Очистка воды

Основные методы очистки воды

Рассмотрим ключевые технологии, используемые для очистки воды (см. рис. 198). Первоначально применяются отстойники, в которых тяжелые частицы оседают на дно под воздействием гравитации. В очистных сооружениях распространены коагуляционные процессы, основанные на наличии взаимодействия частиц с образованием более крупных агрегатов, которые оседают более эффективно. Чаще всего в мутную воду добавляют сернокислый алюминий и немного гашеной извести. При реакции Al₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ → 2Al(OH)₃ + 3CaSO₄ в отстойнике 2 формируется коллоидный раствор Al(ОН)₃, который затем коагулируется, образуя гель, который удерживает взвешенные частицы и микробы, осаждая их на дно отстойника 3. Для улучшения процессов отделения осадков используются песчаные фильтры. Небольшие песчаные фильтры (от 10 до 100 литров) широко используются для очистки циркулирующей воды в плавательных и домашних бассейнах.

Рис. 198. Элементы водоподготовки (без масштаба): 1 — системы водопоставки (насосы, переливы и т. п.); 2 — отстойник; 3 — осадок; 4 — хлоратор; 5 — латунный корпус фильтра механической очистки (самоочищающийся); 6 — сетчатый фильтр из нержавеющей стали; 7 — манометр; 8 — штуцер для слива осадка; 9 — кран слива осадка; 10 — фильтр пластиковый; 11 — свинчивающийся пластиковый корпус-крышка (в том числе и прозрачный); 12 — сменный трубчатый фильтрующий элемент (картридж); 13 — фильтр косой латунный со съёмной цилиндрической сеткой; 14 — фильтрующий слой песка; 15 — фильтрующая сетка (металлическая, тканая, полимерная, натуральная и т. п.), удерживающая слой песка; 16 — перфорированная металлическая плита, предотвращающая разрыв фильтрующей сетки; 17 — краны запорные для обеспечения промывки песчаного фильтра обратным током воды (из водопровода в канализацию); 18 — корпус (металлический эмалированный, пластиковый, стеклопластиковый) современного фильтра для бассейнов; 19 — водоотвод, система цилиндрических фильтров («звёздочка» из трёх-восьми радиальных горизонтальных ответвлений от вертикальной опускной трубы); 20 — подвод воды; 21 — штуцера (фланцы) водоотвода и водопровода.

Хлорирование и альтернативные методы дезинфекции

После отстаивания и фильтрации вода направляется в хлоратор, где обычно добавляют гипохлорит натрия NaOCl, который уничтожает органические загрязнители, включая живые микроорганизмы: NaOCl + RH → NaOH + RCl. Гипохлорит натрия, согласно ГОСТ 11086-76, представляет собой раствор зеленовато-желтого цвета с запахом свежести, содержащий до 450 г/л активного хлора. Важно отметить, что гипохлорит натрия может продаваться в значительно разбавленном виде под названиями «Белизна» или «Радуга» как отбеливатель. С течением времени, в зависимости от условий хранения, содержание активного хлора снижается в результате разложения гипохлорита на NaCl и кислород. При нейтрализации щелочи (в составе раствора гипохлорита) кислотами активность препарата может увеличиваться. Взаимодействуя с белками, гипохлорит натрия порождает хлораминовые соединения NR₂Cl, отвечающие за своеобразный «запах бассейна».

Для дезинфекции также используется гипохлорит кальция (хлорная известь) в порошковой форме и дихлоризоцианурата натрия, широко известные под торговой маркой «диклозан» за границей.

Хлорпатроны и нормы содержания активного хлора

На основе вышеперечисленных дезинфицирующих средств разработаны хлорпатроны для обеззараживания воды в колодцах сроком на 1 месяц. Многочисленные компании также предлагают аналогичную продукцию, включая аппаратуру для контроля содержания активного хлора. Согласно Сан-ПиН 2.1.2.568-96, остаточное содержание активного хлора в бассейнах должно составлять не менее 0,5 мг/л, что требует добавления одной капли гипохлорита на ведро воды.

Методы дезинфекции и использование перекиси водорода

Тем не менее, хлор не уничтожает все виды микроорганизмов, поэтому дополнительно используются бромирование, озонирование и ультрафиолетовое облучение, которые более экологичны, но и дороже. В дачных условиях возможно окисление органики при помощи перекиси водорода, остатки которой затем нейтрализуются перманганатом калия.

Гигиенические требования к качеству воды

В соответствии с СанПиН 2.1.2.568-96, вода, подаваемая в бассейны и для душа, должна соответствовать требованиям качества централизованных систем водоснабжения. Аналогичные правила применимы к воде для бань.

Методы предварительной фильтрации

Для удаления крупных частиц, таких как ржавчина и песок, используются механические фильтры с ячейками сетки от 0,4 до 0,8 мм, которые располагаются на входе в квартиру или при автономном водоснабжении на выходе скважин. Затем устанавливаются более тонкие фильтры, такие как самоочищающийся фильтр со стальным сетчатым фильтром размером ячейки 0,1 мм, позволяющим эффективно очищать воду.

Цилиндрические фильтры и их применение

Для более тщательной очистки в домашних условиях используются сменные картриджи длиной 10 или 20 дюймов. Эти фильтры могут улавливать частицы размером до 0,01-0,07 мм. Современные технологии применения фильтров из вспененных полимеров позволяют улавливать ещё меньшие частицы до 0,1 мкм. Некоторые фильтры могут использоваться для удаления специфических загрязнителей, таких как жесткость или органика.

Фильтрация больших объемов воды

Для очистки больших объемов воды на городских станциях применяются песчаные фильтры. Технология включает фильтрацию через слой песка под давлением, что позволяет улавливать частицы загрязнения размером более 1 мкм с высокой скоростью обработки.

В заключение, песчаные фильтры имеют конструкции, которые могут различаться по материалам и форме, но должны удовлетворять требованиям по площади и эффективности фильтрации.

Источник: health.totalarch.com. Дачные бани и печи. Принципы конструирования. Хошев Ю.М. 2008