множество способов предварительной подготовки питьевой воды, а так же методов ее очистки, позволяющих получить практически из любого источника питьевую воду высокого качества.

Очистка воды представляет собой специальный комплекс мероприятий по удалению различных загрязнений, содержащихся в ней. Очистка воды производится на специальных водоочистных сооружениях, а так же в домашних условиях.

Вода, прежде чем попасть в кран конечного потребителя, проходит обеззараживание (чаще всего – хлором, реже используют установки ультрафиолетового облучения), и комплексную очистку на водоочистных станциях.

Рассмотрим наиболее распространенные методы и способы очистки питьевой воды.

Методы очистки питьевой воды

Распространенные методы подготовки и очистки воды:
— осаждение;
— осветление;
— мембранные методы;
— химические реагенты для окисления;
— адсорбция;
— обезжелезивание;
— умягчение;
— обессоливание;
— кондиционирование;
— обеззараживание;
— удаление органических загрязнений;
— дехлорирование;
— удаление нитратов.

Основные методы очистки воды можно разделить на:

• механические,
• биологические,
• химические,
• физико-химические,
• дезинфекция.

К механическим методам относятся различные виды фильтрации или фильтрования воды, процеживание воды, отстаивание воды. Все эти способы относительно недорогие и доступные, их основное использование сводится к отделению от воды различных взвесей.

Мембранный способ очистки питьевой воды заключается в том, что воду пропускают через полупроницаемую перегородку, отверстия которой меньше размера частиц загрязнений.

В основе биологических методов очистки воды лежит способность микроорганизмов подвергать разложению органические соединения. Эти методы обычно применяют для нейтрализации растворенных в воде органических соединений.

С помощью химических методов водной очистки нейтрализуют различные неорганические примеси. Сточные воды обычно обеззараживают, обесцвечивают, нейтрализуют растворенные в них соединений с помощью химических реагентов.

Физико-химические методы очистки воды применяют для нейтрализации коллоидных примесей, растворенных соединений, очистки от грубо- и мелко-дисперсионных частиц. Эти методы отличается высокой производительностью.

Адсорбация – один из физико-химических способов очистки воды. Это процесс так называемого избирательного поглощения твердыми поглотителями, имеющими большую удельную поверхность, одного или нескольких компонентов из жидкой среды. В качестве адсорбентов применяют различные искусственные либо природные пористые материалы: активные глины, торф, зола, коксовая мелочь, силикагель, активированные угли и прочее.

Для окончательной очистки и обеззараживания воды, в основном, применяют:

• Ультрафильтрацию;
• Хлорирование;
• Ультрафиолетовое излучение;
• Озонирование;
• Безреагентные способы обезжелезивания.

– это процесс удаления из воды различных механических и химических примесей. Очистка с помощью этого способа строится исходя из химического и физического состава воды, который определяется специальными пробами. Химические вещества, растворенные в воде в количествах, превышающих установленные нормы, осаживаются с помощью специальных процессов, после чего вода прогоняется через фильтры различной степени фильтрации, которые задерживают те или иные примеси.

Умягчение – это процесс извлечения из воды солей жесткости (кальция и магния). Селективное удаление солей жесткости производится несколькими методами: реагентным умягчением, ионным обменом, при котором ионы загрязненного раствора меняются местами с ионами ионообменного материала, в качестве которого используются различные ионообменные смолы. Умягчение воды снижает угрозу отложения труднорастворимых соединений на стенках и ведущих элементах промышленного оборудования. Установки обратного осмоса предприятий позволяют производить глубокую очистку воды с максимальным качеством по большинству показателей.

Хлорирование не позволяет очистить воду должным образом и способствует образованию примесей, вредных для организма человека. С одной стороны хлорированная вода защищает нас от ряда опасных вирусов и патогенных бактерий, с другой стороны хлор разрушает белковые структуры нашего тела, влияет на состояние слизистых оболочек, убивает полезные бактерии в кишечнике, что способствует ухудшению микрофлоры и может провоцировать появление аллергических реакций. Кроме этого, хлор не убивает яйца остриц и цисты лямблий.

