Стадии очистки воды: Этапы очистки воды в многоступенчатых системах

Типы и стадии очистки воды

Употребление воды из-под крана чревато рядом неприятных последствий. Это колоссальный вред своему организму и красоте. Страдают не только внутренние органы, но и кожа, волосы. Происходит это потому, что городская вода, как и из частной скважины, содержит в своем составе множество вредоносных бактерий микроорганизмов. Но это далеко не все неприятности. Присутствуют в воде и другие виды опасных загрязнений: химического и механического происхождения. Также практически вся вода в большом количестве содержит соли жесткости (кальций, магний, железо). Все это говорит о том, что употреблять такую воду для питья в ее естественном виде просто опасно. Конечно, проблемы не возникнут спустя несколько дней употребления такой воды. Но систематическое потребление «загрязненной» воды – опасный и вредный вклад в копилку своего здоровья и красоты. Наиболее частые проблемы – различные заболевания почек, печени и других органов, сухая и истощенная кожа, ломкие и сухие волосы. Кроме того, загрязненная вода наносит неоспоримый вред и бытовым приборам (стиральная, посудомоечная машины, чайник, утюг, увлажнитель и другое). Как результат – преждевременный выход из строя, поломки, загрязнение системы и другое. 

Борьба с вопросом загрязненной воды в бытовых условиях возможна двумя методами:

  • без использования специальных фильтрующих установок;

  • с использованием фильтрующих установок.

Рассмотрим каждый вариант более детально, выделив самый эффективный способ по очищению воды. 

Очистка без фильтров

Данный метод можно смело отнести к «прошлому». Очистка без фильтров была актуальна в период, когда фильтрующих приспособлений еще не было, а также когда данная продукция только входила на торговую платформу для потребителей. Итак, очистка без фильтров выполняется разными способами:

  • кипячение;

  • отстаивание;

  • вымораживание.

Каждый из этих методов устраняет небольшое количество вредоносных компонентов. Но большая их часть продолжает «существовать» в составе. Кроме того, после некоторых манипуляций вода обретает более загрязненный вид. Например, после кипячения в воде образовывается множество солей, которые как следствие образовываются в накипь. Поэтому, специалисты советуют отказаться от данных способов и не выполнять очистку воды без фильтрующих приспособлений. 

Очистка с помощью фильтров 

Это современный и единственный верный способ для очистки воды от примесей, бактерий, загрязнений. Кроме того, некоторые модели фильтров не только устраняют опасные компоненты, но улучшают вкусовые характеристики. Поэтому, если вы ищите способ очищения воды, лучше всего доверить это фильтру для питьевой воды Ecosoft. Существует несколько видов фильтрующих приспособлений. Каждый из них имеет свои особенности, ценовую политику, функциональность и назначение. Рассмотрим более детально каждый вид.

Насадки на кран. Это специальные насадки с фильтрующим материалом, которые необходимо установить на кран. Такие приспособления очищают воду от механических загрязнений и хлора. Такие устройства относятся к простым фильтрам и имеют достаточно низкую цену. Перед приобретением обязательно учите диаметр крана, на который вы собираетесь проводить установку, чтобы фильтр прочно и правильно зафиксировался.  

Фильтры-кувшины Ecosoft для воды. Свое название они получили из-за схожего внешнего вида с кувшином. Это компактная емкость с фильтрующим картриджем. Процесс очистки происходит достаточно быстро. Вы наливаете жидкость в кувшин, вода проходит через фильтр и в емкости оказывается уже очищенная вода, которую останется налить в желаемую посуду. Фильтр-кувшин способен устранить из воды механические загрязнения, хлор, а также тяжелые металлы. 

Фильтры средней степени очистки. Они более эффективны в сравнении с первыми двумя видами. С их помощью вода теряет такие опасные компоненты как механические загрязнения, хлор, тяжелые металлы, соли жесткости, а также нефтесодержащие продукты. В эту категорию относятся фильтры на 3 ступени очистки или четырехступенчатые. Установка возможна над или под мойкой (зависимо от модели). Проточный фильтр Ecosoft для воды подходит тем, кто желает выполнить качественную очистку, но не имеет возможности для приобретения более дорогой установки фильтрующей системы. 

