Методы улучшения качества питьевой воды. Обеззараживание воды современные методы Аналитическое сопровождение технологических процессов
Несколько проблем могут способствовать обесцвечиванию или забавному вкусу вашей водопроводной воды. Большинство из этих причин связаны с тем, что происходит в вашей собственности или в вашем городе. К счастью, вы можете принять меры по улучшению качества питьевой воды, где бы вы ни жили.
На городской воде
Городские водопроводные дома могут быть немного более уверены, что проблемы с водой возникают в вашей собственности. Однако существуют некоторые исключения, такие как Флинт, штат Мичиган, где в муниципальной системе было обнаружено загрязнение свинцом.
Начните с оценки ваших труб. В дополнение к заметным изменениям цвета и вкуса, изменения давления воды также могут быть признаком проблем. Коррозия может привести к частичной закупорке труб. Вы также можете проверить внешний вид ваших труб, ища утечки.
Обратите внимание, что ремонт или замену труб часто лучше оставить профессионалу, если вы не опытный DIYer.
На колодезной воде
Первый шаг к улучшению колодезной воды — проверить ее на наличие загрязнений. Если вода чистая, вам следует изучить другие проблемы, такие как утечки. Если вы обнаружите химический дисбаланс, есть водные процедуры, которые могут иметь значение.
Проверьте насос и корпус скважины на наличие трещин или утечек. Это может привести к выходу из строя уплотнений и загрязнению воды грязью и отложениями. Найм профессионала может гарантировать, что вы исправите ошибки.
Системы фильтрации воды
Если вы находитесь в городе или хорошо, система фильтрации воды может удалить загрязнения и улучшить вкус. В зависимости от того, какое решение вы выберете, стоимость может варьироваться от 15 до 20 долларов за очиститель крана или до тысяч за систему для всего дома. Более 2000 опрошенных домовладельцев вложили в свою систему фильтрации в среднем 1700 долларов.
Методы обработки воды, с помощью которых достигается доведение качества воды источников водоснабжения до требований СанПиН 2.1.4.2496-09 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения», зависят от качества исходной воды водоисточников и подразделяются на основные и специальные. Основными способами являются: осветление, обесцвечивание, обеззараживание.
Под осветлением и обесцвечиванием понимается устранение из воды взвешенных веществ и окрашенных коллоидов (в основном гумусовых веществ). Путем обеззараживания устраняют содержащиеся в воде водоисточника инфекционные агенты - бактерии, вирусы и др.
В тех случаях, когда применение только основных способов недостаточно, используют специальные методы очистки (обезжелезива- ние, обесфторивание, обессоливание и др.), а также введение некоторых необходимых для организма человека веществ - фторирование, минерализация обессоленных и маломинерализованных вод.
Для удаления химических веществ наиболее эффективен метод сорбционной очистки на активных углях, который также значительно улучшает органолептические свойства воды.
Методы обеззараживания воды подразделяются:
- ? на химические (реагентные), к которым относятся хлорирование, озонирование, использование олигодинамического действия серебра;
- ? физические (безреагентные): кипячение, ультрафиолетовое облучение, облучение гамма-лучами и др.
Основным методом для обеззараживания воды на водопроводных станциях в силу технико-экономических причин является хлорирование. Однако все большее внедрение получает метод озонирования, его применение, в том числе в комбинации с хлорированием, имеет преимущества для улучшения качества воды.
При введении хлорсодержащего реагента в воду основное его количество - более 95% расходуется на окисление органических и легко- окисляющихся неорганических веществ, содержащихся в воде. На соединение с протоплазмой бактериальных клеток расходуется всего 2-3% общего количества хлора. Количество хлора, которое при хлорировании 1 л воды расходуется на окисление органических, легкоокис- ляющихся неорганических веществ и обеззараживание бактерий в течение 30 мин, называется хлорпоглощаемостью воды. По окончании процесса связывания хлора содержащимися в воде веществами и бактериями в воде начинает появляться остаточный активный хлор , что является свидетельством завершения процесса хлорирования.