В США и Европе в 1970х годах были разработаны экономичные и эффективные способы с использованием ультрафиолета, которые позволили в большей степени отказаться от хлорирования питьевой воды.

Очистка ультрафиолетовым излучением — наиболее популярный метод очистки воды. Степень обеззараживания воды при обработке ультрафиолетом достигает 99%. Это позволяет использовать способ в пищевой промышленности и на производстве, имеющем особо высокие требования к чистоте воды. Эффективность этого способа напрямую зависит от характеристик воды – ее прозрачности – мутности, цвета, содержания железа. Поэтому, данный способ обычно применяется в комплексе с другими методами на конечной стадии обработки.

Очистка воды с помощью озонирования основана на применении газообразного озона. В процессе взаимодействия с вредными химическими элементами, озон превращается в кислород. Доказано, что озонирование оказывает сильное положительное влияние на организм человека. Озонирование имеет преимущество перед обработкой воды хлором, поскольку не образует токсинов.

Обезжелезивание – это процесс удаления из воды железа. Применяют несколько видов обезжелезивания воды, выбирая их в зависимости от того, какое именно железо содержится в обрабатываемой воде: двух валентное, трехвалентное, органическое или бактериальное. Безреагентные способы обезжелезивания применяют для устранения избыточного содержания в воде железа, нитратов и других загрязнений, придающих воде неприятный вкус, запах, цвет и ржавчину. Зачастую из воды также удаляется марганец, и процесс называется деманганацией.

В наше время уровень загрязнения достаточно высок, поэтому процесс очищения питьевой воды очень важен. Для подбора наиболее подходящего и эффективного способа очистки питьевой воды следует сделать ее анализ.

Способы очистки воды

Существует множество способов доочистки питьевой воды в домашних условиях. Рассмотрим наиболее популярные.

I. Очистка питьевой воды без применения фильтров.

Такие способы, как кипячение, вымораживание или отстаивание, применяются с давних времен.

1. Кипячение.

Кипячение воды является наиболее простым и известным способом очистки воды. Кипячение применяют с целью уничтожения вирусов, бактерий, микроорганизмов и другой органики, удаления хлора и других низкотемпературных газов (радон, аммиак и др.). Процесс кипячения помогает в некоторой степени очистить воду, но имеет ряд побочных эффектов:

— при кипячении изменяется структура воды, она становится «мертвой». Чем больше мы кипятим воду, тем больше погибает в ней патогенных организмов, однако при этом вода становится менее полезной для организма человека.

— при кипячении происходит испарение воды, что приводит к повышению концентрации солей. Они оседают на стенках чайника в виде накипи и попадают в организм человека. Накапливаясь в организме человека, соли приводят к различным заболеваниям — начиная от болезней суставов, образованию камней в почках и окаменению (циррозу) печени, и заканчивая артериосклерозом, инфарктом и мн. др.

— многие виды вирусов могут перенести кипячение воды, поскольку для их уничтожения требуются более высокие температуры.

— при кипячении воды удаляется только газообразный хлор. В лабораторных исследованиях был подтвержден тот факт, что после кипячения водопроводной воды образуется дополнительный хлороформ, даже если перед кипячением воды была освобождена от хлороформа продувкой инертным газом. Это опасное для здоровья канцерогенное вещество может вызывать онкологические заболевания.

Таким образом, после кипячения мы получаем «мертвую» воду, в которой имеется мелкая взвесь и механические частицы, соли тяжелых металлов, хлор и хлорорганика, вирусы и др.

2. Отстаивание.

Отстаивание, в основном, применяют для удаления из воды хлора. Для отстаивания водопроводную воду наливают в большое ведро или банку и оставляют на 8-12 часов. Без дополнительного перемешивания воды удаление газообразного хлора происходит примерно с 1/3 глубины от поверхности воды, поэтому для получения заметного эффекта необходимо следовать разработанным методикам отстаивания.

