С помощью каких технологий можно получить чистую воду кратко

Обновлено: 04.07.2024

Всем известно, что питьевая вода, которая поступает в наши дома, зачастую нуждается в тщательной очистке, то есть в удалении из нее различных примесей, которые могут нанести вред здоровью человека. Однако в этом нуждается не только вода, но и стоки, как промышленные, так и бытовые. Технологий очистки воды существует много, и зачастую для того, чтобы сделать правильный выбор, недостаточно знать требования к качеству воды. Технология очистки воды зависит не только от требований к качеству очищенной воды, но и от технологической и экономической возможности ее проведения.

Из этой статьи вы узнаете:

Какие бывают технологии очистки сточных вод
Какие различают технологии очистки питьевой воды
Какие новые технологии очистки воды пришли на смену классическим
Какие существуют технологии очистки воды в бассейне

Технология очистки сточных вод

Для начала давайте поговорим о технологии очистки сточных вод. По сути, любая технология очистки водостоков – это способ разделения их на две фракции: очищенную жидкость и твердые отходы. Как правило, вода, которая получается после применения технологии очистки сточных вод, пригодна для промышленного использования (так называемая техническая вода), а твердые отходы приходится утилизировать, так как они содержат слишком много вредных загрязняющих веществ.

Качество очистки сточных вод регулируется на государственном уровне, поэтому они должны проходить высококачественную очистку. Не соблюдать закон – себе дороже, поскольку это чревато большими штрафами.

Занимаясь строительством частного дома, обязательно уделяйте внимание технологиям очистки воды. Чаще всего потребители выбирают один из двух возможных вариантов очистки сточных вод: более простой – использование септика, более сложный – монтаж очистных сооружений. Для обработки отходов чаще всего используют.

Отстойники . Принцип работы таких сооружений довольно прост – стоки сливаются в глубокую емкость, где впоследствии отстаиваются. Твердые, тяжелые фракции оседают на дно емкости, а затем откачиваются специальной машиной. Получившуюся субстанцию после дополнительной очистки и обеззараживания можно использовать как удобрение. Даже не обладая глубокими познаниями в химии, можно понять, что эта технология очистки вод не очень эффективна, многие вредные и загрязняющие вещества остаются растворенными в воде. Кроме того, к минусам этой технологии очистки вод можно отнести неприятный запах, который источают отстойники.
Промышленные септики . Это более эффективная технология очистки вод. Она представляет собой систему, состоящую из нескольких камер. Однако принцип ее работы может быть таков, что потребует дополнительно смонтировать дренажные поля.
Системы глубокой очистки . Наиболее совершенная и эффективная технология очистки вод (очистка до 99 %). Эти системы просто смонтировать, они не требуют дренажных полей и специальной техники для откачки ила, не источают неприятного запаха. Но их работа невозможна без использования электроэнергии, и это, пожалуй, самый существенный недостаток этой технологии очистки вод.

Каждая из перечисленных технологий очистки сточных вод имеет право на существование, а выбор зависит от количества отходов (то есть от числа проживающих в доме людей).

Биологическая очистка

Но при всех положительных сторонах у технологии очистки вод с помощью биопрудов есть и недостатки, в частности, сезонность. Кроме того, она имеет сравнительно малую производительность для своих габаритов (под сооружение биопруда требуется большая территория).

Выбирая биологические технологии очистки вод, помните – они эффективны и допустимы только в том случае, если содержание загрязняющих веществ не превышает допустимые нормы. При высокой концентрации необходимо проводить доочистку и озонирование, перед тем как сбросить стоки в водоем.

Мембранная технология

По принципу действия мембранные технологии очистки вод более всего сходны с отстойниками. Однако есть и существенные отличия. В мембранных фильтрах применяется механический фильтр, что позволяет проводить очистку стоков при повышенном содержании ила.

По размерам мембранная установка обычно компактна. Она удаляет вирусы, опасные микроорганизмы, и, разумеется, твердые отходы. Получившуюся в результате очистки воду можно использовать в хозяйственных целях (для полива) или сбросить в водоем (она отвечает нормативным требованиям).

Расположить весь комплекс оборудования возможно двумя способами. Первый – полностью погрузить мембранные фильтры в воду (внутреннее), второй – поместить мембраны в отдельную емкость, а стоки подавать с помощью специального насоса (наружное).

