Методы улучшения качества воды

Вода – это не только питьё и приготовление пищи, но ещё и гигиена, уборка дома, полив растений и прочие повседневные процедуры. Она используется для бытовых нужд и употребления внутрь, поэтому должна обладать определёнными свойствами и соответствовать отдельным требованиям.

Но на практике качество водопроводной, колодезной или скважинной воды далеко не всегда высокое. Иногда в ней содержатся вредные или даже опасные для здоровья человека вещества. Чтобы сделать воду пригодной для питья и иных целей, нужно грамотно продумать водоподготовку. В данной статье расскажем, как улучшить качество воды в домашних условиях, какие способы очистки существуют. Дадим ответы на самые актуальные вопросы.

Почему портится качество воды

Основные источники воды в квартирах, на дачах и в домах – системы центрального водоснабжения, колодцы и скважины. Но независимо от того, откуда поступает жидкость, она может содержать различные загрязнения.

Работа скважины обеспечивается подземными водами, в которых, в зависимости от типа установки (артезианская или на песок) и глубины пролегания водоносного слоя, могут содержаться фрагменты горных пород или грунта, песок, ил. Наиболее часто обнаруживаются растворённые газы, металлы, соли жёсткости (магния и кальция), различные минеральные вещества. Органика практически не встречается.

Аэрация воды: что это такое?

Забор воды городскими сетями водоснабжения осуществляется обычно из открытых природных или искусственных водоёмов – рек, водохранилищ, озёр. Хотя используются водоочистные сооружения и методы обеззараживания с помощью хлорирования, не всегда удаётся получить идеальные показатели. В состав воды из водопровода могут входить те же соли жёсткости, железо, сера, фтор, бром, натрий, хлор, органические соединения.

Количество возможных загрязнений в любой воде довольно большое. К ним относят пестициды, патогенные микроорганизмы (бактерии, грибки, вирусы), сероводород, тяжёлые металлы, яйца гельминтов и прочих паразитов, марганец, фенолы, нитраты, сульфаты, хлор (хлориды), минералы и разные химические соединения.

Качество воды зависит от многих факторов: её источника, используемой технологии фильтрации, состояния труб, через которые проходит жидкость перед подачей в квартиру или дом через кран, экологической обстановки в конкретной местности.

Основными загрязнителями являются следующие:

  • Водоёмы. Причём даже если забор жидкости осуществляется не из них, подземный водоносный горизонт может иметь связь с ближайшей рекой, прудом, озером.
  • Осадки. Они могут загрязнять водоёмы и просачиваться через грунт в водоносные слои. Особенно опасны кислотные дожди, а также осадки, содержащие выхлопы автомобилей и выбросы промышленных химических или металлургических предприятий.
  • Сточные воды. Их образуют не только естественные природные факторы (осадки, паводки), но и человеческая деятельность – бытовая, промышленная, хозяйственная.
  • Трубопровод. На стенках труб оседают микробы, налёт ржавчины.

Как определить реальное качество воды

Как понять, требуется ли улучшение качества воды? Прежде всего, можно самостоятельно проанализировать её органолептические свойства:

Где применяют аэрацию
  • Цветность. Вода может быть желтоватой, зеленоватой, сероватой. Иногда изменения цвета незначительны, в других случаях сильно заметны.
  • Мутность. Из-за растворённых и взвешенных твёрдых частиц жидкость становится непрозрачной, мутной. После отстаивания взвеси опускаются на дно ёмкости, в результате чего образуется осадок.
  • Запах. Вода при высоком содержании примесей может пахнуть железом, тухлыми яйцами или чем-то другим. Иногда неприятный запах очень выраженный.
  • Вкус. Загрязнённая вода может иметь посторонние привкусы, например, сладковатый, железистый (кислый), горьковатый.

Но не всегда прозрачная, не имеющая посторонних привкусов и запахов вода является идеально чистой. Причём внешне она может казаться качественной даже при значительно повышенной концентрации загрязнений. Поэтому доверять только собственным ощущениям не стоит. Для улучшения воды следует определить точный её состав, и самый лучший, эффективный метод – лабораторный анализ. После такого исследования лаборатория выдаст заключение с результатами, в котором будут указаны все параметры жидкости и объёмы, массы загрязнений (в мг/ли или иных единицах измерения).