Важно помнить, что соли тяжелых металлов самостоятельно из отстоянной воды не исчезнут — в лучшем случае они осядут на дне. Поэтому следует использовать лишь 2/3 содержимого банки, стараясь не взбалтывать ее в процессе переливания воды, чтобы осадок на дне не смешался с более-менее очищенной водой.

Эффективность отстаивания воды обычно оставляет желать лучшего. Для усиления эффекта воду так же настаивают на кремнии и/или шунгите. После отстаивания воду обычно подвергают кипячению.

3. Заморозка или вымораживание.

Этот способ применяют для эффективной очистки воды с помощью ее перекристаллизации. Вымораживание гораздо эффективнее кипячения и перегонки, поскольку фенол, хлорфенолы и легкая хлорорганика перегоняются вместе с водяным паром.

Большинство людей под процессом вымораживания понимают следующие действия:

1. налить воду в посуду и поставить ее в холодильник до замерзания
2. вынуть посуду со льдом из холодильника и разморозить ее для питья.

Эффект очистки воды таким способом близок к нулю, хотя вода получается немного лучше водопроводной воды.

Правильное вымораживание основывается на химическом законе, согласно которому при замерзании жидкости прежде всего в наиболее холодном месте кристаллизуется основное вещество (вода), а затем в наименее холодном месте затвердевает все, что было растворено в основном веществе (примеси). То есть чистая пресная вода замерзнет быстрее, чем вода с примесями солей. Этому закону подчиняются все жидкие вещества. Самое главное — обеспечить медленное замораживание воды, и вести его так, чтобы в одном месте сосуда его было больше, чем в другом. (подробнее смотрите в книге: «Осторожно! Водопроводная вода! Ее химические загрязнения и способы доочистки в домашних условиях.», авторы: Скоробогатов Г.А., Калинин А.И. – Санкт-Петербург, издательство Санкт-Петербургского университета, 2003).

Следите за процессом замораживания, и когда вода наполовину замерзнет, незамерзшую воду вылейте (в ней остались все вредные примеси), а замороженную воду можно растопить и использовать для питья и приготовления пищи.

Размороженная (талая) вода, выпитая сразу после оттаивания, является чрезвычайно полезной и целебной, она способна ускорить восстановительные процессы в организме, повысить работоспособность, облегчить состояние при различных заболеваниях.

4. Очищение воды с помощью поваренной соли. Заполните двухлитровую емкость водой из-под крана, затем растворите в ней одну полную столовую ложку соли. Через 20-25 минут вода будет свободна от вредных микроорганизмов и солей тяжелых металлов, однако такую воду не рекомендуется использовать ежедневно.

5. Очистка воды с помощью кремния помогает очистить воду от примесей. Этот способ объединяет отстаивание воды и очистку кремнием. Предварительно кремний необходимо хорошо промыть в теплой проточной воде. Затем положите кремний в двухлитровую банку, заполните ее холодной водой, накройте сверху марлей и поставьте на свету вдали от прямых лучей солнца. Через два-три дня очищенная вода будет готова к использованию. Величина кремниевого камня подбирается из расчета 3-10 грамм кремния на 1-5 литров воды. Очищенную воду аккуратно слейте в другую емкость, оставив 3-5 сантиметров воды с осадком. Затем осадок выливается, кремний и банка моются и заполняются новой порцией воды.

6. Очистка воды с помощью шунгита. В последнее время все более популярным становится очистка воды с помощью шунгита. Для очистки рекомендуют использовать крупные камни, тогда они реже будут нуждаться в замене на новые. Алгоритм очистки следующий: На каждый литр воды берут 100 граммовый камень шунгита. Воду наливают в емкость с камнями на три дня (не более!), после чего вода сливается так же, как и при приготовлении кремниевой воды.
Вода, настоянная на шунгите имеет противопоказания: склонность к онкологическим заболеваниям, тромбообразованиям, повышенной кислотности и наличие болезней в стадии обострения.

