Вода – запорука життя, чиста рідина необхідна практично всіх живих істот на нашій планеті. Для людського здоров’я потрібно не просто забезпечити доступ до необхідних обсягів, але і застосувати до них методи очищення питної води, щоб якість була високою. Фахівці звертають увагу: необхідно приймати заходи по очищенню рідини всім і завжди, не тільки міським жителям, які користуються водопроводами, але і мешканцям сільської місцевості. З давніх пір існує думка, ніби кринична вода виключно чиста. Воно категорично помилкове! В такій рідині міститься чимало патологічних мікроорганізмів, що вже не раз ставало причиною епідемій різноманітних захворювань. Уникнути цього можна, застосовуючи основні методи очищення води, доступні як у промислових масштабах, так і стосовно до кожної окремої людини.
Загальна інформація
Сучасні методи очищення води:
- фильтровка;
- сорбція;
- застосування мембран;
- електрохімічне вплив.
Фільтрам дорогу!
Цей механічний метод очищення води добре зарекомендував себе з найдавніших пір, правда, в даний час у людства є набагато більш досконалі засоби, що дозволяють виключити з рідини зайві домішки. Застосовуються спеціалізовані перегородки з численними порами. Їх виготовляють з різних матеріалів:
- тканих;
- нетканих;
- металів;
- кераміки;
- металокераміки;
- гранульованих субстанцій.
Використовуються в цьому методі очищення води від забруднень гранули виготовляють з:
- піску;
- шунгита;
- вугілля;
- смол;
- цеолітів;
- вермикуліту.
Це цікаво
Практично будь-яка система очищення води в своєму складі має один або декілька фільтрів. Вона може доповнюватися іншими компонентами, що дозволяють підвищити ефективність робочого процесу, але ось знайти такий варіант, в якому фільтра немає зовсім, дуже складно. Завдяки цьому в даний час багато систем очищення води називають фільтрами – за основним об’єднуючого їх ознакою.
Обиватель, в повсякденності постійно застосовує фільтр, часто замислюється: чи може така досить проста за своїм устроєм система очистити життєво необхідну рідину, домішки в якій – до чотирьох мільйонів сполук, шкідливих для людини? Точну відповідь сформулювати не вийде: багато що залежить від домішок в конкретному випадку, від використаної очисної системи.
Сучасні методи очищення води в домашніх умовах передбачають застосування таких пристроїв, які хоч і ефективні, але не на іонному рівні. Отже, не можна говорити про бездоганно якісному результаті. Практично не допоможе цей метод очищення води при залповому забрудненні. Виробник звертає увагу: необхідно регулярно міняти робочий елемент очисної системи, але складно передбачити, з якою частотою. Зазначені виробником часові рамки умовні, якщо постійно фільтрується рідина з численними домішками, доведеться оновити «робочу конячку» раніше терміну.
Сорбція
Це поглотительный метод очищення води, коли за допомогою спеціальних технологій з рідини витягують домішки, розчинені в загальній масі. Найбільш ефективна методологія при позбавленні від органічних забруднювачів.
Іонообмінні процедури теж належать до категорії сорбції, відмінна особливість в тому, що з сорбенту виділяє іон, який замінює поглинений. У найбільш широкому трактуванні терміна сорбція як метод очищення води дає можливість виключити із загального об’єму оброблюваного велику частину шкідливих домішок. У той же час фахівці відзначають: сорбція досить вибіркова, що обумовлено специфікою застосовуваного сорбенту, тому в реальності застосуванням такої технології домогтися дійсно повноцінного очищення непросто.
Особливості реалізації методу
Очищення води за такої технології зазвичай передбачає використання матеріалів, сформованих волокнами, гранулами спеціального складу – адсорбентами. Нерідко користуються активованим вугіллям (відомо кілька різновидів), інші методології побудовані з організацією іонообмінних процесів.