Цели улучшения воды

Улучшение качества воды позволяет добиваться таких эффектов:

  • полное удаление всех находящихся в воде нерастворимых частиц, механических различных примесей (как крупных, так и мелких);
  • снижение концентрации отдельных химических элементов до нормальных значений;
  • обеззараживание – уничтожение болезнетворных, всех потенциально опасных микроорганизмов;
  • уменьшение жёсткости, которое обеспечивает защиту от накипи на чайнике, нагревательных элементах бытовой техники;
  • нормализация химического состава для употребления не только безопасной, но и полезной воды.
element2

Важная информация! После улучшения воды её состав соответствует нормам СанПиН. Исключаются риски негативного влияния жидкости на человеческий организм. Минимизируется вероятность развития заболеваний и отравлений после употребления воды. Достигаются безопасность и безвредность жидкости. Также очистка улучшает органолептические свойства.

Какие способы улучшения качества воды используются

Технологии улучшения воды применяются с целью её обесцвечивания, обессоливания (умягчения), осветления, обезжелезивания, обеззараживания и механической очистки. Есть разные методики. Но все способы и методы улучшения качества питьевой воды делятся на группы:

Жесткость воды и способы ее устранения
  • Физические. Это электромагнитная или магнитная обработка, ультрафиолетовое или ультразвуковое воздействие, озонирование. Также к физическим методам улучшения качества жидкости относится и кипячение.
  • Химические, которые также называются реагентными и предполагают использование специальных веществ – реагентов. Это окисление, комплексообразование, осаждение, дезинфекция хлорированием, нейтрализация и прочие процессы и реакции.
  • Физико-химические. К таковым относятся коагуляция, способ обратного осмоса, ионообменная очистка (ионный обмен), электродиализ, обезжелезивание, флотация.
  • Механические. В эту группу включаются ультрафильтрация, оттаивание, сорбционные технологии, фильтрация.
  • Биологические. Среди таких методик чаще применяют окислительные каналы, поля фильтрования, аэротенки, биопруды, биофильтры.

Кроме того, способы улучшения качества питьевой жидкости классифицируются на безреагентные и реагентные. В последнем случае необходимо использование специальных веществ, запускающих нужные реакции в фильтрах. Безреагентные системы очистки не требуют применения таких реагентов.

Ниже рассмотрим основные методы улучшения качества воды, их особенности, главные недостатки и преимущества.

Отстаивание

Как улучить качество воды в домашних условиях? Самый простой, но не всегда действенный способ – отстаивание. Для его реализации в небольших масштабах достаточно налить воду в любую ёмкость (желательно высокую) и оставить содержимое минимум на ночь, а лучше на сутки или даже несколько дней. По прошествии этого времени на дне резервуара остаётся осадок. Для его устранения аккуратно слейте всю верхнюю часть жидкости, а нижнюю утилизируйте – отправьте в канализацию.

Если нужно отстаивать большие объёмы воды, то можно использовать специальный отстойник. Водный поток пропускается через него со скоростью около 2-3 миллиметров в секунду. Все тяжёлые частицы оседают, а лёгкие взвеси благодаря гравитационной очистке всплывают. Затем задержанные загрязнения собираются и откачиваются, а остаточный объём воды направляется дальше для следующего этапа. Этим методом удаляются твёрдые частички, по размеру (в диаметре) превышающие 0,1 мм. Но улучшение качества питьевой воды по всем параметрам невозможно.

Кипячение

Жесткость воды и способы ее устранения

К основным способам улучшения характеристик воды относится и кипячение, предполагающее сильное термическое воздействие – нагрев жидкости до температуры, равной 100 градусам.

Под действием нагревания происходит умягчение воды за счёт выпадения в осадок солей магния и кальция с образованием накипи на стенках ёмкости. В процессе кипячения улетучиваются частично или полностью некоторые вещества, в том числе свободный хлор. Кроме того, происходит обеззараживание: практически все известные микроорганизмы при 100℃ градусах погибают.

Для нагревания воды можно использовать различные способы, к примеру, газовую горелку, открытое пламя, пар, электронагреватели, горячий воздух или даже высокотемпературную плазму.

К плюсам улучшения качества воды в домашних условиях путём кипячения относятся быстрое протекание очистки, эффективность, возможность обеззараживать жидкость, достаточно простое исполнение, доступность (в том числе применение в полевых, сложных условиях), безопасность. Минусы – довольно высокая энергоёмкость.

Механическая очистка

Среди всех методов улучшения качества воды одним из самых распространённых считается именно механическая очистка, она же фильтрация. К фильтрам такого вида относятся разнообразные насадки на краны, кувшины, а также устройства с монтажом под раковинами. Последние, как и кувшины, имеют сменные картриджи с различными наполнителями (например, угольными), которые подбираются с учётом состава воды и необходимой интенсивности очистки.

Механическая фильтрация способна удалять различные взвешенные твёрдые вещества, но для обеззараживания она не подходит. Иногда такой метод используют в качестве одной из ступеней очистки.

