Технология очистки воды на практике

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.

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

Эту технологию очистки вод можно применять для очистки как бытовых, так и промышленных стоков. Принцип действия достаточно прост: микроорганизмы расщепляют органику на воду и углекислый газ и таким образом очищают стоки. Технологии биологической очистки вод разделяются на две большие группы в зависимости от вида бактерий, участвующих в расщеплении. Одним бактериям для «работы» необходим воздух (аэробные бактерии), другие, наоборот, действуют только в полностью герметичных емкостях (анаэробные бактерии). Биологическая очистка вод с помощью аэробных бактерий удобнее, так как не требует создавать абсолютную герметичность. Для очистки сооружают биопруды, специальные биологические фильтры. По сути, биопруд – это неглубокая яма, максимально заполненная водорослями. Вода в таком пруду насыщается кислородом, и бактерии начинают работать. Эта технология очистки вод эффективно применяется не только в быту, но и на промышленных предприятиях. Отлично подходит и для очистки рек.

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).

Этих минусов лишена технология очистки вод с помощью биофильтров. Биофильтр – это емкость, в которой долго живут колонии микроорганизмов. Однако, несмотря на то, что биофильтры способны перерабатывать большие объемы стоков, «перегружать» их работой нельзя – бактерии могут попросту погибнуть от избытка вредных веществ.

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).

Первый фильтр сделан из полипропилена. Его задача – удалить «крупнокалиберные» примеси, такие как песок, глина, ржавчина и т. п. Второй – угольный – фильтр удаляет органические примеси и «химию» (хлор, продукты переработки нефти, тяжелые металлы и т. д.). И, наконец, уже непосредственно перед подачей на мембрану, вода проходит через механический фильтр, который удаляет частицы размером меньше одного микрона. К слову, размер молекул воды – 0,0001 микрон.

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).

Минусов у трехступенчатой технологии очистки воды всего три: сложность в монтаже (без специальных навыков не установить), необходимость регулярного ухода (сетчатые картриджи нужно промывать) и «затраты, протяженные по времени». Другими словами, при применении трехступенчатой технологии очистки воды вам нужно быть готовыми к постоянным дополнительным тратам на замену картриджей (срок службы некоторых видов картриджей – от 3 месяцев). К слову, цена на картриджи у разных производителей может отличаться. Учитывайте это при покупке, приобретайте только те технологии очистки воды, которые не будут тяжким грузом для вашего бюджета.

Очистка воды замораживанием

Одна из популярных технологий очистки воды – очищение с помощью замораживания. Однако способов и заморозки, и таяния существует множество, причем разной степени сложности. Случается, что неправильные действия приводят к противоположному результату, – очищенная вода отправляется в канализацию, а для употребления остается загрязненная. И не каждый потребитель способен заметить и исправить ошибку самостоятельно.

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.

Давайте рассмотрим несколько реально действующих технологий. Прежде всего вам понадобится пластмассовая посудина, без царапин и сильных повреждений. Можно использовать и стеклянную тару, но в этом случае нельзя наливать воды «под горлышко», а само горлышко не должно быть узким. Под емкость при замораживании подложите картон или дощечку – таким образом вы сделаете замораживание более равномерным.

Первый метод заморозки воды

Первый вариант технологии очистки воды с помощью замораживания самый простой. В посуду наливаем воды примерно на две трети и ставим в холодильник. Примерно через два часа на воде образуется первый ледок – его нужно выбросить, а остатки воды перелить. Получившаяся вода называется в народе «мертвой», хотя у нее есть и научное название – дейтерий. Емкость с водой снова ставим замораживаться и следим, пока вода не замерзнет на 2/3. Оставшуюся треть выливаем (ее называют рассолом или «легкой водой»), а лед – растапливаем и используем для питья. При применении этой технологии очистки воды из полутора литров получится примерно литр «готовой» воды. Обычно такого способа достаточно для небольших объемов воды – примерно на сутки. Если воду предварительно пропустить через фильтр, то получится больше талой воды.

Второй метод заморозки воды

Эта технология очистки воды более проста, но тоже эффективна. Принцип прост – вода замораживается полностью, а от получившегося куска льда просто откалываются наиболее мутные места. Именно муть содержит вредные примеси – они и застывают в последнюю очередь. Обычно при этом теряется примерно 1/5 объема воды, но результат может быть разным, в зависимости от чистоты «исходной» воды. Поэтому лучше предварительно воспользоваться бытовым фильтром.

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.