Фильтры высокой степени очистки. Это самый эффективный способ очищения воды, который проводит очистку на молекулярном уровне. А значит, удаляет из воды не только механические загрязнения, примеси и соли, но и бактерии, вирусы и другие мини-частицы. Это системы обратного осмоса. Они компактны в габаритах, легко устанавливаются и имеют привлекательный дизайн. Фильтр обратный осмос Ecosoft – идеальное решение для организации очищенной воды 24/7. 

По итогу, существует два вида очистки воды: без использования фильтрующих приспособлений, с помощью фильтров. Правильный и эффективный способ заключается в очистке воды посредством фильтрующих установок. Применяя первый способ – очистка без фильтров, вы не получите эффективную очистку. К тому же данный вариант требует выполнения определенного ряда действий и отнимает время. Что касается очистки посредством фильтрующих установок – это единственно верный, доступный, эффективный и надежный способ получить полезную для употребления воду.

Какой вид фильтра подобрать для эксплуатации на своем объекте зависит от ваших требований, личных и финансовых предпочтений. Выбирайте только высококачественную фильтрующую продукцию от ведущих брендов. Так вы гарантированно получите устройство с длительным сроком службы и достойными техническими характеристиками. Идеальный вариант – фильтры для питьевой воды Ecosoft. Производитель имеет безупречную репутацию, а главное доверие потребителей.

В нашем магазине часто покупают: проточные фильтры Экософт в Одессе, тройной фильтр Ecosoft, системы очистки воды Ecosoft, фильтр кувшин Ecosoft купить в Киеве, кабинетные фильтры Ecosoft, Ecosoft мембрана, фильтр колонна Экософт в Киеве, картридж Ecosoft для фильтра, магистральный фильтр Ecosoft, минерализатор Экософт в Одессе.

Химический метод очистки воды

Качество воды из природных источников определяют по наличию в ней веществ органического и неорганического происхождения, микроорганизмов, и характеризуют различными физическими, химическими, бактериологическими и биологическими показателями. Ощутимое превышение даже одного показателя может стать причиной недомогания и даже серьезного расстройства здоровья человека. Для водоочистки применяют различные методы или их комбинацию. Выбор способа зависит от состава водного раствора, целей водоподготовки и конечного назначения воды. Химическая очистка воды позволяет удалить растворенные химические соединения из пресной воды путем образования труднорастворимых комплексов с электролитами.

Какие методы очистки воды существуют

Несоответствие качества воды источника требованиям потребителя определяет выбор методов обработки воды. Загрязняющие вещества присутствуют в воде в разных формах, принцип удаления каждой из которых имеет особенности.

Методы водоподготовки делят на основные четыре группы.

  1. Химический способ очистки воды введением реагентов.

  2. Физические фильтрация, отстаивание, процеживание или обработка ультрафиолетом.

  3. Физико-химическое комплексное устранение загрязнителей.

  4. Использование биоорганизмов для нейтрализации примесей.

В основу всех химических методов очистки воды положены процессы перевода растворенных и взвешенных примесей в нерастворимую форму либо их разрушение до безопасных составляющих с помощью вводимых веществ. Выпадающий в ходе химической реакции осадок загрязнителей удаляют фильтрованием или другим физическим способом.

Очистка воды физическими методами проводится на предварительных стадиях водоподготовки и предполагает освобождение водного раствора от крупных взвешенных включений, которые могут нарушить правильную работу фильтров тонкой очистки. Применение физических способов подготовки для более глубокой водоочистки возможно, но нецелесообразно ввиду малой производительности процессов.

Физико-химические методы являются самой большой группой способов водоочистки. Они совмещают процессы химической очистки воды с последующим удалением загрязнителей применением физических явлений. Множество технологий и комплексный подход позволяет удалять самые разные примеси в любом агрегатном состоянии, растворенные газы, коллоидные частицы органики, ионы тяжелых металлов.

