Способы очистки воды плюсы и минусы обж таблица кратко

Обновлено: 04.07.2024

Водопроводная вода, хоть и проходит стадию подготовки на очистных сооружениях прежде, чем попасть к потребителю, требует дополнительной очистки до питьевой. Процесс удаления нежелательных веществ нужен не только для особо требовательных физико-химических процессов на производственных предприятиях, но и для бытового потребления в квартирах, частных домах, для полива растений и содержания животных. Для осуществления этого процесса используются один из 4 методов очистки воды до питьевой, либо применяется комбинированный способ.

Как связано качество питьевой воды и методы очистки воды

Технология очистки воды до питьевой - это процесс подготовки природной воды, включающий различные методы удаления нежелательный частиц, минералов, биологических веществ и газов, результатом которого является получение пригодной питьевой воды.

Прежде чем выбрать способы очистки воды питьевой воды, необходимо разобраться, от чего чистить воду. К основным загрязнениям пресной воды (водопроводной, колодезной, родниковой, скважинной) относят:

механические примеси - песок, ил, глина, ржавчина;
микроорганизмы, бактерии, вирусы и органические соединения;
железо, марганец и тяжелые металлы;
гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды, соединения азота и свободных лор;
легкорастворимые соли и газы.

Реализуемые современные методы очистки воды до питьевой различны и подбираются в зависимости от качества исходной воды, которое проверяют путем лабораторного исследования.

Основные методы для очистки питьевой воды

В зависимости от принципа действия активных компонентов очистительных устройств выделяют 4 группы способов очистки воды питьевой:

физические;
химические;
биологические;
физико-механические.

Физические методы и средства очистки питьевой воды

Физические методы питьевой водоподготовки применяются для очистки воды от твердых, нерастворенных, взвешенных и чаще всех крупнофракционных частиц. На особую эффективность данных методов водоподготовки питьевой воды не рассчитывают, поэтому применяют только для первичной очистки. Самые известные среди них:

отстаивание;
процеживание;
кипячение;
заморозка;
очистка питьевой воды методами фильтрации;
обработка ультрафиолетом.

Химические технологии очистки питьевой воды

Современные химические методы для очистки питьевой воды имеют высокую производительность и эффективность. Очистка происходит за счет взаимодействия специальных химических компонентов, которые угнетают действия примесей. Основные реакции:

нейтрализация (выравнивание щелочного баланса среды);
окисление (обезвреживание токсичных компонентов и хлора);
восстановление (удаление ряда переходных элементов, простых металлов и соединений).

В силу применения активных химических веществ некоторые технологии водоподготовки питьевой воды являются опасными для здоровья человека.

Биологические методы и способы очистки питьевой воды

Как следует из названия в основе метода подготовки питьевой воды лежит принцип использования живых микроорганизмов: аэробных либо анаэробных бактериальных культур. Данный современный метод подготовки питьевой воды перспективный, но применяется лишь для очистки сточных вод.

Физико-химические методы очистки и обеззараживания питьевой воды

Самый популярный метод, используемый для очистки питьевой воды, - физико-химический. Основные современные способы очистки (обезжелезивание, ионный обмен, обратный осмос) включены в данную группу.

Технологии подготовки питьевых вод с помощью обезжелезивания и аэрации

Результатом обезжелезивания является полное извлечение из воды железа и марганца. В зависимости от валентности присутствующего металла применяют разные схемы очистки питьевой воды от железа. Два наиболее популярных: реагентный с помощью введения окислителей, безреагентный с использованием катализаторов окисления и метод аэрации.

Аэрация позволяет избавиться от самого распространенного вида железа - двухвалентного. Сущность данной схемы водоподготовки питьевой воды - насыщение воды кислородом, под действием которого железо из растворенной формы переходит в твердую, впоследствии отделяемую механической очисткой.

Данные современный способы очистки питьевой воды безопасны, улучшают вкус воды и сравнительно не дороги. К минусам системы можно отнести узконаправленность метода, необходимость соблюдения определенного PH воды, необходимость регулярной смены фильтра.

Ионообменные методы подготовки воды для хозяйственно питьевого потребления

Принцип работы ионообменных фильтров заключен в действии специальной смолы. Когда вода проходит через фильтр умягчения, происходит реакция ионного обмена, так смоле удается удерживать ионы кальция, магния, насыщая воду полезным натрием или нейтральным водородом. Получаемые соли являются безвредными, не выпадают в осадок и не вызывают накипи. Также смолы улавливают вредные тяжелые металлы. Применяются системы совместно с фильтром грубой чистки и, когда минерализация воды находится на уровне более 100 мг на 1 л. Среди недостатков таких методов подготовки питьевой воды выделяют:

необходимость частой регенерации смолы;
невысокая скорость очистки.

