Проблема очистки воды охватывает вопросы физических, химических и биологических ее изменений в процессе обработки с целью сделать ее пригодной для питья, т. е. очистки и улучшения ее природных свойств.

Основными методами очистки воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения являются осветление, обесцвечивание и обеззараживание.

Осветление воды путем осаждения взвешенных веществ. Эту функцию выполняют осветлители, отстойники и фильтры. В осветлителях и отстойниках вода движется с замедленной скоростью, вследствие чего происходит выпадение в осадок взвешенных частиц. В целях осаждения мельчайших коллоидных частиц, которые могут находиться во взвешенном состоянии неопределенно долгое время, к воде прибавляют раствор коагулянта (обычно сернокислый алюминий, железный купорос или хлорное железо). В результате реакции коагулянта с солями многовалентных металлов, содержащимися в воде, образуются хлопья, увлекающие при осаждении взвеси и коллоидные вещества.

Коагуляцией примесей воды называют процесс укрупнения мельчайших коллоидных и взвешенных частиц, происходящий вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения.

Фильтрование - самый распространенный метод отделения твердых частиц от жидкости. При этом из раствора могут быть выделены не только диспергированные частицы, но и коллоиды.

В процессе фильтрования происходит задержание взвешенных веществ в порах фильтрующей среды и в биологической пленке, окружающей частицы фильтрующего материала. Вода освобождается от взвешенных частиц, хлопьев коагулянта и большей части бактерий.

Обесцвечивание воды, т. е. устранение или обесцвечивание различных окрашенных коллоидов или полностью растворенных веществ может быть достигнуто коагулированием, применением различных окислителей (хлор и его производные, озон, перманганат калия) и сорбентов (активный уголь, искусственные смолы).

Обеззараживание воды, или ее дезинфекция, заключается в полном освобождении воды от болезнетворных бактерий. Так как полного освобождения ни отстаивание, ни фильтрование не дают, с целью дезинфекции воды применяют хлорирование и другие способы, описанные ниже.

Традиционные методы очистки воды не позволяют удалять из неё многие виды загрязнений (особенно содержащиеся в растворенном вилле), которые могут встречаться в поверхностных водоисточниках. Эти методы часто не обеспечивают получение воды стандартного качества даже в тех случаях когда требуется удаление привкусов и запахов природного происхождения. В связи с этим пытаются использовать дополнительные методы обработки воды: окисление, сорбцию, ионный обмен, физические методы и др. Для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения, как правило приходиться обрабатывать большое количество воды, кроме того, стоимость её обработки должна быть невелика. Поэтому в практике водоснабжения пока получают применение только первые два метода: окисление и сорбция.

Окислительный метод очистки воды

Окислители уже давно используются в технологии водоподготовки в основном благодаря своему бактерицидному действию. Ещё в конце прошлого столетия были проведены первые опыты по обеззараживанию воды хлором и азоном. Окислители используются также для удаления цветности воды, её привкусов и запахов, т.е. органических веществ природного происхождения. Наряду с газообразным хлором и озоном находят применение различные хлорсодержащие продукты (хлорная известь, гипохлориты, двуокись хлора) и перманганат калия. Эти окислители обладают различными окислительно-восстановительным потенциалом. Однако эффективность их действия определяется не только величиной окислительно-восстановительного потенциала, а также другими факторами, которые необходимо учитывать при оценке действия окислителя на те или иные виды загрязнений. К таким фактором можно отнеси скорость взаимодействия окислителя с удаленными из воды веществами, а также проявляемые в ряде случаев особенности взаимодействия. При этом необходимо иметь в виду, что очистка воды от органических соединений с помощью окислителей достигается путём их разложения т.е. перевода в другие соединения. Очистка от неорганических соединений в том числе от ионов металлов может быть достигнута только в том случае, если последние будут переведены при действие окислителей в нерастворимую форму. Юлагодаря этому они могут быть переведены из воды с помощью отстаивания, фильтрования и т.п.

Наиболее характерные окислители и их взаимодействие с характерными видами загрязнений воды.

Хлор. Как известно, взаимодействие хлора с водой протекает по уравнению

Cl2 + H2O ↔ HCl + HClO

Образовавшаяся в результате гидролиза хлора хлорноватистая кислота диссоциирует по уравнению

HClO ↔ H+ + OCl–

Хлор является хорошим дезинфектантом. Его бактерицидное действие проявляется по отношению к бактериям и некоторым видам врусов. Обеззараживающий эффект зависит от дозы хлора, времени его контакта с водой, степени загрязненности воды и других услвий. В реакцию взаимодействия с хлором могут вступать различные химические соединения.

Окислению хлором подвергаются природные гуминовые вещества, обусловливающие цветность воды. Имеются данные, что хлорирование нарушает устойчивость коллоидных частиц водного гумуса, способствуя их коагуляции.

Хлор сравнительно легко взаимодействует с фенолами. Исследования, проведённые в Институте коллоидной химии воды позволили установить, что из класса фенолов наиболее устойчивыми по отношению к хлору является одноатомные фенолы – оксибензол, крезол, нафтол. Двухатомные фенолы (пирокатехин, резорцин, гидрохинон) и трёхатомные фенолы (флороглюцин, резорцин, гидрохинон) разрушаются под действием под действием хлора значительно интенсивнее.

Проведены опыты по выяснению характера взаимодействия хлора с фенолом (оксибензолом). Эти данные показывают, что при малых дозах хлора фенол не разрушается, хотя наблюдается расход окислителя. По-видимому, на этой стадии идёт образование хлорпроизводных фенола, что подтверждалось появление типичного «аптечного» запаха воды. С увеличением дозы хлора количество фенола начинает снижаться, что свидетельствуето его разрушении. При полном разрушении фенола расход хлора прекращается. Исходя из количества прореагировавшего хлора можно подсчитать, что в данном случае окисление проходит в основном до малеиновой кислоты. При этом для протекания реакции необходим определенный избыток хлора. Особенности взаимодействия хлора с фенолом являются образование нежелательных хлорпроизводных при недостаточных дозах хлора и необходимость значительного избытка хлора для их разрушения, что в практических условиях требует специального процесса дехлорирования воды.

В ходе исследования выполненных Буртшелом и его сотрудниками установлено, что большинство хлорпроизводных фенола обладают неприятным запахом, особенно 2-хлорфенол, 2,4 –дихлорфенол, 2,6 –дихлорфенол и трихлорфенол.

Весьма специфичным является взаимодействие хлора с аммиаком, так как реакция между ними протекает достаточно быстро с образованием хлораминов. Например, хлор взаимодействует с аммиаком примерно в 100 раз быстрее, чем с фенолом. В зависимости от условий протекания реакции, в том числе от соотношения концентраций хлора и аммиака, могут образовываться различные хлорамины: монохлорамины (NH4Cl), дихлораммины (NHCl2) и трихлораммины (NCl3).

Хлорамины, также как и хлор, являются окислителями и обладают бактерицидным действием, которое проявляется, однако, значительно медленнее и слабее. При наличии связанного хлора рекомендуется производитьобеззараживание воды увеличенными дозами хлора и при более длительном его контакте с обрабатываемой водой по сравнению со свободным хлором.хлорамины значительнее медленнее, чем хлор взаимодействуют с органическими веществами. Поэтому на практике в воду часто специально добавляют аммиак, чтобы «связать» хлор в хлорамины и воспрепятствовать образованию нежелательных органических хлорпроизводных, например хлорфенолов. Этот же пример используют в тех случаях, когда необходимо продлить бактерицидное действие хлора. Однако если требуется провести глубокое и быстрое окисление находящихся в воде загрязнений и если при наличии в обрабатываемой воде аммиака неизбежно образуются хлорамины, на практике прибегают к избыточному хлорированию.

Большое число исследований посвящено вопросу изучения взаимодействия хлора с пестицидами. Имеющиеся данные показывают, что хлор плохо окисляет большинство хлорсодержащих органических пестицидов, а в тех случаях когда эта реакция протекает, могут образовываться токсичные продукты: например, альдрин при окислении хлором превращается в дельдрин, который более токсичен, чем исходный продукт.

Фосфорганические пестициды окисляются хлором несколько лучше, однако и здесь могут образовываться более токсичные продукты по сравнению с первоначальным веществом. Так, при взаимодействии хлора с паратионом последний превращается в более токсичный продукт – параоксон.

Имеется значительная группа органических химических соединений, с которыми хлор практически не взаимодействует или взаимодействует очень слабо. К таким соединениям относятся синтетические поверхностно-активные вещества, в частности хлорный сульфонол, соединения, входящие в состав нефтей и нефтепродуктов и др. свободный хлор способен окислять некоторые металлы, переводя их в труднорастворимые соединения, благодаря чему они могут быть удалены из воды. Так, например, сравнительно легко окисляется хлором двухвалентное железо.

Двуокись хлора представляет собой ядовитый взрывоопасный газ, хорошо растворимый в виде. При нормальных условиях один объём воды растворяет около 30 объёмов двуокиси хлора. Чаще всего используют способ, основанный на окислении хлорита натрия хлором:

2NaClO2 + Cl2 → 2 запахов. Двуокись хлора весьма энергично ClO2 + 2NaCl

Наряду с высоким бактерицидным действием двуокиси хлора многие исследователи отмечают также эффективность её применения с целью устранения привкусов и запахов. Двуокись хлора весьма энергично взаимодействует с фенолами. Скорость протекания этой реакции во много раз превышает скорость окисления фенола хлором. Исследователями было установлено, что двуокись хлора, как и хлор, является мало эффективным реагентом по отношению к нефтепродуктам и не снимет вызываемые ими привкусы и запахи. Плохо взаимодейтвует двуокись хлора и синтетическими поверхносто-активными веществами. В отличие от хлора двуокись хлора не взаимодействует с аммиаком, и поэтому присутствие последнего в воде не влияет на её окислительное действие. Отмечая, что двуокись хлора имеет преимущество перед другими окислителями при очистке воды от марганца, так как реакция окисления марганца двуокисью хлора протекает практически мгновенно.

Перманганат калия. Хотя этот реагент начал использоваться для очистки воды давно, но только в последние десятилетия получил широкое внедрение в ряде стран, особенно при необходимости снижения привкусов и запахов воды и удаления из неё двухвалентного железа и марганца.

Особенностью перманганата калия является то, что он, действуя как окислитель, сам восстанавливается до двуокиси марганца. Некоторые исследователи приписывают двуокиси марганца немаловажную роль в процессе удаления загрязнений из воды, считая, что она образует в воде тонкодисперсный осадок, способный сорбироваться на своей поверхности некоторые виды загрязнений, повышая тем самым общий эффект очистки воды. При этом дозы перманганата можно подбирать простейшим способом исходя из специфической фиолетовой окраски, присущей раствору самого перманганата.