Использование для очистки воды отдельных микроорганизмов — перспективное направление избавления водных растворов от примесей разной природы. Главной особенностью биологического варианта очистки можно указать возможность подбора бактерий, микроорганизмов и простейших под имеющийся химический состав водного раствора. Среда, в которой происходит эффективная очистка воды биоматериалом, носит название активный ил. Процессы биоочистки могут протекать аэробно и анаэробно. Все зависит от особенностей жизнедеятельности микроорганизмов.

В чем заключается химическая очистка воды

Химическая водоочистка основана на химических реакциях реагентов с загрязняющими веществами в водном растворе и их обезвреживании путем перевода в неопасные формы или связывании в нерастворимые комплексы. Химические процессы при очистке воды идут с одинаковой скоростью в любом объеме жидкости, потому этот метод считается эффективным и производительным. Химическая очистка воды на предприятиях лежит в основе обеспечения оборотного водоснабжения и обезвреживания промышленных вод.

Несмотря на великое разнообразие загрязняющих элементов, их соединений и формы присутствия в водном растворе очистка воды от химических загрязнений проводится на основании трех видов химических реакций с удаляемыми элементами:

  • Нейтрализация кислотной или щелочной реакции водного раствора.

  • Окисление загрязнителей и патогенных микроорганизмов.

  • Восстановление ионов металлов и токсичных веществ.

Нейтрализация, как метод очистки воды

Нейтрализация основана на оптимизации кислотно-щелочного баланса за счет реакции нейтрализации между кислой и щелочной средой с образованием солей. Этот метод чаще всего находит применение при химической очистке отработанной воды на производстве, так как вода из скважины или природных источников обычно имеет нейтральную среду и корректировки рН не требует. После очистки воды химическими реакциями нейтрализации она становится пригодной для повторного запуска в технологическую схему и безопасной для природы.

Технологии метода применяют смешение сточных промышленных вод разных сред для взаимной нейтрализации либо введение реагентов для создания кислотной или щелочной реакции. В качестве химических агентов при нейтрализации кислотности среды применяют гидроокиси щелочных металлов K и Na, гидроксид аммония Nh5OH, карбонат натрия или соду Na2CO3, известковое молоко или гидроксид кальция Ca(OH)2. Выбор реагента зависит от концентрации и кислотного состава отработанной воды: преобладания сильных или слабых кислот. Химические компоненты для очистки щелочных стоков представляют собой растворы кислот или газы с кислой реакцией NO2, SO2, CO2. Технология пропускания отработанных кислых газов через промышленные стоки выполняет сразу две функции: нейтрализацию воды и очистку газов.

Для реализации технологических схем водоочистки методом нейтрализации применяют специальное оборудование для химической водоподготовки: накопители, осветители, отстойники. Выбор схемы химической очистки воды нейтрализацией зависит от климатических условий, природной рН среды водоемов, длительности хранения отработанных вод.

Способ водоподготовки — окисление

Окисление занимает главенствующую позицию среди технологий химической очистки воды. Под действием сильных окислителей — хлора и его соединений, перманганата и бихромата калия, озона, перекиси водорода — меняется форма целевых веществ на неопасную, токсичные формы переходят в безвредные, погибает патогенная микрофлора. С помощью химической очистки воды окислением можно связать те соединения, которые проблематично извлечь любыми другими способами.

Обработка воды хлорсодержащими соединениями чаще всего встречается в технологических схемах химической водоподготовки на производстве и в потребительском водоснабжении. Бактерицидные свойства хлора гарантируют, что на качество воды не повлияет сложный транспортный путь доставки воды по трубопроводам от насосной станции до конечного потребителя. Хлорреагенты дешевы и всегда в наличии. Вместе с хлорирующими веществами часто вводят аммиак и аммонийные соли для предотвращения образования хлорфенольных соединений с неприятным запахом и привкусом.

Добавление перманганата калия способствует разрушению органических веществ, образующих хлорпроизводные с резким неприятным запахом. Однако химическая очистка питьевой воды хлором должна осуществлять под строгим контролем дозирования реагента, так как хлор ядовит и может образовывать токсичные соединения при взаимодействии с растворенными в воде веществами. Перед подачей такой воды потребителю ее дехлорируют SO2, гипосульфитом, сульфитом натрия или адсорбцией на активированном угле.