Новые технологии очистки воды

Новейшей технологией очистки воды является нанофильтрация. Ее главный плюс – универсальность, так как с ее помощью из воды убираются органические примеси, хлор, цвет и т. д., причем без применения реагентов. Эта технология очистки воды очень популярна в таких странах, как Нидерланды, Франция, США. Но, несмотря на свою универсальность и эффективность, нанофильтрация требует приложения определенных усилий – воду перед нанофильтрацией необходимо несколько раз очистить. Для этого используются фильтры, коагуляция, в ряде случаев – обратный осмос или ультрафильтрационные установки. Множество предварительных чисток перед нанофильтрацией приводит к тому, что эта технология сегодня является самой дорогой. Поэтому массового применения она не находит и используется обычно только для получения специальной воды, с особо жесткими требованиями по качеству.

Второй по популярности современной технологией очистки воды считается фотокатализация. Суть ее в том, чтобы вывести загрязнения из поверхностных источников воды без многоступенчатой начальной фильтрации.

Англичане и голландцы первыми начали изготавливать приборы для фотокатализации. У него есть неоспоримые плюсы – эффективность очистки воды, долгий срок службы. Второй плюс объясняется следующими обстоятельствами: внутри прибора воду очищают с помощью одной или нескольких капиллярных мембран. Места, где грязь и примеси могли бы застаиваться, оседать на мембранах, в приборе отсутствуют. Поэтому загрязнение мембран происходит медленно, а, как мы уже говорили, именно мембраны – самые дорогостоящие и наиболее часто выходящие из строя детали фильтров.

Но есть у такой технологии очистки воды и свои недостатки. Образцы не запущены в серийное производство и потому стоят дорого. Кроме того, для работы прибора необходим непрерывный поток воды, причем текущей с определенной, довольно высокой, скоростью. Если естественным путем создать такой поток невозможно, приходится использовать для подкачки насосы. А это еще и зависимость от энергоснабжения, и, как следствие, – дополнительные затраты на него. Поэтому обычно такие приборы находят применение на маленьких очистительных станциях – с объемом очищаемой воды в пределах двухсот кубометров в сутки.

Еще одна новая технология очистки воды – рулонный аппарат. Он менее затратен в плане расходования энергии – ½ киловатта на кубометр воды, обеспечивает качественную очистку, позволяет корректировать давление и скорость подаваемой жидкости, прост в монтаже, не содержит мест, в которых вода могла бы застаиваться.

Но есть и минусы. Такая технология очистки воды не удаляет отравляющие примеси (в частности, мышьяк). Поэтому дополнительно потребуется очистка механическим оборудованием.

Технология очистки воды в бассейне

Важность применения разнообразных технологий для очистки воды в бассейне трудно переоценить. Как правило, вода, которая используется для заполнения бассейнов, далека от идеально чистой. В ней есть как химические примеси, так и микроорганизмы. В лучшем случае купающиеся отделаются раздражением кожи, в худшем – расстройством ЖКТ. Кроме того, бактерии могут вызвать целый букет неприятных заболеваний. Поэтому двух мнений быть не может – применять различные технологии очистки воды в бассейне просто необходимо.

Очистка воды в бассейне

К самым распространенным способам очистки можно отнести:

• Без использования химических реагентов (или так называемые физические);

• С помощью химреагентов (иначе – химические);

• Комбинированные, которые сочетают физические и химические способы.

Технологии очистки воды без помощи химреагентов бывают разные: высокой температурой, УФ-лучами, ультразвуком или просто механическими фильтрами. С помощью реагентов воду хлорируют, озонируют, создают ионообмен и т. д. Комбинированные технологии очистки воды для бассейнов сочетают в себе реагентные и безреагентные способы очистки.

Для выбора подходящей вам технологии очистки сначала необходимо провести химический анализ воды. Нормальный уровень рН – 7,2-7,4. Если уровень повышен или понижен, можно с уверенностью говорить, что вода загрязненная, и, кроме вреда от имеющихся примесей, это стимулирует рост числа микроорганизмов. В конечном итоге переизбыток грязи и микроорганизмов выводят из строя и устройства фильтрации, и подсветку, и систему подогрева воды. Показатель рН на уровне нормы усиливает действие дезинфекторов, что обеспечивает долговечность всем системам бассейна. Именно поэтому в дополнение к обычным фильтрам и различным фильтрационным установкам рекомендуется установить и регулятор рН.

Проще всего очистить воду в бассейне с применением реагентных технологий очистки воды. Давайте поговорим о самых популярных способах.

• Хлорирование. Способ широко известен, особенно в России. Достоинствами его является долговременный результат очистки, легкость в применении (вручную либо с использованием автоматики). После хлорирования умирает большая часть бактерий, большинство загрязняющих веществ. Но, несмотря на все неоспоримые достоинства, хлорирование имеет и ряд недостатков. В частности, бактерии с течением времени адаптируются к хлору и его соединениям, что заставляет применять все большие дозы реагента либо все-таки использовать дополнительные способы обеззараживания. Кроме того, хлорирование приводит к выделению токсинов и канцерогенов. Но в качестве составной части комбинированной технологии очистки воды хлорирование очень эффективно.