Присутствие в воде, подаваемой в водопроводную сеть, остаточного активного хлора в концентрациях 0,3-0,5 мг/л является гарантией эффективности обеззараживания воды, необходимо для предотвращения вторичного загрязнения в разводящей сети и служит косвенным показателем безопасности воды в эпидемическом отношении.
Общее количество хлора для удовлетворения хлорпоглощаемо- сти воды и обеспечения необходимого количества (0,3-0,5 мг/л свободного активного хлора при нормальном хлорировании и 0,8-1,2 мг/л связанного активного хлора при хлорировании с аммонизацией) остаточного хлора называется хлорпотребностью воды.
В практике водоподготовки используется несколько способов хлорирования воды:
- ? хлорирование нормальными дозами (по хлорпотребности);
- ? хлорирование с преаммонизацией и др.;
- ? гиперхлорирование (доза хлора заведомо превышает хлорпот- ребность).
Процесс обеззараживания обычно является последней ступенью схем обработки воды на водопроводных станциях, однако в ряде случаев при значительном загрязнении исходных вод применяется двойное хлорирование - до и после осветления и обесцвечивания. Для снижения дозы хлора при заключительном хлорировании весьма перспективно комбинирование хлорирования с озонированием.
Хлорирование с преаммонизацией. При этом способе в воду помимо хлора вводится также аммиак, в результате чего происходит образование хлораминов. Этот метод употребляется для улучшения процесса хлорирования:
- ? при транспортировке воды по трубопроводам на большие расстояния (так как остаточный связанный - хлораминный - хлор обеспечивает более длительный бактерицидный эффект, чем свободный);
- ? содержании в исходной воде фенолов, которые при взаимодействии с свободным хлором образуют хлорфенольные соединения, придающие воде резкий аптечный запах.
Хлорирование с преаммонизацией приводит к образованию хлораминов, которые из-за более низкого окислительно-восстановительного потенциала в реакцию с фенолами не вступают, поэтому посторонние запахи и не возникают. Однако из-за более слабого действия хлораминного хлора остаточное количество его в воде должно быть выше, чем свободного, и составлять не менее 0,8-1,2 мг/л.
Озонирование является эффективным реагентным способом обеззараживания воды. Являясь сильным окислителем, озон повреждает жизненно важные ферменты микроорганизмов и вызывает их гибель. При этом способе улучшаются вкус и цветность воды. Озонирование не оказывает отрицательного влияния на минеральный состав и pH воды. Избыток озона превращается в кислород, поэтому остаточный озон не опасен для организма человека. Озонирование производится при помощи специальных аппаратов - озонаторов. Контроль за процессом озонирования менее сложен, так как эффект не зависит от температуры и pH воды.
С декабря 2007 г. в Санкт-Петербурге реализована комплексная технология обеззараживания питьевой воды с использованием ультрафиолетового излучения, сочетающая высокий эффект обеззараживания и безопасность для здоровья населения. Подсчитанный Институтом медико-биологических проблем и оценки риска здоровью экономический эффект и предотвращенный ущерб здоровью населения в результате этого составил 742 млн руб.
В связи с тем, что только 1-2% (до 5 л в сутки) человек расходует на питьевые нужды, предполагается разработка и внедрение двух гигиенических нормативов водопроводной и питьевой воды - «Вода безопасная для населения» и «Вода повышенного качества, полезная для взрослого человека, физиологически полноценная».
Первый норматив обеспечит гарантированную безопасность воды в централизованных системах водоснабжения. Второй норматив установит конкретные требования к «абсолютно здоровой воде» во всем ее многообразии полезного воздействия на организм человека. Существует ряд вариантов обеспечения потребителей водой повышенного качества: производство расфасованной воды; устройство локальных автономных систем доочистки и коррекции качества воды.
По результатам домашней проверки, качество Вашей водопроводной воды можно улучшить.
Питьевая вода, подающаяся в городскую квартиру, уже прошла стадию очистки и обеззараживания на станции водоподготовки.
В водопроводной воде могут присутствовать примеси и загрязнения, которые либо не удаляются на водопроводных очистных сооружениях полностью, либо появляются в воде уже на пути к потребителю.
Многие вещества, загрязняющие воду, способствуют образованию мутных взвесей, вызывают неприятный запах, характерный привкус, а также могут окрашивать воду в тот или иной цвет.
Однако, наличие некоторых примесей может никак не отразиться на внешнем виде водопроводной воды.
Простые способы, которые помогут сделать водопроводную воду чище и безопаснее .
- Прежде чем использовать водопроводную воду, слейте ее в течение нескольких минут, т. к. в трубах она быстро застаивается.
- Дайте воде отстояться в открытом сосуде, чтобы улетучился остаточный хлор.
- Затем профильтруйте воду через любой фильтр. Даже простейшие накопительного типа, лучше, чем ничего. Фильтрование позволит удалить из воды взвесь и часть микроорганизмов.
Вы обнаружили в воде мутность.
Мутная вода - это результат присутствия в воде взвешенных и коллоидных примесей, либо повышенное содержание воздуха в воде.
Взвешенные и коллоидные частицы - это очень мелкие частицы: соединения алюминия и железа, кремния, продукты жизнедеятельности и распада растений и животных.
Для очистки воды от этих загрязняющих компонентов рекомендуется использовать комбинацию механических фильтров (с инертной загрузкой) и угольных фильтров с загрузкой из активированного угля.
Вы обнаружили в воде цвет.
Цветность может быть обусловлена растворёнными и взвешенными частицами минерального и органического происхождения.
Желтый оттенок воды – присутствие гумусовых веществ (гуминовых и фульвокислот), или повышенное содержание железа.
Серый оттенок воды - повышенное содержание марганца, железа
Красновато-бурый осадок - присутствие в воде окисленного железа.
Для очистки воды от этих загрязняющих компонентов рекомендуется использовать предварительную очистку на механическом фильтре и далее - фильтр с угольной загрузкой или систему на основе обратного осмоса.
Вы обнаружили в воде запах .
Запах рыбный или затхлый - присутствие в воде хлорорганических соединений.
Запах сероводорода (запах тухлых яиц) - попадание сточных вод в систему водоснабжения или жизнедеятельность бактерий, образующих сероводород из сульфатов.
Хлорный запах - повышенное содержание в воде остаточного хлора.
Запах нефтепродуктов - попадание нефтепродуктов в систему водоснабжения.
Химический запах, запах фенола - загрязнение воды промышленными стоками, в частности, стоками предприятий органической химии.
Для очистки воды от этих загрязняющих компонентов рекомендуется использовать фильтр с угольной загрузкой или систему на основе обратного осмоса.
Вы обнаружили в воде привкус .
Привкус солоноватый - высокое содержание солей натрия и магния
Для очистки воды от этих загрязняющих компонентов рекомендуется использовать систему на основе обратного осмоса.
Привкус металлический - повышенное содержание железа.
Привкус, обусловленный органическими загрязнениями.
Щелочной привкус – высокая щелочность воды, повышенная жесткость, высокое содержание растворённых веществ.
Вы обнаружили накипь в чайнике.
Накипь свидетельствует о наличии в воде излишков солей кальция и магния.
Нитраты в воде
Источник нитратов в воде – удобрения и сточные воды, попадающие в поверхностные и подземные водоёмы. Высокое содержание нитратов в воде опасно для человека и, особенно, для детей. Известно, что в организме часть нитратов превращается в более токсичное вещество – нитриты.
Следует отметить, что универсального фильтра, который чистит от всего: от хлора, от железа, от органики, от металлов, от бактерий и …не существует.
Для каждого вида загрязнений используется определенный тип фильтра. Поэтому, оптимальная очистная установка должна состоять из правильно подобранного набора узлов, каждый из которых удаляет определённый вид загрязнений.
В любом случае, системы очистных установок, состоящие из нескольких последовательно работающих фильтров с различной загрузкой, обеспечивают более качественную очистку воды, чем фильтр с однотипной загрузкой.
Для очистки питьевой воды, как правило, используется набор фильтров с различными загрузками либо мембранами, соответствующими типу загрязнений, которые необходимо удалить из воды. Часто система очистки включает в себя обеззараживание воды.
Ниже приведены основные компоненты установок для очистки питьевой воды, чтобы помочь Вам выбрать подходящую конструкцию.
Механические фильтры удаляют из воды взвешенные вещества.
В качестве загрузки используются пористые материалы (чаще всего керамические).
Угольные фильтры изготавливают на основе активированного угля, который является хорошим адсорбентом.
Угольный фильтр очищает воду от остаточного хлора, растворенных газов, органических соединений, включая токсины, запаха и улучшает вкусовые качества воды.
Фильтры для обезжелезивания удаляют железо и марганец. Для их изготовления используют специальные полимеры, ускоряющие окисления металла. Полученный, в результате реакции, осадок задерживается фильтрующей системой.
Фильтры с ионообменной загрузкой. В зависимости от типа ионообменной загрузки, эти фильтры удаляют различные ионы из воды, в том числе, эффективны для снижения жёсткости и удаления нитратов из воды.
Установки для очистки воды на основе обратного осмоса
Система обратного осмоса включает специальную мембрану, через которую пропускается питьевая вода. Мембраны задерживают 95 - 99,5% всех примесей.
Необходимо помнить, что из воды удаляется и большинство полезных веществ, необходимых для жизнедеятельности организма. Такая вода нарушает работу организма. Прежде всего, это относится к крепости костей, которая зависит от количества кальция в крови.
Недостаток в воде микроэлементов, отражается на работе печени, почек, нервной и иммунной систем. Поэтому, в очищенную обратным осмосом воду, следует добавлять необходимые организму соли и микроэлементы.
Установки для обеззараживания воды на основе ультрафиолетового излучения.
Ультрафиолетовое излучение инактивирует болезнетворные микроорганизмы. Эти установки обязательны в загородных домах и в сельской местности. В городских квартирах такие системы используют, в случае неэффективного обеззараживания водопроводной воды на центральных очистных сооружения.
Технические требования и правила эксплуатации установки для очистки питьевой воды .
- система должна обеспечивать эффективную очистку воды.
- для изготовления компонентов установки (корпус, трубы, загрузка…) должны использоваться нетоксичные материалы.
- извлеченные из воды, в процессе очистки, примеси не должны повторно загрязнять очищенную воду.
- обязательна своевременная промывка и замена фильтрующих элементов и бактерицидных ламп.
Обратите внимание, что оптимальный выбор системы очистки (тип фильтров, загрузки, способ обеззараживания и прочее) может быть произведен только на основе результатов лабораторного химического анализа Вашей питьевой воды.
Какие показатели желательно проверить в вашей воде :
Водородный показатель (pH), общая минерализация, органические вещества (окисляемость перманганатная, либо общий органический углерод), нефтепродукты, нитраты, нитриты, цианиды, фториды, жёсткость, тяжёлые металлы, общие колиформные бактерии, цисты лямблий, пестициды, галогенорганические соединения.
Кроме того, после выбора и установки системы очистки, отдайте пробы очищенной воды в лабораторию на химический анализ, чтобы убедиться в эффективности очистки.
Если эта статья на нашем сайте , была для вас полезна, то предлагаем вам книгу с Рецептами живого, оздоравливающего питания. Веганские и сыроедческие рецепты . А так же предлагаем вам подборку самых лучших материалов нашего сайта по мнению наших читателей. Подборку - ТОП лучших статей об здоровом образе жизнии здоровом питании вы можете найти там, где вам максимально удобноВода - основной компонент жидкой среды организма человека. Организм взрослого человека составляет 60% воды.
Сейчас водопроводная вода содержит химические органические и другие соединения и без предварительной очистки не может считаться питьевой.
Для улучшения качества питьевой воды могут быть предложены следующие способы очистки:
1. Способ нейтрализации. Налить в емкость (стеклянную или эмалированную) из крана воду. Оставить емкость открытой в течение суток. За это время из воды выйдет хлор, аммиак и другие газообразные вещества. Затем кипятить ее один час. С момента закипания добиться лишь легкого бурления. В результате термической обработки значительная часть чужеродных веществ ликвидируется. После остывания вода еще не полностью освободилась от химических, органических веществ, но она уже может быть использована для приготовления пищи. Для питьевых целей ее окончательно нужно обезвредить, для этого к 5 л кипяченой воды нужно добавить 500 мг аскорбиновой кислоты, на 3 л - 300 мг, перемешать и выдержать один час. Вместо аскорбиновой кислоты можно добавить фруктовый сок, окрашенный в красный, темно-красный, бордовый цвета до легкого розоватого оттенка, и оставить на один час. Для нейтрализации можно использовать спитой чай, который добавляют в воду до легкого изменения цвета, и выдержать в течение одного часа.
2. Способ вымораживания. Для этого могут быть использованы пакеты из-под молока, соков, в которые наливают водопроводную воду из крана, недолив до края 1 - 1,5 см. Наполненные водой пакеты надо поставить в морозильную камеру или на мороз на 5 - 8 часов, после чего достать пакеты, удалить ледяную корку, перелить воду в другой пакет. Ледяная корка и намороженный на внутренней стороне пакета лед - это тяжелая (вредная) вода. Перелитую в пакеты воду замораживают в течение 12 - 18 часов. Затем пакеты достают, наружные стенки смачивают теплой водой, ледяные кристаллы извлекают для оттаивания, а оставшаяся в пакетах жидкость - не что иное, как рассол, состоящий из чужеродных и минеральных веществ, который нужно вылить в канализацию.
Если у вас пакеты переморозились и образовался сплошной кристалл со срединным стержнем, то, не вынимая его из пакета, теплой водой вымыть стержень, оставив прозрачный лед, затем извлечь лед для оттаивания. Для улучшения вкусовых качеств на ведро талой воды нужно добавить 1 г морской соли (купленной в аптеке). При ее отсутствии в 1 л талой воды добавить 1/4 - 1/5 стакана минеральной воды. Свежеталая вода, полученная изо льда, а лучше из снега, обладает лечебно-профилактическими свойствами. При ее употреблении ускоряются восстановительные процессы. Такая вода способствует адаптации в экстремальных условиях (при тепловых нагрузках, при сниженном содержании кислорода в воздухе), она существенно повышает мышечную работоспособность. Талая вода обладает антиаллергическими свойствами и используется, например, при бронхиальной астме, зудящих дерматитах аллергической природы, при стоматитах. Однако пользоваться этой водой следует осторожно и принимать ее следует по 1/2 стакана 3 раза в день для взрослого человека. Для ребенка 10 лет - 1/4 стакана 3 раза в день
З. И. Хата - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2001
Методы улучшения качества воды позволяют освободить воду от микроорганизмов, взвешенных частиц, избытка солей, дурно пахнущих газов. Делятся на 2 группы: основные и специальные.
Основные: очистка и обеззараживание.
Гигиенические требования к качеству питьевой воды изложены в Санитарных правилах «Питьевая вода. Гигиенические….» (2001).
- Очистка. Цель – освобождение от взвешенных частиц и окрашенных коллоидов для улучшения физических свойств (прозрачность и цветность). Методы очистки зависят от источника водоснабжения. Меньше требуют очистки подземные межпластовые водоисточники. Вода открытых водоёмов подвержена загрязнению, поэтому они потенциально опасны.
Очистка достигается тремя мероприятиями:
- отстаивание: после прохождения воды из реки через водозаборные решетки, в которых остаются крупные загрязнители, вода поступает в большие емкости – отстойники, при медленном протекании через которые за 4-8 час. на дно выпадают крупные частицы.
- коагуляция: для осаждения мелких взвешенных веществ вода поступает в емкости, где коагулируется – добавляется в нее полиакриламид или сульфат алюминия, который под влиянием воды становится хлопьями, к которым прилипают мелкие частицы и адсорбируются красящие вещества, после чего они оседает на дно резервуара.
- фильтрация : вода медленно пропускается через слой песка и фильтрующую ткань или др. (медленные и скорые фильтры) – тут задерживаются оставшиеся взвешенные вещества, яйца гельминтов и 99% микрофлоры. Фильтры промываются 1-2 раза в сутки обратным током воды.
- Обеззараживание.
Для обеспечения эпидемической безопасности (уничтожение патогенных микробов и вирусов) вода обеззараживается: химическими или физическими методами.
Химические методы : хлорирование и озонирование.
А) Хлорирование в оды газом хлором (на крупных станциях) или хлорной известью (на мелких).
Доступность метода, дешевизна и надежность обеззараживания, а также многовариантность, т. е. возможность обеззараживать воду на водопроводных станциях, передвижных установках, в колодце, на полевом стане...
Эффективность хлорирования воды зависит от: 1) степени очистки воды от взвешенных веществ, 2) введенной дозы, 3) тщательности перемешивания воды, 4) достаточной экспозиции воды с хлором и 5) тщательности проверки качества хлорирования по остаточному хлору.
Бактерицидное действие хлора наибольшее в первые 30 мин и зависит от дозы и температуры воды – при низкой температуре дезинфекция удлиняется до 2 часов.
В соответствии с санитарными требованиями в воде после хлорирования должно оставаться 0,3-0,5 мг/л, остаточного хлора (не влияет на организм человека и органолептические св-ва воды).
В зависимости от примененной дозы различают:
Обычное хлорирование – 0,3-0,5 мг/л
Гиперхлорирование – 1-1,5 мг/л, в период эпидемической опасности. Далее активированный уголь-убрать лишний хлор.
Модификации хлорирования:
- Двойное хлорирование предусматривает подачу хлора на водопроводные станции дважды: перед отстойниками, а второй -после фильтров. Это улучшает коагуляцию и обесцвечивание воды, подавляет рост микрофлоры в очистных сооружениях, увеличивает надежность обеззараживания.
- Хлорирование с аммонизацией предусматривает введение в обеззараживаемую воду раствора аммиака, а через 0,5-2 минуты - хлора. При этом в воде образуются хлорамины, которые также обладают бактерицидным действием.
- Перехлорирование предусматривает добавление к воде больших доз хлора (10-20 мг/л и более). Это позволяет сократить время контакта воды с хлором до 15-20 мин и получить надежное обеззараживание от всех видов микроорганизмов: бактерий, вирусов, риккетсий, цист, дизентерийной амебы, туберкулеза.
До потребителя должна доходить вода с остаточным хлором не менее 0,3 мг\л
Б) Метод озонирования воды . В настоящее время является одним из перспективных(Франции, США, в Москве, Ярославле, Челябинске).
Озон (О3) - обусловливает бактерицидные свойства и происходит обесцвечивание и устранение привкусов и запахов. Косвенным показателем эффективности озонирования является остаточный озон на уровне 0,1-0,3 мг/л.
Преимущества озона перед хлором: озон не образует в воде токсических соединений (хлорорганических соединений), улучшает органолептические показатели воды и обеспечивает бактерицидный эффект при меньшем времени контакта (до 10 мин).
В) Обеззараживание индивидуальных запасов в домашних и полевых условиях применяются методы (химические и физические):
Олигодинамическое действие серебра. С помощью специальных приборов путем электролитической обработки воды. Ионы серебра обладает бактериостатическим действием. Микроорганизмы прекращают размножение, хотя остаются живыми и даже способными вызвать заболевание. Поэтому серебро в основном применяется для консервирования воды при длительном хранении ее в плавании, космонавтике и т. д.
Для обеззараживания индивидуальных запасов воды применяются таблетки, содержащие хлор: Аквасепт, Пантоцид…. .
Кипячение (5-30 мин), при этом многие химические загрязнения сохраняются;
Бытовые приборы- фильтры, обеспечивающие несколько степеней очистки;
Физические методы обеззараживания воды
Преимущество перед химическими: они не изменяют химического состава воды, не ухудшают ее органолептических свойств. Но из-за их высокой стоимости и необходимости тщательной предварительной подготовки воды в водопроводах применяется только ультрафиолетовое облучение,
- Кипячение (было, см)
- Ультрафиолетовое (УФ) облучение. Достоинства: в быстроте действия, эффективности уничтожения вегетативных и споровых форм бактерий, яиц гельминтов и вирусов, не образует запаха и привкуса. Бактерицидным действием обладают лучи с длиной волны 200-275 нм.
