Вода – лучший из известных нам растворителей – она легко растворяет тысячи химических соединений, выбрасываемых в природную среду вместе со сточными водами.
Ни один из традиционных методов очистки воды не может удалить из нее эти вещества, только профессиональная очистка eikos.kz.
ТРИ КЛАССА ЧИСТОТЫ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД В России:
ПЕРВЫЙ КЛАСС ТОЛЬКО 1%! ТАКАЯ ВОДА ПРИГОДНА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДОЙ
ВТОРОГО КЛАССА 6% ВОДА, ПРИГОДНАЯ ДЛЯ:
— ЖИВОТНОВОДСТВА,
— РЕКРЕАЦИОННЫХ ЦЕЛЕЙ. 33% ВОДА
ТРЕТЬЕГО КЛАССА
, ПОДХОДЯЩАЯ ДЛЯ: — ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ,
— ОРОШЕНИЯ ПОЛЕЙ.
НЕСООТВЕТСТВУЮЩАЯ ВОДА 60% ВОДЫ НЕ СООТВЕТСТВУЕТ НИКАКИМ СТАНДАРТАМ /ДАЖЕ ПОЛИРОВКА/
ОЧИСТКА ВОДЫ
Процессы, используемые для очистки воды, можно разделить на:
— физические,
— химические,
— биологические.
Их можно объединить в физико-химические, физико-биологические системы.
Для очистки воды чаще всего применяют следующие агрегатные процессы:
1) АЭРАЦИЯ и отпарка – удаляет из воды растворенные газы – обуславливает вкус и запах воды и летучих органических соединений, увеличивает содержание кислорода, а за счет удаления СО2 повышает рН воды вода.
2) КОАГУЛЯЦИЯ – применяется для удаления коллоидных частиц из воды. Вместе с коллоидами удаляются и другие загрязняющие вещества, например, бактерии, ионы тяжелых металлов, пестициды и другие. Соли алюминия и железа используются в процессе коагуляции.
3) ОСАДЕНИЕ, ФЛОАТАЦИЯ — обеспечивают удаление взвесей, присутствующих как в сырой воде, т.е. неочищенной, так и в воде после коагуляции или химического осаждения. Этот процесс удаляет из воды частицы с удельным весом больше, чем у воды. При флотации возможно удаление частиц с удельным весом ниже, чем у воды, или выше — если используется воздух. Флотация используется для удаления взвесей, которые не могут быть удалены седиментацией, например, водорослей и твердых частиц (коллоидов) из воды при низкой температуре.
4) ФИЛЬТРАЦИЯ — удаление взвеси в сочетании с другими примесями. Эту технологию отличают:
— быстрая фильтрация — применяется после предшествующих процессов очистки воды
— медленная фильтрация — эффекты, получаемые при быстрой фильтрации и биохимических процессах
5) УДАЛЕНИЕ ВЗВЕЗИ И ВОДОРОСЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОСИТА — высокие эффекты удаления микроорганизмов и органических и неорганических взвесей из воды. Иногда микрофильтры используются перед быстрыми или медленными фильтрами или как метод окончательной очистки сточных вод в конце очистной системы.
6) ИОННЫЙ ОБМЕН — в России применяется для очистки воды, предназначенной в основном для промышленных целей (в частности, для энергетики), для удаления соединений, вызывающих жесткость воды, для опреснения или деминерализации воды
7) ХИМИЧЕСКОЕ ОСАДЕНИЕ – удаляет некоторые ионы. После химического осаждения, а также после коагуляции необходимы процессы отстаивания, фильтрации и иногда корректировки рН. В России чаще всего используется для очистки воды в промышленных целях. Иногда используется вместе с коагуляцией
. 8) СОРБЦИЯ С АКТИВИРОВАННЫМ УГЛЕМ – в основном используется для удаления растворенных органических соединений. Активированный уголь с высокой эффективностью используется для снижения содержания примесей, обуславливающих цвет, вкус и запах воды.
9) ХИМИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ:
— используется для удаления цветных соединений и веществ, вызывающих вкус и запах воды
— окисление органических соединений, трудно удаляемых другими единичными процессами
— окисление железа, марганца
— дезинфекция и обеззараживание водорослей.
Наиболее часто используемые окислители: хлор, озон, диоксид хлора и перманганат калия.