Методи промислової очищення води за допомогою сорбційних процесів не самі прості в реалізації. Сконструювати ефективну насадку досить складно, а експлуатувати доведеться з дотриманням ряду правил, в іншому випадку ефективність буде занадто низька. Основні особливості, які необхідно враховувати:
- паралельне перенесення;
- фронт поглинання;
- рівняння Шилова;
- закономірності підтримання рівноважної концентрації.
Як це працює?
Застосовуючи фізико-хімічні методи очищення води, засновані на включенні в роботу сорбенту, потрібно пам’ятати, що при проходженні рідини через речовину домішки скупчуються в цьому з’єднанні. Рівноважна концентрація як найважливіший фізичний закон обумовлює надходження накопичених сорбентом домішок в оброблювані обсяги набагато раніше, ніж виходить термін застосування установки. Отже, рідина стає «психологічно чистою».
Всі згадані вище особливості в даний час враховуються в розробці військових станцій очищення. Вдалося вирахувати ресурси різноманітних установок, що працюють за таким принципом, але в більшості випадків фильтроцикл – всього лише добу. Розробки військових поки що не знайшли собі застосування при конструюванні використовуються в побуті очисників.
Мембрани
Ця методологія, хоча і була непогано досліджена, широкого поширення в даний час не має, особливо на побутовому рівні. Справа в тому, що мембрани ефективні лише при нагнітанні тиску до 10 атмосфер. Крім того, результативністю відрізняються гиперфильтрационные моделі, в результаті дії яких рідина стає глубокообессоленной. Необхідно враховувати і той факт, що застосування подібних установок призвело б до скиду в очисну систему 50% або навіть більше від усього обсягу надійшла для фільтрації рідини. У більшості регіонів спостерігається дефіцит придатною для пиття, промислового застосування води, тому таке недбале ставлення до життєдайного речовині просто неприпустимо.
Що це все значить?
Всі перераховані методики очищення рідини мають певні слабкі сторони, істотні недоліки. Сорбенти накопичують домішки, при залпових викидах якість обробленої рідини різко зменшується, тривалість роботи фільтру складно передбачити наперед, на підставі чого багато хто приходять до невтішного висновку: очисні пристрої, доступні в даний час широким масам, виключно ненадійні в експлуатації.
Мембрани, сорбенти, активізуючі іонообмінні процеси, збіднюють рідина на солі, а для живих організмів винятково важливі натрієві, калієві, магнієві сполуки та інші мікроелементи. Крім того, відпрацьовані мембрани, насадки необхідно утилізувати, що стає суттєвим чинником забруднення навколишнього середовища. Що дивно, уваги йому приділяється дуже мало.
Електрохімія
Фінішна обробка рідини за допомогою такої методології доступна кількома способами. Досить широко поширена очищення води методом коагуляції, альтернативні варіанти:
- флотація;
- електрофорез;
- каталіз;
- малопотужні розряди;
- високовольтні іскрові електророзряди;
- електронні мембрани.
У реальності, крім коагуляції, широке поширення отримала тільки обробка способом флотації.
Польові станції
В даний час виключно часто на практиці використовуються речовини-коагулянти. Переважно установки побудовані із застосуванням сірчанокислого алюмінію (глинозему). У воді відбувається дисоціація на сульфатні, алюмінієві іони. З’єднання являє собою сильну кислотну сіль і слабку основу, тому процес до кінця не проходить, рідини глинозем розчиняється до рівня молекул, і всього через хвилину після цього алюміній, вступаючи в реакцію, формує пластівцями падає в осад гідроксид.
Описаний процес отримав найменування коагуляції. Вода в ході такого впливу очищається від домішок, солей, мікроскопічних форм життя. Щоб виробити остаточну обробку, необхідно ретельно видалити пластівці коагулянту. На водоочисних станціях ця процедура зазвичай організована в кілька етапів.
Всьому свій час
Варто використовувати біологічний метод очищення води, електрику, фільтр або мембрану, необхідно вирішувати лише після виявлення характерних для конкретної ситуації забруднень. Беруть проби рідини, в лабораторних умовах проводять аналізи із застосуванням апаратури високої точності. Переважно виявляється кілька різновидів забруднень, що вимагає комплексних очисних заходів.