Мембранные биореакторы могут применяться для очистки стоков промышленных предприятий, в том числе пищевой промышленности. Эта технология очистки вод позволяет провести очистку и бытовых стоков, и поверхностных вод, причем как финишную, так и предварительную (следующим этапом будет уже нанофильтрация). В мембранном биореакторе как бы объединены два фильтра – биологический и мембранный. Микроорганизмы выполняют свою задачу – расщепляют органику, а мембрана свою – отделяет воду от иловых отложений.

Технология очистки питьевой воды

Водопроводная вода, даже если визуально она чистая (не мутная, не содержит ржавчины), не всегда пригодна для питья по своему химическому составу. И далеко не всегда достаточно просто прокипятить воду, чтобы сделать ее чистой. На помощь приходят различные технологии очистки воды.

Системы обратного осмоса для очистки воды

Самой эффективной технологией очистки воды считается так называемая система обратного осмоса. Изначально такие системы применялись в качестве технологии очистки воды на промышленных предприятиях, сегодня есть возможность использовать обратный осмос и в быту. Особенностью этой технологии очистки воды является то, что при ее применении удаляются практически все загрязняющие вещества, причем как растворенные, так и нерастворенные. Давайте вкратце рассмотрим принцип действия технологии очистки воды с помощью системы обратного осмоса.

Начнем с того, что система монтируется прямо в водопровод, а собранный мусор и примеси сразу отправляются в трубы канализации, что весьма удобно. Вода при этом проходит несколько этапов очистки и обработки. Это:

Предварительная очистка;
Фильтрация через мембрану;
Сбор очищенной воды (этого этапа может не быть, если система без специального сборочного бака);
Окончательная очистка;
Подача воды в отдельный кран, из которого она и наливается для питья (приготовления еды).

Стоит отметить, что каждый этап очистки воды в мембранных фильтрах одинаково важен, и пренебрегать нельзя ни одним. Так, от качественной предварительной очистки зависит срок службы обратноосмотической мембраны, к слову, самой дорогостоящей детали всей мембранной системы очистки воды. Именно для этого вода, перед тем как попасть на мембрану, проходит тройную очистку (через три фильтра).

По технологии мембранной очистки воды только трижды отфильтрованная вода попадает на обратноосмотическую мембрану. Она представляет собой искусственное синтетическое полотно, скатанное в рулон. Отверстия (поры) в этом полотне пропускают только молекулы воды. Можно сказать, что по эффективности мембранная технология очистки воды на сегодняшний день – одна из самых совершенных. Однако при этом она имеет существенный недостаток – низкую производительность, связанную с особенностью мембранной фильтрации. Дело в том, что молекулы воды при нормальных условиях довольно медленно просачиваются через мембрану. Существуют варианты повышения производительности мембранных систем (например, повышение давления, нагрев воды, уменьшение количества примесей). Но по большому счету они не дают серьезного результата, существенно влияющего на производительность, а потому не могут считаться эффективными. Однако в быту мембранная технология очистки воды применяется вполне успешно, так как дает около 300 литров чистой воды в сутки.

В зависимости от размера помещения и количества водопотребления, можно выбрать мембранную технологию очистки воды с накопительным баком и без него. Бак – это стальная емкость, внутри которой – две камеры и силиконовая мембрана между ними. В одну из камер поступает очищенная вода, в другую закачен воздух. Когда очищенная вода заканчивается, мембрана раздувается и таким образом подает сигнал к набору новой порции воды – создает нужное давление, которое можно регулировать ниппелем.

В заключение добавим, что размеры накопительных баков у разных систем тоже разные. Напомним, что существуют мембранные технологии очистки воды, вовсе не предусматривающие наличия накопительного бака.

Трехступенчатые фильтры

Довольно часто встречающаяся на наших кухнях технология очистки воды. Наверняка вы тоже ее видели – это три колбы, установленные под кухонной раковиной, и специальный тонкий кран рядом с обычным смесителем.

Как правило, технология очистки воды с помощью трехступенчатых фильтров предусматривает три этапа очистки, за каждый отвечает один картридж:

В первом происходит удаление механических примесей (песок, глина, накипь со стенок труб и т. д.);
Во втором с помощью активированного угля из воды удаляются органические вещества;
В третьем вода становится более мягкой за счет удаления солей жесткости.

Однако стоит отметить, что сейчас существуют фильтры и с двумя колбами. В таком случае в первом картридже вода будет одновременно и очищаться от механических примесей, и обеззараживаться активированным углем, а во втором – смягчаться.