10) МЕМБРАННЫЕ ПРОЦЕССЫ — в основном для опреснения воды и в специальных технологиях, например для получения сверхчистой воды. В России они обычно не используются на водоочистных сооружениях для целей водоснабжения. К мембранным процессам относятся:
— обратный осмос (ОО),
— электродиализ (ЭД),
— обратный электродиализ (ОЭД),
— ультрафильтрация (УФ) ,
— нанофильтрация (НФ).
Ультрафильтрация и нанофильтрация используются для удаления из воды окрашенных соединений и некоторых неорганических примесей (например, вызывающих жесткость), а также вирусов и бактерий. В зависимости от мембраны могут быть удалены различные растворенные примеси и загрязнения. Наиболее высоким коэффициентом разделения органических (в том числе бактерий и вирусов) и неорганических примесей обладает обратный осмос. Применение этой методики требует предварительной очистки воды — максимального удаления взвесей, которые в результате загустевания на поверхности мембран могут закупоривать поры в мембранах.
11) ДЕЗИНФЕКЦИЯ — ее основной задачей является уничтожение микроорганизмов, присутствующих в воде, и обеспечение надлежащего санитарного качества воды в водопроводной сети. Целью заключительной дезинфекции является уничтожение микроорганизмов, присутствующих в воде после предшествующих процессов очистки, и защита воды от вторичного — в сети — развития живых организмов, в основном бактерий.
В качестве дезинфицирующих средств используются:
— хлор — пока наиболее часто используемый,
— хлорамины,
— двуокись хлора,
— ультрафиолетовое излучение — максимальная эффективность при длине волны 265 нм
— озон.
12) ИНФИЛЬТРАЦИЯ — это процесс, при котором происходят как физические, химические, так и биологические явления.
Инфильтрацию все чаще применяют при очистке загрязненных поверхностных вод. Он реализуется как естественный и искусственный. Он естественным образом очищается в земле. Искусственно в инфильтрационных прудах, а затем в грунте. В результате инфильтрации из воды удаляются взвеси, коллоиды, растворенные вещества, бактерии, вирусы и водоросли, а также микрозагрязнители (например, пестициды, тяжелые металлы).
В практике водоподготовки биохимические процессы используются во многих методах очистки, а именно:
— в реакторах нитрификации
— в реакторах денитрификации
— в медленных и быстрых фильтрах
— в фильтрах с биологически активным углем
— в методе искусственной инфильтрации
— при очистке воды в водоносном горизонте.
ПОДГОТОВКА ВОДЫ В РЕАКТОРАХ НИТРИКАЦИИ
В процессе нитрификации аммонийный азот (концентрация в исходной воде не может превышать 10 мг/л) практически полностью превращается в нитратный азот, допустимая концентрация которого в воде составляет 10 мг/л.
Этот процесс может осуществляться в устройствах с использованием взвешенного ила и с использованием колоний бактерий, растущих на твердом субстрате. В основном применяют устройства с биологической мембраной, развивающейся на твердой подложке, — так называемые затопленные и сухие фильтры.
ПОДГОТОВКА ВОДЫ В РЕАКТОРАХ ДЕНИТРИФИКАЦИИ
Использование гетеротрофных и автотрофных процессов, при которых вода лишается кислорода и азота – обогащается легкоусвояемым органическим углеродом и фосфатами.
Для этого используются соединения:
— метанол,
— уксусная кислота,
— этанол.
Этанол кажется наиболее подходящим, так как он обеспечивает более низкое содержание нитритов в очищенной воде.
В результате денитрификации в воде остается значительное количество легкоусвояемого органического углерода, а при его недостатке – нитритов. Поэтому необходима дальнейшая очистка, состоящая из следующих единичных процессов:
— аэрация для создания условий для окисления нитритов и биодеградации органических веществ,
— коагуляция/фильтрация для удаления избытка органического углерода,
— фильтрация через слой гранулированного активированного угля с развитой биологической активностью
МЕДЛЕННЫЕ ФИЛЬТРЫ
Медленные фильтры — один из старейших способов очистки воды / 17 век
При медленной фильтрации процессы биодеградации преобладают над параллельными механизмами процеживания и сорбции. Биодеградация происходит в биологической мембране, в которой при медленной фильтрации образуются:
— бактерии в виде кокков, палочек, спиралевидных форм — которые являются как патогенными формами, так и сапрофитами, а также аэробами и анаэробами.
— грибы различной формы и размеров клеток, одноклеточные и многоклеточные гетеротрофы, образующие обширный мицелий, способные жить в интервале температур от 1 до 33 оС и рН 1,9 — 9,6
, / — бактерио- и грибоядные организмы, регулирующие биологическое равновесие в биологической оболочке
Медленная фильтрация эффективна при удалении органических веществ (как растворимых, так и в коллоидной форме), что выражается в снижении мутности и примерно на 60% окисляемости и примерно на 40% окраски. Кроме того, он очень эффективно удаляет бактерии, вирусы и паразиты.
Медленная фильтрация удаляет до 99 % бактерий группы кишечной палочки и 100 % цист Giardia lamblia.
БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В БЫСТРЫХ ФИЛЬТРАХ
В связи с ухудшением качества заборной воды все чаще применяют первичную очистку путем отстаивания или осаждения и быстрой фильтрации.
Биологически активные угольные фильтры:
Механизм очистки воды в биологически активных угольных фильтрах /БАФ/ состоит из двух процессов:
— абсорбция органических веществ
— биодеградация за счет действия микроорганизмов, развивающихся на абсорбированном субстрате.
МЕТОДЫ ДЕЗИНФЕКЦИИ
Обеззараживание воды и обеспечение ее микробиологической чистоты считается основной задачей станции водоподготовки. Водоподготовка никогда не должна быть компромиссом между микробиологической чистотой и химической чистотой воды.
Риск химического заражения воды (например, побочными продуктами дезинфекции) намного ниже, чем риск заболеть от питьевой воды, содержащей болезнетворные бактерии.
Дезинфекция – это процесс уничтожения или инактивации патогенных организмов. Для достижения хорошего эффекта важно правильно подобрать дезинфицирующее средство и определить условия эффективной дезинфекции — размер начальной дозы и время контакта.
Дезинфекция, или обеззараживание воды, – это процесс, направленный на уничтожение всех патогенных организмов и их стойких форм. Он предназначен для предотвращения распространения инфекционных заболеваний через воду, используемую для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд. Вода не обязательно должна быть стерильной, но в ней не должно быть бактерий и вирусов, патогенных для человека. В технологии водоподготовки дезинфекция является последним этапом процесса.
Среди методов дезинфекции, применяемых в технических масштабах, выделяют химические и физические методы.
ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Они заключаются во введении в воду сильных окислителей, таких как газообразный и элементарный хлор, гипохлориты, диоксид хлора, минеральные и органические хлорамины, озон и йод, иногда применяемых для обеззараживания воды в плавательных бассейнах.
В большинстве стран, включая Россию, газообразный хлор чаще всего используется для целей дезинфекции, диоксид хлора и озон используются реже, а хлорамины и ультрафиолетовое излучение используются лишь изредка.
ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
К таким методам относятся:
— кипячение воды,
— пастеризация
, — применение ультразвука
, — УФ-излучение,
— гамма-излучение.
КИПЯЩЕНИЕ И ПАСТЕРИЗАЦИЯ
Обеззараживание воды путем уничтожения форм патогенных организмов. Брюшнотифозные бактерии – погибают через 10 минут. Однако при 75°С споры сибирской язвы и столбняка обнаруживаются только через 2 часа кипячения воды при 100°С. Пастеризация и кипячение воды могут применяться в быту и некоторых видах пищевой промышленности. Эти методы не используются в практике водоснабжения.
УФ-ИЗЛУЧЕНИЕ
Он эффективно уничтожает микроорганизмы, причем максимальная эффективность уничтожения приходится на длину волны 265нм. Недостатком этого метода является то, что обеззараживающий эффект возникает только при облучении воды УФ-лучами. Он не отвечает цели обеззараживания, поскольку не препятствует вторичному размножению бактерий в системе водоснабжения. Преимущество метода в том, что он не изменяет физико-химический состав воды.
Обеззараживание с помощью УФ-излучения — метод, требующий значительных капиталовложений и эксплуатационных затрат, и прежде всего его необходимо дополнять окончательным хлорированием.
УЗИ
Эффективность ультразвуковой дезинфекции зависит от силы звука, частоты и продолжительности ультразвука, а также от вида и количества уничтожаемых микроорганизмов. Ультразвуки не защищают воду от вторичного развития микроорганизмов в водопроводе — поэтому их необходимо применять с другими химическими дезинфектантами — в настоящее время применение ультразвука не вышло за рамки лабораторно-полутехнических исследований.