Данный способ относится к наиболее эффективным методам очистки питьевой воды и сточных вод.

Обратный осмос - современный метод очистки питьевой воды

Системы очистки воды, в основе которых лежит процесс обратного осмоса, считаются универсальным способом. Эффективность данного метода очистки питьевой воды до 99%. Процесс строится на действии физических сил, под влиянием которых чистая вода проходит сквозь полупроницаемую мембрану, а примеси (механические, растворенные соли, металлы) остаются в исходном растворе и в последствии выводятся в сток. Самая важная составляющая для осуществления процесса - достаточный напор воды.

Выделяют два основных недостатка обратноосмотического способа подготовки питьевой воды: неспособность улавливать летучие компоненты, такие как хлор и летучая органика, и полная деминерализация воды. Поэтому в установках обратного осмоса используют фильтры пред и послеобработки.

Обеззараживание - основной метод очистки питьевой воды от микробиологического загрязнения

Методы обеззараживания служат для уничтожения вредных микроорганизмов, вирусов и бактерий. Существует несколько методов очистки питьевой воды:

хлорирование;
озонирование;
йодирование;
термическая обработка;
применение ультразвуковых установок;
использование серебра.

Каждый метод очистки питьевой воды от бактерий имеет свои плюсы и минусы, оказывая или нет влияние на здоровье человека. Наибольшую эффективность имеют комбинированные бактерицидные установки, предназначенные для обеззараживания воды небольших объемов и применения в бытовых целях.

Подготовка питьевой воды с помощью сорбции

Данный метод очистки питьевой воды с помощью угольных фильтров в России используется для того, чтобы проводить эффективную очистку воды в больших объемах. Он подходит для глубокой очистки воды любого назначения, а также в качестве этапа водоподготовки и заключительного этапа очистки.

Действующее вещество - сорбент, который способен удерживать на своей поверхности вредные вещества за счет пористой структуры. Обычно используются активированные угли, силикагели, алюмогели, цеолиты. Данный способ очистки питьевой воды позволяет избавиться от нитратов, гербицидов и пестицидов, фенолов, ПАВ и т.д.

Флотация - новый метод очистки питьевой воды

Принцип работы систем на основе процесса флотации сводится к насыщению воды пузырьками воздуха, которые способны улавливать взвешенные частицы загрязняющих компонентов, выводя их на поверхность и образуя пену, которая в свою очередь удаляется механическим способом. Часто вместо обычного воздуха используют химические компоненты. Метод подготовки воды питьевого качества применяется в основном для очистки от нефтепродуктов, масел и других компонентов, которые не поддаются удалению другими методами. Это достаточно эффективный, но узконаправленный метод, который применяется в основном в промышленной водоподготовке.

Электродиализ и электродеионизация - специальные методы очистки питьевой воды

Мы знаем все о качестве питьевой воды и методах ее подготовки

Все методы подготовки питьевой воды имеют свои достоинства и недостатки, поэтому выбирая подходящий вариант, нужно основываться на пригодности способа в каждом конкретном случае. Например, провести анализ воды и установить качественный и количественный состав примесей, а также понять, какой уровень очистки воды на выходе требуется, ведь к питьевой воде, воде для бытовых нужд и технической воде предъявляются разные требования. Наилучший вариант - приобрести комплексную установку, позволяющую провести очистку и насыщение воды полезными минералами.

Методы очистки воды (МОВ) постоянно эволюционируют, поскольку, к нашему большому сожалению, постоянно растёт уровень загрязнения водных ресурсов нашей прекрасной планеты.

Базовые методы и способы очистки воды

Очистка воды уже давно является для человечества одним из важнейших вопросов выживания как в среднесрочной, так и в долгосрочной перспективе.

Методы и технологии очистки воды постоянно совершенствуются и развиваются, но параллельно появляются и все новые и новые загрязнители. И кто победит в этой гонке неизвестно.

В этом материале мы рассмотрим основные МОВ. Под очисткой воды подразумевается отделение от нее, каких либо загрязнителей и других, не естественных для данного типа воды веществ и примесей.

Очистка воды — это …

Вначале кратко сформулируем, что мы понимаем под очисткой воды в контексте данного материала.

После очистки вода может потребляться человеком без риска для своего здоровья, или же в технических и производственных целях.

Классификация МОВ

МОВ разделяются на четыре большие группы:

механические методы очистки;
химические методы очистки;
физико-химические методы очистки;
биологические методы очистки.

Механические МОВ

В результате механического метода очистки отделяются механические примеси. В процессе этого метода вода, как правило, отстаивается, фильтруется или процеживается. В сложных системах очистки этот метод, используется на предварительном этапе.