Технология очистки воды с помощью трех фильтров имеет целый ряд неоспоримых преимуществ.

Вода не имеет механических примесей, а значит, не царапает, не засоряет и не пачкает посуду и кухонную технику.
В подборе картриджей существует определенная вариативность – можно подобрать картриджи для разных типов загрязнений, встречающихся в воде в вашем регионе проживания.
Технология очистки воды с помощью трех фильтров предохраняет посуду от образования накипи, что существенно продлевает срок службы посуды.
Трехступенчатые фильтры доступны по цене.
Технология очистки воды через трехступенчатые фильтры обеспечивает высокую степень очистки.
Фильтры просты в эксплуатации.
Качество очистки не зависит от степени загрязнения. Трехступенчатую технологию очистки воды можно применять и на централизованном, и на автономном водоснабжении.
Сохраняет минерализацию воды (кроме солей кальция и магния).

Очистка воды замораживанием

Что вам стоит знать о технологии очистки воды с помощью замораживания? Во-первых, структура воды при замораживании кардинально меняется – упорядочивается строение кристаллической решетки. Талую воду считают полезной благодаря уже этому обстоятельству. Во-вторых, при соблюдении технологий замораживания и таяния, получается вода без примесей солей и тяжелых металлов. Но надо понимать, что просто оставить воду в морозилке на пару часов, а потом разморозить и пить – это не то, что можно назвать технологией очистки воды с помощью замораживания.

Первый метод заморозки воды

Второй метод заморозки воды

В интернете можно найти и другие технологии очистки воды с помощью замораживания. Обычно они носят названия в честь тех людей, которые их и изобрели. В большинстве своем – это технологии для самых терпеливых людей, располагающих большим количеством свободного времени. Тем не менее каждая такая технология очистки воды имеет свои положительные стороны и право на существование.

Статья была вам полезна? Помогите каналу , ставьте " палец вверх " и делитесь постом в соцсетях. Для нас это действительно важно .

Технология очистки воды - это комплексные физико-химические и биологические методы очистки воды, которые применяют при водоочистке и водоподготовке водных растворов перед использованием. Опасно употреблять питьевую воду повышенной жесткости, загрязненную солями тяжелых металлов. Регулярное питье вредной жидкости, имеющей недопустимые параметры (не соответствующие ГОСТ, ТУ, СанПиН), провоцирует возникновение острых и хронических заболеваний, вызывает отравление организма. Загрязненную воду нельзя использовать в технических процессах - она быстро выведет из строя дорогое оборудование за счет отложения толстых слоев накипи.

Вода и технологии очистки

Что такое технология очистки воды - это процесс удаления из водного состава всех нежелательных примесей, присутствующих в коллоидном, растворенном, взвешенном виде.

Вода может быть загрязнена:

Фторидами - твердыми соединениями фтористоводородной кислоты. , вместе с которыми часто присутствует нежелательный марганец.
И многими другими элементами, наличие которых допустимо лишь в небольших дозах мг/л.

Примеси делятся на несколько групп:

Минеральные - частицы почвы, шлаков, глины, песка. В воде присутствуют минеральные соединения солей, кислот, оснований.
Органические природного происхождения - останки растений и животных, продукты их распада и физиологических выделений.
Биологические - микроскопические водоросли, частички ила, грибы. Это водная микрофлора. Микрофауну представляют микроорганизмы (планктон): рачки, черви, инфузории.
Органические искусственного происхождения - примеси, которые попадают в воду в результате деятельности промышленных предприятий.

По состоянию примеси могут быть: растворенными (невидимыми), жидкими (эмульгированными), твердыми (видимые частицы), газообразными (в воде обычно присутствует азот, углекислый газ, кислород).

Точный состав водного раствора можно определить, заказав экспертизу в сертифицированной лаборатории, где есть необходимое оборудование, инструменты, реактивы для исследований. При анализе проб определяется: общая жесткость, кислотность и щелочность (pH), числовые величины присутствия разных компонентов: кальция, натрия, стронция.

На каких методах базируются технологии для очистки воды

Процесс водоподготовки включает разные методы:

- удаление крупных частиц, которые улавливаются фильтрами грубой очистки. - устранение примесей и газов с помощью химически-активных веществ-реагентов. - комплексные методы, в которых предусмотрена грубая и тонкая фильтрация. (санитарные, бактериологические) - удаление живых микроорганизмов при помощи обеззараживания.