В последнее время на передовые позиции выходит озонирование, в несколько раз превышающее по эффективности химическую обработку воды хлорирующими веществами. Благодаря высокому окислительному потенциалу озон окисляет даже те вещества, которые обычно не окисляются другими реагентами. Длительность контакта озона с водой не превышает 10 — 15 минут, а дополнительные соединения при этом не образуются. Так как озон поступает в воду с большим количеством воздуха, одновременно происходит аэрирование воды. В результате очистки от химических загрязнений озонированием вода приобретает свежий привкус и запах, характерный для поверхностных или ключевых вод наилучшего качества. Взрывоопасность и сложность получения в необходимом количестве тормозят процесс повсеместного внедрения озона как химического реагента очистки воды. При озонировании необходимо строго соблюдать технику безопасности на очистных сооружениях во избежание негативных последствий.

Метод восстановления

На практике часто применяют комбинированные методы химической водоподготовки, сочетающие хлорирование воды на первичных стадиях очистки и обработку озоном при подаче потребителю.

Метод восстановления при химической очистке воды используют реже окисления, но он позволяет провести подготовительные процессы перевода окисленных форм токсичных хрома, ртути, мышьяка, переходных и тяжелых металлов никеля, свинца в молекулярное состояние для последующего отделения с помощью физико-химических методов флотации, коагуляции, отстаивания и связывания на фильтрах для химической очистки воды. Этот метод эффективен при высокой концентрации легко восстанавливаемых элементов в природном источнике или промышленной отработанной воде.

Универсален ли химический метод очистки воды

Химическая очистка воды не является универсальным и санитарно надежным методом водоподготовки. Устранение с помощью реагентов загрязнителей и выравнивание рН среды наиболее применимо в системах оборотного водоснабжения на промышленных производствах. Окислители не устраняют загрязнения, а переводят их в другие соединения, требующие применения физических или физико-химических методов для удаления осадков из водного раствора. Применяя химические реагенты для очистки воды нужно быть уверенным, что их действие не приведет к образованию новых нежелательных загрязнений, ухудшающих органолептические показатели воды. Только комплексный подход при выборе методов водоочистки, основанный на химическом анализе загрязнителей дает полноценную очистку воды от всех видов примесей и растворенных веществ.

7 основных этапов установки по очистке воды

🕑 Время чтения: 1 минута

Очистка воды — это процесс удаления всех тех веществ, биологических, химических или физических, которые потенциально вредны для водоснабжения человека и бытовых нужд. . Эта обработка помогает производить воду, которая является безопасной, приятной на вкус, прозрачной, бесцветной и без запаха. Вода также не должна вызывать коррозию, то есть она не может повредить трубопровод.

Рисунок 1: Этапы установки водоподготовки

Существует семь основных этапов крупномасштабной очистки воды для городского муниципального водоснабжения. Каждый из этапов описан в статье ниже:

Содержание:

  • 1. Скрининг
  • 2. аэрация
  • 3. Коагуляция и флоккуляция
  • 4. Седиментация
  • 5. Фильтрация
  • 6. Chloration
  • 5. Фильтрация
  • 6.
  • 7. Дополнительная очистка

1. Фильтрация

Для защиты основных блоков очистных сооружений и обеспечения их эффективной работы необходимо использовать экраны для удаления любых крупных плавающих и взвешенных твердых частиц, присутствующих в притоке. К таким материалам относятся листья, ветки, бумага, тряпки и другой мусор, который может препятствовать прохождению через установку или повредить оборудование.

Существуют сетки грубой и тонкой очистки.