Жесткость воды и способы ее устранения

Сорбция

Принцип сорбционной технологии основан на способности некоторых синтетических или имеющих природное происхождение материалов вступать в межмолекулярное взаимодействие с загрязнениями и удерживать их на поверхности или в структуре. При такой очистке прекрасно удаляются активные вещества, такие как гербициды, фенолы, пестициды.

Большое преимущество данной методики улучшения качества воды в домашних условиях – это большой выбор доступных материалов. Самый популярный – активированный уголь. Также можно использовать алюмогель (представляет собой окись алюминия), силикагель, цеолит и иные виды наполнителей фильтров. Причём некоторые сорбирующие вещества могут регенерироваться, то есть восстанавливать свои свойства после промывки. Плюсом является и высокая степень очистки – эффективное удаление многих и природных, и синтетических примесей.

Минусы – небольшая скорость осуществления обработки, а также необходимость установки сложного оборудования для организации проточной системы с высокой производительностью.

Обезжелезивание

Перечисляя основные методы улучшения качества воды, стоит кратко рассказать об обезжелезивании, которое помогает убрать из воды железо. Данный металл может содержаться в разных формах, например, бактериальной, коллоидной, двухвалентной, органической, трёхвалентной. В некоторых случаях металл следует превратить из растворённого вида в нерастворённый для последующей дополнительной механической очистки. От конкретного типа зависит то, какими методами лучше осуществлять обезжелезивание.

Существуют такие способы:

  • Озонирование. Под действием озона скорость процесса окисления возрастает, что ускоряет очистку и повышает её эффективность. Также озонирование позволяет быстро добиваться бактерицидного эффекта для обеззараживания. Озон в системе получается из атмосферного воздуха под влиянием разрядов электрического тока. Это делает систему довольно дорогой: стоимость превышает цену прочих фильтров. Кроме того, оборудование крупногабритное, взрывоопасное. Качество очистки напрямую зависит от состава воды. При высокой концентрации газа могут образовываться канцерогенные и токсичные соединения. Также избыток озона способен портить металлические трубы водопровода. Жесткость воды и способы ее устранения
  • Хлор. Это сильный окислитель, который не только действует на железо, но и оказывает выраженный эффект на бактерий, гарантируя качественное обеззараживание. Дозу хлора определяют с учётом концентрации металла, а также степени загрязнённости бактериями и прочими микроорганизмами. Жесткость воды и способы ее устранения

Обратный осмос

Фильтры обратного осмоса, они же обратноосмотические, также называются мембранными. Очистку производит полупроницаемая особая мембрана, которая имеет мелкопористую структуру и пропускает исключительно водные молекулы. Все прочие примеси задерживаются.

Через мембрану из синтетического материала водный поток проходит под давлением около 3 атмосфер. После такой обработки фильтром обратного осмоса воды получается фактически дистиллированной, ведь из неё удаляется до 97-98% различных веществ, включая химические, органические, минеральные.

Мембрана имеет ограниченный рабочий ресурс и может быстро засоряться крупными частицами, поэтому схема очистки должна иметь предварительную механическую фильтрацию. Также в неё может включаться этап минерализации, насыщающий воду полезными и необходимыми организму веществами. Жесткость воды и способы ее устранения

Ультрафиолетовая очистка

Облучение ультрафиолетом – эффективный, надёжный метод обеззараживания. УФ-лучи повреждают белковые структуры РНК и ДНК микробов и даже яиц паразитов. Оптимальная длина волны составляет от 200 до 260-305 нм. Именно такой диапазон признан наиболее действенным. Обработка проходит в течение короткого времени – буквально нескольких секунд.

Установки с УФ-лампами стоят недорого, имеют небольшие размеры, просты в обслуживании и демонстрируют хорошую производительность. Но для обработки ультрафиолетом вода должна обязательно пройти предварительную механическую фильтрацию, так как гуминовые кислоты, металлы и некоторые соли могут влиять на прозрачность воды, а также оседать на поверхности кварцевого чехла лампы (это ослабляет эффект дезинфекции). Жесткость воды и способы ее устранения

Ионный обмен

Принцип ионного обмена – это замещение ионов солей жёсткости, металлов и некоторых иных веществ другими ионами, например, водорода или натрия. Фильтр имеет особую загрузку – ионообменную смолу, ионит. Вода проходит через неё и очищается.

Качество воды при такой очистке заметно улучшается, но жидкость должна попадать в фильтр уже чистой, не содержащей механических крупных примесей. Для этого в схему включают предварительный этап фильтрации. Смола постепенно засоряется, но восстанавливает свойства после промывки солевым раствором, которую проводят регулярно по мере заполнения загрузки.