Технологические процессы при очистке воды разрабатывают с учетом исходного состава водных растворов, их назначения, особенностей применения.

Какие существуют технологии по очистке воды

Все современные технологии по очистке воды по типу методов, на которых они базируются, можно разделить на 4 группы:

Физические способы - механическая очистка вода

Это первичная технология водоподготовки, которую используют на первоначальном этапе для очистки от крупно-фракционных веществ:

Используя простые "народные" способы, легко убрать крупные соринки, но невозможно удалить растворенные примеси и микроорганизмы - они остаются в воде. В промышленности и народном хозяйстве эти методы используют на первичных или на промежуточных этапах очистки, на них базируются основные процессы при масштабной водоподготовке. Особенно широко в быту и на производстве применяется фильтрование с помощью различных механических фильтров.

Новые химические технологии очистки воды

Хлорирование, которое долгое время использовалось для обеззараживания воды, вытесняется озонированием и более производительными способами, включая эффективные современные методы:

Обезжелезивание и аэрация - это технология удаления железистых примесей под воздействием воздуха. Растворенные соли железа превращаются в видимый осадок, задерживаются фильтрами и выводятся за пределы системы.
Сорбционная очистка воды фильтрами - процесс протекает с использованием впитывающих сорбционных веществ (алюмосиликатов, древесного угля). С их помощью производится удаление органических примесей.
Умягчение на ионообменных фильтрах - понижение жесткости на установках ионного обмена. Многие производственные предприятия используют эту технологию очистки подземных вод, покупая в нашей компании промышленные ионообменные модульные блоки.
Электродиализ и электродеионизация - под действием электротока свободные ионы солей, полностью растворенные в воде, захватываются ионообменной смолой. Они легко замещаются анионами гидроксильных групп и катионами водорода. Гидроксилы выпадают в осадок и легко удаляются.
Коагуляция (обработка реагентами) - технология очистки воды из поверхностных источников с задействованием специальных коагулянтов, с помощью которых частицы примесей укрупняются, улавливаются фильтрами. Использование экологически чистых смол позволяет применять новые, абсолютно безопасные технологии в водоочистке.

В основе перечисленных способов лежат химические реакции окисления, нейтрализации, восстановления.

Усовершенствованные комплексные физико-химические методы

В разных странах мира, включая Россию, непрерывно происходит совершенствование технологии водоподготовки. Разрабатываются новые методы, которые дают качественные результаты на промежуточных и на конечных этапах очистки:

Дистилляция - промышленные мембранные фильтры для очистки воды по технологии дистилляции и деионизации позволяют получить чистый дистиллят высокого качества. Этот метод используют для удаления примесей из воды, предназначенной для биотехнологий, лабораторий, электроники, для питания устройств, особо чувствительных к солям жесткости. - принцип основан на перепаде давлений при проходе воды через половолоконные мембраны. После фильтрования очищенная жидкость поступает в накопительную емкость. Чтобы мембраны меньше загрязнялись и не так быстро выходили из строя, на линии подачи водного раствора встраивают фильтры для механической очистки от мусора. - инновационные технологии в водоочистке разработаны специально для стоков. При флотации вода очищается от нефти, масел, эмульгированных жидких примесей, радиоактивных растворенных веществ. Под действием воздуха и других инертных газов, которые пропускаются сквозь толщу воды, образующиеся пузырьки выталкивают на поверхность примеси, которые удаляются механическими способами. Техника, заложенная в основу метода, может использоваться как технология очистки оборотной воды.

Санитарно-биологические способы

Разработаны процессы, которые направлены на уничтожение микробов, бактерий и прочих микроорганизмов. Это новые технологии в водоподготовке:

Озонирование - кратковременное воздействие. На основе расчетов исходного состава и выбора эффективных способов очистки подбирается точная доза озона, которая не изменяет запах жидкости на выходе из установки. Метод используется для водоочистки питьевой воды на жилищно-коммунальных объектах, для биоочистки растворов, использующихся для сельскохозяйственных и промышленных нужд. Процесс экологичен и малозатратен.

Биотехнологические процессы очистки воды применяются на конечных этапах перед подачей в систему для питьевого использования.

Выбор технологии и оборудования для водоочистки

Самостоятельно сложно определить, какая технология водоподготовки больше подходит, какое понадобится оборудование.

Для разных отраслей промышленности требуются различные способы очистки воды.

Промышленность	Какие примеси удаляются	Оборудование
Медицина, фармацевтика	Очистка от всех примесей, получение дистиллированной воды на выходе.	Линии получения сверхчистой воды; дистилляторы; обратноосмотические установки (ООУ).
Жилой сектор ЖКХ	Удаление железа, солей жесткости.	Линии обезжелезивания, ионообменные установки.
Частное домостроение	Умягчение, снижение жесткости	Установки для очистки воды из скважин и колодцев
Нефтегазовая отрасль	Удаление всех сторонних примесей	ООУ, обезжелезивание.
Котельные, ТЭЦ	Удаление солей, коррозиоактивных веществ, дегазация.	Модули химподготовки для котельных, ООУ, ионообменные линии.
Металлургия	Обессоливание.	ООУ.
Микроэлектроника	Обезжелезивание, обессоливание.	Установки для получения сверхчистой воды
Пищевая промышленность	Умягчение, обеззараживание.	Ионообменные фильтры, УФ-обеззараживатели.
Лаборатории	Обеспечение электропроводимости	Установки деионизации

В современных бытовых и промышленных системах используются комплексные блочные модули со сложной системой различных фильтров. На основе исходного состава воды подбираются технологии очистки.

Пример, как комплексно применяются основные процессы очистки воды: бытовая обратноосмотическая линия содержит предфильтры для удаления крупных частиц, ионообменные или сорбционные фильтры для обезжелезивания, мембраны для тонкой очистки. Предварительное удаление крупных фракций и солей железа продлит срок службы мембран - наиболее дорогих элементов установки.

В автоматических промышленных линиях компонуется ещё более сложный комплекс рабочих элементов и системы управления.

Покупка оборудования в Diasel Engineering

При покупке оборудования инженеры компании окажут всестороннюю помощь:

Посоветуют лучшие технологии по очистке воды.
Подберут производительное оборудование нужной мощности, которое не будет простаивать и быстро окупится.
Помогут сэкономить при оптовой закупке расходных материалов.

При самостоятельной покупке можно сильно переплатить или приобрести оборудование, которое не окупится при применении в быту. Мы подберем недорогие установки для дома/дачи, для коммерческих компаний, для промышленности, для мест общего пользования.

Системы водочистки являются неотъемлемой частью современной жизни и практически все потребители (от частных лиц до предприятий) нуждаются в качественной и правильно подготовленной воде.

Реализованные в них методы и технологии бывают разными, с особенностями каждого варианта стоит познакомиться заранее.

Какие существуют по принципу действия?

В зависимости от принципа действия выделяют такие способы очистки воды как:

Физические (грубая механическая чистка).
Химические (смешение воды с реагентами).
Физико-химические (сложные комплексные мероприятия).
Биологические (воздействие живых микроорганизмов).

Физические методы

Данные методы предназначены для очищения воды от твердых крупнофракционных частиц (чаще всего – нерастворимых).

Они успешно задействуются на этапах первичной и грубой очистки и в разы реже – при глубоких и тонких воздействиях.

Среди главных физических методов выделяют:

Процеживание – очищение жидкостей от крупнофракционных посторонних включений при проходе через ячеистые прослойки (сетки, решетки, полипропиленовую мешковину). К преимуществам этого метода относят простоту и эффективное улавливание крупного мусора, к минусам – потребность в частой промывке фильтрующих элементов, пропускание патогенных микроорганизмов, солей и любых мелких нежелательных примесей.
Отстаивание – осаждение посторонних фракций под действием собственного веса вниз с последующим отбором более чистой воды. Этот метод используются как на предварительных, так и на промежуточных этапах водоподготовки, его производительность существенно ограничена временем и объемами отстойников.
Фильтрование – схожий с процеживанием, но более совершенный метод, позволяющий очищать воду от ненужных примесей с разным размером фракций (минимальный порог – до микронов) при прохождении через пористый фильтрующий слой. Метод активно используется в быту и на производстве, из всех физических видов он считается самым эффективным.
УФ-дезинфекция – обработка предварительно очищенной от крупных фракций воды УФ-лучами с длиной волн в пределах 200-400 нм с целью обеззараживания. Состав и физические свойства жидкости этот метод не меняет.

Химические

Эти методы ценятся за эффективность и высокую производительность.

Справка. Разложение, преобразование или выпадение в осадок загрязнителей при их применении происходит в кратчайшие сроки вне зависимости от объема обработки.

Исходя из вида протекающих реакций выделяют такие химические методы водоочистки как:

Нейтрализация – выравнивание PH-баланса воды за счет добавления особых реагентов (аммиачной воды, гидроксидов калия или натрия, кальцированной соды) или ее пропускании через кислые газы. Чаще всего к этому методу обращаются при регенерации промышленных стоков, забираемая из скважин или водоемов вода изначально имеет нейтральную среду и корректировке баланса не нуждается.
Окисление – обезвреживание токсичных водных растворов и хлорирование воды при добавлении активных окислителей. Несмотря на высокую эффективность (микроорганизмы убиваются быстро и надолго) метод считается опасным для здоровья человека.
Очистку восстановлением. Данный метод выбирается при высокой доли легко восстанавливаемых веществ в исходной воде или стоках. При его выборе из воды удаляются ряд простых и переходных металлов и минералов (хрома, ртути или мышьяка) и их соединений.

Физико-химические

Данная группа представлена комплексными методами с широким спектром применения, задействуемыми на любых этапах очистки и водоподготовки.

Очистка воды при их выборе осуществляется самыми разными способами, включая воздействие растворенных газов, тонкодисперсных сред и изменение ионного состояния молекул.

Особенности наиболее востребованных физико-химических методов изложены в таблице:

Наименование	Кратное описание метода	Оптимальное применение/ возможные ограничения
Флотация	Отделение и подъем твердых гидрофобных частиц при пропускании сквозь толщу воды пузырьков воздуха или других инертных газов. Формируемая на поверхности пена или прослойка легко удаляется механическими способами.	Очистка жидкостей от нефтепродуктов и масел, удаление твердых примесей при низкой эффективности других методов.
Сорбация	Избирательная фильтрация ненужных примесей при поверхностном или объемном прохождении воды через материалы с пористой структурой (силикагели, уголь и их аналоги). Используемые сорбенты могут быть восстанавливаемыми или утилизируемыми после потери фильтрационных свойств.	Удаление ПАВ, пестицидов, фенолов, процессы доочистки.
Экстракция	Заливка в очищаемую воду мало- или несмешиваемых веществ, растворяющих грязь, с последующим активным перемешиванием, отстаиванием и разделением разнофазных сред.	Удаление органический соединений, включая фенолы, регенерация стоков.
Ионообмен	Обмен ионами между очищаемой водой и природными (цеолиты, сульфоугли) или искусственными (синтетические смолы) ионитами.	Умягчение воды/ метод не предназначен для бытовой очистки больших объемов сильнозагрязненной воды.
Электродиализ	Очищаемая вода последовательно проходит камеры с ионоселективными мембранами и электродами постоянного тока. В первых камерах вода избирательно обессоливается, в крайних – накапливает концентрат солей с последующим разделением.	Обессоливание и удаление нежелательных ионов. Регенерация стоков на химических предприятиях.
Обратный осмос	Вода пропускается через мембраны с микроскопическими ячейками под избыточным гидростатическим давлением с последующей утилизацией выделенного загрязненного раствора.	Обессоливание, отделение нежелательных микроорганизмов, растворенных газов и коллоидных веществ.
Термические методы	Суть данных метолов состоит в получении дистиллята или максимально очищенной воды после ее выпаривания, вымораживания или термического окисления (распыление и пропускание через высокотемпературные продукты сгорания).	Нейтрализация или удаление токсичных или слабо разлагающихся примесей.

Биологические

Эти методы преимущественно задействуются при очищении стоковых вод и базируются на использовании живых организмов.

К последним относят как бактерии (окисляющие и разрушающие токсичные и азотосодержащие соединения, поглощающие фосфаты), простейшие грибы и водоросли, так и многоклеточные (черви, насекомые).

Водоочистка биологическими методами проводится в:

Естественных или искусственных водоемах, очищающих сравнительно небольшие объемы воды со средней степенью загрязненности при минимуме усилий и трат.
Биофильтрах – специальных сооружениях с фильтрующей прослойкой из аэробных микроорганизмов с естественным или принудительным воздухообменом. – сложных автоматизированных комплексах с принудительной аэрацией.
Метатенках – устройствах анаэробного брожения для переработки концентрированных стоковых осадков.

Современные технологии очищения

В современных системах водоподготовки приведенные методы используются в комплексе.