7. Очистка воды активированным углем. Для очистки воды вы можете воспользоваться активированным углем – он составляет основу большинства фильтров. Уголь является прекрасным нейтрализатором неприятных запахов (например, старых ржавых труб, хлора). Кроме этого уголь впитывает вредные вещества из водопроводной воды.
Поместите таблетки активированного угля (из расчета 1 таблетка на 1 литр воды) в марлю, заверните и поместите в емкость с водой. Уже через 8 часов будет готова чистая вода.

8. Очистка воды серебром. Серебром можно очищать воду, освобождая ее от химических соединений, вирусов и патогенных микроорганизмов. По антибактерицидному действию серебро обогнало карболовую кислоту и хлорку.
Поместите в емкость с водой на ночь серебряную ложку, монету или другой предмет. Через 10-12 часов очищенная вода будет готова к употреблению. Полезные свойства такая вода сохраняет продолжительное время.

9. Другие народные методы очистки воды :

— очистка воды гроздью рябины — гроздь рябины следует опустить на два-три часа в воду.

— очистка корой ивы, луковой шелухой, ветками можжевельника и листьями черемухи — процесс очищения длится 12 часов.

— очистка уксусом, йодом, вином. Вещество помещают в воду на 2-6 часов из расчета: 1 чайная ложку уксуса, либо 3 капли 5%-го йода, либо 300 грамм молодого сухого белого вина на 1 литр воды. При этом, хлор и некоторые микробы в воде все равно остаются.

II . Очистка питьевой воды с применением фильтров.

Для удаления вредных примесей из воды в промышленности, в коммунальном хозяйстве и в быту используют различные фильтры. Технологии очистки, применяемые в промышленных и бытовых фильтрах, могут совпадать, однако заметно отличается производительность бытовых и промышленных фильтров.

Рассмотрим классификацию фильтров.

По типам фильтруемых примесей различают фильтры для очистки воды от железа, от механических примесей, от органических соединений и т.д.

Различают фильтры предназначенные для технической воды и фильтры используемые для питьевой воды. Для фильтрации питьевой воды обычно применяют фильтры-кувшины и фильтры — насадки на кран, а так же сложные многокомпонентные фильтрующие системы. Их так же различают по степени очистки – простейшей степени очистки, средней степени и высшей степени очистки.

Бытовые фильтры различаются так же по способу установки: фильтры, устанавливаемые под мойку, настольные фильтры, фильтры-насадки на кран.

По способу фильтрации домашние фильтры для очистки питьевой воды можно условно разделить на два основных типа: – накопительные и проточные.

Накопительные фильтры обычно состоят из накопительной емкости для воды и фильтрующего картриджа для очистки воды. Чаще всего это фильтры-кувшины (Аквафор, Брита, Барьер и другие). Ресурс эффективной работы фильтрующего картриджа напрямую зависит от качества используемой воды. Сменные картриджи этого класса фильтров имеют тенденцию накапливать загрязнения, поэтому их необходимо своевременно менять на новые.

Проточные фильтры используют для более тщательной очистки воды. Степень очистки напрямую зависит от поставленной задачи.

Если требуется очистить воду только от запаха, привкуса или хлора, то можно ограничиться использованием угольного фильтра. С этим отлично справляется фильтр-насадка на кран, который содержит внутри фильтрующий воду картридж (полипропиленовый, угольный либо ионообменные смолы).

Если стоит задача получить хорошую питьевую воду, то целесообразно использовать ступенчатые проточные системы фильтрования воды. Для этого используют многоступенчатые фильтры средней степени очистки. В зависимости от модели такая система устанавливается под мойкой, либо на столе.

Двухступенчатые фильтры предназначены для механической очистки на первой ступени, вторая ступень очистки осуществляется с помощью активированного угля. Трехступенчатые фильтры, дополнительно к этим двум ступеням, имеют третью ступень очистки — ионообменную смолу или прессованный активированный уголь для тонкой очистки, обогащенный одной или несколькими добавками: серебро, ионообменное вещество, кристаллы гексаметафосфата и т.д..

Если требуется получить питьевую воду высокого качества, то целесообразно использовать ступенчатые системы фильтрования воды высшей степени очистки с мембранной фильтрацией – системы обратного осмоса, фильтры с ультрафильтрационной мембраной, нано-фильтры.

В методе обратного осмоса основным фильтрующим элементом является обратноосмотическая мембрана, на которой происходит глубокая очистка воды от различных типов загрязнений: от солей тяжелых металлов, пестицидов, гербицидов, нитратов, вирусов и бактерий. Мембрана постоянно очищает саму себя частью фильтрующейся воды, сбрасывая весь мусор в канализацию. Это повышает расход воды. Такая очистка убирает из воды все соли и минералы, и регулярное употребление такой воды вымывает из организма кальций, фтор и прочие необходимые вещества.

Ступени очистки воды, обычно применяемые в обратноосмотических фильтрах:

1 ступень — картридж состоящий из витого или вспененного полипропилена, осущесвляющий предочистку от механических примесей и взвесей (15-30 мкм)

2 ступень — очистка активированным углем от хлора и хлорорганических соединений, газов.

3 ступень — тонкая очистка от механических примесей (1-5 мкм) или доочистка спрессованным активированным углем (CBC-CarbonBlock), увеличивающая срок службы тонкопленочной мембраны.

4 ступень — очистка тонкопленочной мембраной обратного осмоса (размер пор 0.3-1 нанометра)

5 ступень — угольный постфильтр

Иногда используется еще дополнительная ступент – минерализатор очищенной воды.

Проточные фильтры с ультрафильтрационной мембраной так же относится к способам мембранной очистки воды. Материалом для ультрафильтрационой мембраны служит трубчатый композит.

Внешне фильтрационная система очень похожа на обратноосмотическую систему, однако очистка способом обратного осмоса осуществляется более качественно по сравнению с очисткой ультрафильтрационной мембраной. Все отфильтрованные загрязнения остаются в порах мембраны, постепеннозабивая ее. Эти фильтры обычно не изменяют жесткость воды.

Фильтры с ультрафильтрационной мембраной так же имеют пятиступенчатую систему очистки воды. Она включает в себя следующие ступени фильтрации:

На первой ступени очистки вода проходит картридж предварительной механической очистки. Он удаляет механические частицы и взвеси размером до 10 мкм (микрон). Материалом для него служит вспененный или витой полипропилен.

На второй ступени очистки вода проходит через картридж с активированным гранулированным углем. На этом этапе вода очищается от хлора и его соединений, газов, органических веществ. При этом улучшаются вкусовые качества воды.

На третьей ступени очистки вода пропускается через картридж, содержащий спрессованный активированный уголь. При этом происходит дополнительное удаление из воды механических примесей диаметром до 0,5мкм (микрон) и хлорорганических соединений.

На четвертой ступени очистки вода проходит через ультрафильтрационную мембрану, имеющую отверстия диаметром 0,1-0,01 мкм, изготовленную из трубчатого композита. Мембраной удаляются практически все примеси, растворенные в воде, органические загрязнители, вирусы, бактерии, соли тяжелых металлов, таких как ртуть, железо, марганец, мышьяк. Затем вода проходит через in-line картридж, изготовленный из активированного кокосового угля. На этом этапе происходит окончательная доочистка воды, улучшается ее вкус, и удаляются запахи.

Нанофильтры — это последняя разработка японских ученых в области нано и биотехнологий. Это проточный семиступенчатый комплекс качественной очистки воды, позволяющий удалить из нее все вредные примеси и сделать воду максимально полезной для организма человека.

На выходе система выдает очищенную и структурированную питьевую воду, по своим свойствам аналогичную талой воде. При этом система позволяет регулировать уровень рН.

Количественный показатель ионов водорода в воде часто оказывает влияние на физико-химические свойства и биологическую активность белков и нуклеиновых кислот, поэтому для нормального функционирования организма поддержание кислотно-щелочного равновесия является задачей исключительной важности. Четвертая ступень, состоящая из биокерамических шариков, выполняет функцию регулировки уровня рН воды до уровня рН крови человека.

Анионы, излучаемые турмалином, входящим в состав пятого картриджа, оказывают положительное влияние на иммунитет, эндокринную систему, очищают сосуды, заряжают плазму крови.

Стоит заметить, что система с нанофильтрами имеет достаточно высокую стоимость.

Таким образом современному человеку доступно множество способов получения вкусной, безопасной и качественной воды. Производители фильтров и систем по очистке воды предлагают выбрать и использовать наиболее эффективные из них. Диапазон цен и широкий ассортимент позволяет людям, с различным уровнем дохода, выбрать для себя подходящее устройство, и наслаждаться преимуществами чистой и полезной воды.

А какие методы и способы очистки воды применяете Вы?

Напишите об этом в комментариях!

Вне зависимости от выбранного Вами способа и метода очистки, вода, которую вы получаете в результате обработки, должна стать правильной водой . Только тогда Ваш организм сможет извлечь из нее максимум пользы.

И еще важен один момент: правильная вода должна быть доступна вам, где бы вы не находились – дома, на работе, в отпуске, в дороге…

Как сделать из Вашей воды Правильную воду – .

Вода из скважин и природных источников имеет ряд растворенных компонентов и взвесей. Чтобы получить жидкость, которую можно использовать в промышленности, для бытовых целей и для питья, ее следует качественно очистить. Современные способы очистки воды очень разнообразны. Они делятся на несколько групп по характеру происходящих процессов. С использованием методов создаются приборы, которые обеспечивают оптимальную очистку. Этот процесс требует комплексного подхода, поэтому применяется сразу несколько подходящих методов.

Рис. 1 Некоторые методы водоочистки

Физические способы основаны на соответствующих физических процессах, воздействующих на воду и присутствующие загрязнения. Обычно такие методы используют для устранения нерастворимых, крупных включений. Иногда они воздействуют и на растворенные вещества и биологические объекты. Основными физическими способами очистки являются кипячение, отстаивание, фильтрование и обработка ультрафиолетом.

Кипячение

В процессе кипячения на воду воздействует высокая температура. В результате такого воздействия устраняются микроорганизмы, некоторые растворенные соли выпадают в осадок, образуя накипь. При длительном кипячении могут распадаться более устойчивые вещества, например, соединения хлора. Метод простой и оптимальный для использования в быту, но очищающий только относительно небольшие объемы воды.

Отстаивание

В этом случае используется воздействие естественной силы тяжести на относительно большие механические включения. Под воздействием собственной тяжести они опускаются на дно емкости, образуя слой осадка. Выполняют отстаивание воды в специальных отстойниках. Эти емкости снабжаются устройствами для сбора и удаления получающегося осадка.

Фильтрование

При прохождении воды материал с порами или другими отверстиями, часть загрязнений задерживается. Остаются на поверхности частицы, которые крупнее пор или ячеек. По степени очищения выделяют фильтрацию грубую и тонкую. При грубой очистке задерживаются только крупные частицы. В процессе тонкой удерживаются включения, размер которых составляет всего несколько микрон.

Рис. 2 Уровни фильтрования

Обработка ультрафиолетом

Использование ультрафиолетового излучения позволяет устранить биологические загрязнения. Свет этого спектра воздействует на основные молекулы, что приводит к гибели микроорганизмов. Стоит учитывать, что обрабатывают ультрафиолетом воду, которая очищена от взвеси, т.е. произведена предварительная очистка воды. Твердые включения создают тень, которая защищает бактерии от ультрафиолетового света.

Химические методы водоочистки

Химические способы очистки воды основаны на реакциях окисления-восстановления и нейтрализации. В результате взаимодействия специальных реагентов с загрязняющими веществами происходит реакция, итогом которой становится нерастворимый осадок, разложение на газообразные составляющие или появление безвредных компонентов.

Нейтрализация

Применение этого метода обеспечивает устранение кислой или щелочной среды и приближение ее показателей к нейтральным. В воду с определенным показателем кислотности добавляют реагенты, обеспечивающие создание кислой или щелочной среды. Чтобы нейтрализовать кислую среду, применяют щелочные составы: кальцинированную соду, гидроксид натрия и некоторые другие. Для устранения щелочной среды выбирают растворы некоторых кислот или оксиды углерода, серы и азота. Последние при растворении в воде образуют слабые кислоты. Реакции нейтрализации обычно представляют собой химические методы очистки сточных вод. При подготовке питьевой воды из природных источников изменение реакции не требуется, она изначально близка к нейтральной.

