Какие этапы очистки проходит вода на пути к крану вашего дома охарактеризуйте их кратко

Обновлено: 07.07.2024

Какие этапы очистки проходит вода на пути к крану вашего дома? Охарактеризуйте их.

Ответ

Водоочистка проводится в несколько этапов:

1. Механический — предварительная очистка. Здесь проводится задержание нерастворимых примесей.

2. Биологический — переработка органических загрязнителей микроорганизмами.

3. Физико-химический — осаждение растворенных примесей.

4. Дезинфекция сточных вод — хлорирование или озонирование воды и целью обеззараживания.

*Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания.

Популярные решебники 9 класс Все решебники

Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.

Можете себе представить, что вода, которая льется из крана, какое-то время назад бежала по канализационным трубам? В ней плавал мусор, кишели вредоносные бактерии и содержались ядовитые хозяйственные концентраты. Но теперь она чистая и прозрачная, и вы спокойно моете ей посуду. О том, какой путь проходит вода от сточных труб до водоемов, а затем вашей ванной комнаты или кухни, рассказываем в материале.

Для очистки канализационных стоков от загрязнений разработан комплекс сооружений, после которых водные потоки пополняют природные резервуары. Здесь очищенная сточная вода смешивается с природной и направляется на новые очистительные станции. И после очередных кругов очистки и дезинфекции появляется у нас в квартире. Этот процесс очень важен для здоровья человека и экологии в целом, так как если воду не очищать, она может навредить флоре и фауне водоемов.

Часть первая. Очищение канализационных вод

Моем посуду, усиленно натираем тарелку чистящим средством и до скрипа промываем чистой водой. Вода с концентратами, остатками еды и жиром отправилась в недра канализационной системы. Ей предстоит наполнить резервуар главной насосной станции и перейти в цех механической очистки.

Механическая очистка

На этом этапе выполняется основная работа – до 75% очищения.

С помощью мелких решеток вылавливают бытовой мусор: банки, бутылки, бумагу, тряпки, вату, пакеты, остатки продуктов питания и многое другое. После решеток процесс переходит на микроуровень. В ход пускают

песколовки. Они необходимы для устранения песка, камушков и осколков. Осевшие частицы выкачиваются со дна насосом и отправляются на дальнейшую переработку. Следующий этап – жироловки. Как и в случае с песколовками, они утилизируют не только жир, но и масла, нефтепродукты и другое. Отделившиеся вещества удаляются с поверхности воды скребками.

Затем воду отстаивают, как наши бабушки отстаивали пятилитровки для полива цветов, только в грандиозном масштабе. Это очищает воду от взвешенных веществ и яиц гельминтов. Выгоднее всего двухъярусные отстойники. В первом ярусе остается чистая вода, во втором скапливается ил и прочие отходы. Схема очень простая: под действием силы тяжести происходит осаждение вредных частиц. Для ускорения часто используют коагулянты или флокулянты. С их помощью мелкие частицы прилипают друг к другу и быстрее идут ко дну. Еще одной хитростью отстойника является строение резервуара: при выходе диаметр трубы увеличивается и поток замедляется, что способствует усилению осаждения частиц. В качестве дополнительных приспособлений могут использоваться различные мембраны, фильтры, септики. Воду также очищают от фосфатов, которые попадают в воду из синтетических средств после стирки или мытья посуды, что приводит к эвтрофикации, или заболачиванию воды. От них же сушится кожа рук, если работать без перчаток.

Биологический этап очистки сточных вод

Биологическая очистка

Новый этап – биологическая очистка. Здесь из воды устраняют новые загрязнители: органику, азот, фосфор. Для этого используют бактерии и простейшие микроорганизмы, которые питаются вредными загрязнениями.

Первый этап – это прохождение через аэротенк, резервуар, в котором вода смешивается с активным илом (те самые микроорганизмы). Аэробные микроорганизмы используют кислород, поэтому воду перед этим обогащают O₂. Анаэробные микроорганизмы работают самостоятельно и не нуждаются в дополнительных порциях кислорода.

Затем вода попадает во вторичные отстойники, где очищается уже от активного ила. Микроорганизмы оседают на дно, откуда их убирают скребками. Однако вместо этого могут использоваться биофильтры. Это специальные устройства, где сточная вода очищается, проходя через фильтр, содержащий активные бактерии. В качестве наполнителя может использоваться гранитная крошка, пенополиуретан, пенопласт. На поверхности этих частиц образуется биологическая пленка, состоящая из микроорганизмов. Они разлагают органические вещества. После биофильтров применяются вторичные отстойники, и рассмотренный нами порядок повторяется.