Процессы, используемые при механическом методе:

отстаивание воды;
фильтрация воды;
процеживание воды.

Преимущества и недостатки механического метода очистки воды:

преимуществом механического метода является его низкая себестоимость;
недостаток механического метода — низкий уровень очистки.

Химические МОВ

При химических МОВ используются различные реагенты. Реагенты, вступая в реакцию с загрязнителями, образуют новые безопасные для человека соединения, которые выпадают в нерастворимый осадок. Этот осадок, в дальнейшем, отделяется и выводится из воды.

Процессы, используемые при химических методах:

нейтрализация;
окисление;
восстановление.

Преимущества и недостатки химического метода очистки воды:

преимущество химического метода — высокая эффективность при больших объемах воды;
недостаток химического метода — использование химических реактивов.

Физико-химические методы очистки воды

Физико-химические методы используют физико-химические свойства веществ.

Процессы при физико-химических МОВ:

коагуляция;
адсорбция;
флотация;
ионный обмен;
диализ;
экстракция;
электролиз;
обратный осмос (подробно про обратный осмос читайте в статье Осмос, обратный осмос и фильтры для воды);
вымораживание;
…

Преимущества и недостатки физико-химического метода очистки воды:

преимущества физико-химического метода — высокая производительность;
недостатки физико-механического метода — высокая себестоимость.

Биологические методы очистки воды

Эти МОВ аналогичен естественным процессам, происходящим в природе, благодаря которым очищается вода в водоемах – озерах, реках, прудах … Суть этого метода заключается в том, что специальные бактерии и микроскопические животные уничтожают органические загрязнители.

Технологии, используемые при биологическом методе очистки воды:

биофильтры;
биологические пруды;
аэротеноки.

Преимущества и недостатки биологического МОВ:

преимущества биологических методов — отсутствие химии;
недостатки биологических методов: необходимость в больших земельных участках.

Заключение

Мы видим, что МОВ достаточно разнообразны, но по мнению автора, их развитие не успевает за эволюцией загрязнителей, которые становится все более разнообразными вслед стремительному развитию научно-технического прогресса.

Так же хотим отметить один важный момент — очистные сооружения являются для людей важнейшим элементом жизнеобеспечения, поэтому они должны быть надёжно защищены от вандалов и террористов.

Методы очистки воды

5 комментариев к “Методы очистки воды”

Информация конечно структурированна, но хотелось бы более развернуто …

В современном мире промышленного бума и синтетических материалов водные объекты насыщены большими концентрациями современных загрязнителей, которые не удаляются практически всеми типами оборудования и имеющимися технологиями водоочистки и водоподготовки.

Есть все, и технологии работающие и оборудование с автоматическим управлением, но сегодня нет политической воли и финансового обеспечения работ, не только в РФ а практически во всем мире, ибо промышленникам расходы на экологию не сильно интересны…………….

Да, сейчас жада прибыли сильнее … надо стимулировать инвистиции в экологию … ибо другого пути нет …

Биофильтр это сооружение, в котором очистка воды осуществляется путем фильтрации через слой загрузочного материала, покрытого слоем аэробных микроорганизмов, который также называется биопленкой. Для обеспечения достаточного количества кислорода, необходимого организмам для биоразложения загрязнителей, предусматривается воздухораспределительная система. Однако аэрация может осуществляться и естественным путем.

1. Что же такое чистая вода?

Вопрос тут в том, что в большинстве водоканалов производственный контроль качества фактически осуществляется только на выходе с очистных сооружений, а доходящая до дома/квартиры вода уже набрала в себя вредных веществ и иногда бактерий пройдя через километры трубопроводов. Для избегания части данных проблем — любая, даже идеально чистая вода из источников (а такие города в России есть) подвергается хлорированию с поддержанием нормируемого показателя остаточного хлора.

2. Основные проблемы, общие для домашнего использования и промышленной водоподготовки

Главной бедой воды из поверхностных источников являются болезнетворные бактерии, которые не всегда можно убить простым кипячением, для их очистки основные практически применяемые методы — это УФ обеззараживание (плюсом является отсутствие влияния на органолептические свойства воды, минусом — отсутствие пролонгированного эффекта), озонирование (плюс как и УФ обеззараживания, минусы — небольшая продолжительность действия, коррозионная активность и сложный подбор дозы), хлорирование воды (плюсы — высокая пролонгированность действия, минусы — изменение органолептических свойств, коррозионная активность). Рекомендация для домашнего использования — УФ обеззараживание.

Следующая по сложности проблема — наличие солей в воде.