  1. Решетки грубой очистки изготавливаются из коррозионностойких стальных стержней, расположенных на расстоянии 5–15 см друг от друга, которые используются для предотвращения попадания крупных материалов (таких как бревна и рыба) в очистные сооружения. Сита расположены под углом 60º, чтобы облегчить удаление собранного материала механическим сгребанием.
  2. Фильтры тонкой очистки , которые устанавливаются после фильтров грубой очистки, предотвращают попадание материала, который может заблокировать трубопровод на заводе. Они состоят из стальных стержней, расположенных на расстоянии 5–20 мм друг от друга. Разновидностью тонкого сита является микрофильтр, состоящий из вращающегося барабана из сетки из нержавеющей стали с очень мелким размером ячеек (от 15 мкм до 64 мкм, т. е. 15–64 миллионных долей метра). Взвешенные вещества размером с водоросли и планктон (микроскопические организмы, плавающие по течению в воде) могут быть захвачены. Захваченные твердые частицы удаляются с ткани струями воды под высоким давлением с использованием чистой воды и уносятся на утилизацию.
  • Рисунок 2. Грубый фильтр
  • Рисунок 3. Тонкий фильтр

2. Аэрация

воздуха. Этот процесс помогает удалить растворимые газы, такие как двуокись углерода и сероводород (оба являются кислыми, поэтому этот процесс делает воду менее коррозионной), и удаляет из воды любые газообразные органические соединения, имеющие нежелательный вкус. Аэрация также удаляет железо или марганец путем окисления этих веществ до их нерастворимой формы. Железо и марганец могут вызывать специфический вкус и окрашивать одежду. Попав в нерастворимую форму, эти вещества можно удалить фильтрацией.

В некоторых случаях избыток водорослей в сырой воде может привести к росту водорослей, блокирующих песчаный фильтр в процессе очистки. В таких ситуациях хлорирование используется вместо или в дополнение к аэрации для уничтожения водорослей, что называется предварительным хлорированием. Этот процесс водоподготовки предшествует основным этапам водоподготовки. Предварительное хлорирование также окисляет соединения, вызывающие вкус и запах.

3. Коагуляция и флокуляция

После аэрации происходит коагуляция для удаления мелких частиц (размером менее 1 мкм), взвешенных в воде. В этом процессе в воду добавляется химическое вещество, называемое коагулянтом (с положительным электрическим зарядом), которое нейтрализует отрицательный электрический заряд мелких частиц. Добавление коагулянта происходит в бак быстрого смешивания, где высокоскоростная крыльчатка быстро диспергирует коагулянт.

Поскольку их заряды теперь нейтрализованы, мелкие частицы собираются вместе, образуя мягкие пушистые частицы, называемые «хлопьями». Двумя коагулянтами, обычно используемыми при очистке воды, являются сульфат алюминия и хлорид железа.

Рисунок 4: Процесс коагуляции-флокуляции

Следующим этапом является флокуляция. Здесь вода осторожно перемешивается лопастями в емкости для флокуляции, и хлопья вступают в контакт друг с другом, образуя более крупные хлопья.

Резервуар для флокуляции часто имеет несколько отделений, скорость перемешивания которых уменьшается по мере прохождения воды через резервуар. Эта разделенная на отсеки камера позволяет формировать все более крупные хлопья, не разбиваясь на части смесительными лопастями.

4. Осаждение

После образования больших хлопьев их необходимо отстоять, и это происходит в процессе, называемом осаждением (когда частицы падают на дно отстойника). Вода (после коагуляции и флокуляции) выдерживается в емкости несколько часов для отстаивания. Материал, скопившийся на дне резервуара, называется шламом; это удалено для утилизации.

Рисунок 5: Отстойник

5. Фильтрация

Фильтрация — это процесс отделения твердых частиц от жидкости. При очистке воды твердые частицы, не отделившиеся в отстойнике, удаляются путем пропускания воды через слои песка и гравия. При расходе 4–8 куб. м на квадратный метр фильтрующей поверхности в час часто применяют скорые гравитационные фильтры.

Когда фильтры заполнены захваченными твердыми частицами, они подвергаются обратной промывке. В этом процессе чистая вода и воздух закачиваются обратно в фильтр, чтобы вытеснить захваченные примеси, а вода, несущая грязь (называемая обратной промывкой ) , закачивается в канализационную систему, если таковая имеется. В качестве альтернативы он может быть сброшен обратно в реку-источник после стадии отстаивания в отстойнике для удаления твердых частиц.

Рис. 6: Песчаный фильтр быстрой гравитации.