Перманганат калия способен окислять весьма ограниченное количество пестицидов. При взаимодействии перманганата калия с пестицидами так же, как и при действии хлора, могут образоваться продукты более токсичные, чем сами пестициды.

Относительно бактерицидное действие перманганата калия существуют разноречивые мнения. Одни исследователи считают, что перманганат калия обладает хорошим бактерицидным действием и что это позволяет, применяя его с целью устранения привкусов и запахов, отказаться от обработки воды хлором. Другие исследователи отмечают, что перманганат калия в обычных для устранения запахов воды дозах обладает слабым бактерицидным и вирулицидным действием.

Озон – бесцветный газ с сильным своеобразным запахом, токсичен, взрывоопасен, сравнительно легко самопроизвольно разлагается, превращаясь в кислород, с выделением энергии. В чистом и сухом воздухе разложение его происходит медленнее, чем во влажном и загрязненном. Ещё быстрее озон разлагается в воде при высоких значения рН. Он является очень слабым окислителем.

Получают озон путём воздействия тихого электрического разряда на кислород воздуха или чистый кислород в специальных генераторах. Вырабатываемый при этом продукт представляет собой не чистый озон, а смесь его с воздухом или кислородом.

Для создания условий взаимодействия озона с находящимися в воде веществами он должен быть переведён из газовой фазы в воду и растворён в ней. Для этой цели используют различные способы смещения озоно-газовой смеси с водой: барботирование, инжекцию с помощью эмульгаторов, механическое смещение и т.д.

Многочисленными исследованиями установлено, что озон обладает высоким бактерицидным действием. Кроме того, отмечено более сильное действие озона на споровые формы, а также более быстрое обеззараживание действие озона по сравнению с хлором. Вместе с тем обработка воды озоном имеет свои особенности, которые часто не позволяют реализовать его преимущества как обеззараживающего реагента. В связи с этим иногда наряду с обработкой воды озоном перед подачей в сеть ей подвергают дополнительному обеззараживанию хлором.

Озон по сравнению с хлором и перманганатом калия значительно глубже окисляет фосфорганические пестициды. С хлорорганическими пестицидами он взаимодействует плохо, хотя в больших дозах он может разрушать и эти соединения.

Установлено, что озон, вступая в реакцию с гуминовыми веществами, обычно образует бесцветные соединения. Однако имеются данные, что при изменение рН среды окраска иногда восстанавливается.

В литературе также отмечают, что под действием озона изменяется устойчивость некоторых органических соединений и у них появляется способность задерживаться при фильтровании.

Обобщая приведенные данные относительно действия окислителей на различные виды загрязнений и примеси воды, надо отметить, что метод окисления не может рассматриваться в качестве универсального и санитарно надёжного. Даже такой сильный окислитель, каким является озон, не гарантирует очистку воды от всех видах загрязнений, которые могут встречаться в поверхностных водоисточников. Существенным недостатком окислителей является и то, что они не извлекают загрязнений из воды, а лишь превращают их в другие соединения. При этом могут образовываться продукты, ухудшающие органолептические показатели качества воды (например появляется окраска, возникает запах) и даже являющиеся токсичными. Поэтому окислители можно применять лишь в тех случаях, когда имеется полная уверенность в том, что из воздействие на загрязнения воды не приведёт к образования нежелательных продуктов. Однако и в этом случае могут встретиться затруднения практического использования окислителей, связанные с необходимостью выбора и поддержания их дозы в зависимости от вида и концентрации и обусловленные длительностью проведения многих анализов воды, а следовательно, и невозможностью оперативного контроля за эффектом его очистки.

Очистка воды с использование сорбционного метода

В отличие от окислителей сорбенты не видоизменяются, а извлекают загрязнения воды, поэтому использование их с санитарной точки зрения значительно более надёжно. В литературе имеются сведении о различных видах сорбентов: активных углях, глинах, шлаках и т.д. Эффективность применения сорбентов зависит от их природы, площади удельной поверхности, соотношения микро- и макропор и других факторов, в связи с чем адсорбционная способность сорбентом различна. Такие сорбенты, как, например, зола, шлаки, кокс, бурый уголь, обладает невысокой сорбционной емкостью по отношению к рассмотренным ранее видам загрязнений. Но благодаря своей низкой стоимости они всё же находят применение (главным образом при очистке сточных вод). Использование указанных сорбентов для подготовки питьевой воды неприемлемо вследствие выделения ими очищенную воду нежелательных веществ.

Исследование по применению природных сорбентов (различных глин) для очистки воды были проведены в Москводоканалпроекте. Испытывали монтмориллонитовые глины (гумбрин, асканит, аскаегель), которые добавляли в воду в виде суспензий. Кроме того изучали природные сорбенты (пиролюзит и др) в качестве фильтрующей загрузки. Было установлено, что на указанных материалах происходит сорбция ряда микроэлементов.

По сравнению с природными сорбентами значительно более высокой адсорбционной ёмкостью по отношению к большинству различных химических веществ, особенно органических, обладают активные угли, которые получают всё более широкое применение в технологии очистки воды как за рубежом, так и в нашей стране. Их используют в основном для дезодорации воды и улучшения её вкусовых качеств.

Как известно, активные угли способны сорбировать фенол, и это вещество принято даже в качестве одного из эталонных при оценке углей различных марок. Об эффективности применения активных углей для удаления из воды некоторых видов пестицидов свидетельствуют результаты многочисленных исследований. М. А. Шевченко с сотрудниками указывает, что активные угли хорошо адсорбируют гидрофобные вещества, к числу которых относится большинство хлорорганических пестицидов. Эти же авторы указывают на хороший эффект удаления из воды таких фосфорорганических пестицидов, как фосфомид, карбофос, хлорофос, дихлорофос.

Довольно высокой сорбционной способностью обладают активные угли и по отношению к поверхностно-активным веществам.

В практике водоснабжения активные угли используют как в виде дезорируемого в воду порошка, так и в гранулированном виде в качестве загрузки фильтров.

Углевание воды имеет ряд недостатков:

1). Порошкообразный уголь (так же, как и окислители) требует постоянного подбора дозы его в соответствии с видом и концентрацией загрязнений. Это сравнительно легко выполнимо при удалении привкусов и запахов воды, но при удалении химических загрязнений возникают трудности, связанные со сложностью и длительностью анализа воды. В то же время фильтры с гранулированным углем являются постоянно действующим барьером по отношению к сорбируемым загрязнениям (если ёмкость угля не исчерпана);

2) порошкообразный уголь пылит, и это вызывает большие трудности при его использование.

3) активные угли – весьма дорогостоящие реагенты, поэтому желательно использовать их многократно, применяя регенерацию, которую значительно легче осуществить при использовании гранулированных углей и крайне затруднительно при углевании воды.

Углевание воды. Для наиболее полного использования адсорбционных свойств порошкообразного угля необходимо обеспечить определенное время его контакта с обрабатываемой водой. В зависимости от качества воды, требуемой дозы угля и других факторов порошкообразный уголь водят в различных точках технологической схемы очистки воды: в водоводы 1 подъёма, перед отстойниками или осветлителями со взвешенным осадком, перед фильтровальными сооружениями. Поскольку порошкообразный уголь является дополнительной нагрузкой, ввод его перед фильтровальными сооружениями возможен только при сравнительно небольших дозах.

Методы очистки воды

Существуют несколько методов очистки воды, но все они входят в три группы методов:

— механические методы;

— физико-химические методы;

— биологические методы.

Наиболее дешевая — механическая очистка — применяется для выделения взвесей. Основные методы: процеживание, отстаивание и фильтрование. Применяются, как предварительные этапы.

Химическая очистка применяется для выделения из сточных вод растворимых неорганических примесей.

При обрабботке сточных вод реагентами происходит их нейтрализация, выделение рас-творенных соединений, обесцвечивание и обеззараживание стоков.

Какие существуют способы очистки воды?

Физико-химическая очистка применяется для очистки сточных вод от грубои мелкодисперсионных частиц, коллоидных примесей,растворенных соединений. Высокопроизводительный и в то же время дорогой способ очистки.

Биологические методы применяются для очистки от растворенных органических соединений. Метод основан на способности микроорганизмов разлагать растворенные органические соединения.

В настоящее время из общего количества сточных вод механической очистки подвергается 68% всех стоков, физико-химической3%, биологической — 29%. В перспективе предполагается повысить долю очистки биологическим методом до 80%, что улучшит качество очищаемой воды.

Основным методом повышения качества очистки вредных выбросов предприятиями при рыночной экономике является система штрафов, а также система плат за пользование очистными сооружениями.

Основная задача очистки воды — полностью освободить ее от взвеси (мутности), сделать прозрачной (осветлить) и снизить цветность до незаметного уровня.В современных условиях большое значение имеет предварительное удаление из воды зоопланктона (мельчайших животных организмов) и фитопланктона (мельчайших растительных организмов). Для этого используют микрофильтры и барабанные сетки, через которые производится процеживание воды.

Для осветления и обесцвечивания в комплекс сооружений по очистке воды входят: отстойники, смесители, камеры реакции, фильтры и т.д.

Отстойники (горизонтальные, вертикальные) - сооружения, предназначенные для осаждения под силой тяжести в основном крупных по размеру и массе частиц, находящихся в воде во взвешенном состоянии.

Схема горизонтального отстойника

Недостатком естественного осаждения взвеси в отстойниках является длительность этого процесса, при котором не обеспечивается осаждение основной части мелкой взвеси и всœех коллоидных частиц.

С целью ускорения и повышения эффективности выпадения взвешенных веществ и удаления коллоидных веществ в отстойниках перед отстаиванием производится коагуляция воды.

Схема вертикального отстойника:

1 — подача воды;

2 — отвод воды;

3 — сброс осадка;

4 — камера хлопьеобразования;

5 — кольцевой сборный лоток;

6 — отражательный конус.

Коагуляцией принято называть процесс укрупнения, агрегации коллоидных и тонко диспергированных примесей воды, происходящий вследствие взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения.

Процесс коагуляции завершается образованием видимых невооруженным глазом агрегатов - хлопьев.

Коагуляция происходит под влиянием химических реагентов - коагулянтов, к которым относятся соли алюминия (алюминия сульфат A12(SO4)3,) и желœеза (желœеза сульфат, желœеза хлорид). Для ускорения процесса коагуляции применяют вещества флоккулянты.

Фильтрация - это следующий после коагуляции и отстаивания процесс для освобождения воды от взвешенных веществ, оставшихся после первых этапов очистки.

Сущность фильтрации состоит в пропуске воды через мелкопористый материал, на поверхности, в верхнем слое или в толще которого задерживаются взвешенные частицы.