Дополнительная очистка

Вода уже считается чистой на 90-95%. Однако необходимо убрать остаточные загрязнители. Вода снова проходит несколько этапов.

Неорганические соединения превращают в органические с помощью пластмассовых засыпных дисков с отверстием в центре. Происходит окисление оставшихся загрязнителей. После чего вода попадает в фильтры доочистки, наполненные песком. Вода подается снизу-вверх и промывает фильтры.

Затем происходит финальное уничтожение микроорганизмов. Тут способов много: ультрафиолет, переменный ток, ультразвук, гамма-облучение, хлорирование. После этого этапа вода сливается в водоем. Если объем сточных вод большой, и очистительные сооружения располагаются вблизи населенных пунктов, то ко всему этому длительному процессу добавляется еще и очистка воздуха, чтобы устранить неприятный запах.

Западная станция водоподготовки г. Москвы. Механический этап очистки

Часть 2. Очищение воды из резервуаров

Та вода, которая течет у нас из кранов, поступает на очистительные станции из природных резервуаров и водоемов. Процесс очистки повторяется вновь, он похож на тот, что проходили канализационные потоки.

Забор

Фильтрация

Затем вода попадает в фильтр, состоящий из множества пористых соломинок. Размер пор крошечный (0,01 микрона), в таких мембранах застревают даже вирусы и бактерии. Следом идет уже знакомое нам коагулирование и отстаивание. Пройдя через специальные пластиковые пластины – ламели, вода направляется на финальное обеззараживание. Здесь в воду добавляют гипохлорит натрия в сочетании с аммиачной водой. Это необходимо для обеззараживания питьевой воды на долгое время, так как со станции она еще долго будет бежать по трубам, пока попадет на нашу тарелку.

Дополнительная очистка

В Москве классическую технологию очистки воды на станции дополняют озоносорбцией и ультрафильтрацией. Проще говоря, обогащают озоном и фильтруют активированным углем, а после разделяют водный поток мембранами на очень мелкие части и пропускают под разным давлением. Из интервью на сайте мэра Москвы, директор Западной станции водоподготовки о новых способах очистки:

Проверка качества воды

Проверка качества

Безопасность воды проверяют в Центрах контроля качества воды. В Москве на Северной станции водоподготовки специалисты расщепляют образцы на молекулы, после чего проверяют по 100 показателям.

Ежегодно в Москве отбирается 735 тысяч проб и производится 2,5 миллиона анализов. Специалисты утверждают, что вода пригодна даже для питья, но важными условиями является качество труб в вашем доме и особенности обмена веществ. Качество воды в других городах можно проверить на сайте региональных водоканалов или самостоятельно заказать анализ проб воды.

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:

химические — предполагают обработку реагентами (хлор или озон), чтобы нейтрализовать все неорганические примеси (таким способом удаляются сульфаты, цианистые вещества, железо, нитраты, марганец);
механические (физические) — пропускают потоки через фильтрующие системы мембранного или сетчатого типа для удержания и отсеивания посторонних частичек (бактерии, взвеси, соли тяжелых металлов);
биологические — предусматривают введение в жидкость специальных микроорганизмов, которые уничтожают вредную и опасную органику (способ актуален для обеззараживания сточных вод);
физико-химические — применяются на промышленных объектах и крупных станциях подготовки воды;
ультрафиолетовые — предназначены для уничтожения патогенной микрофлоры и бактерий.

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:

механическая обработка — сначала из жидкости нужно убрать твердые, нерастворимые частички, примеси в виде ила, песка, травы и водорослей, а также мусора и остатков жизнедеятельности человека;
аэрация — процесс растворения содержащихся газов, окисления железа (осуществляется аэрационной колонной и специальным компрессором);
обезжелезивание — наиболее сложный и длительный этап, где используется дренажно-распределительное устройство с блоком автоматического управления (в корпус засыпается зернистый материал, на котором и окисляется железо сначала из двухвалентного в трехвалентное, а после — выпадает в осадок);
смягчение — удаление из воды солей магний и кальция, которые делают ее жесткой (используется регенерирующий раствор соли и ионообменные смолы).

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:

основной резервуар для приема жидкости — сюда она поступает через коммунальные каналы для первоначального накопления и грубой первоначальной очистки;
насосы — агрегаты, обеспечивающие дальнейшее перемещение воды на рабочие подстанции;
смесители — интегрированные в систему вихревые установки, которые отвечают за равномерное распределение добавляемых коагулянтов по всей массе (скорость в пределах 1,2 м/с);
фильтры — специальные приспособления в виде сорбционных мембран;
обеззараживающий узел — современные системы, на 95% изменяющие качественный состав.

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.

Читайте также: