Схема очистки воды: сооружения в городе для кондиционирования и этапы их работы

Место воды в жизни человека

Человеческое тело на 65-70% состоит из воды. Например, человек весом 65 кг содержит около 40 литров воды.

Хотя вода не имеет питательной ценности, она жизненно необходима для человека. Кроме того, все органы и системы нашего тела постоянно нуждаются в нем. Во-первых, вода доставляет кислород к клеткам организма. Во-вторых, он помогает регулировать температуру тела. В-третьих, он смазывает суставы. И, в-четвертых, он выводит токсины из организма и выполняет множество других функций.

Но это еще не все. Вода необходима для жизни, здоровья, гигиены и выживания. Правильное потребление воды может улучшить наши физические данные и даже внешний вид.

Сколько воды должен потреблять человек для нормальной жизни

Очень важно потреблять необходимое количество жидкости. Как правило, взрослый человек должен потреблять 30-40 граммов воды на 1 кг массы тела в день. Наш организм потребляет в среднем 2,7-3,5 литра воды в день в виде жидкости и пищи. И столько же выводится из организма. Вот почему эксперты рекомендуют выпивать около 8 стаканов воды в день. Но количество необходимой жидкости может быть разным. Обычно это зависит от вашего веса, физической силы и условий окружающей среды. Однако мы не забываем и о пище, которую едим.

Что такое водоподготовка и зачем она необходима

Вода — это ресурс номер один для здоровья человека. Поэтому мы все больше заботимся о качестве воды, которую используем. На самом деле, нигде в мире нет такой чистой воды. Возможно, именно поэтому люди все чаще спрашивают: где взять чистую воду? В основном, ответ заключается в том, что вода должна быть очищена, прежде чем ее можно будет использовать. Водоподготовка, в частности, жизненно необходима для очистки воды.

Водоподготовка — это комплекс мер, обеспечивающих очистку воды от различных примесей. Существуют бытовые и промышленные процессы очистки воды.

Основные процессы водоподготовки

Подавляющее большинство природных источников, как поверхностных, так и подземных, не обеспечивают достаточного количества воды. Основная цель всех процессов водоподготовки — довести свойства и характеристики жидкости до удовлетворения потребителя. Очистка воды осуществляется отдельными системами в коммунальном хозяйстве и промышленности, а также в частных домах и на автономных объектах.

Методы водоподготовки и очистки воды представляют собой сложный комплекс технических процессов и мероприятий, направленных на.

• Удаление растворимых и нерастворимых примесей.
• Нормализуйте минеральный состав.
• Приведение сложных физико-химических параметров и свойств к требуемому уровню.

Современные методы, используемые для очистки воды, успешно справляются с этими задачами. Важно определить, какая из имеющихся технологий является наиболее эффективной в каждом конкретном случае.

Очистка воды и ее этапы

Вода исходит от нас.

• Поверхностный источник (река или озеро).
• Грунтовые воды (скважина или колодец).
• Вода из водопроводной сети.

В принципе, вся вода нуждается в очистке. Каким бы ни был источник воды, она должна пройти несколько этапов очистки. Это определяется целью, для которой она используется.

Основные из них следующие.

• Механическая очистка воды от нерастворимых примесей. К ним относятся песок, ржавчина и накипь. Для такой очистки обычно используются фильтры грубой очистки (сетчатые или дисковые). В качестве альтернативы можно использовать колбы BB10 или BB20 со сменными полипропиленовыми картриджами.
• Осветление воды. Это достигается путем отстаивания и фильтрации.
• Смягчение воды. Удаление из воды солей кальция и магния. С помощью колонок из стекловолокна, загруженных катионообменными смолами и солевыми контейнерами.
• Удаление солей путем ионного обмена или дистилляции в испарителе.
• Удаление оксидов железа путем фильтрации. Используются колонки из стекловолокна с многокомпонентными фильтрующими материалами.
• Очистка воды от биологических примесей (бактерий, вирусов и других микроорганизмов).  Дезинфекция, например, с помощью хлорирования или ультрафиолетового излучения.
• Удаление из воды посторонних запахов (сероводород, хлор). Обычно используются колонки из стекловолокна с активированным углем. или колбы BB10 (BB20) со съемными картриджами с активированным углем (прессованным или гранулированным).
  

Читайте также: Как очистить воду в пруду

Классификация способов и методов очистки воды

В водоемах и геологических водоносных горизонтах содержится вся периодическая таблица элементов, а также их неорганические и органические соединения. Это порождает широкий спектр примесей, которые определяют критерии для классификации методов очистки воды. Они делятся на четыре группы в соответствии с принципами действий, которые они принимают.

1. Органы.
2. Химические вещества.
3. Физико-химические.
4. Биологические.

Все перечисленные выше методы очистки воды, в свою очередь, имеют внутреннюю классификацию в зависимости от конкретного метода, используемого для удаления определенного загрязняющего вещества. Поэтому для каждого из них проектируется и изготавливается оборудование с необходимыми техническими характеристиками. Часто для решения проблем очистки воды используется комплекс из нескольких различных технологий.

Физические методы для очистки воды

Эти методы в основном предназначены для удаления нерастворимых механических примесей. Они основаны на различных физических воздействиях на жидкость и загрязняющие вещества в ней.

• Гравитационные.
• центробежный; и
• Радиация.

Физические методы очистки известны среди специалистов как грубая очистка, и они используются на первичных стадиях очистки воды. Физические методы также могут снизить нагрузку и продлить срок службы более сложных и дорогих систем для удаления тонкодисперсных, растворимых и других примесей.

Химические способы очистки воды

Эта группа методов использует преимущества специфики взаимодействия между соединениями и отдельными элементами, содержащимися в жидкости. Эффективность очистки воды с помощью химических реакций заключается в том, что она избирательно удаляет определенные виды примесей, не затрагивая другие свойства. Одним из главных преимуществ этой технологии очистки воды является высокая скорость процесса и универсальность. Химические методы очистки воды используются для удаления солей жесткости, некоторых металлов, органических веществ и патогенной микрофлоры.

Физико-химические способы водоподготовки

Методы, разработанные на стыке различных дисциплин, показывают наилучшие результаты при очистке воды. Для получения воды высокого качества методы ее очистки комбинируются для обеспечения физико-химического воздействия на следующие виды примесей

• Газы, растворенные в жидкостях.
• Мелкодисперсные жидкие или твердые загрязнения.
• Ионы щелочноземельных металлов и ионы тяжелых металлов.

Физико-химические методы очистки воды используются как на стадии предварительной очистки, так и в процессе глубокой (тонкой) очистки. Они очень эффективны, однако требуют сложного и дорогостоящего оборудования.

Биологические методы для очистки воды

Использование микроорганизмов как наиболее перспективного способа очистки воды, особенно сточных вод, получает все более широкое распространение. Биологические методы очистки воды предполагают использование простейших: различных видов бактерий, грибов и водорослей, а также многоклеточных организмов, таких как мотыльки и красные черви. Биологическая обработка основана на способности вышеупомянутых микроорганизмов связывать, окислять или разрушать определенные типы химических веществ.

Описание физических способов очистки воды

Открытые и подземные водоемы содержат значительное количество твердых частиц и микроорганизмов. Физические методы очистки воды используются для удаления нерастворимых загрязнений.

• Процедить.
• Осаждение.
• Фильтрация.

Жесткое УФ-излучение от специальных ламп успешно используется для обеззараживания воды. Выбор того или иного метода очистки и обеззараживания воды определяется требованиями заказчика.

Процеживание

Сита и решетки с различными размерами ячеек и тканей способны задерживать значительное количество примесей. Современные методы водоподготовки широко используют просеивание на стадии предварительной очистки, что привело к значительному снижению затрат на водоподготовку. Основным преимуществом этого метода является его технологичность и простота, а недостатком — необходимость регулярной промывки фильтровальной установки.

Отстаивание

Первичный метод очистки воды также известен как отстаивание. Его суть заключается в том, что твердые частицы постепенно оседают на дно под действием силы тяжести. На дне отстойника постепенно накапливается большое количество различных видов загрязняющих веществ, которые с помощью специальных устройств сбрасываются в канализацию. Производительность системы такого типа в значительной степени ограничена продолжительностью процесса и объемом резервуара.

Фильтрование

Этот метод очистки воды похож на фильтрацию, т.е. позволяет жидкости проходить через пористые материалы. Частицы выше определенного размера (до нескольких микрон) задерживаются при фильтрации.

• Размер.
• Песок.
• Ил и другие.

Некоторые водоочистители по способу очистки и эффективности приближаются к самым современным системам. Они способны улучшить их органолептические свойства, вкусовые качества и т.д. Этот метод фильтрации универсален и может использоваться как на крупных водоочистных станциях, так и в небольших бытовых установках.

Ультрафиолетовая обработка

Наиболее эффективным способом очистки воды от различных видов микроорганизмов является ее облучение специальными лампами с длиной волны от 200 до 400 нм. Обеззараживание жидкостей ультрафиолетовым светом осуществляется после предварительной фильтрации и удаления механических частиц, снижающих проницаемость жидкости для света. Жесткое излучение вызывает фотохимические реакции в генетической структуре клеток, что приводит к остановке их жизненных процессов и гибели.

Основное преимущество этого метода дезинфекции в системах очистки воды заключается в том, что она сохраняет свой первоначальный минеральный и химический состав и другие характеристики. При этом его органолептические свойства остаются неизменными. Этот метод широко используется для очистки питьевой воды.

Химические методы водоподготовки

Процедура реагентной обработки используется в системах водоподготовки уже много лет и доказала свою эффективность. Химикаты и вещества, используемые для очистки воды, разлагают токсичные и вредные соединения на безвредные. Различают следующие типы реакций.

• Нейтрализация.
• Окислительные.
• Сокращение.

В большинстве случаев загрязняющие вещества становятся нерастворимыми в результате воздействия. Эти твердые частицы в свою очередь отфильтровываются или выпадают в осадок.

Нейтрализация

Этот метод очистки воды предусматривает использование специальных реагентов и дозирующего оборудования. Она включает в себя нормализацию рН-баланса с помощью таких соединений, как

• Раствор аммиака.
• Гидроксид натрия или гидроксид калия.
• Сода кальцинированная.

Этот метод позволяет быстро восстановить pH или провести желаемую реакцию: кислотную или щелочную. Помимо твердых или жидких реагентов, в процессе обработки могут использоваться газообразные реагенты. Кислый газ пропускают через воду для удаления примесей и нейтрализации щелочных соединений.

Окисление

Во время реакции окисления токсичность некоторых водных растворов сводится к минимуму, а многие виды опасных микроорганизмов погибают. Для достижения этих инновационных процессов очистки воды используются высокоактивные вещества и соединения.

1. Содержащие хлор: хлорный газ, диоксид, гипохлорит натрия, кальция и калия.
2. Перекись водорода.
3. Перманганат и дихромат калия.
4. Кислород и озон.

При использовании описанных методов окисления необходимо соблюдать особую осторожность. Чрезмерное хлорирование воды может привести к образованию токсичных соединений, а высокие концентрации озона взрывоопасны.

Восстановление

Реакции восстановления по сути противоположны реакциям окисления и вместе составляют часть процесса нейтрализации. Этот передовой метод очистки воды способен удалить примеси, которые обычно трудно обнаружить в обычных условиях, при минимальных усилиях. Нетоксичные соединения, образующиеся в процессе восстановления, не вредны для людей и животных.

Очистка воды физико-химическими способами

Комплексные системы очистки воды чрезвычайно эффективны и имеют широкий спектр применения. Физико-химические методы включают специальные методы очистки воды, достигаемые путем

• Использование свойств тонких сред.
• Влияние растворенных газов в жидкости.
• Изменения в состоянии примесных ионов.

В эту группу технологий водоподготовки входят флотация, адсорбция, экстракция, ионный обмен, электродиализ, обратный осмос и термическая обработка. Эти процессы используются как для предварительной, так и для заключительной стадии очистки воды для удаления сложных примесей.

Флотация

Многие источники воды сегодня содержат высокие концентрации нефтепродуктов. Для их удаления используется флотация — метод очистки воды с уникальными свойствами. Воздух или инертный газ пропускается через жидкость для удаления твердых частиц и гидрофобных примесей. Когда пузырьки воздуха проходят через воду, они образуют на поверхности воды пену, содержащую загрязняющие вещества. В результате процесса смачивания некоторые примеси удерживаются на границе раздела между жидкой и газообразной средами. Образовавшуюся пену можно легко удалить с помощью простого оборудования. Ниже перечислены типы флотации, используемые в водоподготовке.

• Механические.
• Напорная флотация.
• Фрост.
• Пневматический.
• Химический.
• Электрический.

Названия этих технологий напрямую связаны со способом образования пузырьков. Например, в варианте электрофлота используются электроды, через которые пропускается электрический ток. Напорные методы предполагают добавление в обрабатываемую воду пересыщенного газа, который может фактически взорваться, когда смесь попадает в камеру низкого давления.

Сорбция

Пористые материалы обладают способностью поглощать определенные виды загрязнений, когда поверхности вступают в контакт с ними или проходят через них. Адсорбционные методы очистки воды надежно удаляют поверхностно-активные вещества, токсичные химикаты и фенольные соединения. В качестве фильтрующих материалов используются активированный уголь, силикагель и другие вещества. Эта технология в основном используется на заключительном этапе глубокой очистки.

Экстракция

Этот метод очистки воды предполагает добавление веществ, которые связывают примеси в воде. Чтобы ускорить процесс экстракции, жидкость перемешивают, а затем оставляют стоять в специальной емкости. Примеси попадают в экстрагент, который легко отделяется от чистой воды (рафината). Концентрат примесей затем утилизируется или извлекается для дальнейшего использования. Метод экстракции надежно удаляет различные типы органических веществ, включая фенольные соединения.

Ионообмен

Новые технологии очистки воды, основанные на изменении состояния заряженных частиц, получают все более широкое распространение. Ионообменные процессы в основном используются для умягчения и опреснения воды. В процессах очистки воды ионы обмениваются между примесями и специальными веществами: катионообменниками и ионообменниками. Последние могут быть природного происхождения: гематит и цеолит, или синтетические: специальные высокомолекулярные смолы.

Электродиализ

Этот метод очистки воды представляет собой комбинацию электрического воздействия и мембранных методов. Очищенная жидкость последовательно проходит через две камеры, первая из которых предназначена для деминерализации, а вторая — для накопления концентрированного раствора загрязняющих веществ. Электродиализ используется на химических и нефтехимических предприятиях для умягчения и рециркуляции сточных вод.

Обратный осмос

Полупроницаемая мембрана в обратном осмосе обеспечивает эффективное удаление из жидкости практически всех видов примесей. В процессе очистки обратным осмосом загрязненная вода поступает на завод, где разделяется на пермеат и концентрат. Последние обычно сбрасываются в канализацию, либо из них извлекаются полезные вещества. Полученная сверхчистая вода очищается и используется в быту или в некоторых высокотехнологичных отраслях промышленности.

Термические методы

Эта группа технологий очистки воды основана на изменении состояния полимеризации жидкостей. Среди этих чрезвычайно эффективных методов очистки воды можно назвать следующие.

1. Испарение (дистилляция).
2. Замораживание.
3. Термическое окисление.

Термические методы удаляют или нейтрализуют сложные загрязнения, включая трудноразлагаемые и токсичные. Их главным недостатком является высокая стоимость энергии.

Биологические методы водоподготовки

Некоторые организмы обладают способностью поглощать или расщеплять органические и неорганические загрязнители. Ниже перечислены используемые в настоящее время методы и системы биологической очистки воды.

• Биологические пруды.
• Поля фильтрации.
• Биофильтры.
• Воздушные баллоны (окситанк).
• Метатанков.

В них используются простые микроорганизмы, а также некоторые виды червей и насекомых. Эти технологии очистки воды в основном используются на городских и промышленных очистных сооружениях.

Биологические пруды

Это метод очистки загрязненной воды из естественных или построенных водоемов. На дне биологического пруда образуется активный ил или водоросли, содержащие следующие различные микроорганизмы

• Бактерии.
• Протозойные водоросли и грибы.
• Многоклеточные черви и личинки насекомых.

Эти бактерии расщепляют токсичные соединения, разлагают азотистые вещества и поглощают фосфаты. Вместимость биопрудов относительно невелика, а занимаемая площадь велика.

Поля фильтрации

Одним из наиболее эффективных методов очистки воды является использование многослойных конструкций, через которые пропускаются сточные воды. Поле фильтрации содержит большое количество микроорганизмов, которые расщепляют и связывают вредные вещества и соединения. Основным преимуществом этого метода является низкая стоимость строительства и обслуживания очистных сооружений; недостатком — низкая производительность и невозможность его использования для очистки сильно загрязненных сточных вод.

Биофильтры

Биологические методы широко используются на станциях очистки сточных вод для очистки воды с целью устранения органических загрязнителей. Современные биологические фильтры имеют многослойную структуру, заполненную аэробными микроорганизмами. Для обеспечения их жизнеспособности устанавливается система естественной или принудительной вентиляции. Вода проходит через активный слой загрузки, где загрязняющие вещества окисляются или расщепляются.

Аэротенки (окситенки)

Инновационные методы и технологии очистки воды требуют применения сложных комплексов принудительной аэрации. Аэротенк — это система очистки, которая работает в автоматическом режиме. Вода в нем очищается с помощью аэробных бактерий, живущих в активном иле. Жидкость смешивается с конструкцией перед подачей в нее, где происходит биоразложение органических веществ и других вредных и токсичных примесей.

Метатенки

Установки анаэробного сбраживания предназначены для очистки сильно загрязненных сточных вод. метатенк — один из наиболее перспективных методов очистки воды в отсутствие кислорода и воздуха. Специальные виды бактерий производят биогаз, который частично используется для поддержания необходимой температуры. Например, среднетемпературное сбраживание проводится при 30-35°C, а термофильное — при 50-55°C. Избыток произведенного метана используется в качестве топлива для транспортных средств или технологических процессов.

Методы и схемы очистки воды

1. От механических примесей

Согласно этой позиции, программа водоподготовки для отдельно стоящего дома состоит из нескольких этапов.

• Первый — зернистый подстилающий слой на дне скважины (шпура).
• Далее — экран для заборного устройства, который предотвращает повреждение насоса.
• Далее — фильтр для предотвращения повреждения насоса; далее — сетка для водозаборного устройства для предотвращения повреждения насоса; далее — резервуар, заполненный песком.
• На следующих этапах технического процесса — использование сетчатых фильтров, дисковых конструкций, специализированных канистр.

Общий принцип заключается в постепенном снижении скорости потока. На завершающей стадии используются мембраны с порами, размер которых немного превышает размер молекул воды. Этот блок устанавливается в комплект обратного осмоса.

Цена: 25 000 рублей.

Засыпной магистральный фильтр оснащен автоматической системой промывки. Аналогичное устройство используется в ионообменной установке. В соответствии с заданной пользователем программой электромагнитный клапан подключается к необходимому контуру для технической очистки. Скопившиеся загрязнения отводятся в слив. Частота выполнения программы планируется по времени или в зависимости от объема обрабатываемой жидкости.

2. От железа, марганца и жесткости. Использование половолоконного фильтра

Ультрафильтрация с использованием мембран из полых волокон обеспечивает очистку до тонкости 0,01 микрон. Этот раствор используется для обработки питьевой воды с целью удаления вирусов и других опасных для здоровья примесей. Системы этой категории выполняют свои функции с высокой производительностью, поэтому они подходят для очистки всех поступающих в сеть жидкостей.

Существуют фильтры из полых волокон (например, Aquaris), которые можно чистить многократно. Такие сменные блоки сохраняют свою пригодность после 4 лет непрерывной работы. Их использование намного экономичнее, чем использование стандартных картриджей. Специалисты рекомендуют предварительную фильтрацию с тонкостью от 5 до 50 микрон для предотвращения быстрого засорения системы.

Цена: от 37 000 рублей.

Комплексное удаление железа и марганца также осуществляется с помощью специального катализатора. Он ускоряет окисление и извлекает заряженные компоненты (ионы) из потока жидкости. Накопительные свойства наполнителя регулярно восстанавливаются путем промывки раствором перманганата калия. Переключение режимов обеспечивается соответствующим образом настроенным блоком автоматики с набором электромагнитных клапанов. Когда необходимо удалить примеси марганца, используется аналогичная система очистки воды в сельской местности. 3.

3. От жесткости и извести

Типичная система водоподготовки в загородном доме нуждается в надежной защите от накипи. Решение этой проблемы заключается в следующем.

• Обработка полифосфатом.
• Трансформация солевых примесей под действием сильных магнитных полей.
• Ионный обмен.
• Очистка мембраны.

Цена: от 55 000 рублей.

При выборе подходящего метода необходимо учитывать конкретные преимущества и недостатки. Например, полифосфаты очень дешевы! Однако пользователь должен сам контролировать наполнение бака, так как автоматических средств для этого не существует. Загрязнение окружающей среды твердостью в целом ограничивает область применения. Эти химикаты используются для защиты отопительных котлов и стиральных машин. Необходимо избегать их проникновения в контур питьевой воды.

4. От бактерий и вирусов

Мембранные системы очистки воды обеспечивают высокий уровень надежности. В принципе, системы обратного осмоса не способны переносить фракции крупнее молекул воды. Микроорганизмы всех типов гораздо крупнее. Поэтому, если целостность барьера сохраняется, для пользователя не возникает никаких проблем.

Для работы с большими количествами жидкости (вода в бассейне) используйте.

• Хлорирование.
• Обработка озоном.
• Обработка специальным дезинфицирующим средством.
• Ультрафиолетовое излучение достаточной мощности.

При работе с обычным кипячением используйте длительное (5-10 минут) воздействие высоких температур для получения желаемых результатов.