Часть из них, например двухвалентное железо убирается практически легко обычной ионобменной смолой, часть, например трехвалентное железо и марганец — достаточно тяжело поскольку в данном случае составляется целая секция ионобменных фильтров и используются дополнительные реагенты. Соли кальция и других щелочных металлов убираются несложно простыми ионобменными фильтрами, где они связываются в фильтрах и дальше при регенерации фильтра уходят в канализацию. Альтернатива, но более дорогая в промышленном исполнении — мембранная очистка воды, ультрафильтрация. Экзотические вещи — окисления веществ, например хлором, рассматривать тут будет лишним. Ни к чему хорошему для потребителя это зачастую не приводит…
Моя рекомендация для дома — подобрать систему ионобменных фильтров.

Третья проблема — цветность и мутность воды.

Цветность и мутность воде придают находящиеся в ней примеси, проще их можно разделить на растворенные частицы, коллоидные частицы и примеси различных фракций глины и ила. Растворенные частицы в основном убираются сорбционными фильтрами и окислением. Коллоидные — в промышленности коагулируют коагулянтами либо флокулянтами (например в водоканалах применяют глинистые отстойники) и дополнительно применяются сорбционные фильтры. Примеси фракций, грубо говоря, убираются фильтрами грубой и тонкой очистки.
Например варианты для дома — использование сорбционного фильтра + комбинация фильтров тонкой и грубой очистки.

Четвертая проблема — радиоактивность воды.

Радиация в воде от естественных источников так-же является проблемой, которую рассмотрим как последнюю.
Основным загрязнителем является радон, весьма противный и опасный газ. Для его удаления основной применяемый метод — это аэрация, и дополнительно дальше вода чистится либо сорбционными фильтрами, либо осмотическими мембранами. Простого массового домашнего решения в данной ситуации я не встречал.
Вроде рассмотрел все основные аспекты загрязнителей воды, исключая экзотические (нефтепродукты и т.д.) и выдал некоторые рекомендации. Аспект обратного осмоса особо специально не затрагивал, поскольку идет вечная война между его сторонниками и противниками=)

В любом случае перед закупкой оборудования первым делом стоит сделать в нормальной лаборатории анализ воды и уже по нему смотреть какие примеси и в каком количестве необходимо очищать!

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Управление образования администрации города Соликамска Пермского края

СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Володина Вера Анатольевна,

учитель начальных классов

Соликамск – 2018

Однажды мама прочитала мне историю про щуку, у которой была красная голова, зеленое брюхо, синий хвост, и другие щуки не хотели с ней разговаривать. А стала она такой, потому что в реку, где она жила, фабрика по изготовлению игрушек стала сливать отходы от производства. Услышав эту историю, я задумалась, ведь и в нашем городе есть реки, в которых водится рыба, и есть заводы и комбинаты, по городу ездит много машин.

Цель исследования – определить уровень загрязнённости воды из различных источников и выявить наиболее продуктивные способы её очистки.

Задачи исследования :

выбрать для изучения источники воды, находящиеся в непосредственной близости к человеку;

оценить чистоту воды собранных образцов на бытовом уровне;

использовать для очистки воды способы, наиболее доступные в быту;

провести сопоставление первоначальных образцов с очищенными, сделать выводы.

Объект исследования – вода из источников, находящихся в непосредственной близости к человеку.

Предмет исследования – качественные показатели, которые характеризуют воду, используемую в быту.

Гипотеза исследования : предположим, что загрязнённую воду из источников, которые находятся рядом с человеком и не соответствует нормам, можно очистить на бытовом уровне.

В процессе проведения исследовательской работы были использованы следующие методы :

теоретические: анализ источников информации, систематизация собранных сведений;

эмпирические: наблюдение, опыты, обработка полученных сведений.

В процессе написания исследовательской работы мы углубили знания об окружающем мире и методах научного познания природы; приобрели умения и навыки решения бытовых проблем на основе знаний, полученных из различных источников; овладели умениями проводить наблюдения, опыты.

Работа состоит из двух глав, введения, заключения, списка литературы.

Глава 1. Определение уровня загрязнения воды в водоёмах нашего города

Вода - удивительное вещество, благодаря которому существует все живое на ней. Растения, впитывая воду из почвы, питают свои цветы и листья. Животные пьют воду из ручьев и речек. Человек на 70% состоит из воды и не может прожить без нее больше 3-х дней. Мы пьем воду каждый день, едим растения, которые впитывают воду из почвы, а ведь в почву вода попадает не только с помощью осадков, но и из водоемов, а значит, в листья растений попадают все вещества, которые могут раствориться в воде [1 ] . Для подтверждения этого мы провели опыт . (рис. 1)

В 4 стакана с водой добавили пищевой краситель разного цвета. Поставили в воду по одному листу пекинской капусты. Оставили их на ночь.

Читайте также: