Вода - источник больших хлопот

Вода не только источник жизни на земле, но и источник больших хлопот. Слава Богу, что в России достаточно воды. И речь может идти не о дефиците, а о качественных показателях жидкости. На сегодняшний день централизованным водоснабжением пользуются 108 млн. человек или чуть более 2/3 населения РФ. Удельный вес городов, имеющих водопровод, составляет 99%, поселков городского типа - 92%, сельских населенных пунктов - 31% (т.е. 69% сельских населенных пунктов не имеют централизованного водоснабжения). И если за централизованное водоснабжение отвечают лица, его осуществляющие, то за качество нецентрализованной - родниковой или колодезной - воды несут ответственность сами потребители. Таким образом, безопасность граждан страны находится под угрозой, так как качество воды в значительной мере определяет характер и уровень инфекционных и неинфекционных заболеваний, генетических болезней, особенности развития организма человека.



Значительное, порой необратимое, воздействие человека на окружающую среду приводит к непоправимым последствиям. Талые воды смывают с полей удобрения и пестициды, промышленные предприятия сбрасывают в водоемы неочищенные или плохо очищенные стоки, вредные вещества, попавшие в атмосферу, учитывая круговорот воды в природе, в итоге оказываются в водоеме. Сегодня речь не идет о тотальной очистке воды по всей стране, но постоянный санитарно-эпидемиологический контроль просто необходим.

Какой должна быть вода? Она должна соответствовать требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества" и, конечно, "должна быть безопасна в эпидемиологическом отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства".Безопасность питьевой воды в эпидемиологическом отношении определяется ее соответствием нормативам по микробиологическим и паразитологическим показателям. В питьевой воде при централизованном и нецентрализованном водоснабжении не должно быть общих колиформных бактерий (ОКБ), термотолерантных колиформных бактерий (ТКБ), колифагов. Число образующих колонии бактерий в 1 мл (ОМЧ) нормируется не более 50 в питьевой воде централизованного водоснабжения и не более 100 - при нецентрализованном водоснабжении.


Безвредность питьевой воды по химическому составу определяется соответствием нормативам.

Во-первых, по органолептическим показателям: запах, привкус, цветность, мутность.

Во-вторых, по обобщенным показателям: водородный показатель - в пределах 6-9 для питьевой воды в обеих системах водоснабжения, жесткость, сухой остаток.

В-третьих, по содержанию вредных химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах: нитраты, сульфаты, хлориды и другие вещества.

Ознакомиться с показателями можно в таблице N1, созданной на основании СанПиН 2.1.4.1074-01.

Для очистки воды существует достаточное количество методов и оборудования. Наиболее распространенными среди них являются способы: осветления, дезодорации, обезжелезивания, деманганации, умягчения, обеззараживания, очистки с помощью мембран.

Очищение воды: метод осветления

Осветление призвано бороться с мутностью воды, то есть убрать из жидкости: взвешенные частицы песка, глины, илистые органические частицы и т.д. Промышленное осветление противоборствует вредному осадку путем осаждения взвеси с применением силы тяжести, центробежных сил; слоем уже взвешенного осадка, фильтрованием через зернистые материалы. На бытовом уровне это происходит обычным пропуском через фильтр (кварцевый песок, антрацит, алюмосиликат и др.).

Очищение воды: метод дезодорация

Дезодорация удаляет нежелательные привкусы и запахи, которые возникают из-за жизнедеятельности микроорганизмов, присутствия в воде неорганических и органических соединений. Обычно неприятные явления удаляют с помощью оксидации (соединение с кислородом), сорбиции (гранулированный активированный уголь) и аэрирования (насыщение воздухом).

Очищение воды: метод обезжелезивания

Обезжелезивание устраняет растворенное в воде железо с помощью реагентов-окислителей (хлора, гипохлорита натрия, озона, перманганата калия и перекиси водорода) либо без них (безреагентный) с использованием воздуха (душирование, то есть применяется душ либо специальный водовоздушный инжектор), затем вода поступает в зернистый фильтр.

Очищение воды: метод деманганации

Деманганация очищает воду от иона марганца Мn +2 до Мn +3 и Мn +4 с образованием малорастворимых гидроксидов. Для этого в воду добавляют перманганат калия, озон, хлор и его производные, кислород воздуха.
Умягчение выводит из воды катионы жесткости (кальций Са +2 и магний Мg+2). Катионы могут нанести вред, так как, преодолев рубеж в 4, 5 мг-экв/л, активно начинают оседать на стенках труб, посуды в конструкциях бытовой техники.
Обеззараживание бывает термической и физической. Физическое включает применение ультразвука, радиоактивного излучения, ультрафиолетовых лучей, олигодинамию (воздействие ионами благородных металлов) и окисление - самый распространенный и известный метод. Он включает использование таких окислителей, как хлор, озон, гипохлорит натрия. Хлор является центральным средством против патогенных бактерий (брюшного тифа, дизентерии, туберкулеза, холеры, полиомиелита, энцефалита), но не справляется со спорообразующими бактериями. Их с успехом побеждает озон, который также обесцвечивает воду и проводит дезодорацию.
Последнее время популярным методом борьбы с микробами стало УФ-радиация, тем более она не изменяет вкуса и химических свойств воды, быстрее и эффективнее хлора расправляется со всеми известными бактериями, но, к сожалению, не устраняет мутности воды и не очищает от железа. Поэтому всегда рекомендуется для последующей водообработки.

Очистка воды с помощью мембран

- одна из самых инновационных технологий, где находят применение баромембранные процессы. Используется как в пищевой, электронной, фармацевтической, медицинской, химической промышленности, так и в быту. Принцип работы основан на разнице давлений на стороны мембраны. Мембраны классифицируют по размерам разделяемых частиц.
Баромембранные процессы включают: микрофильтрацию, ультрафильтрацию, нанофильтрацию и обратный осмос. Микро работают с частицами до 0, 1 мкм, состоящими из механических примесей, каллоидных частиц, бактерий и вирусов. Ультра соответственно противодействуют наночастицам размером до 1 нм, а это белки, пептиды, органические соединения, большинство бактерий и вирусов. Обратный осмос и нанофильтрация - также до 1 нм, но отличаются от ультра электростатическим взаимодействием материалов мембраны с компонентами воды. При обратном осмосе и нанофильтрации сквозь мембрану могут просочиться только молекулы воды.


Все эти методики в той или иной мере сегодня используются для получения высококачественной воды. Так что же выбрать? Специалисты считают, что каждый конкретный случай должен рассматриваться профессионалами, хорошо ориентирующимися на рынке водоочистительного оборудования, так как каждый проект требует детальной проработки. Он предполагает несколько фундаментальных этапов. Первый и, наверное, самый важный - это получение, уточнение и согласование технического задания. Второй - сбор исходных данных и также согласование полученной информации. Третий - выбор технологической цепи, опять согласование и, наконец, приобретение оборудования и монтаж системы.
Главным на первом этапе является уточнение позиций по требованиям заказчика к цикличности (непрерывности), объемам поставок и качественным показателям воды.


Так как последствия такого шага могут быть весьма проблематичными и ведут к большим финансовым потерям. Например, неучтенное сезонное изменение химического состава воды, или неверный расчет нагрузок на оборудование в зависимости от времени суток, или не точные габариты приборов водоочистки при монтаже, превысившие размеры рабочего помещения и т.д., - все эти ошибки ведут к дополнительным инвестициям в проект.
Сбор исходных данных проводится подрядчиком и предполагает технические замеры, расчеты и проектирование. Начинать следует с источника, который бывает трех типов: артезианский, поверхностный и централизованное водоснабжение. Артезианский характеризуется как наименее хлопотный по химическому составу, но беспокойство могут вызвать изменение со временем цвета воды ("железное покраснение"), мутность (глина, песок) и неприятный привкус. Поверхностная вода имеет полный букет неприятных последствий для организма потребителя (механические примеси, органические вещества, минеральные взвеси, микробиологическое заражение), поэтому требует максимальной очистки. Водопроводная вода проходит очистку в зависимости от возможностей поставщика, но по дороге к потребителю способна приобрести добавки от трубы, особенно изготовленной из черного металла. Лабораторные анализы бесхозных источников необходимо производить регулярно, поскольку химические и биологические свойства воды подвержены различным изменениям.

Замеры проходят по принципу: семь раз замерь - один раз отрежь, особенно с оглядкой на оборудование. Хотя и существует простой расчет для чайников по 5 л воды в сутки на человека, но, учитывая важность соотношения объемов потребления с производительностью оборудования, лучше обратиться к профессионалам. Отметим, что данные работы регламентирует СНиП 2.04.01 - 85 "Внутренний водопровод и канализация зданий".

Выбор системы очистки воды

Выбор системы очистки и формирование набора необходимых фильтров четко привязаны к техническому заданию, полученному от заказчика, с целью максимального исполнения его требований по качеству воды. Сегодня оборудование водоочистки представляет собой сложные технические устройства.Для их успешной работы необходима полная совместимость. Выбор такого оборудования следует доверить профессионалу. Лишь специалист, хорошо разбирающийся в современных тенденциях водоочистки и оборудовании, способен решить сложные задачи по получению необходимых результатов.

Тем более на рынке предоставлено большое количество водоочистительного оборудования. Условно его можно разделить по назначению на основное, дополнительное и вспомогательное. К первому типу относятся фильтры различных методов очистки воды; ко второму - ультрафиолетовые стерилизаторы, счетчики потока, бустерные насосы, входные электромагнитные клапаны; к третьему - дозирующие насосы, насосное оборудование, компрессорное оборудование. Установка по очистке воды обычно формируется из целого комплекса устройств, при этом следует придерживаться одного производителя, так как можно совершить ошибку в расчетах и получить производственно-технологическую несовместимость приборов.

Фильтры механической очистки

Фильтры механической очистки защищают системы водоснабжения, ее отдельные узлы и оборудование от засорения. Они обычно располагаются на входе и служат для предварительного удаления механических частиц, песка, взвесей, ржавчины и т.п. Фильтры бывают двух видов: сетчатые (обыкновенная металлическая сетка) и фильтры тонкой очистки со съемными картриджами (состоят из одного или нескольких разборных корпусов и фильтрующих картриджей).

Фильтры для удаления железа

Фильтры для удаления железа - безреагентные и реагентные. Безреагентные удаляют железо общее до 5 мг/л, марганец - до 1, 5 мг/л. Состоят из напорного бака, фильтрующей среды, автоматического управляющего клапана, дренажно-распределительной системы. Действуют на основе каталитических материалов, ускоряющих окисление с помощью кислорода. Очистка автоматическая.

Реагентные фильтры

Реагентные фильтры способны очистить воду от железа общего до 15 мг/л, марганца до 12 мг/л, сероводорода до 5 мг/л. Состоят из напорного и реагентного баков, фильтрующей среды, автоматического управляющего клапана, дренажно-распределительной системы. Принцип действия основан на окислении реагентами растворенных в воде металлов и их удержании в слое зернистой загрузки.


Очистка производится автоматически.
Фильтры для умягчения (умягчители) освобождают воду от солей и бывают периодического и непрерывных действий. Состоят из напорных и солевых баков, фильтрующей среды, автоматического управляющего клапана, дренажно-распределительной системы. Оба умягчителя функционируют на основе удаления солей жесткости методом ионного обмена с использованием катионо-обменных смол и отличаются друг от друга наличием дополнительных резервных баков. Очистка производится автоматически.

Фильтры-осветлители

Фильтры-осветлители способны очистить воду от механических взвесей (20-40 мкм): ржавчины, песка, глины, водорослей и т.д. Состоят из напорного бака, фильтрующей среды, автоматического управляющего клапана, дренажно-распределительной системы. Принцип действия основан на пропускании воды через слой фильтрующего материала. Очистка производится автоматически.

Фильтры-адсорбенты

Фильтры-адсорбенты служат для удаления хлорорганических и органических соединений. Состоят из напорного бака, фильтрующей среды, автоматического управляющего клапана, дренажно-распределительной системы. Принцип действия основан на сорбции (извлечении) из воды органических веществ. В нем происходит химическая реакция, и поверхность сорбента окисляется (уголь). Требуется промывка.
УФ-стерилизаторы уничтожают микроорганизмы, повреждая их ДНК, что приводит к гибели животных. В приборах используются газоразрядные ртутно-кварцевые лампы низкого давления. Принцип действия основан на фотохимических реакциях.

Мембранные фильтры самые надежные устройства по очистке воды, поскольку функционируют на основе прохождения молекул воды через тончайшую пленку. Принцип действия основан на свойствах воды
- растворять органические и неорганические соединения. Практически идеальный, фильтр очищает воду на более чем 90%. Мембранные фильтры представляют собой рулон многослойной полимерной пленки и работают в реальных условиях в технологической связке с другим водоочистительным оборудованием.

И дополнительное и вспомогательное оборудование включают: счетчики потока - устанавливаются для отслеживания объемов воды; бустерные насосы - служат для повышения и поддержания давления в системе; входные электромагнитные клапаны - регулируют потоки воды в мембранных фильтрах; насосы-дозаторы - отмеряют необходимые объемы химических реактивов и воды; насосы для наполнения баков; компрессоры для подачи кислорода в систему.

В заключение следует отметить, что современные технологии позволяют гарантировать высокое качество питьевой воды. При этом важно учесть, что при выборе норм качества необходимо ориентироваться на СанПиН 2.1.4.1074-01, а не на индивидуальные потребительские вкусы. И еще один совет, прежде чем решиться на приобретение либо установку фильтра, следует для себя уяснить - от каких вредных органических и неорганических соединений или микроорганизмов надлежит избавиться, то есть провести лабораторный анализ воды из-под крана.

Читайте также: Канализация и очистка сточных вод, Фильтры для очистки воды, Автономные очистные сооружения для дома