• Озонирование. Самая экологически чистая технология очистки воды в бассейнах. Озон при контакте с водой быстро убивает почти 100 % бактерий, уничтожает загрязнения, а затем испаряется, просто «растворяясь» в воздухе. Однако у озонирования воды есть и недостатки – озон как химическое вещество довольно опасен в применении, поэтому озонирующие установки требуют специального квалифицированного обслуживания. Кроме того, в отличие, например, от хлора, озон не имеет длительного воздействия на воду, так как быстро разлагается и уходит в воздух.

• Ионизация. Эта технология очистки воды основана на взаимодействии ионов тяжелых металлов с загрязнителями. Способ эффективен для уничтожения поллютантов, но абсолютно бесполезен в борьбе бактериями. Чтобы устранить этот недочет, были придуманы ионизационные пушки. Однако и их эффективность можно поставить под сомнение – убивая одни бактерии, они могут спровоцировать, создать благоприятную среду для развития других. Кроме того, в некоторых ионообменниках используется ионизированная смола, которая быстро загрязняется и требует постоянного внимания.

• Активный кислород. Не самая совершенная технология очистки воды, однако в домашних бассейнах применяется. При проведении очистки в резервуар засыпается реагент, который вступает в реакцию с кислородом молекул воды и жидкость моментально очищается. Но у этой технологии очистки есть и минусы. В частности, реагент может слишком быстро вступить в реакцию с водой, не успев выполнить очистку. При этом передозировка реагента может нанести вред здоровью купающихся, сам реагент довольно дорог. Поэтому выбирая между хлорированием и активным кислородом, многие все-таки выбирают хлорирование.

• Бромирование. Плюсы этой технологии очистки воды очевидны – убивает все бактерии, имеет пролонгированное действие, в ряде случаев (при разных уровнях рН) гораздо эффективнее хлора. Минусы – дороговизна и ограниченные объемы действия (например, для больших публичных бассейнов не подходит, так как есть вероятность, что бром не справится с объемом воды). Хотя для домашних бассейнов – это очень эффективная технология очистки воды.

Технологии очистки воды бассейнов без использования реагентов также бывают разные. К ним относится обычная механическая фильтрация, кипячение, очистка ультразвуком и ультрафиолетом. Для бассейнов наиболее эффективно УФ-излучение, так как оно убивает почти 100 % микроорганизмов, а кроме того, ультрафиолет может применяться в комбинации с другими реагентными технологиями очистки воды. В этом случае ультрафиолет удалит остатки реагентов, в частности – хлорирования. Однако при всех достоинствах, ультрафиолет как единственную технологию очистки воды не используют – только в комбинации с другими способами. Во-первых, с сильными загрязнениями уф-излучение не справляется, а во-вторых, не имеет продолжительного эффекта, поэтому должно использоваться ежедневно. И, наконец, требует установки специального оборудования и работы профессионала.

К комбинированным технологиям очистки воды относится электролиз. Обычно именно он за счет дешевизны и эффективности используется в бассейнах общего доступа. Принцип действия довольно прост – в воду вносят реагент, который делает воду солевым раствором. На получившийся раствор воздействуют электрическим разрядом, который заставляет воду распадаться на положительные и отрицательные ионы. Это убивает бактерии, очищает воду от загрязнителей. Стоит также отметить, что соль в небольших количествах при купании полезна для кожи, волос и здоровья человека.

И, наконец, одной из механических технологий очистки воды является очистка ультразвуком. Ультразвук быстро убивает бактерии, но, к сожалению, действие его недолговечно – фактически, очистка работает только при включенном аппарате. Кроме того, ультразвук может убить часть бактерий, но при этом спровоцировать рост и размножение других. Также к недостаткам этого метода относится высокая цена и необходимость работы специалиста.

Вот все, что в целом необходимо знать о технологиях очистки воды в бассейнах. Прежде чем сделать выбор, проанализируйте все достоинства и недостатки каждого метода, оцените загрязненность воды именно в вашем бассейне. Обычно самой эффективной оказывается комбинированная технология очистки воды. Она может сочетать как несколько реагентных степеней очистки, так и реагентные с безреагентными. Рекомендуется особое внимание уделить именно реагентно-безреагентному способу очистки, так как физическое воздействие на воду после использования реагентов позволяет удалить их вредные остатки (в частности, хлора).

Однако прежде чем сделать выбор в пользу той или иной технологии очистки воды, обязательно проконсультируйтесь со специалистами, сделав химический анализ проб воды. Не исключено, что в вашем случае потребуется совершенно особая система очистки. Причем это не обязательно касается сильно загрязненной воды, возможно, что в вашей воде содержится сильная концентрация невидимых глазу химических загрязнений.

На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.

Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предоставляет полный спектр услуг – консультацию специалиста, анализ воды из скважины или колодца, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы компания предоставляла и сервисное обслуживание фильтров.