Індустріалізація і технічний прогрес, зростання населення, зміна клімату та інші подібні причини призводять до вичерпання і забруднення водних джерел, зменшуючи запаси цього життєво важливого ресурсу на нашій планеті. Погіршення якості води негативно позначається на здоров'ї людей і стані екосистем, тому пошук ефективних способів очищення стає все більш актуальним. Розгляньмо популярні технології водопідготовки, які використовують у побуті та промисловості.
Необхідність очищення води
Дефіцит чистої питної води — це серйозна проблема, яка часто призводить до захворювань, а іноді й до летального результату. На нашій планеті все ще є місця, де люди страждають від поганої якості води або взагалі від її відсутності. Хвороби сотень мільйонів людей пов'язані із забрудненнями води, і це стосується не тільки жителів Африки або інших спекотних країн, а й мешканців багатьох мегаполісів у розвинених країнах.
Уже один тільки запах хлору — вагома причина не вживати водопровідну воду, адже у ній також можуть міститися домішки іржі та піску, оксиди заліза, надлишок солей магнію і кальцію, шкідливі віруси і бактерії. Від усього цього страждає сантехніка, чайники і побутова техніка, але найголовніше — від цього страждає наше з вами здоров'я.
Які технології використовують для очищення води?
Застосовувані способи очищення води в побуті та промисловості можна розділити на чотири основні категорії. Вони використовуються за допомогою різних засобів та інструментів на різних стадіях водопідготовки.
Механічні
Механічні способи очищення води передбачають очищення води від частинок великої фракції і використовуються на початковому етапі водопідготовки.
1. Фільтрація. Здійснюється за допомогою спеціальних фільтрів з порами, в осередках яких затримуються різні домішки. Молекули води легко проникають крізь пори, а відкладення залишаються на фільтрі, з якого потім змиваються. Для побутових потреб часто використовують проціджування: у процесі воду проціджують через тканину або сіточку з дрібними вічками. Сміття залишається на тканині, а чиста вода зливається в ємність, розташовану під тканиною.
2. Відстоювання води. Коли рідина перебуває в нерухомому стані, механічні частинки осідають вниз під вагою своєї ваги, випадаючи в осад. Чисту воду акуратно переливають в іншу ємність, а осад викидають. Для цього способу очищення використовують спеціальні ємності — великі відстійники, а також резервуари для очищеної рідини.
Частинки великої фракції легко видаляються , проте позбутися таким чином мікробів і розчинених домішок не можна. У великих господарствах і на промислових підприємствах ці методи можуть використовуватися на перших стадіях очищення води або на проміжних стадіях.
Хімічні методи очищення води
1. Знезалізнення та аерація. Домішки заліза окислюють та видаляють під впливом повітря. Ця технологія перетворює розчинені у воді солі заліза на осад, який уловлюється фільтрами, а потім усувається.
2. Сорбційна фільтрація. Органічні домішки видаляються за допомогою речовин - сорбентів, таких як , наприклад, активоване вугілля або алюмосилікати.
3. Іонообмінна фільтрація. Ця технологія дає змогу знизити у воді вміст певних елементів за допомогою установок іонного обміну. В процесі проходження води крізь шар іонообмінної смоли відбувається хімічна реакція, під час якої іони, що присутні у воді замінюються на іони з іонообмінної смоли. Ця технологія дає змогу, наприклад, знизити жорсткість води.
4. Електродеіонізація. Технологія заснована на явищі електролізу, або дисоціації сполук присутніх у воді при пропущенні струму.
5. Коагуляція. Технологія передбачає обробку води спеціальними реагентами - коагулянтами. Завдяки цьому частинки домішок укрупнюються, після чого можуть затримуватися фільтрами.
Завдяки застосуванню екологічно чистих реагентів та матеріалів нові технології очищення води є не тільки ефективними, а й повністю безпечними. Перераховані вище методи ґрунтуються на реакціях окислення, нейтралізації та відновлення.
Фізико-хімічні
Технології очищення води безперервно вдосконалюються, пропонуючи нові ефективні методи для кінцевих і проміжних етапів водопідготовки.
1. Система очищення води за допомогою зворотного осмосу. Це система багатоступеневого очищення із застосуванням спеціальних пористих мембран. На виході ви отримуєте абсолютно чисту воду практично без домішок — очищену на 99 %.
2. Нанофільтрація. Інноваційна технологія із застосуванням мембранної фільтрації. При цьому може зберігатися мінеральний склад води та усуватися небажані домішки та забруднення.
3. Дистиляція. Процес розділення води на складові частини шляхом випаровування з наступною конденсацією без доступу повітря. Передусім цей спосіб використовують для очищення води, призначеної для лабораторій, біотехнологій, потреб високотехнологічної електроніки та інших чутливих пристроїв, для яких шкідливі солі жорсткості.
4. Ультрафільтрація. Це технологія мембранного очищення води, яка завдяки маленьким розмірам пор (0,02 - 0,05 мкм) здатна затримувати велику кількість домішок при низькому робочому тиску. Одна з переваг ультрафільтрації — це можливість зберегти сольовий склад води з одночасним очищенням води від домішок без застосування хімічних інгредієнтів.
Санітарно-біологічні
Це технології, спрямовані насамперед на знищення шкідливих мікроорганізмів — бактерій, вірусів, та інших. З цією метою використовують такі методи:
1. Знезараження, що здійснюється безконтактним фізичним способом за допомогою спеціальних приладів — ультрафіолетових ламп і стерилізаторів. У результаті обробки води знищуються патогени, проте не змінюються органолептичні властивості води — колір, прозорість, запах і смакові якості.
2. Озонування. Екологічний спосіб, який часто використовують для очищення питної води, а також природних водних ресурсів, призначених для потреб промисловості та сільського господарства. Кількість застосовуваного озону підбирається відповідно до точних розрахунків, щоб на виході запах води не змінювався.
3. Очищення води за допомогою мембранних фільтрів, які також забезпечують ефект знезараження. Це вищезазначені методи зворотній осмос, нанофільтрація та частково ультрафільтрація.
4. Хімічний метод знезараження води: додавання у воду , наприклад, сполук хлору . Широко застосовується у водопідготовці води централізованого водопостачання (водопровідна вода) та в басейнах.
Висновоки
Як бачимо, на сьогоднішній момент існує багато методів очищення питної води, заснованих на різних технологіях. Усі вони мають як переваги, так і недоліки, підходять для різних випадків і застосовуються на різних етапах водопідготовки. Важливо мати хоча б певне уявлення про кожен із них, щоб обирати оптимальний варіант для кожної конкретної ситуації. Використовуйте ефективні та безпечні методи очищення води, які дозволять вам подбати про своє здоров'я!