6. Хлорирование

После отстаивания вода дезинфицируется для удаления любых оставшихся патогенных микроорганизмов. Наиболее часто используемым дезинфицирующим средством (химическим веществом, используемым для дезинфекции) является хлор, жидкость (например, гипохлорит натрия, NaOCl) или газ. Он относительно дешев и прост в использовании. Когда хлор добавляется в воду, он реагирует с любыми присутствующими загрязняющими веществами, включая микроорганизмы, в течение определенного периода времени, называемого временем контакта. Количество хлора, оставшееся после этого, называется остаточным хлором. Он остается в воде через распределительную систему, защищая ее от любых микроорганизмов, которые могут попасть в нее, пока вода не достигнет потребителей.

Руководства Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ, 2003 г.) предлагают максимальное содержание остаточного хлора в 5 мг л –1 воды. Минимальный уровень остаточного хлора должен составлять 0,5 мг л –1 воды после 30 минут контакта (ВОЗ, n.d.). Существуют и другие способы обеззараживания воды (например, с помощью газа озона или ультрафиолетового излучения). Тем не менее, они не защищают его от микробного загрязнения после того, как он покинул водоочистную станцию. После обеззараживания очищенная вода подается в распределительную систему.

7. Дополнительное лечение

Дополнительное лечение может потребоваться в интересах населения. Одним из таких примеров является фторирование воды, когда в воду добавляют фторид. Всемирная организация здравоохранения заявила, что «фторирование источников воды, где это возможно, является наиболее эффективной мерой общественного здравоохранения для предотвращения кариеса». Оптимальный уровень фтора составляет около 1 мг на литр воды (1 мг л –1 ).

Подробнее:

Различные типы отстойников, используемых при очистке воды

Как планировать и готовиться к проектам водоснабжения?

Какие существуют этапы очистки воды? Envirotech Online

Чтобы удовлетворить потребности растущего населения, важно собирать как можно больше воды для сохранения этого драгоценного ресурса. Однако, прежде чем воду можно будет считать пригодной для потребления человеком, она должна пройти строгий процесс очистки воды. Точно так же, как со временем изменился процесс мониторинга качества воды, изменился и процесс ее обработки.

В настоящее время типичный процесс очистки воды состоит из девяти отдельных этапов. Хотя не все эти ступени могут использоваться на каждом очистном сооружении в Великобритании (или даже во всем мире), они являются основой отрасли водоподготовки. Девять шагов следующие:

  1. Коллекция. Прежде чем воду можно будет очистить, ее необходимо собрать из озер, рек и водохранилищ. Чаще всего вода транспортируется от источника к очистным сооружениям через сложную сеть насосов и трубопроводов, хотя могут использоваться и естественные пути (например, реки).
  2. Скрининг. Первым шагом в процессе очистки воды является фильтрация воды для удаления более крупных взвешенных частиц, таких как мусор, растения, деревья, животные и другой мусор. Как следует из названия, они снимаются и удаляются с помощью большого металлического экрана.
  3. Химическая добавка. На этом этапе добавляются химикаты, которые стимулируют слипание более мелких частиц взвешенных веществ и образование «хлопьев». Химические вещества, используемые для достижения этой цели, называются коагулянтами, и существует множество различных продуктов.
  4. Коагуляция. После добавления коагулянта в воду его необходимо перемешивать с различной скоростью в течение определенного периода времени, чтобы образовались хлопья (эта часть процесса известна как флокуляция).
  5. Осаждение и осветление. После образования хлопьев вода проходит через отстойник. Здесь комки хлопьевидных частиц могут оседать на дне резервуара, откуда они удаляются в отстойник.
  6. Фильтрация. Когда из воды удаляются более крупные частицы, ее необходимо фильтровать через различные среды, такие как песок, гравий или гранулированный активированный уголь, чтобы удалить более мелкие нежелательные частицы, которые все еще остаются.
  7. Дезинфекция. Из оставшейся воды удалено подавляющее большинство примесей, но она все еще может содержать бактерии, вирусы и другие микроорганизмы. Чтобы убить эти элементы, его необходимо обработать достаточным количеством хлора, чтобы он был эффективным, но не слишком большим, чтобы повлиять на вкус или запах.