Фильтр представляет собой желœезобетонный резервуар, заполненный фильтрующим материалом обычно в два слоя.

В качестве фильтрующего материала используют кварцевый песок, антрацитовую крошку, керамзит (дробленый и недробленый), некоторые вулканические шлаки, пенополистирол и другие.

Существует два метода фильтрации воды.

Пленочная фильтрация предполагает образование биологической пленки из ранее задержанных примесей в верхнем слое фильтрующей загрузки. В начале, вследствие механического осаждения частиц взвеси и их прилипания к поверхности загрузочного материала (к примеру песка), уменьшается размер пор.

Пленка достигает толщины 0,5-1 мм и более. Она играет решающую роль в работе медленных фильтров, задерживает мельчайшие взвеси, 95-99 % бактерий, обеспечивает снижение на 20-45 % окисляемости и на 20 % цветности.

2. Объемная фильтрация осуществляется на скорых фильтрах и представляет собой физико-химический процесс, при котором механические примеси воды проникают в толщу фильтрующей загрузки и адсорбируются на поверхности ее частиц и хлопьев коагулянта. В результате уменьшения размеров пор возрастает сопротивление загрузки при фильтровании и потеря напора.

В процессе объёмной фильтрации задерживается около 95 % бактерий. Скорые фильтры, пропуская большее количество воды, быстро засоряются и чаще требуют очистки.

Двухслойный фильтр

Для очистки вод с незначительной мутностью и высоким содержанием органических соединœений, которые плохо поддаются обработке в отстойниках и осветлителях, эффективным методом очистки является флотация.

Флотация - это процесс, сущность которого состоит по сути в том, что коллоидные и дисперсные примеси соединяются с пузырьками воздуха, тонко диспергированного в воде.

Комплексы, которые образуются при этом, всплывают и образуют пену на поверхности флотационного устройства. Снижение поверхностного натяжения на границе вода-воздух приводит к повышению эффективности очистки воды методом флотации.

Очищаем воду для питья: какой способ очистки выбрать?

Для этого в воду добавляют поверхностно-активные вещества (флотореагенты).

В случае организации централизованной подачи питьевой воды в небольшие объекты (посœелки, пансионаты, дома отдыха и т.д.) при использовании в качестве источника водоснабжения поверхностных водоемов для очистки воды могут применяться компактные сооружения небольшой производительности.

В их состав входят: трубчатый отстойник, фильтр с зернистой загрузкой, оборудование для приготовления и дозирования реагентов и бак для промывной воды.

На современных станциях очистки воды в случае использования реагентных технологических схем ввод химических реагентов в обрабатываемую воду осуществляется системами автоматического дозирования.

Οʜᴎ включают емкости реагентов, дозирующие насосы с микропроцессорными регуляторами и впрыскивающие клапаны.

Дозирующий насос химических реагентов с микропроцессорным регулятором и впрыскивающим клапаном

Из этой статьи вы узнаете:

• Какие способы очистки воды существуют
• Как работают различные способы очистки воды
• Какой способ очистки самый эффективный
• Как очистить воду дома
• Как очистить воду в походных условиях

Загрязнение водных ресурсов – это глобальная экологическая проблема. Человеку жизненно необходима чистая вода, и современная наука в этом плане не стоит на месте. Ученые всех стран трудятся над решением этой задачи и разрабатывают новые системы и способы очистки воды. Применение того или иного метода зависит от количества, химического состава и уровня загрязнения жидкости. В промышленности для восстановления нормативных показателей воды используются одни технологии, а в бытовых условиях – совсем другие.

Какие существуют способы очистки воды

Существуют различные группы методов искусственного улучшения качества воды, вне зависимости от вида загрязнений и характера примесей. Среди них:

• биологические;
• физические;
• химические;
• физико-химические.

Для достижения максимального результата чаще всего используют комплексный подход – комбинируют наиболее эффективные способы и системы очистки воды.

Биологические способы очистки воды

Биологические методы восстановления нормативных показателей воды являются самыми современными и довольно результативными. Биотехнологии основаны на использовании живых организмов – различных видов бактерий, низших грибов, водорослей, простейших и даже некоторых многоклеточных (красных червей и мотыля).

Биологический способ очистки воды осуществляется путем подбора определенного вида живых организмов, подходящих для нормализации химического состава сточных вод. Например, для окисления азотсодержащих соединений используются нитрофицирующие бактерии Nitrobacter и Nitrosomonas, а для удаления фосфора из жидкости необходимы фосфат аккумулирующие организмы.

Скопления колоний бактерий и микроорганизмов, которые очищают водные стоки, называются активным илом. Эта темно-коричневая или черная илистая масса с запахом сырой земли при отстаивании образует оседающие хлопья. Колонии микроорганизмов (зооглеи), в зависимости от условий биоочистки и химического состава жидкости, могут принимать различную форму (шарообразную, древовидную и т. д.) После улучшения качественных показателей сточных вод активный ил с находящимися в нем зооглеями легко отделяется от водной составляющей.

Использование определенного оборудования и технологические особенности очистительного процесса напрямую зависят от вида микроорганизмов, которые образуют очищающую биомассу. Все они делятся на две основные группы: аэробные и анаэробные. Аэробным бактериям для окисления веществ необходим кислород, который они потребляют в процессе питания. Анаэробные организмы при выполнении своей «работы» в кислороде не нуждаются.

Условия, в которых используются биологические способы очистки воды:

• биологические пруды – естественные или искусственные водоемы;
• поля фильтрации – участки почвы, через которые происходит фильтрация воды (песок, глина, суглинок или торф);
• биофильтры – специальные очистные сооружения;
• аэротенки (окситенки) – сложные конструкции для искусственной аэрации;
• метантенки – геометрические резервуары для анаэробной стабилизации осадков и сточных вод.

В почве биологических прудов обитают микроорганизмы активного ила, происходит естественная аэрация. В песчаных, глинистых, суглинистых и торфяных почвах тоже живут микроорганизмы, за счет них и осуществляется фильтрация. Очистные системы такого типа отличаются простотой и отсутствием эксплуатационных затрат, но они не способны бороться с сильными загрязнениями.

В биофильтре для очистки воды используется слой загрузочного материала, покрытый биопленкой – пластом аэробных бактерий. Этим микроорганизмам для окисления и биоразложения вредных веществ необходим кислород. Чтобы обеспечить доступ атмосферного воздуха в биофильтре предусмотрена воздухораспределительная система или используется естественная аэрация.

Аэротенк – сложное очистное сооружение для искусственной аэрации. В процессе биологической очистки вода смешивается с активным илом, в котором находятся колонии аэробных микроорганизмов. Искусственная аэрация в аэротенке способствует насыщению среды кислородом. Процессы биоразложения загрязнений стимулируются кислородом и дополнительным перемешиванием. В аэротенк для аэрации поступает атмосферный воздух, а в окситенке используется технический кислород, который повышает эффективность процесса очистки.

В метантенках сточные воды очищаются анаэробными микроорганизмами. Этот способ отличается от описанных выше технологий тем, что в процессе очистки не требуется кислород. В резервуар подается не вода, а концентрированный осадок, который выпадает в отстойниках. Он подвергается интенсивному сбраживанию: мезофильному при температуре +30…+35 °C или термофильному при температуре +50…+55 °C. Чтобы ускорить процесс брожения, в метантенке может быть установлен дополнительный подогрев. Анаэробное разложение происходит в несколько этапов. На последнем происходит образование метана, который является экологически чистым топливом.

Физические способы очистки воды

Большое распространение получили физические способы очистки воды. В основном они используются на начальном этапе восстановления качества жидкости и называются грубой очисткой. Крупные твердые включения удаляются из воды механическим путем, это позволяет значительно снизить нагрузку на последующих технологических этапах.

Существуют и другие физические методы, позволяющие осуществлять более качественную глубокую очистку жидкостей, но из-за низкой производительности снижается эффективность их использования.

Наиболее распространенные физические способы очистки воды от железа и металлов:

• процеживание;
• отстаивание;
• фильтрование (в том числе центробежное);
• ультрафиолетовая обработка.

Процеживание относится к способам грубой очистки и в основном используется на предварительном этапе улучшения качества воды. Жидкость пропускается через различные решетки и сита, которые задерживают твердые и легко отделяемые включения металлических загрязнителей. Процеживание позволяет снизить нагрузку на установки тонкой очистки и продлить срок службы используемого оборудования.

Отстаивание воды как способ очистки может применяться не только на предварительном этапе, но и в качестве промежуточного технологического процесса. Вода попадает в резервуар на определенный промежуток времени. Загрязнения под действием гравитационных сил отделяются от жидкости и оседают на дно резервуара, оснащенного устройствами для удаления полученного осадка.

Фильтрование по технологии удаления загрязнений очень похоже на процеживание. Разница лишь в том, что этим способом можно проводить не только грубую, но и тонкую очистку. Очищаемую жидкость пропускают через фильтр – слой пористого материала. Вода свободно проходит сквозь него, а мелкие частицы загрязнений (ил, песок, окалина, микроскопические твердые включения) задерживаются в порах фильтрующего материала.

Фильтрование позволяет очистить воду от примесей и улучшить ее органолептические свойства: цвет, вкус, запах, прозрачность. Метод фильтрации не только широко применяется как промышленный способ очистки воды, но и используется для нормализации показателей жидкости в бытовых условиях.

Ультрафиолетовая дезинфекция не относится к непосредственной очистке жидкостей, но активно используется как дополнительный очистительный этап обеззараживания. Воду, которая подверглась глубокой очистке, обрабатывают ультрафиолетовыми лучами, невидимыми для человеческого глаза. Диапазон длины световых волн от 200 до 400 нм.

В результате фотохимической реакции происходит повреждение структуры молекул ДНК и РНК живых микроорганизмов, микробы погибают. Процесс обеззараживания не зависит от состава жидкости и не изменяет ее структуру. Но при обработке воды УФ-лучами следует учитывать, что присутствующие в ней твердые примеси могут вызвать экранирующий эффект.

Химические способы очистки воды

Очистка воды химическим способом основана на взаимодействии реагентов с различными видами загрязнителей. В результате химической реакции вредные вещества разлагаются на безопасные компоненты или изменяют свое состояние – загрязнения превращаются в нерастворимые соединения и выпадают в отделяемый осадок.

По типу химического взаимодействия можно выделить три основных способа химической очистки воды:

• нейтрализация;
• окисление;
• восстановление.

Нейтрализация основывается на взаимодействии кислот и щелочей. В результате химической реакции выравнивается кислотно-щелочное равновесие.