Процессы окисления и восстановления

При очистке воды чаще всего используется окисление. В процессе реакции с окислителями загрязняющие соединения превращаются в безвредные компоненты. Они могут быть твердыми, газообразными или растворимыми. В качестве сильных окислителей выступают соединения хлора, озон и некоторые другие вещества.

Рис. 3 Установка для окисления озоном

Очистка воды физико-химическими методами

Методы очистки воды, относящиеся к этой группе, включают одновременно физические и химические способы воздействия. Они весьма разнообразны и помогают удалить значительную часть загрязнений.

Флотация

В процессе очистки воды методом флотации через жидкость пропускают газ, например, воздух. Создаются пузырьки, на поверхность которых прилипают гидрофобные частицы загрязнений. Пузырьки поднимаются на поверхность и образуют пену. Этот слой пены с загрязнениями легко удаляется. Дополнительно могут использоваться реагенты повышающие гидрофобность или сцепляющие и укрупняющие частицы загрязнений.

Рис. 4 Принцип флотации

Сорбция

Очищение воды методом сорбции основывается на избирательном удерживании веществ. Чаще всего используют адсорбцию, когда удержание происходит на поверхности сорбента. Сорбция бывает физической и химической. В первом случае используются силы межмолекулярного взаимодействия, а во втором – химических связей. В качестве сорбентов обычно выступают активированный уголь, силикагель, цеолит и прочие. Некоторые виды адсорбентов могут восстанавливаться, а другие утилизируются после загрязнения.

Экстракция

Процесс экстрации выполняется с использованием растворителя, который плохо смешивается с водой, но лучше растворяет загрязняющие вещества. При контакте с очищаемой жидкостью загрязнители переходят в растворитель и концентрируются в нем. Таким способом из воды устраняют органические кислоты, и фенолы.

Метод ионного обмена применяется в основном для удаления из воды солей жесткости. В некоторых случаях его используют для устранения растворенного железа. Процесс заключается в обмене ионами меду водой и специальным материалом. В качестве такого материала выступают специальные синтетические ионообменные смолы. Этот способ очистки воды получил распространение не только в промышленности, но и в быту. Сейчас не затруднит приобрести фильтр, имеющий ионообменный картридж.

Рис. 5 Ионный обмен

Еще один способ, с помощью которого выполняется очистка питьевой воды, это обратный осмос. Для очистки требуется специальная мембрана с очень мелкими порами. Через поры проходят только небольшие молекулы. Загрязняющие вещества отличаются большим размером, чем молекулы воды, поэтому не проходят сквозь мембрану. Такая фильтрация выполняется под давлением. Получающийся раствор из загрязняющих веществ утилизируется.

Рис. 6 Обратный осмос

Методы, используемые в бытовых фильтрах

Все эти методы используются для очищения жидкостей, в том числе и сточных вод. Но в большинстве случаев людей интересует, как очистить воду дома для употребления в пищу и бытовых целей. Очистка воды в домашних условиях не предполагает использования всех названных способов. Только часть из них реализуется в современных приборах. Есть возможность очистить воду из-под крана и без фильтра. Этот метод – кипячение. Однако гораздо чаще воду чистят специализированными фильтрующими устройствами.

В фильтрах задействованы такие методы очистки питьевой воды как механическая фильтрация, ионный обмен, сорбция, обратный осмос. Иногда применяются и некоторые другие, но гораздо реже.

Все эти современные методы очистки воды реализуются в картриджных проточных фильтрах. В таких приборах очищают водопроводную воду в несколько этапов. На первом этапе осуществляется механическая фильтрация, затем устраняются растворенные вещества методами сорбции и ионного обмена, а в завершении вода может пропускаться через обратноосмотическую мембрану.