Скорость очистки в таких фильтрах не очень высока, хотя увеличить её возможно внедрением катализаторов. А отработанную смолу нужно утилизировать особым образом, что также считается недостатком.

Коагуляция

Метод коагулирования представляет собой способ эффективного удаления из воды мелкодисперсных, коллоидных частиц и примесей. Для запуска процесса в жидкость добавляют специальные вещества, именуемые коагулянтами. Обычно это хлорное либо сернистое железо, сульфат алюминия. Такие соединения вступают в реакцию с водой и все её загрязнения превращают в хлопья. Они за счёт положительно заряженных ионов и большой поверхностной площади притягивают, задерживают и перемещают вниз взвеси с отрицательным зарядом.

element2

Важно! Скорость процесса коагуляции можно повысить, если ввести флокулянты, такие как полиакриламид.

Флотация

Упоминая специальные методы улучшения качества сточных вод и используемых в промышленных целях, стоит упомянуть флотацию. Она используется на производствах и в городских очистных сетях, предполагает насыщение жидкости воздушными пузырьками. При таком процессе на поверхности воды формируется пенка, состоящая из загрязнений – масел, ила, смол, полимеров, продуктов нефтепереработки. Но фильтрующие флотационные системы не убирают гидрофильные примеси, то есть растворимые в воде, не маслянистые.

Электродиализ

Данный метод совмещает электричество и мембранный способ. Ионоселективные мембраны могут пропускать через себя только дистиллят. Электрическое поле влияет на концентрации электролитов. Методика экономична и эффективна, но применима лишь в химической промышленности.

Прочие способы

Есть и иные общие и специальные методы улучшения качества используемой в разных целях воды:

  • Хлорирование. Предполагает применение хлорной извести либо жидкого хлора для уничтожения многих патогенных микроорганизмов.
  • Медь и серебро. Они накапливаются в оболочках микроорганизмов, а после проникновения внутрь нарушают важные процессы жизнедеятельности. Но концентрации серебра и меди должны быть достаточно высокими, для чего используют фильтрацию через обогащённый солями песок или электрод с постоянным током.
  • Ультразвук. Высокочастотные звуковые волны предположительно (влияние пока не доказано) действуют на микробов. Но на ход процесса влияют вязкость водной среды и её температура. Оборудование дорого стоит и достаточно сложное.
  • Ионизация. Ионизирующее радиационное излучение нейтрализует патогены при любых характеристиках воды. Процесс быстрый, автоматизированный, не очень энергозатратный, но опасный из-за возможного влияния радиации на людей. Метод применяется лишь на предприятиях.
  • Перекись водорода. Её часто применяют для очистки воды в бассейнах. Она не нарушает кислотно-щелочную среду, уничтожает органику и осветляет воду, но малоэффективна при температурах выше 28-30 градусов.
  • Йод. Он эффективнее хлора, не нарушает естественный вкус, влияет на вирусы. За 20 или 30 минут завершается обеззараживание, если содержание йога составляет от 0,3 до 1 мг на литр воды. Дозировку возможно увеличить до 2 миллиграммов для ускорения очистки.
  • Дегазация. В условия вакуума выводятся все газы из воды.
  • Замораживание. После заморозки нужно слить часть воды, которая не замёрзла и осталась жидкой (это примеси). Но способ подойдёт для подготовки воды, применяемой для бытовых либо хозяйственных нужд.
  • Фторирование. Проводят внедрение обогащающих веществ, например, кремнефтористой кислоты либо её солей, натрия фторида, иногда бифторида аммония.
  • Обесфторивание. Для выведения фтора, который содержит вода, применяют фильтры с окисью магния либо алюминия.

Подведём итоги

Какой фильтр выбрать и установить для эффективного повышения качества воды? Чтобы поиск идеальной системы очистки стал успешным, при разработке схемы водоподготовки учтите важные факторы: источник водоснабжения, исходный состав жидкости, желаемые конечные результаты, степень очищения, сложность эксплуатации и обслуживания оборудования и прочие моменты.

На сайте нашей компании можно заказать фильтры нового поколения, которые помогут очистить питьевую воду качественно и быстро. Предлагаем широкий ассортимент установок, актуальные модели этого года и помощь в выборе оптимального варианта.

Жесткость воды и способы ее устранения


Отзывы
Отзывов еще нет
Ссылка скопирована в буфер обмена


Также будет интересно
Ваш браузер устарел рекомендуем обновить его до последней версии
или использовать другой более современный.