Нейтрализация осуществляется двумя способами. В первом случае очищаемую жидкость смешивают с кислотной или щелочной средой, а во втором – в воду добавляют реагенты, которые вызывают реакцию нейтрализации.

Нейтрализацию кислых стоков осуществляют с помощью аммиачной воды (NH 4 OH), кальцинированной соды (Na 2 CO 3), гидроксида натрия и калия (NaOH и KOH), известкового молока (Ca(OH) 2). Для нейтрализации щелочных загрязнений используют растворы кислот или кислые отходящие газы, содержащие оксиды CO 2 , SO 2 , NO 2 . Газы пропускают через загрязненный поток воды.

Окисление и восстановление – это еще один способ очистки воды, который отличается использованием более сильных окислителей и восстановителей. Дело в том, что некоторые загрязнители не вступают в реакцию в процессе очистки методом нейтрализации, тогда обезвреживание токсичных компонентов производят с помощью сильных хлорсодержащих окислителей: газообразного хлора (CL 2), хлор соединений, диоксида хлора (CLO 2), гипохлорита калия (KCLO), гипохлорита натрия (NaCLO), гипохлорита кальция (Ca(CLO) 2).

Кроме хлористых кислот для очистки используют перекись водорода (H 2 O 2), дихромат калия (K 2 Cr 2 O 7), перманганат калия (KMnO 4), кислород воздуха (O 2), озон (O 3). В результате реакции окисления токсичные и трудноизвлекаемые вещества обезвреживаются – переходят в нетоксичные или менее токсичные формы. Под действием сильных окислителей происходит окисление клеточных структур микроорганизмов, и микробы погибают.

Обработка воды хлорсодержащими соединениями (хлорирование) – широко применяемый способ очистки водопроводной воды. У этого метода есть множество преимуществ. Доступные и недорогие хлорсодержащие реагенты хорошо очищают и обеззараживают воду, обладают продолжительным антибактерицидным действием. В условиях изношенной системы водоснабжения есть риск возникновения вторичного загрязнения. Обработка хлором не только надежный способ очистки питьевой воды, но и безопасный метод дезинфекции водопровода.

В то же время у хлорирования, как и у любого другого способа очистки, есть свои недостатки, побуждающие к поиску альтернативных решений. Некоторые хлорсодержащие реагенты могут способствовать образованию побочных токсичных соединений. При использовании этого способа очистки питьевой воды нельзя забывать, что хлор является ядовитым химическим элементом, поэтому необходимо строго соблюдать дозирование хлорсодержащего реагента и технологию хлорирования.

В последнее время для очистки питьевой воды все чаще стали применять озонирование – обработку жидкости озоном. По своей эффективности этот способ значительно превосходит хлорирование. Озон нетоксичен и абсолютно безопасен для человека и животных, не образует опасных соединений, в процессе очистки распадается на двухатомный кислород (O 2).

В отличие от хлора передозировка озона не приводит к опасным последствиям. Сегодня озонирование – один из лучших способов очистки воды. Но его широкое распространение пока невозможно из-за сложности получения озона в больших количествах и необходимости повышенных мер безопасности на очистных сооружениях из-за взрывоопасности газа.

Физико-химические способы очистки воды

Физико-химические способы и методы очистки воды довольно разнообразны и составляют довольно обширную группу. Воздействие на загрязнители и токсичные вещества осуществляется с помощью сочетания физических методов и химических реактивов. Это позволяет более качественно очистить жидкость от растворенных газов и токсинов, тонкодисперсных твердых и жидких частиц. Это отличный способ очистки воды от марганца и других тяжелых металлов.

Физико-химический способ можно применять на любом этапе удаления вредных веществ. Он одинаково хорошо подходит как для предварительной нормализации состава жидкости, так и для глубокой очистки.

Как уже говорилось выше, эта группа методов довольно обширна, поэтому рассмотрим лишь самые распространенные или основные способы очистки воды физико-химическим путем:

• флотация;
• сорбция;
• экстракция;
• ионообмен;
• электродиализ;
• обратный осмос;
• термические методы.

Флотация – это процесс отделения гидрофобных (водоотталкивающих) частиц, который осуществляется через современные флотационные установки. Через воду пропускается большое количество пузырьков обычного воздуха. В результате флотации взвешенные частицы загрязнителей прилипают к пузырькам воздуха, всплывают на поверхность флотационной камеры и закрепляются, образуя слой пены, который легко удаляется механизмом для сгребания пены.

Если размер отделяемой частицы больше пузырька воздуха, то вместе они (частица и пузырьки) образуют флотокомплекс – хлопья, всплывающие на поверхность. В физико-химическом способе очистки воды флотацию совмещают с использованием химических реагентов, которые сорбируются на частицах токсичного вещества, снижая его смачиваемость или увеличивая коагуляцию частиц.

Коагуляцией называется объединение и укрупнение мелких диспергированных частиц загрязнения. Флотация является эффективным способом очистки воды от нефтепродуктов, масел и некоторых твердых примесей, которые не поддаются удалению другими методами.

Для эффективной очистки природных вод применяются различные типы флотации:

• пенная;
• напорная;
• механическая:
• пневматическая;
• электрическая;
• химическая и др.

Чтобы хорошо понять принцип улучшения качества воды, подробно рассмотрим два наиболее распространенных типа флотации – пневматическую (напорную) и электрофлотацию.

При пневматической флотации аэратор располагается на дне резервуара. Он состоит из перфорированной трубы и пластины. Воздух, который подается под давлением, проходит сквозь отверстия в перфорированной трубе, дробится на множество отдельных пузырьков и создает восходящий пузырьковый поток. В процессе пневматической флотации поток очищаемой жидкости смешивается со струей, интенсивно насыщенной пузырьками воздуха. Смешанный поток под давлением подает во флотационную камеру, где давление резко падает и газ (воздух), растворенный в воде, выделяется в виде мелких пузырьков.

В процессе электрофлотации очистка воды происходит на поверхности нерастворимых электродов при флотационном эффекте. Электроды, по которым протекает электрический ток, расположены в резервуаре с очищаемой водой. Пузырьки воздуха образуются на поверхности этих электродов.

Сорбционные способы очистки воды относятся к наиболее эффективным технологиям и позволяют устранить даже самые незначительные загрязнения в больших объемах воды. Сорбционные методы подходят как для глубокой очистки вод различного назначения, так и для водоподготовки или доочистки на последнем этапе.

В процессе адсорбции (токсины находятся в верхнем слое сорбента) или абсорбции (загрязнения распределены во всем объеме) происходит избирательное поглощение вредных веществ. Для качественной глубокой очистки воды применяется не только физический, но и химический способ.

При физической очистке адсорбируемые токсины удерживаются с помощью сил молекулярного взаимодействия – физическая адсорбция. При химической – загрязнения устраняются посредством образования химических связей – химическая адсорбция или хемосорбция. Сорбционным способом можно удалить гербициды, пестициды, фенолы, поверхностно-активные вещества и т. д.

В качестве сорбентов используются активированные угли, силикагели, алюмогели, цеолиты. Их пористая структура позволяет увеличить удельную площадь адсорбента. Это повышает эффективность и качество очистки. Сам процесс адсорбции осуществляется двумя путями. В первом случае загрязненная жидкость смешивается со слоем сорбента. Во втором – вода фильтруется через сорбционный слой.

От вида сорбента и удаляемого загрязнителя зависит, какая технология будет применяться. При регенеративном процессе очистки адсорбент используется повторно. Если он не подлежит регенерации, то такой очистительный процесс называется деструктивным.

Экстракция – это еще один распространенный способ очистки воды. Токсичные вещества извлекаются из жидкости с помощью экстрагентов – несмешиваемой или трудно смешиваемой с водой жидкостью, растворяющей определенный тип загрязнений. Очищаемая жидкость в процессе экстракции активно смешивается с экстрагентом. Это обеспечивает большую поверхность контакта фаз. При перемешивании частицы загрязнителя перемещаются в экстрагент, после чего две фазы опять разделяются на экстракт (насыщенный частицами загрязнений экстрагент) и рафинат (очищенную воду).

На последнем технологическом этапе экстрагент извлекается и утилизируется или регенерируется. Такой способ хорошо подходит для удаления органических кислот и фенолов. Еще одно преимущество способа экстракции заключается в том, что извлеченные (экстрагируемые) вещества могут использоваться повторно, если они представляют какую-либо ценность. В этом случае экстрагент регенерируется, а извлеченные компоненты не утилизируются, а сохраняются для других целей.

Экстракционный способ широко применяется промышленными предприятиями для очистки сточных вод и извлечения из них веществ, пригодных для повторного использования в производстве.

Ионный обмен – это очень распространенный в промышленности и в быту способ очистки воды от соли. Он часто используется в процессе водоподготовки для удаления солей жесткости и повышения качественных показателей жидкости.

В процессе очистки происходит обмен ионами между водой и ионитами – твердыми нерастворимыми в воде высокомолекулярными веществами. Эти вещества состоят из матрицы (каркаса) с большим количеством функциональных групп, которые имеют способность к ионному обмену.

Иониты подразделяются на две группы – катиониты и аниониты. Их выбор зависит от типа обмениваемых ионов. Выделяют искусственные ионообменные смолы и природные иониты: цеолиты и сульфоугли. В настоящее время использование природных ионитов отошло на второй план. Для улучшения нормативных показателей воды и ее смягчения применяют синтетические органические смолы. Искусственные смолы превосходят природные иониты по способности к ионообмену.

Бытовые ионообменные фильтры не рассчитаны на очистку сильно загрязненных вод, но ресурса одного устройства хватает на большой объем воды. После использования бытовой ионообменный фильтр подлежит обязательной утилизации. Промышленные фильтры способны осуществлять более глубокую очистку, а их иониты регенерируют с помощью специальных растворов, интенсивно насыщенных ионами H + или OH - .

Электродиализ относится к комплексным методам и сочетает в себе мембранный способ очистки воды и электрический. С помощью электродиализа проводится обессоливание и удаляются различные ионы. Установка для электродиализа называется электродиализатором. Аппарат состоит из нескольких камер, разделенных чередующимися катионообменными и анионообменными мембранами.

Загрязненный водный поток поступает в камеры. В крайних камерах находятся электроды, к которым подведен постоянный ток. Под воздействием электрического поля ионы начинают двигаться к электродам согласно своему заряду, пока не встречают ионоселективную мембрану с совпадающим зарядом. В камерах обессоливания происходит постоянный отток ионов, а в камерах концентрирования ионы накапливаются. В результате из разных камер получают два вида растворов – концентрированный и обессоленный.