5. От нитратов

Этот термин относится к солевым соединениям азотной кислоты, которые обычно используются для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Эти загрязняющие вещества находятся в открытых водоемах, колодцах и люках. Эксперты подчеркивают особую опасность постоянного преобразования таких удобрений в нитриты и нитрозамины. Повышенная токсичность химических соединений может нанести серьезный ущерб здоровью вплоть до летального исхода. Санитарные нормы ограничивают концентрацию нитратов до 45 мг на литр.

Для удаления этих примесей используется ионообменная система, заполненная специализированными макропористыми частицами. Если общая потребность не превышает 220-240 литров в день, достаточно обычной установки обратного осмоса.

Методы водоочистки направленного действия

Существуют стандартные методы очистки воды (отстаивание, аэрация, обратный осмос) и узкоспецифические. Хотя они во многом пересекаются и дополняют друг друга, имеет смысл сосредоточиться на удалении конкретных веществ.

Песок

Заиление или пескование скважин — актуальная проблема, часто связанная с неправильными расчетами или установкой скважинного оборудования.

Удалить песок из воды легко — этому способствуют непрерывная фильтрация и отстаивание.

Однако решение проблемы в целом — задача не из легких, по крайней мере, когда речь идет о промывочных скважинах. В худшем случае восстановление источника будет совершенно нецелесообразным.

Железо

Такие примеси присутствуют почти всегда, и мы говорим не о полном их удалении, а об их уменьшении. В целом, все или почти все методы очистки воды, от отстаивания до обратного осмоса, помогают бороться с железом.

Сероводород

Устранение сероводорода представляет собой сочетание прямой очистки воды и промывки или восстановления скважин. Очистка воды осуществляется несколькими способами.

1. Аэрация — самый простой, эффективный и популярный метод борьбы с сероводородом. Активно насыщая жидкость кислородом, посторонние газы (включая сероводород) окисляются и выпадают в осадок.
2. Хлорирование, обработка марганцовкой или йодом редко используется в частных водопроводах.
3. Озонирование также является эффективным методом удаления сероводорода. Разница с аэрацией заключается в скорости и степени очистки, а также в высокой стоимости оборудования.

Для того чтобы устранить источник сероводорода, его сначала нужно найти. Для этого необходимо провести анализ жидкости, взятой на каждом этапе процесса водоподготовки. Вероятно, промывка или замена фильтра предварительной очистки решит проблему.

Однако источник этих «ароматических» соединений часто находится на дне скважины. Поэтому для борьбы с этой проблемой колодцы промывают, ремонтируют или переустанавливают.

Вы можете узнать больше, посмотрев это видео об удалении сероводорода и железа из воды.

Известь

Соли кальция и магния присутствуют в любом источнике воды. В зависимости от их уровня вода называется жесткой или мягкой. Все системы фильтрации подходят для разных уровней умягчения воды.

От предварительной фильтрации до окончательной фильтрации удаляются частицы извести. Обратный осмос, например, позволяет снизить содержание солей на 95-99%.

Информация! Другие методы — отстаивание, аэрация, озонирование, ионный обмен, многоступенчатая механическая фильтрация — также эффективны. Нетрадиционные методы — магнитные и электромагнитные фильтры — также достаточно эффективны.

Марганец

Он удаляется способом, аналогичным обезжелезиванию.

• Фильтрация.
• Аэрация.
• Коагуляция.
• Фильтрация, аэрация, коагуляция, седиментация и т.д.

Одним из наиболее эффективных методов является использование фильтрующих материалов (например, BIRM), которые ускоряют окисление металлов.

Фильтрационные и адсорбционные колонны с песком или подобными наполнителями обычно используются для очистки больших объемов воды. Для небольших объемов достаточно бытовой системы обратного осмоса.

В случаях, когда допустимые нормы сильно превышены (например, в 15 раз), необходимо использовать весь комплекс очистительных мероприятий.

• Установка устройства учета хлора или соединения хлора (гипохлорит натрия).
• Установка хлораторной емкости (реактора).
• Удаление железа.
• Многоступенчатая механическая фильтрация.
• Обратный осмос.

Важное замечание: Хлорированную воду не следует сбрасывать в обычный септик, для этого необходимо подготовить отдельную яму.

Нитраты (соли азота)

Для удаления нитратов подходят как методы ионного обмена, так и обратного осмоса. В первом методе используются специальные нитратселективные смолы. Их объем зависит от объема обрабатываемой воды, например, стандартная упаковка анионообменников Purolite A520E объемом 25 литров удаляет нитраты из 5 кубических метров воды в неделю.

Поэтому регенерацию состава также необходимо проводить еженедельно, для чего потребуется использовать 1 кг хлорида натрия (NaCl).

Точный расчет всех количеств возможен только при наличии аналитических данных и данных о потреблении воды.

Фильтрация обратным осмосом также может удалить нитраты. Однако объем фильтрата ничтожно мал из-за низкой скорости проницаемости. С другой стороны, только питьевая вода должна быть свободна от этой примеси. В среднем, требуемый им объем не превышает 10% от общего расхода.

Глина

Мелкая глина в воде — обычное явление. Наиболее вероятными причинами являются неправильные расчеты глубины и позиции бурения, а также неправильная установка обсадных труб или другого оборудования.

Например, нередко выбирают глубинный насос со слишком большой мощностью или закрепляют его слишком глубоко. Если наличие глины является особенностью данного водоносного горизонта, то это обычно приводит к тому, что колодец имеет очень маленький срок службы — 3-5 лет, после чего требуется капитальный ремонт.

Наиболее эффективным методом осаждения глины является начальная коагуляция примесей во время отстаивания жидкости. Центробежные отстойники типа центрифуги предпочтительнее других типов отстойников. Традиционная многоступенчатая фильтрация с последующим обратным осмосом также может сделать воду достаточно чистой для питья.

Идеальная схема, какая она?

Выше приведены типичные инженерные решения. Однако некоторые методы установки могут быть улучшены с помощью дополнительных средств. Например, при наличии в скважине примесей двухвалентного железа используются следующие методы ускоренного окисления.

• Распыление под давлением.
• Разделение потока воды на несколько небольших струй без давления.
• Принудительная аэрация компрессора.
• Озон впрыскивается через инжектор.

После предварительной обработки жидкость направляется в резервуар, содержащий каталитический мат или активированный уголь. Дополнительный слой песка задерживает механические примеси.

С точки зрения фильтрации обратный осмос сравним с высококачественной дистилляцией. Однако нельзя исключать возможность вторичного загрязнения в случае длительных перерывов в работе. Для того чтобы такая система очистки воды для загородного дома работала безупречно, эта система дополнена блоком ультрафиолетовой очистки.

Приведенный выше пример иллюстрирует необходимость тщательного рассмотрения всех важных деталей инженерного проекта. Идеальная система водоподготовки и очистки воды — это система, которая точно соответствует реальным потребностям. Она не увеличивает без необходимости ответственность пользователя в процессе эксплуатации. Для точных экономических расчетов необходим временной интервал не менее 10 лет. Необходимо сложить расходы по следующим статьям.

• Обслуживание.
• Расходные материалы.
• Регулярное техническое обслуживание (замена отдельных узлов).

Современные технологии очищения

В современных системах очистки воды эти методы используются в комбинации.

Хорошим примером является многоступенчатый бытовой фильтр с механическим фильтром предварительной очистки, ионообменным или адсорбционным картриджем и мембраной обратного осмоса. Эти установки обеспечивают полную очистку питьевой воды, независимо от ее исходных параметров.

Инновационные тенденции в области водоподготовки включают.

• Отказ от хлорирования в пользу озонирования (окисления жидким кислородом) и/или УФ-обработки.
• Использование ультрафильтрационных и нанофильтрационных мембран с пониженной селективностью.
• Удаление взвешенных и растворенных органических примесей с помощью фотокаталитических устройств.

Несмотря на многочисленные преимущества, эти технологии нельзя назвать бюджетными: соответствующие фильтры, мембраны и другие расходные материалы стоят дорого и не окупаются в домашних условиях.

Напротив, новые проверенные методы (ионный обмен, обратный осмос, многоступенчатые конструкции фильтров) становятся более доступными для частных лиц.

Фильтрация на предприятиях

Взаимосвязь между сектором применения и типом требуемой системы водоподготовки показана в таблице ниже.

Промышленность	Необходимые функции для основной линии обработки
Металлургия	Опреснение морской воды
Пищевая промышленность	Ионный обмен, нейтрализация, генерация смягчающих веществ
Разведка и добыча в нефтегазовой промышленности	Удаление примесей, опреснение, обратный осмос
Энерго-, тепло- и водоснабжение	Опреснение, УФ-фильтрация, хлорирование или озонирование
Фармацевтика	Обратный осмос, дистилляция

Для экономии средств эти методы сочетаются с механической фильтрацией.

Существуют отдельные требования к системам очистки сточных вод в химической или металлургической промышленности, где добытые концентраты могут быть ценными или подлежат утилизации.

Переработка стоков

Полный цикл очистки сточных вод для производственных предприятий и общественных очистных сооружений состоит из.

1. Подача стоков в разбавители, когда требуется разбавление.
2. Декантирование механическим способом.
3. Базовая обработка (активное использование биомассы).
4. Глубокая очистка (удаление всех посторонних примесей с помощью мембран обратного осмоса или фильтров тонкой очистки).
5. Дезинфекция (УФ-обработка, хлорирование, озонирование).

Осадок, образующийся на этапах 2, 3 и 4, должен быть регенерирован или утилизирован. Эти процессы осуществляются в дозаторах, отжимных машинах или сушилках.

Высокозатратные физико-химические процессы выбираются только в тех случаях, когда предъявляются высокие требования к чистоте осадка или когда другие процессы менее эффективны.

Очистка бытовых сточных вод требует меньше усилий. Владельцы индивидуальных домов, но подключенных к канализационной сети, используют септики (с дном или без дна), адсорбенты или коагулянты.

Важное замечание: очищенные сточные воды редко используются повторно (при определенных условиях вода может быть использована непосредственно в системе орошения).

Подробнее об очистке сточных вод читайте здесь.

Удаление тяжелых металлов

Когда предельно допустимая концентрация тяжелых металлов в воде отличается от санитарных норм, требуются дополнительные меры. Чаще всего это происходит вблизи колодцев и септиков или при попадании этих веществ извне (осадок, поток загрязненных грунтовых вод, контакт с металлической арматурой).

Для удаления этих веществ в бытовых и промышленных условиях используются следующие химические и физико-химические методы

Тип металла	Допустимая концентрация в воде, не более мг/л	Рекомендуемые методы очистки воды
Марганец и железо	0,1	Ионообмен, аэрация, затем загрузка на каталитически заряженный полимерный фильтр, окисление гипохлоритом натрия, добавление сильного окислителя.
Сульфид водорода	0,01, вещество является высокотоксичным	Окисление, выветривание, насыщение кислородом
Лидер	0,03	Обратный осмос, окисление и восстановление
Ртуть	0,001	Обратный осмос и редокс
Хром	0,05	Окисление, обратный осмос и восстановление
Никель	0,1	Окисление и восстановление

Системы обратного осмоса, несмотря на несомненную эффективность, используются редко из-за их высокой стоимости и ускоренного использования ресурсов мембраны.

Важно! Системы обратного осмоса рекомендуются при очистке воды с высоким содержанием двухвалентного железа (20 мг/л и более) или когда другие методы не могут быть использованы.

Принцип надежной работы систем водоподготовки

Состав системы водоподготовки при различных начальных условиях в целом ясен. Теперь описание того, как правильно работает вся система. Таким образом, промышленная водоподготовка осуществляется при заборе воды из скважины. Вода подается под определенным давлением и проходит через запорный клапан. Пористость механического фильтра допускается выше 800 микрон. Давление в системе составляет не менее 2,5 атмосфер. На этом этапе происходит аэрация, когда вода насыщается кислородом путем энергичного продувания. Он подается в систему под давлением, а сигнал на его подачу подает управляемый датчик. Здесь в процессе аэрации избыточные соли железа окисляются, и для их удаления воду теперь необходимо фильтровать, что и происходит в фильтре для удаления железа.

Затем вода проходит через фильтр с катионной смолой для умягчения. Если устройство нуждается в регенерации, вода пропускается через другой фильтр и устройство регенерируется. Для этого система оснащена рекуперационным баком, в котором всегда под рукой гранулы соли с высоким содержанием натрия. После всех этих этапов может быть проведена еще одна механическая очистка для удаления мусора, который мог присутствовать на предыдущих этапах. Здесь размер фильтра уже составляет 50 микрон.

Если необходима дезинфекция, используется ультрафиолетовое дезинфицирующее средство. После этого воду можно транспортировать к конечному потребителю. Запорные клапаны для аварийных ситуаций имеются везде. Это означает, что в случае выхода из строя фильтра или соединительных труб воду можно отключить и отремонтировать систему. Если потребителю требуется вода 24 часа в сутки, система должна быть оборудована перепускным клапаном, чтобы вода могла обходить систему очистки в случае поломки или ремонта. В бытовых условиях для ежедневного получения питьевой воды под раковиной можно установить блок тонкой очистки воды. Такая система будет производить воду со скоростью от 1,5 до 2 кубометров в час.

К стандартному набору для очистки воды добавляется.

• Второй механический фильтр.
• Датчик скорости потока.
• Солевосстанавливающий агент.
• Аккумулятор

Этот конкретный пример способен обрабатывать воду со следующими входными параметрами: содержание твердых частиц не более пяти миллиграммов на литр, жесткость не более пятнадцати, цветность не более тридцати градусов и соли железа не более одного миллиграмма на литр. Все это работает, когда температура воды составляет от пяти до тридцати пяти градусов.

Кстати, использование водоподготовки в котельных также имеет ограничения по состоянию воды. Поэтому не каждый фильтр будет работать с горячей водой. Для любого потребителя также стоит помнить, что существует одно неизменное правило. Устройство, которое может очищать горячую воду, может также очищать холодную и горячую воду. Если устройство, например, магнитный умягчитель, работает только на холодной воде, то оно будет работать только на холодной воде. И всегда следите за скоростью потока и количеством завихрений в трубах. Не все фильтры могут справляться с различными потоками воды.

Системы очистки колодезной воды чаще всего делают мобильными. Скважинная вода имеет тенденцию меняться со временем, поэтому существует риск смены ступеней или перемещения системы очистки. Специалист, который проектирует систему очистки, обычно может сам установить ее и подключить к водопроводу, канализации и электричеству по желанию заказчика. Стоимость системы очистки воды для загородного дома должна быть включена в смету на этапе проектирования частного дома. При установке системы необходимо учитывать, что вблизи места установки должна быть электрическая розетка с минимальным напряжением 220 вольт.

Сегодня большинство систем очистки разработаны таким образом, чтобы свести к минимуму вмешательство человека в процесс очистки. Это означает, что даже регенерация картриджей происходит автоматически. Человеку нужно только задать параметры. То есть, через какой промежуток времени картридж будет регенерирован или после какого количества воды механизм будет активирован.

Что это такое?

Водоочистные сооружения — это широкий термин. Они являются частью городской системы водоснабжения, а также могут быть установлены как отдельные устройства на предприятиях или в частных домах.

Старые станции были в плохом состоянии и сильно изношены, поэтому возложенные на них задачи решались посредственно.

Новые устройства установлены надлежащим образом, отвечают текущим потребностям и являются высокоэффективными. Хорошая станция фильтрации обеспечивает качественную очистку, дезинфекцию и умягчение воды.

Когда нужна комплексная система фильтрации?

Станции очистки воды имеют множество различных применений.

Они установлены.

• В центрах отдыха.
• На производственных предприятиях.
• В частных домах.
• В городских системах водоснабжения.

Различия между разными модификациями заключаются в принципе лечения и эффективности.

Основная задача станции водоподготовки — смягчение воды и удаление из нее вредных и опасных примесей. Твердость является основной причиной образования накипи, которая откладывается на стенках бытовых приборов, промышленного оборудования и труб. Жесткая вода вредна для волос и кожи и вызывает преждевременное старение. Ткани теряют первоначальную яркость при стирке в жесткой воде и могут начать «расползаться».

Основные этапы лечения следующие.

1. Механическое удаление накипи, глинистых включений, песка, ржавчины и других загрязнений.
2. Удаление органических примесей, химических компонентов, тяжелых металлов, бактерий и других микроорганизмов. Эту задачу берет на себя блок сверхтонкой фильтрации.

Для достижения максимальной эффективности необходимо заранее определить, какой тип воды (горячая, холодная) необходим, какие примеси должны быть удалены в первую очередь, какова нагрузка и какими параметрами производительности должен обладать фильтрующий элемент.

Место установки также имеет значение, будь то квартира, частный дом, котельная или завод. Очистка воды будет наиболее эффективной, если учитывать ее состав.

Перед выбором системы рекомендуется провести лабораторный анализ — он покажет, что не так, и поможет выбрать лучшее оборудование.

Принцип работы

Процесс очистки воды с помощью станции состоит из нескольких этапов.

Первая грубая фильтрация осуществляется в источнике поступающей воды, а остальные элементы размещаются в доме или в отдельном промышленном здании.

Их настройка зависит от типа станции, где она установлена.

Стандартное оборудование.

• Сама станция.
• Набор фильтров.
• Насосы.

Каждый последующий блок отвечает за более тонкую очистку, чем предыдущий — таков основной принцип работы рассматриваемой системы.

Каждый этап одинаково важен — без грубой очистки остальные фильтры будут испытывать большую нагрузку, без тонкой очистки вы получите питьевую воду недостаточного качества (если вода очищена для этих целей).

Информация. Для грубой фильтрации лучше всего использовать фильтр — основной фильтрующий элемент в виде сетки, который улавливает механические примеси.

Самоочищающиеся изделия дороже стандартных, но проще и эффективнее в использовании. Если требуется тонкая механическая очистка, используйте магистральный картриджный фильтр.

Мембраны и ионообменные станции часто используются в производственных помещениях. Обработка ультрафиолетовым светом и озоном имеет высокую эффективность.

Перед выбором конкретного типа устройства неплохо бы проверить химические параметры воды — по ее результатам станет яснее, какой вид очистки требуется.

Виды

Основной тип станции, используемой для очистки воды.

1. Резервная — начинает работать, когда основная (централизованная) система выходит из строя и полностью отключается.
2. Сосудистый — Состоит из набора блоков для удаления различных бактерий.
3. Блок-модуль — самодействующий, состоит из входных насосов, фильтров тонкой очистки, механических фильтрующих элементов.
4. Стандарт — Удаление неорганических примесей, дезинфекция и решение проблем опреснения.

Другая классификация основана на принципе фильтрации.

1. На основе реагентов — удаление коллоидных, мутных примесей, с применением методов осаждения, флокуляции и коагуляции.
2. Механический — удаляет грубые загрязнения и представлен песчаными фильтрами, дисковыми фильтрами, автоматическими фильтрами.
3. Мембрана — осуществляет обратный осмос, нано- и ультрафильтрацию.
4. Ионный обмен — смягчает, удаляет NO3.

Кроме того, могут быть использованы методы окисления, дегазации или адсорбции. При необходимости для обеззараживания может быть проведена химическая, ультрафиолетовая или озоновая обработка.

Обслуживание

Техническое обслуживание является обязательным, поскольку фильтры и другие рабочие компоненты со временем изнашиваются и перестают справляться с поставленной задачей.

Наиболее распространенными проблемами, с которыми сталкиваются владельцы или обслуживающие предприятия, являются

• Неисправные устройства для удаления железа — необходимо удалить грязь, и поршневой механизм перестает заклинивать.
• Проблемы с аэрационной колонной — клапан забивается отложениями железа, система начинает засоряться и перестает выполнять свое текущее назначение.
• Неисправность умягчителя — обычно виновником является отложение соли в баке для реагентов.

Полностью предотвратить вышеперечисленные проблемы невозможно, но вполне реально предотвратить полный выход станций из строя и необходимость дорогостоящего ремонта, если регулярно проводить техническое обслуживание.

Лучше всего выбрать компанию, условия обслуживания которой вас устраивают, и заключить долгосрочный контракт. Частота посещений, выполняемая работа будут определяться в индивидуальном порядке.

Нюансы выбора

Скважинный фильтр для частных и загородных домов представляет собой нижнюю часть обсадной трубы, оснащенную перфорированным отверстием. Высота этого участка трубы и геометрия отверстия зависят от характеристик грунта водоносного горизонта.

Буровой техник обычно сам выбирает тип перфорации. Однако если вам придется делать выбор самостоятельно, рекомендуется ознакомиться с различными типами.

Щелевой или дырчатый тип сетчатого фильтра

Корытные фильтры
Этот метод используется, когда водоносный горизонт состоит в основном из горных пород, которые имеют тенденцию к разрушению.

Это может быть, например

1. Скалистая рассыпчатая почва.
2. Булыжники.
3. Крупнозернистый песок.

Длина желоба должна быть ступенчатой, а ширина соответствовать размеру фракции.

Перфорированные фильтры отличаются тем, что желоба имеют меньшую пропускную способность. Однако необходимость такой конструкции диктуется областью применения — мелкозернистые почвы.

Они называются сетчатыми из-за сетки, которая оборачивается вокруг трубы. Он может быть пластиковым или из нержавеющей стали и иметь различное плетение, в зависимости от породы в то время. Например, для крупных, твердых фрагментов (гальки) используется квадратная тканая сетка. Его цель — защитить перфорацию от блокировки.

Гравийный скважинный фильтр

По сути, это дополнение к перфорированной обсадной трубе снизу. Его конструкция предназначена для защиты щелевых или перфорированных отверстий от засыпки. Расположение гравийного фильтра означает, что диаметр водосборного бассейна на 10 см или более превышает размер корпуса.

Информация! Этот метод используется только для неглубоких песчаных или «абиссинских» скважин.

Выбор фильтра для жесткой воды

Этот выбор напрямую зависит от различного содержания соли в добываемой жидкости, от фрагментации скважины, а также от объема, необходимого для смягчения фильтрата.

В простых случаях достаточно кувшинного фильтра в конце цепи. Если допустимая концентрация сильно превышена, обычно используется ионообменная установка.