Забруднення: важливі особливості
Як показують дослідження, все більший відсоток забруднюючих речовин в прісній рідини обумовлений активністю людини: промисловістю, землеробством, життєдіяльністю. Фізичні забруднення – це домішки, що потрапляють у водойми і або зовсім не розчиняються, або цей процес займає тривалий час. Основна проблема – сміття, але, крім нього, в якості забруднювачів виступають глина, пісок.
Не менш важливий фактор – теплове забруднення, тобто негативний вплив на навколишнє середовище енергією тепла. Підігрів водних мас водойми порушує біологічні процеси, провокує вимирання риб, інших водних мешканців. В іншій ситуації підвищення температури стимулює розростання колоній шкідливих найпростіших, що робить процес очищення абсолютно неефективним. Втім, в окремих випадках теплове забруднення впливає позитивно.
Які ще бувають?
Практично будь-який сучасний людина чув про хімічне забруднення навколишнього середовища в цілому і водойм зокрема. Обумовлено це попаданням в рідину різноманітних сполук, що застосовуються в сільському господарстві, в промислових цілях. Найбільшу небезпеку для природи несуть нафта і продукти її переробки, важкі метали, в тому числі в з’єднаннях, нітрати, ПАР.
Необхідно згадати біологічний фактор забруднення, пов’язаний з розмноженням мікроскопічних форм життя, паразитів, хвороботворних організмів. Не можна випускати з уваги факт того, що фосфорні, азотні викиди створюють оптимальні умови для життєдіяльності подібних колоній. При забрудненні водойми відносно швидко спостерігається евтрофікація, тобто місцевість перетворюється в багнюку.
Комплексний підхід
При аналізі проб рідини з водойми можна визначити, які саме забруднювачі спостерігаються саме в ньому. Зазвичай це досить широкий спектр, що вимагає комплексного використання декількох очисних методик. А от системи, побудовані з застосуванням одного конкретного методу, зазвичай характерні для виробничих очисних установок, де набір домішок досить стабільний, кількість забруднювача теж відомо заздалегідь. У комунальному господарстві широко поширена технологія озонування.
Як вибрати?
Перш розробки очисної системи підбору оптимальних заходів для конкретного випадку, необхідно ретельно досліджувати проби і порівняти їх з нормативними даними. Для отримання точної інформації проводять тривале вивчення, складають статистичну таблицю, вибирають відповідні для ситуації нормативи Санпіну, після чого приймають рішення на користь найбільш придатних у конкретному випадку варіантів.
Стічні води
Мабуть, очищення такої рідини – одна з найгостріших сучасних проблем. Прийнято виділяти кілька категорій рідини:
- побутові;
- виробничі;
- природні.
Перший клас – це найбільш небезпечна рідина, багата органічними сполуками, поживними для патогенних мікроскопічних форм життя. Господарські стічні води необхідно ретельно дезінфікувати, тільки після цього приступати до очисних заходів.
Виробничі відходи скидаються промисловими об’єктами, які використовують у своєму робочому процесі водні маси. Чинне законодавство зобов’язує встановлювати ефективні фільтраційні системи, а регулярні перевірки і великі штрафи стимулюють підприємства виконувати ці вимоги. Нарешті, природні – це сформовані опадами стоки відводяться через зливову каналізаційну систему.
Побутові стічні води: що робити?
Використовується складна очисна система, реалізована за допомогою декількох технологій. Спершу стоки подаються у відстійники, що дозволяє відшарувати зважені елементи (певний відсоток формує осад, а інші піднімаються до поверхні). Наступний крок – пісколовки, тобто фільтри, збирають нерозчинні забруднювачі. Щоб зловити великогабаритне сміття, очисну систему доповнюють гратами.
Нерідко побутова очисна система конструюється із застосуванням септиків, антисептиків, що поліпшують результативність процесу. У складі таких препаратів присутні мікроскопічні організми, що переробляють органіку.