Электродиализ отличается от обычного мембранного способа тем, что в комплексном методе для очистки воды используются специальные ионоселективные мембраны, которые пропускают ионы только определенного знака. Главное преимущество электродиализа заключается в том, что данный способ позволяет получать из стоковых вод концентрированные растворы отделяемых веществ и пускать их на вторичную переработку. Поэтому такой способ очистки воды широко применяется на химических заводах.

Применение электродиализа позволяет снизить затраты химических предприятий и сохранить ценные компоненты для вторичной переработки.

Обратный осмос тоже относится к мембранным способам очистки воды. Весь процесс проходит под давлением выше осмотического.

Осмотическое давление – избыточное гидростатическое давление, приложенное к раствору, отделенному полупроницаемой перегородкой (мембраной) от чистого растворителя, при котором прекращается диффузия чистого растворителя через мембрану в раствор. Если рабочее давление выше осмотического, то происходит обратный переход растворителя из раствора. В результате этого растет концентрация растворенного вещества.

С помощью установок обратного осмоса можно отделять растворенные газы, коллоидные частицы, соли (в том числе и соли жесткости), различные микроорганизмы (бактерии и вирусы). Этим способом опресняют морскую воду, очищают сточные воды, производят водоподготовку.

Термические способы очистки воды основаны на удалении загрязнений с помощью высоких или низких температур. Например, выпаривание является достаточно энергоемким процессом, но этот способ позволяет получить очень чистую воду и раствор с высокой концентрацией нелетучих примесей. Такой же эффект достигается при вымораживании. Чистая вода кристаллизируется в первую очередь, а примеси выпадают в осадок и образуют насыщенный раствор.

С помощью выпаривания и вымораживания можно отделять примеси загрязнителей, тем самым улучшая качественные показатели жидкости. Для нейтрализации очень токсичных веществ и трудно разлагаемых загрязнений применяется термическое окисление. Очищаемую воду распыляют и воздействуют на нее высокотемпературными продуктами сгорания топлива.

Способы очистки воды в домашних условиях

В современном мире нетрудно купить надежный бытовой фильтр для очистки жидкостей от примесей, загрязнений и микроорганизмов (вирусов и бактерий). В специализированных магазинах представлен широкий ассортимент всевозможных устройств: насадки на кран, фильтры-кувшины, установки для предочистки, фильтры, устанавливаемые на водопроводный кран.

Но если по каким-то причинам фильтра в доме не оказалось или он пришел в негодность, не отчаивайтесь. Чтобы быстро решить проблему, необходимо знать, какие способы и методы очистки воды существуют и как их можно использовать в домашних условиях.

Отстаивание является самым простым способом очистки воды. Для обеззараживания и нейтрализации токсичных веществ и микроорганизмов водопроводную воду хлорируют. Но хлорированная жидкость имеет неприятный запах и вкус. К тому же хлор способен накапливаться в организме человека, а во время термической обработки (кипячения) образует вредные химические соединения.

Для нейтрализации вредного воздействия хлора можно воспользоваться способом отстаивания воды. Для этого большую чистую емкость (например, ведро) наполните водой из-под крана и оставьте на 7-8 часов. Этого времени достаточно для того, чтобы улетучились не только хлорные соединения, но и примеси тяжелых металлов. Важно! Использовать для питья и приготовления пищи нужно только три четверти отстоянной воды. Остаток следует вылить.

Талая вода – простой домашний способ очистки воды. Если у вас дома есть вместительная морозильная камера, то вам можно воспользоваться этим методом. Возьмите пустые пластиковые бутылки, наполните их холодной водопроводной водой и положите в морозильную камеру. Когда содержимое бутылок замерзнет наполовину, вы увидите, что в середине объема остается не замерзшая вода – это раствор примесей и загрязнителей, который следует вылить. Оставшийся лед растопите и используйте для питья и приготовления пищи.

Отсутствие прозрачности, серый или желтый оттенок, мутность указывает на то, что лед недостаточно чистый. В такой жидкости содержатся вредные загрязнения, ее нельзя пить. Чистая талая вода очень полезна для кожи. Косметологи рекомендуют использовать ее для умывания.

Этот метод можно назвать природным способом очистки воды. В природе всегда сначала замерзает чистая жидкость, а все примеси, загрязнения и соли остаются в растворе. Например, даже на поверхности морского водоема находится слой замерзшей пресной воды.

Обогащение кремнием. Кремний называют природным фильтром, так как он обладает достаточно сильными бактерицидными и противовоспалительными свойствами и хорошо очищает и обеззараживает воду. Приобрести его можно в аптеке или заказать в интернет-магазине по вполне доступной цене – 230–250 рублей за 150 г. Питьевая вода, обогащенная кремнием, улучшает обмен веществ, способствует выведению из организма канцерогенов, токсинов и шлаков, полезна для желудочно-кишечного тракта. Обогащение жидкости кремнием можно назвать народным способом очистки воды. Такой метод часто используют в лечебно-профилактических целях.

Если вы решили в качестве фильтра использовать кремний, то перед первым применением тщательно промойте его, а затем залейте обычной водопроводной водой и оставьте погруженным в жидкость на 2-3 суток. По истечении этого времени очищенную воду можно пить небольшими глотками по 2-3 стакана в сутки. Не реже одного раза в неделю кристаллы кремния следует тщательно промывать от образовавшегося в процессе очистки налета.

Очищение активированным углем . Активированный уголь обладает высокой сорбционной способностью и является эффективным очистителем жидкостей. Этот сорбент обязательно входит в состав наливных фильтров для бытового применения. Активированный уголь поглощает все токсины, улучшает вкус и запах водопроводной воды. Также данный способ подходит для очистки воды из скважин.

В бытовых условиях можно изготовить фильтр для очистки воды своими руками. Для этого сшейте мешочек из тонкой ткани или марли и наполните его гранулами или порошком активированного угля. Если уголь в таблетках, то их необходимо измельчить. Изготовленный фильтр поместите на емкость и направьте на него струю воды. Единственный недостаток такого способа очистки – уже через несколько дней потребуется замена самодельного фильтра.

Очищение серебром. Способ очистки воды серебром известен с давних времен. Ионы серебра обладают бактерицидным действием, хорошо очищают и обеззараживают жидкость. Для того чтобы улучшить качество питьевой жидкости, налейте ее в стеклянную емкость, поместите внутрь чистые серебряные предметы 999 пробы и оставьте их в сосуде на 8–10 часов. У данного способа очистки есть некоторые противопоказания. Постоянное употребление такой воды может привести к накоплению серебра в организме человека. А так как этот металл является тяжелым, его избыток может спровоцировать нарушение обмена веществ.

Как очистить воду в условиях похода

В любом длительном походе обязательно возникает вопрос о том, какие способы очистки воды можно применить в природных условиях. Особенно важно это, если источники живительной влаги вызывают сомнения, а запастись питьевой водой нет возможности. В этом случае для питья и приготовления пищи приходится брать жидкость из любых, попадающихся на пути водоемов, а это очень опасно для здоровья. Чтобы обезопасить себя, каждый турист должен знать наиболее доступные и эффективные способы очистки воды в природе:

Фильтрация. Для быстрой фильтрации жидкости можно использовать самый обычный песок. Возьмите бутылку или воронку, в нее положите кусочек ткани или плотную бумагу, а сверху насыпьте слой песка. Если поблизости его нет, то возьмите измельченный древесный уголь, полученный от деревьев лиственных пород. Когда приспособление для фильтрации будет изготовлено, пропустите через него воду.

Если под рукой нет бутылки или воронки, то в качестве фильтра можно использовать кепку. Сложите ее в виде воронки, поместите над чистой емкостью и пролейте сквозь нее воду. Для получения лучшего результата, рекомендуется пропускать воду через фильтр несколько раз, пока она не станет прозрачной. Для облегчения задачи перед отправлением в поход приобретите портативный фильтр.

Дистилляция и перегонка. В некоторых водоемах вода настолько загрязнена, что ее невозможно очистить способом фильтрации. В таких случаях бывалые туристы применяют дистилляцию и перегонку. Сделайте самое простое устройство для опреснения и поставьте его так, чтобы оба конца были направлены вверх. В трубу (опреснитель) налейте воду из водоема, а над открытыми концами трубы разместите две кастрюли дном вверх.

На внутренней стороне дна каждой кастрюли закрепите чистую ткань, сложенную в несколько слоев. Под трубой разведите костер. Пар из трубы будет попадать в кастрюли и конденсироваться на ткани. После завершения процесса очистки возьмите чистую тару и выжмите в нее жидкость из ткани.

Если нет возможности найти металлическую трубу, есть другой способ очистки воды методом дистилляции. Поставьте на огонь любую огнеупорную посуду с узким горлом. Возьмите трубку и воткните один ее конец в огнеупорную емкость, а другой – в тару для сбора воды. Чтобы жидкость не испарялась вместе с паром, плотно закупорьте или замажьте глиной горлышко посуды, стоящей на огне, пар будет выходить только через трубку.

В холодных условиях для очистки можно заморозить воду. Налейте жидкость в широкую посуду и подождите, пока верхний слой замерзнет на две трети. Лед аккуратно извлеките из емкости, а незамерзший остаток слейте.

Фильтрация очищает жидкость только от твердых загрязнений. После фильтрования воду обязательно нужно обеззаразить. Чтобы уничтожить вредные микроорганизмы, можно воспользоваться простыми способами очистки воды от металла и примесей: прокипятить, использовать химические вещества, обеззаразить бактерицидными растениями.

Кипячение. Поставьте котелок или кастрюлю на огонь, доведите жидкость до кипения и кипятите около 10 минут. При сильном загрязнении время кипения следует увеличить до 30 минут.

Химический метод. На литр воды возьмите 2 чайные ложки обычной поваренной соли. Хорошо растворите ее в жидкости и оставьте настаиваться 30 минут. Микроорганизмы погибнут в солевом растворе. Единственным недостатком этого способа очистки можно считать соленый вкус воды.

Эффективным способом считается дезинфекция воды хлорной известью. Сначала сделайте маточный раствор. Для этого в литре воды растворите половину чайной ложки хлорной извести. Для обеззараживания воды добавьте 1 чайную ложку маточного раствора в 1 литр воды, хорошо взболтайте емкость и поставьте для отстаивания. Перед употреблением очищенную воду необходимо отфильтровать.

Еще наши бабушки для обеззараживания воды использовали марганцовку. Возьмите 1 литр воды, опустите в жидкость два кристалла марганцовки и хорошо размешайте. Раствор получится бледно-розового цвета.

Также для очистки воды можно использовать таблетки для обеззараживания, которые продаются в специализированных магазинах туристических товаров.

Природные средства. Издревле люди использовали растения, обладающие бактерицидным эффектом. Чтобы очистить воду в лесу, возьмите хвою сосны, можжевельника, пихты или отделите кору от ствола лиственного дерева. Для этого подойдет ива, дуб, береза. Прокипятите воду с хвоей или кусочками коры около 40 минут и оставьте настаиваться не менее 6 часов.

Если качество воды оставляет желать лучшего…

Проблему грязной воды в доме можно частично решить установкой качественного фильтра, но в таких системах периодически возникает необходимость замены комплектующих, ведь от этого напрямую зависит, насколько хорошо будет очищена жидкость для питья.

В то же время остается нерешенным вопрос: как добиться того, чтобы на нашем рабочем месте или у ребенка в школе была вода наилучшего качества? Лучшее решение – купить ее с доставкой.

Компания «Айсберг» предлагает выгодные условия для обслуживания своих клиентов:

• бесплатная доставка воды на дом или в офис: покупатели оплачивают только стоимость товара;
• скважины, из которых набирается наша вода, имеют документы регистрации в Государственном водном кадастре РФ;
• для добычи и бутилирования воды используются передовые технологии, что помогает сохранять и преумножать ее качество и природную чистоту;
• мы также реализуем современные кулеры для воды и другое оборудование, изготовленное известными европейскими брендами с учетом существующих стандартов качества. Размеры помп и стеллажей для бутылей варьируются, позволяя установить приборы даже в небольших помещениях;
• доставка питьевой воды на дом или в офис осуществляется по минимальной цене, благодаря постоянным акциям от нашей компании;
• вместе с водой вы можете приобрести одноразовую посуду, чай, кофе и прочую вспомогательную продукцию.

Чистая вода – это ценность, но она не должна быть на вес золота. Наша миссия – обеспечить каждый дом и рабочее место качественной питьевой водой, поэтому мы приготовили для наших клиентов самые выгодные условия.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

I Введение

Все живое в нашей жизни связано с водой, поэтому нет более волнующей и обсуждаемой темы, чем тема воды. Особенно вызывает проблему качество водопроводной воды. Это я доказала своей предыдущей работой. Купить уже очищенную воду можно в магазине, но бутилированная вода стоит денег, и пользоваться ею постоянно - достаточно дорого. Заботясь о собственном здоровье и здоровье своей семьи, можно найти для себя оптимальный способ очистки воды дома, поэтому тему «Методы очистки водопроводной воды в домашних условиях» считаю актуальной .

Цель: экспериментальным путем выявить наиболее результативный метод очистки воды в домашних условиях

Задачи:

Изучить литературу и материалы в сети Интернет о методах очистки воды;

Провести опрос среди учащихся начальных классов;

Определить опытным путём наиболее эффективные и доступные способы очистки воды в домашних условиях;

Оценить полученные результаты и сделать выводы;

По результатам работы составить буклет для учеников своей школы и их родителей;

Гипотеза: Водопроводную воду можно очистить самостоятельно

Объект исследования: вода.

Предмет исследования: водопроводная вода

Актуальность: Для нормального функционирования организма нужна вода, не содержащая вредных примесей и механических добавок, т.е. хорошего качества.

Практическая значимость: материалы и результаты работы могут быть использованы на внеклассных мероприятиях, в кружковой работе, на уроках, а так же для информирования учащихся и их родителей.

Методы исследования:

Работа с информационным источником;

Социальный опрос (анкетирование);

Составление аналитических диаграмм;

Проведение исследований;

Изучение литературы;

Я решила получить информацию по данной теме у учащихся начальных классов и задала им следующие вопросы:

Употребляете ли вы воду из-под крана?

Какую воду вы пьете?

Какие методы очистки используют в вашей семье?

Полученные данные мы систематизировали и представили на круговых диаграммах

Из опрошенных мною детей большинство не употребляют воду из-под крана, а пьют фильтрованную и кипячёную. Меня заинтересовало, а какие методы очистки воды существуют ещё.

Из «Экологической азбуки для детей и подростков» я узнала различные методы очистки воды. Мною были проведены исследования по выявлению наиболее эффективного и доступного метода очистки воды.

II Основная часть

Методы очистки воды

Очистка-устранение посторонних и нежелательных веществ из воды. А также от вредных примесей.

В ходе выполнения исследовательской работы мной были изучены разные способы очистки питьевой воды в домашних условиях.

1.Фильтрование - процесс разделения неоднородных систем при помощи пористых перегородок. Фильтрование жидкостей в лаборатории проводят с помощью воронок, в которые вкладывается специальная фильтровальная бумага. . Некое подобие их было создано в Китае и представляло собой обычные камышовые тростинки, пропитанные коагулянтами. Один из таких простейших фильтров даже вошел в историю как «рукав Гиппократа». Прообразы современных фильтров. Их принцип действия был близок к естественным очистным процессам и заключался в прохождении воды сквозь слой различных веществ: щебня, песка и древесного угля.

2 Очистка воды с применением фильтров

Для устранения вредных примесей из водопроводной воды применяют разнообразные фильтры. В домашних условиях часто применяются разнообразные кувшины и насадки на кран. Это наиболее распространенный и доступный способ очистки воды. Питьевые фильтры - кувшины в состоянии убрать из воды избыток хлора, органических веществ, накипь (соли жесткости). Фильтры-кувшины вполне эффективно очищают водопроводную воду, дешевые при первоначальной покупке, а поэтому широко распространены. Все питьевые фильтры - кувшины оснащены сменным очищающим элементом (также его называют "кассета" или "картридж"). Кассета сконструирована таким образом, чтобы поддерживать постоянную скорость протекания воды через очищающую смесь. В состав смеси входят - активированный уголь, полипропиленовый вкладыш, ионообменные смолы нескольких видов. Это важно для равномерной и полноценной очистки воды. Фильтрация данного типа направлена непосредственно на очищение жидкости от вредных примесей, таких как хлор или пестициды. Также она способна избавить воду от различных неприятных запахов и сделать воду абсолютно прозрачной. Данный картридж необходимо менять примерно один раз в три месяца.

Активированный уголь для очистки воды.

Активированный уголь - известный очиститель для воды, он применяется во множестве разнообразных фильтров. После обработки углем вода приобретает приятный вкус и запах, так как уголь поглощает почти все вредные вещества, находящиеся в водопроводной воде, также очищает от извести. Но углем можно очищать воду и самим.

Отстаивание При отстаивании воды из нее удаляется хлор и аммиак, а некоторые соли и коллоидные растворы осаждаются на дно. Однако соли тяжелых металлов из отстоянной воды никуда не денутся, в лучшем случае они оседают на дно.

Замораживание воды

Сегодня это все более популярный метод очищения воды, который, к тому же, считается еще и эффективным. Талая вода очень бедна солями. Поэтому количество полезных минералов, особенно калия и натрия, должно восполняться другими напитками или едой. Известно, что употребление талой воды очищает кровь и лимфу, все внутренние органы и кожу. При этом улучшается работа сердечно - сосудистой системы, активизируются обменные процессы. При этом ощущается небывалый приток сил и энергии.

Очищение воды при помощи серебра

С давних времен людям известен способ очищения воды для питья при помощи серебра. Серебро-это отличное бактерицидное средство, оно способно убивать различные микробы. Также серебро способствует длительному хранению воды. Ещё в древности люди заметили, что вода из серебряных кувшинов отличается от обычной. Она не протухает на протяжении многих месяцев, а приготовленная на ней пища хранится гораздо дольше и на вкус значительно лучше.

Очистка воды кремнием - древнейший способ. Кремний — один из главных элементов в периодической таблице Менделеева. Своё название кремний получил от греческого слова, означающий «скала, утёс». Это второй по популярности химический элемент, встречающийся на Земле. Глина, песок, опал, яшма — это всё разновидности кремнезёма, в котором больше всего содержится кремния. С помощью кремния очищают даже воду, которая приобретает совершенно удивительные качества и благотворно влияет на организм человека.

Очистка с помощью шунгита.

Шунгит-древнейший углеродосодержащий минерал на планете. Добывают этот камень в Карелии. Об удивительных свойствах шунгита было известно в России очень давно, только называли его «аспидный камень». По приказу Петра I каждый его солдат был обязан носить с собой в походном ранце «аспидный камень», чтобы опуская в котелок с водой эти каменные кусочки, получить обеззараженную воду.

Шунгит- очищает воду от хлорорганических соединений, избытка меди, марганца, железа, нитратов и нитритов, полностью — от яиц гельминтов, убирает из воды мутность, привкусы, запахи, полностью обеззараживает воду.

В то же время он может насытить воду различными макро- и микроэлементами до концентрации, оптимальной для человеческого организма.

Очищение воды с применением горного кварца.

Самый простой, обычный и знакомый пример кварца — это песок. В чистом виде кварц бесцветен или имеет белую окраску. Кварц не растворяется в воде.

Метод настаивания воды на кварце пришел из далекого Тибета. Ему более 3000 лет. Это самый древний, простой и самый эффективный способ очистки воды. Кварц очищает воду от соединений металлов, радионуклидов, различных вредных примесей. Кварцевая вода облегчает транспорт питательных веществ непосредственно в клетки и выведение из организмов токсинов.

Народные средства для очистки воды так же имеют место быть: очищение гроздью рябины, очищение корой ивы, йодом, крапивой и др.

III Эксперимент состоит из трёх этапов

1этап- очищение воды разными способами

Цель: Показать различные способы очистки водопроводной воды

Оборудование : водопроводная вода, емкости для воды, два вида фильтров, активированный уголь, чайник для кипячения воды, морозильная камера, серебряная ложка, кремний, шунгит, горный кварц

Тест1 .Фильтрование при помощи фильтра кувшина. (Приложение I )

Я налила в стакан воду, профильтрованную с помощью кувшина

Тест2.Фильтрование с помощью встроенного фильтра.(Приложение I)

Налила в стакан воду из фильтра. Сняла показания с помощью приборов.

Тест 3.Активированный уголь для очистки воды.(Приложение I)

Таблетки активированного угля, штук пять, я завернула в марлю и опустила в емкость с водой. Поставила в прохладное место и подождала 10- 12 часов. Вода должна обязательно находиться в прохладном помещении, иначе уголь не только не обезвредит воду, а наоборот, будет способствовать размножению бактерий.

Тест 4.Кипячение (Приложение II)

Я налила в сосуд воды и прокипятила не менее 10-15 минут. При этом процесс сопровождается выделением пара.

Тест 5.Отстаивание (Приложение II)

Для очищения воды этим способом я налила воду в емкость и оставила примерно на 6-7 часов, не закрывая крышкой. Впервые З-4 часа из воды испарятся летучие примеси такие как хлор и аммиак, а в последующие 2-3 часа - осядут соли тяжелых металлов. Затем осторожно слила¾ воды в чистую емкость, остальное вылила..

Тест 6.Замораживание воды (Приложение II )

Для того, чтобы приготовить талую воду мне нужно было:

Взять большую посуду и налить туда воды, не доходя до ее краев примерно сантиметр;

Эту посуду оставила в морозилке на 4-5 часов. Необходимо, чтобы замерзла хотя бы часть этой воды;

Когда половина воды в посудине замерзла, я разбила, образовавшийся сверху лед и слила воду со дна. Пить и использовать для приготовления пищи можно только лед. Причем только прозрачные его части. В остальных частях скопились вредные вещества, поэтому они непригодны для питья.

Метод рассчитан на то, что первой в посудине замерзает именно чистая часть воды. А вредные вещества в свою очередь оседают на дно посуды, их я успешно их сливаю.

Тест 7.Очищение воды при помощи серебра (Приложение III)

Я набрала в большую емкость воду и положила на дно серебряный предмет - ложку. К утру ионы серебра очистят воду не хуже любого фильтра.

Тест 8.Очистка воды кремнием (Приложение III )

Перед первым применением кремень необходимо промыть. Я поместила камни в емкость и залила водой. Накрыла марлей и убрала в затемнённое место, подальше от солнечного света и настаивала 3 дня. После этого воду можно употреблять. По мере расхода оставлять часть воды (на уровне камешков), доливать и настаивать уже 8-10 часов, так постоянно 6-8 месяцев.

Тест 9.Очистка с помощью шунгита (Приложение III)

Чтобы очисть воду при помощи шунгита, для начала я промыла камни проточной водой. Залила минералы водой из-под крана из расчета 150гр. на 2-3 литра. Настаивала 3 дня. По мере расхода воду доливать и настаивать уже 8-10 часов. Промывать шунгит 1 раз в неделю. Такая вода пригодна не только для питья, но также для приготовления пищи, заваривания чая и много другого.

Тест 10.Очищение воды с применением горного кварца(Приложение IV )

Я промыла кварц в холодной проточной воде, затем залила их водой из расчета 200 грамм камней на 3 литра воды. Необходимо настоять воду в течение трех дней и употреблять в чистом виде, по мере расходования воды можно ее подливать в емкость. Раз в неделю желательно вынимать камни и промывать их от образовавшегося налета.

2 этап - измерение воды TDS-метр

TDS-метр служит для оценки качества питьевой воды. Он показывает количество взвешенных в воде неорганических примесей, в основном солей различных металлов. Отсюда второе название - солемер. В быту применяется для определения качества воды из-под крана.

Цель : опытным путём показать наличие солей различных металлов

Оборудование : приборTDS-метр, 10 проб очищенной воды

Я налила чистый стакан очищенную воду. Сняла защитный колпачок с прибора. Нажала кнопку "ON" для включения дисплея. Погрузила датчик прибора в воду и подождала примерно 10 секунд. Сняла показания с дисплея. Занесла результаты в таблицу и сравнила с водопроводной водой.

Способы очистки воды	TDS-количество солей различных металлов.
Фильтрование
Встроенный фильтр
Очистка активированным углем
Кипячение
Очистка серебром
Отстаивание
Замораживание
Очистка кремнием
Очистка шунгитом
Очистка горным кварцем

Показатели водопроводной воды

Водопроводная вода

Вывод : По показаниям TDS-метра наименьшее содержание солей в воде, очищенной шунгитом.

3 этап-измерение воды электролизёром

Электролизёр предназначен для проверки воды на содержание примесей и микроэлементов. С помощью электролизёра можно наглядно увидеть не только присутствие тех или иных микроэлементов, но и по интенсивности окрашивания воды определить их количество. Чем интенсивнее цвет, получаемый при опыте, тем выше концентрация веществ в воде. Оптимальный цвет для чистой и полезной воды это от светло - жёлтого до оранжевого. Он говорит о присутствии в воде полезных микроэлементов, таких как кальций, натрий, калий, фтор и т.д. в нужной концентрации, переизбыток этих микроэлементов окрасит воду в огненно красный цвет. Превышение допустимой нормы вредных и опасных микроэлементов, таких как кадмий, свинец, мышьяк, никель, хром, ртуть и т.д. окрашивает в воду в зелёный, синий и чёрный цвет с различными оттенками в зависимости от концентрации этих веществ.

Цель: опытным путем показать содержание примесей в воде

Оборудование: прибор электролизёр, 10 проб очищенной воды.

Для проведения эксперимента я подготовила два прозрачных стакана для воды емкостью 100-500 мл. Поставила их на столе рядом. Налила воду. Поместила электролизёр в стакан, а затем включила питание. Нажала кнопку включения ("on") и выполнила проверку в течение 30 секунд, затем выключила устройство. Таким образом, я протестировала очищенную мной воду. Результаты занесла в таблицу и сравнила с водопроводной водой.

Способы очистки воды	Электролизёр проверка воды на содержание примесей и микроэлементов.
Фильтрование	осадок оранжевого цвета
Встроенный фильтр	осадок оранжевого цвета
Очистка активированным углем	ярко-оранжевый цвет
Кипячение	осадок оранжевого цвета
Очистка серебром	незначительный осадок
Отстаивание	оранжевый осадок
Замораживание	незначительный осадок
Очистка кремнием	осадок оранжевого цвета
Очистка шунгитом	осадок оранжевого цвета
Очистка горным кварцем	осадок оранжевого цвета

Показатели водопроводной воды

Водопроводная вода

Осадок чёрного цвета

Вывод: По результатам измерения наименьшее количество содержания солей в воде очищенной серебром и в замороженной воде.

Заключение.

В ходе проведенной исследовательской работы выдвинутая мной гипотеза подтвердилась. При выполнении работы были изучены и опробованы различные способы очистки водопроводной воды (фильтрование, кипячение, отстаивание, замораживание, насыщение ионами кремния, очистка серебром и др.) На основе экспериментов я сделала вывод, что в домашних условиях действительно можно очистить воду с минимальными затратами. Оценивая различные способы очистки воды можно сделать следующий вывод: наиболее эффективным способом является очистка кремнием, шунгитом, кварцем, фильтрованная встроенным фильтром. Наиболее практичным методом оказалось замораживанием и отстаиванием. В своей работе я поделилась личным опытом определения качества питьевой воды в домашних условиях.

Библиография

В.П. Ситников Г.П. Шалаева «Кто есть кто в мире природы» Полиграфиздат, 2011(с.5-6)

А.Е. Чижевский Детская энциклопедия «Я познаю мир: Экология» 2001 г. (с. 118-119)

Экологическая азбука для детей и подростков. Издательство МНЭПУ Москва 1995 г. (с 92)

Миклашевский Г. С. Чистая вода. Бытовые фильтры. - СПб: Арлит, 2000.

Новейший полный справочник школьника: 5-11 классы: в 2-х т.: Биология; Химия; География. - М.: Эксмо, 2009.(494 с.)

Энциклопедия для детей. Экология. Москва Аванта 2001(324с.)

Э. Михеевой "Целительские свойства кремния" С - П, 2002(15с.)

Кибардин Геннадий «Шунгит: Природный целитель» Эксмо 2012(38 с.)

Шубников А. В. «Кварц и его применение» 2012г.(9с.)

Водопроводная вода

Встроенный фильтр

Кипячение

Отстаивание

Замораживание

Очищение серебром

Очищение кремнием

Очищение шунгитом

Очищение горным кварцем

Жизни как человека, так и всего человечества. Именно поэтому современная наука постоянно работает над созданием новых методов очищения.

Способы в первую очередь зависят от количества и качества очищаемой жидкости. Скажем, в промышленности используются одни методы, а в домашних условиях очистить проточную воду можно совсем по-другому.

Промышленные способы очистки воды

Вода, взятая из водоемов или подземных источников, прежде чем попасть в водопровод, проходит Данные методы используются и при очищении сточных вод, которые являются неотъемлемой частью работы любого промышленного завода или фабрики.

1. Механические способы очистки воды . Само название метода говорит о том, какую именно цель здесь преследуют. С помощью разнообразных фильтров вода очищается от ненужных и вредных частиц. Для начала жидкость попадает на поверхность фильтра, откуда переходит через весь загрузочный таким образом, задерживаются частички определенных размеров. Но если с помощь этого метода можно избавиться от относительно крупных загрязнителей, то вот от бактерий и мелких органических частиц фильтры спасти не могут.
2. Хлорирование воды . Довольно известный метод очищения, которые позволяет продезинфицировать воду. Но у этой методики также есть свой недостаток, о котором знает каждый человек. Пить такую воду просто невозможно.
3. Озонирование . Сравнительно новый и достаточно эффективный способ очищения воды, который позволяет избавиться от органических остатков. Озон к тому же считается очень сильным дезинфицирующим средством. К сожалению, этот метод довольно дорогостоящий и только начинает завоевывать популярность.

К сожалению, вода, которой обеспечиваются дома и квартиры, не всегда является качественной. Именно поэтому необходимо подумать о том, как сделать ее лучше в домашних условиях.

Способы в домашних условиях

Как правило, с водой, текущей из-под крана, возникают некоторые проблемы. Во-первых, она содержит в себе соли магния и кальция, которые делают ее жесткой. Еще одна опасность — это наличие ненужных продуктов распада органики, включая нитриты и аммиак. Также в воде могут содержаться примеси железа и марганца — такая жидкость приобретает желтоватый цвет. Наиболее часто осадок ржавчины в воде является результатом ее перемещения по старым трубам. И, конечно же, одной из главных проблем является хлор.

Но воду можно очистить и сделать пригодной к использованию самостоятельно. Есть несколько весьма эффективных и распространенных способов.

1. Отстаивание. Для того чтобы вода стала чистой, ее необходимо поместить в емкость и дать отстояться хотя бы в течение суток. За это время из жидкости выветрится примерно 90% хлора. Если на дне образовался рыжеватый осадок, воду необходимо отфильтровать. Но этот метод не подойдет в том случае, если жидкость насыщена бактериями и микроскопическими водорослями.
2. Кипячение. Подобный метод позволяет значительно смягчить воду, так как соли магния и кальция попросту осядут на стенки посуды. За время кипячения из жидкости выветрится весь хлор. Кроме того, высокие температуры помогут уничтожить большую часть живых микроорганизмов. Но вот если в воде высокий уровень органических веществ, кипятить ее нельзя, так как соединения азота быстро прореагируют с хлором.
3. Бытовые фильтры для очистки воды. На сегодняшний день нам предлагают огромный выбор самых разнообразных фильтров. Работа пассивных фильтров базируется на простой фильтрации, когда часть загрязняющих частичек просто оседает в порах. Кстати, в качестве наполнения для такого фильтра довольно часто используют

Есть и активные фильтры, содержащие определенный ряд веществ. Эти вещества при прохождении воды вступают в реакции с загрязнителями, таким образом, нейтрализуя их.

Стоит отметить, что фильтр для воды необходимо выбирать очень внимательно. В первую очередь руководствуйте именно проблемой вашей воды, будь то жесткость или наличие органики.

Сложно представить свою жизнь без воды. Воду мы используем для питья, приготовления пищи, для личной гигиены, стирки и т.д., то есть, вода необходима для нормальной жизнедеятельности человека. Поэтому так важно, чтобы она была чистой и абсолютно безвредной для здоровья. К сожалению, найти сегодня очень трудно. И причин этому может быть много - от неудовлетворительного состояния водопроводных труб до особенностей источников водоснабжения. Именно поэтому сегодня так актуален вопрос очистки воды в домашних условиях.

Основной недостаток воды из-под крана — чрезмерная жесткость, то есть избыток солей кальция и магния, гидрокарбонатов, сульфатов и железа. Высокая жесткость придает воде горьковатый привкус, оказывает негативное влияние на органы пищеварения, нарушает водно-солевой баланс в организме человека, образует известковый налет на посуде и нагревательных элементах бытовой техники, портит ткани при стирке.

В водопроводной воде могут присутствовать различные примеси: азотные соединения, соли натрия, калия, кальция, марганца и т.д. Спорную пользу приносит хлорирование. С одной стороны, хлорирование — это эффективный, доступный и недорогой способ обеззараживания воды.

С другой стороны, хлор существенно ухудшает вкусовые качества воды, тому же хлор, вступив в реакцию с органическими соединениями, может образовывать хлорсодержащие токсины, мутагенные и канцерогенные вещества и яды, в том числе диоксиды.
Естественно, качество водопроводной воды контролируется соответствующими органами и при превышении концентрации вредных примесей в ней принимаются соответствующие меры. Однако большинство специалистов едины во мнении: пить воду непосредственно из крана нельзя. Нужно ее хотя бы вскипятить.

Отстаивание

Отстаивание – простейший способ очистки водопроводной воды. Под отстаиванием понимают процесс выделения из воды под действием гравитационных сил взвешенных частиц, а именно, солей, некоторых тяжелых металлов и т.д. Для очищения воды данным способом необходимо взять чистый сосуд, например, банку, наполнить ее водопроводной водой, немного прикрыть крышкой и оставить на 5-6 часов. За это время взвешенные частицы осядут на дно. Использовать можно только верхние 2/3 воды, нижнюю 1/3 часть воды желательно вылить, так как именно в ней концентрируются все вредные примеси. Отстаивать воду более указанного времени не рекомендуется, так как в длительно стоящей воде могут начать размножаться патогенные бактерии.

Кипячение

Кипячение считается самым простым и доступным способом очистки бытовой воды. Более того, если воду не очищать посредством фильтров, кипячение является обязательным условием ее безвредного для здоровья потребления. Кипячение помогает очистить воду от многих видов примесей. Под воздействием высокой температуры большая часть бактерий погибает, разрушаются хлорсодержащие соединения, вода становится мягкой и вкусной. Однако кипячение имеет и свои минусы.

1. Во-первых, в хлорированной воде под воздействием высокой температуры образуется диоксид, имеющий тенденцию к накоплению в организме человека и оказывающий канцерогенное действие.
2. Во-вторых, обычное кипячение (не длительное) уничтожает далеко не всех микробов, не говоря уже о тяжелых металлах, нитратах, феноле и нефтепродуктах.
3. В-третьих, при длительном воздействии высоких температур происходит разрушении структуры воды и она, в лучшем случае, становится не полезной, а в худшем случае, вредной для здоровья. Кипяченая вода – тяжелая или, как ее еще называют, «мертвая» вода. В ней содержатся тяжелые изотопы водорода – атомы дейтерия. Отрицательное воздействие такой воды на организм человека подтверждено многочисленными исследованиями.

Чтобы очищение воды при помощи кипячения было максимально эффективным, а негативные эффекты были минимальными важно соблюдать следующие правила:

• Повторно воду не кипятить, выливая из чайника остатки воды и промывая его после каждого использования
• Желательно кипятить предварительно отфильтрованную воду или хотя бы отстоянную
  Использовать для питья или приготовления пищи только верхние 2/3 объема, оставшуюся воду выливать
• По мере необходимости очищать чайник и прочую посуду от накипи
• Избегать длительного кипячения

Замораживание

Очистить водопроводную воду в домашних условиях можно с помощью ее частичного замораживания. Суть этого метода очищения заключается в следующем: более чистая и пресная замерзает быстрее, затем кристаллизуется вода, содержащая примеси и соли. Для очистки воды данным способом необходимо воду налить в емкость, например, в пластиковую бутылку, и поставить в морозильную камеру. Когда на поверхности воды образуется первый тонкий слой льда, его следует удалить, так как это замерзла быстрозамерзающая тяжелая вода.

После того, как вода замерзнет примерно на половину, емкость достать из морозильной камеры. Именно замерзшую воду следует использовать для питья и приготовления пищи. Незамерзшую воду использовать не стоит. В зимнее время очищать воду гораздо проще. В морозную погоду емкости с водой можно ставить на открытый воздух.

Для лучшего эффекта можно воспользоваться двойным очищением, то есть, вначале воду отстоять либо пропустить через фильтр, а уж затем заморозить.

Кстати, еще с древних времен известно, что талая вода обладает рядом . Таким образом, очищение воды путем замораживания позволяет получить не только чистую, но и целебную воду.

Бутилированная вода

Заменить некачественную воду из крана можно бутилированной, которую легко можно купить в любом магазине. Сейчас многие люди предпочитают именно такую воду, считая ее максимально безопасной для здоровья. Бутилированная вода подразделяется на две категории: вода первой категории и вода высшей категории. Вода первой категории представляет собой хорошо очищенную водопроводную воду. То есть вода из-под крана вначале подвергается очистке от примесей, затем обеззараживанию, после чего в нее добавляют полезные элементы и разливают в емкости. Такая вода, бесспорно, лучше водопроводной, однако не всем производителям удается полностью очистить воду от примесей.

Качество воды высшей категории намного выше. Чаще всего это чистая подземная вода, не содержащая вредных примесей. Такая вода либо изначально богата такими соединениями, как фтор, калий, кальций, йод, либо ее обогащают ими перед разливанием в емкости. Существует ошибочное мнение, что воду достаточно очистить от всех примесей, и она будет полезной. На самом деле вода должна обогащать организм человека минеральными веществами. К сожалению, на рынке много недобросовестных производителей, которые продают не только плохо очищенную бутилированную воду, но и недостаточно минерализованную. Поэтому, чтобы не приобрести подделку, стоит обращать внимание на следующие моменты:

• На этикетке емкости с водой обязательно должна быть информация о категории воды
• Емкость не должна иметь вмятины, рисунки и надписи на этикетке должны быть четко отпечатаны
• На дне емкости с водой не должно быть осадка
• Лучше покупать воду известных производителей, выпускающих подобную продукцию давно

Бытовые фильтры

Чистую и полезную воду можно получить с помощью бытовых фильтров. Существует много различных фильтров, с помощью которых воду можно очистить с различной степенью очищения. Бытовые фильтры разделяют на две группы:

1. Кувшинные фильтры. Они отличаются простотой в использовании и доступностью, однако, их производительность и степень очистки воды невысокие. Если в водопроводной воде имеется много механических примесей, но ее химический состав соответствует нормам, можно ограничиться этим прибором. Срок эксплуатации фильтра большой, главное, примерно один раз в 1,5-2 месяца (после очистки 150-300 литров воды) производить замену картриджа. Кувшин необходимо регулярно мыть, а также не допускать длительного хранения в нем отфильтрованной воды. В противном случае, возможно ее Перед длительным перерывом в эксплуатации его следует промыть, высушить и хранить в сухом месте, так как влага – благоприятная среда для размножения патогенных микробов.
2. Проточные модели. Они подключаются непосредственно к водопроводу или водопроводному крану, стоят относительно дорого, но при этом характеризуются высокой производительностью и обеспечивают высокое качество очищенной воды. Применение подобных моделей целесообразно, если вода отличается высокой жесткостью и имеет вредные примеси. Используемые в них картриджи не только производят механическую чистку воды, но и осаждают токсичные химические примеси, делают воду мягче приятнее на вкус.

Для эффективной работы фильтра необходимо своевременно менять картридж, который имеет ограниченный ресурс. Как правило, в стационарных моделях картридж служит примерно 1 год. Важно помнить, что проточные фильтры нуждаются в непрерывной эксплуатации. При длительном перерыве в использовании такого фильтра в его картридже создаются оптимальные условия для размножения микробов, а также происходит потеря эксплуатационных свойств фильтрующего материала. В результате может возникнуть необходимость в замене картриджа и основательной чистке полости фильтра.

Фильтрация активированным углем и минералами

Считается, что активированный уголь поглощает из воды вредные для организма человека вещества, включая такие тяжелые металлы, как свинец, радон и продукты его распада, хлор, пестициды и др. В то же время он обогащает воду ценными минералами. Для очистки воды таблетки активированного угля упаковывают в марлевый мешочек и помещают в емкость с водой на 12-14 часов. По истечении этого времени чистая вода пригодна для употребления. Не рекомендуется оставлять воду с активированным углем на более длительный срок, так как такая вода может стать благоприятной средой для размножения различных микроорганизмов.

Нередко для очистки воды используют минералы, в частности, кремний.

Данный способ получения чистой воды использовали еще в Древней Руси. Считается, что благодаря активации воды кремнием она становится не только чистой, но и более вкусной и может храниться долгое время без изменения состава. В такой воде жизнь вирусов и болезнетворных микробов просто невозможна. Кремний абсорбирует такие вредные для здоровья человека вещества, как соли тяжелых металлов, пестициды и др. Чтобы в домашних условиях очистить воду кремнием необходимо промытый под проточной водой кремний поместить в стеклянную или эмалированную посуду, залить водой из расчета 10 г минерала на литр воды. Посуду накрыть чистой тканью и поместить в темное место на 2-3 дня.

По истечении указанного срока использовать верхние 2/3 воды, оставшийся слой вылить, так как именно там накапливаются вредные вещества из воды. Полученную кремниевую воду нельзя хранить в холодильнике или кипятить. Лучше оставить ее хранить в помещении при температуре не ниже +10 °С.

О современных методах очистки питьевой воды расскажет видеоматериал:

Расскажите друзьям! Расскажите об этой статье своим друзьям в любимой социальной сети с помощью социальных кнопок. Спасибо!

Телеграм

Вместе с этой статьей читают:

• Липецкий бювет — минеральная вода, наделенная целебными…