Ярким примером служат многоступенчатые бытовые фильтры с механическими предфильтрами, ионообменными или сорбционными картриджами и обратноосмотическими мембранами. Такие установки обеспечивают полноценную подготовку питьевой воды вне зависимости от ее исходных параметров.

К инновационным тенденциям в сфере водоподготовки относят:

Отказ от метода хлорирования в пользу озонирования (окисление жидким кислородом) и/или УФ-обработки.
Использование ультрафильтров и нанофильтрационных мембран с пониженной селективностью.
Вывод взвесей и растворенных органических примесей с помощью электроприборов фотокатализации.

При всех своих преимуществах такие технологии нельзя назвать бюджетными, соответствующие фильтры, мембраны и другие расходные материалы обходятся дорого и в быту не окупаются.

Проверенные новые методы (ионообмен, обратный осмос, многоступенчатое исполнение фильтра), наоборот, становятся более доступными для частных лиц.

Фильтрация на предприятиях

Взаимосвязь между областью использования и требуемым типом системы водоподготовки отражена в таблице:

Отрасль производства	Требуемые функции основной линии подготовки
Металлургия	Обессоливание
Пищевая промышленность	Обеспечение ионного обмена, обеззараживание, умягчение
Добыча и переработка нефти и газа	Исключение посторонних примесей, обезжелезивание, обратный осмос
Энерго- и тепло- и водоснабжение	Обессоливание, УФ-фильтрация, хлорирование или озонирование
Фармацевтика	Обратный осмос, дистилляция

В целях экономии средств приведенные методы реализуются в комплексе с механическим фильтрованием.

Отдельные требования выдвигаются к системам переработки стоков предприятий химической или металлургической отрасли, отбираемый концентрат может быть ценным или нуждаться в обязательной утилизации.

Переработка стоков

Полный цикл переработки стоков на производстве и в общественных линиях включает:

Подачу стоков на усреднитель при необходимости разбавления.
Отстаивание механическим способом.
Основную чистку (активное использование живых организмов).
Глубокую чистку (удаление всех посторонних примесей с помощью обратноосмотических мембран или тонких фильтров).
Обеззараживание (УФ-обработка, хлорирование, озонирование).

Выделяемый на 2, 3 и 4 стадиях осадок в обязательном порядке регенерируется или утилизируется. Эти процессы происходят в метатенках, отжимных или сушильных аппаратах.

К дорогостоящим физико-химическим методам прибегают лишь при повышенных требованиях к чистоте состава или при низкой результативности других способов.

Бытовое очищение стоков требует меньше усилий. Владельцы индивидуальных домов, но подключенных к канализационным сетям используют септики (как с днищем, так и без), сорбенты или коагулянты.

Важно! Вторичное использование очищенных стоков практикуется редко (при соблюдении ряда условий вода может направляться в системы полива).

Более подробно об очистке сточных вод читайте здесь.

Удаление тяжелых металлов

Потребность в принятии дополнительных мер возникает при отклонении ПДК тяжелых металлов в воде от санитарно-гигиенически норм. Чаще всего такая ситуация наблюдается при близости скважины к септику или попадании этих веществ извне (осадки, протекание зараженных грунтовых вод, контакт с металлически фитингами).

Для удаления этих веществ в быту и промышленности используются следующие химические и физико-химические методы:

Тип металла	Допустимая концентрация в воде, не более мг/л	Рекомендуемый метод очистки воды
Марганец и железо	0,1	Ионообмен, аэрация с последующей подачей в засыпной фильтр с каталитическим зарядом, окисление гипохлоритом натрия, дозированная подача сильнодействующих окислителей
Сероводород	0,01, вещество очень токсично	Окисление, выветривание, насыщение кислородом
Свинец	0,03	Обратный осмос, окисление и восстановление
Ртуть	0,001	Обратный осмос, а также окисление и восстановление
Хром	0,05	Окисление, обратный осмос и восстановление
Никель	0,1	Окисление и восстановление

Системы обратного осмоса при несомненной эффективности редко используются из-за дороговизны и ускоренного использования ресурсов мембран.

Важно! Рекомендуется выбрать систему обратного осмоса при очищении воды с высоким (от 20 мг/л) содержанием двухвалентного железа или невозможности использования других способов.

Заключение

Приведенные методы непрерывно совершенствуются и дополняют друг друга, при выборе конкретного варианта стоит ознакомиться с их особенностями и возможными ограничениями заранее.

Ни один из методов, который существует, нельзя назвать универсальным, при правильной организации водоподготовки они задействуются в комплексе.

Вне зависимости от выбранного метода к потребителю или на промышленные объекты подается вода с контролируемыми параметрами.

Измеритель диаметра, измеритель эксцентриситета, автоматизация, ГИС, моделирование, разработка программного обеспечения и электроники, БИМ

Знаете ли Вы, что каждый десятый житель планеты не получает обычную питьевую воду в достаточном количестве. Для решения этой самой насущной проблемы человечества лучшие инженеры по всему земному шару разработали широкий спектр больших и малых, устройств, производящих чистую воду. Ежегодно появляется множество инноваций, упрощающих и удешевляющих эти процессы, и оборудование становится компактней и дешевле. На сегодняшний день во всём мире от нехватки питьевой воды страдают не менее 663 миллионов человек, и решение этой задачи с каждым годом становится всё актуальней.

Для получения пресной воды используются разные технологии — от конденсации воды из разряжённого воздуха и опреснения солёной морской воды до водяных чипов с ультрафиолетовой очисткой, которые можно применять в домашних условиях. Конечно, не все из существующих технологий вышли за пределы лабораторий, но те из них, которые были внедрены, уже позволили получить миллиарды литров чистой воды.

Башня по сбору питьевой воды Warka Water

Разработчикам понадобилось несколько лет для создания башни Warka Water, и в прошлом году первая опытная установка, способная получать чистую воду прямо из воздуха, всё-таки заработала в эфиопской деревушке. Уникальный проект, заслуживший награду, основан на концепции сбора воды из тумана.

Конструкция представляет собой огромный цилиндр из сплетенных бамбуковых прутьев, внутри которого натягивается ячеистая сетка. Башню окаймляет навес, позволяющий местным жителям отдохнуть в теньке, пока конденсат переливается в емкость из-под основания башни. Создатели башни планируют начать массовое производство к 2019 году.

Крошечный УФ очиститель воды

Плавучий опреснитель воды на солнечных батареях Pipe

Новый опреснительный проект, разработанный для Калифорнии и получивший название Pipe, произвёл фурор прошлым летом, предоставив 5,7 миллиардов литров чистой питьевой воды для пострадавшего от засухи штата. Получающая энергию от солнечных батарей платформа работает по принципу электромагнитного метода опреснения. Для превращения морской воды в питьевую используются фильтрация и термальные ванны, а получаемый побочный продукт затем выводится обратно в океан. Внешне Pipe скорее напоминает гигантскую сверкающую скульптуру, произведение искусства, а не промышленную установку. Она радует глаз и греет душу сознанием того, какая большая проблема решается с её помощью.

Крупнейшая в мире установка для сбора тумана

Самая большая установка для сбора тумана представляет собой гигантский сеточный забор, улавливающий густой туман в марокканской пустыне и превращающий его в чистую свежую водицу. Хитроумное устройство площадью около 600 квадратных метров очень выгодно использует природные условия засушливого региона Aït Baâmrane, где туман, больше напоминающий плотное одеяло, покрывает всё вокруг шесть месяцев в году. Установка в сутки производит 77 литров питьевой воды на каждый квадратный метр сетки. При помощи насосной системы на солнечных батареях и труб чистая питьевая вода нодаётся более 400 местным жителям, для которых ранее получение воды было невероятно сложной проблемой.

Водяной нано-чип

Волновая электростанция Carnegie Perth Wave Energy

Проект Carnegie Perth Wave Energy решил убить сразу двух зайцев, объединив метод получения электричества от подводных течений с методом обратного осмоса для опреснения морской воды. Установка по типу плавающего буя работает у побережья Перта в Западной Австралии, где особенно важны именно экологически чистые методы производства электроэнергии. Три погружных 240-киловаттных буя закреплены на морском дне с помощью тяжёлых гидравлических насосов, проталкивающих воду через мощные турбины, в то время как вся система покачивается в глубинах океана. Встроенная опреснительная система использует часть производимой электроэнергии для создания чистой питьевой воды, а остальная часть электроэнергии подается обратно на берег непосредственно в сеть. Этот небольшой проект местного масштаба является частью более крупного плана использовать данную технологию опреснения в качестве неистощаемого и безопасного источника чистой питьевой воды для местных жителей.

Читайте также: