Качество питьевой воды и ее очистка - Yaboltushka.ru

Качество питьевой воды и ее очистка

Современные методы очистки питьевой воды

Водопроводная вода, хоть и проходит стадию подготовки на очистных сооружениях прежде, чем попасть к потребителю, требует дополнительной очистки до питьевой. Процесс удаления нежелательных веществ нужен не только для особо требовательных физико-химических процессов на производственных предприятиях, но и для бытового потребления в квартирах, частных домах, для полива растений и содержания животных. Для осуществления этого процесса используются один из 4 методов очистки воды до питьевой, либо применяется комбинированный способ.

Как связано качество питьевой воды и методы очистки воды

Технология очистки воды до питьевой — это процесс подготовки природной воды, включающий различные методы удаления нежелательный частиц, минералов, биологических веществ и газов, результатом которого является получение пригодной питьевой воды.

Прежде чем выбрать способы очистки воды питьевой воды, необходимо разобраться, от чего чистить воду. К основным загрязнениям пресной воды (водопроводной, колодезной, родниковой, скважинной) относят:

  • механические примеси — песок, ил, глина, ржавчина;
  • микроорганизмы, бактерии, вирусы и органические соединения;
  • железо, марганец и тяжелые металлы;
  • гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды, соединения азота и свободных лор;
  • легкорастворимые соли и газы.

Реализуемые современные методы очистки воды до питьевой различны и подбираются в зависимости от качества исходной воды, которое проверяют путем лабораторного исследования.

Основные методы для очистки питьевой воды

В зависимости от принципа действия активных компонентов очистительных устройств выделяют 4 группы способов очистки воды питьевой:

  1. физические;
  2. химические;
  3. биологические;
  4. физико-механические.

Физические методы и средства очистки питьевой воды

Физические методы питьевой водоподготовки применяются для очистки воды от твердых, нерастворенных, взвешенных и чаще всех крупнофракционных частиц. На особую эффективность данных методов водоподготовки питьевой воды не рассчитывают, поэтому применяют только для первичной очистки. Самые известные среди них:

  • отстаивание;
  • процеживание;
  • кипячение;
  • заморозка;
  • очистка питьевой воды методами фильтрации;
  • обработка ультрафиолетом.

Химические технологии очистки питьевой воды

Современные химические методы для очистки питьевой воды имеют высокую производительность и эффективность. Очистка происходит за счет взаимодействия специальных химических компонентов, которые угнетают действия примесей. Основные реакции:

  • нейтрализация (выравнивание щелочного баланса среды);
  • окисление (обезвреживание токсичных компонентов и хлора);
  • восстановление (удаление ряда переходных элементов, простых металлов и соединений).

В силу применения активных химических веществ некоторые технологии водоподготовки питьевой воды являются опасными для здоровья человека.

Биологические методы и способы очистки питьевой воды

Как следует из названия в основе метода подготовки питьевой воды лежит принцип использования живых микроорганизмов: аэробных либо анаэробных бактериальных культур. Данный современный метод подготовки питьевой воды перспективный, но применяется лишь для очистки сточных вод.

Физико-химические методы очистки и обеззараживания питьевой воды

Самый популярный метод, используемый для очистки питьевой воды, — физико-химический. Основные современные способы очистки (обезжелезивание, ионный обмен, обратный осмос) включены в данную группу.

Применяемые методы для очистки питьевой воды, входящие в эту группу весьма разнообразны, и способы справиться со всеми самыми распространенными типами загрязнения воды. Они отличаются высокой производительностью и эффективностью, и, что самое важное, абсолютно безопасны для человека, растений и животных.

Технологии подготовки питьевых вод с помощью обезжелезивания и аэрации

Результатом обезжелезивания является полное извлечение из воды железа и марганца. В зависимости от валентности присутствующего металла применяют разные схемы очистки питьевой воды от железа. Два наиболее популярных: реагентный с помощью введения окислителей, безреагентный с использованием катализаторов окисления и метод аэрации.

Аэрация позволяет избавиться от самого распространенного вида железа — двухвалентного. Сущность данной схемы водоподготовки питьевой воды — насыщение воды кислородом, под действием которого железо из растворенной формы переходит в твердую, впоследствии отделяемую механической очисткой.

Данные современный способы очистки питьевой воды безопасны, улучшают вкус воды и сравнительно не дороги. К минусам системы можно отнести узконаправленность метода, необходимость соблюдения определенного PH воды, необходимость регулярной смены фильтра.

Ионообменные методы подготовки воды для хозяйственно питьевого потребления

Принцип работы ионообменных фильтров заключен в действии специальной смолы. Когда вода проходит через фильтр умягчения, происходит реакция ионного обмена, так смоле удается удерживать ионы кальция, магния, насыщая воду полезным натрием или нейтральным водородом. Получаемые соли являются безвредными, не выпадают в осадок и не вызывают накипи. Также смолы улавливают вредные тяжелые металлы. Применяются системы совместно с фильтром грубой чистки и, когда минерализация воды находится на уровне более 100 мг на 1 л. Среди недостатков таких методов подготовки питьевой воды выделяют:

  • необходимость частой регенерации смолы;
  • невысокая скорость очистки.

Данный способ относится к наиболее эффективным методам очистки питьевой воды и сточных вод.

Обратный осмос — современный метод очистки питьевой воды

Системы очистки воды, в основе которых лежит процесс обратного осмоса, считаются универсальным способом. Эффективность данного метода очистки питьевой воды до 99%. Процесс строится на действии физических сил, под влиянием которых чистая вода проходит сквозь полупроницаемую мембрану, а примеси (механические, растворенные соли, металлы) остаются в исходном растворе и в последствии выводятся в сток. Самая важная составляющая для осуществления процесса — достаточный напор воды.

Выделяют два основных недостатка обратноосмотического способа подготовки питьевой воды: неспособность улавливать летучие компоненты, такие как хлор и летучая органика, и полная деминерализация воды. Поэтому в установках обратного осмоса используют фильтры пред и послеобработки.

Обеззараживание — основной метод очистки питьевой воды от микробиологического загрязнения

Методы обеззараживания служат для уничтожения вредных микроорганизмов, вирусов и бактерий. Существует несколько методов очистки питьевой воды:

  • хлорирование;
  • озонирование;
  • йодирование;
  • термическая обработка;
  • применение ультразвуковых установок;
  • использование серебра.

Каждый метод очистки питьевой воды от бактерий имеет свои плюсы и минусы, оказывая или нет влияние на здоровье человека. Наибольшую эффективность имеют комбинированные бактерицидные установки, предназначенные для обеззараживания воды небольших объемов и применения в бытовых целях.

Подготовка питьевой воды с помощью сорбции

Данный метод очистки питьевой воды с помощью угольных фильтров в России используется для того, чтобы проводить эффективную очистку воды в больших объемах. Он подходит для глубокой очистки воды любого назначения, а также в качестве этапа водоподготовки и заключительного этапа очистки.

Действующее вещество — сорбент, который способен удерживать на своей поверхности вредные вещества за счет пористой структуры. Обычно используются активированные угли, силикагели, алюмогели, цеолиты. Данный способ очистки питьевой воды позволяет избавиться от нитратов, гербицидов и пестицидов, фенолов, ПАВ и т.д.

Флотация — новый метод очистки питьевой воды

Принцип работы систем на основе процесса флотации сводится к насыщению воды пузырьками воздуха, которые способны улавливать взвешенные частицы загрязняющих компонентов, выводя их на поверхность и образуя пену, которая в свою очередь удаляется механическим способом. Часто вместо обычного воздуха используют химические компоненты. Метод подготовки воды питьевого качества применяется в основном для очистки от нефтепродуктов, масел и других компонентов, которые не поддаются удалению другими методами. Это достаточно эффективный, но узконаправленный метод, который применяется в основном в промышленной водоподготовке.

Электродиализ и электродеионизация — специальные методы очистки питьевой воды

Метод электродиализа и электродеионизации сочетает в себе наличие ионообменной мембраны и подключенных к постоянному току электродов. Таким способом происходит обессоливание и удаление вредных ионов. Так, под действием тока ионы веществ движутся к электродам и «встречаются» с заряженными мембранами, которые и осуществляют процесс фильтрации. В результате получаются два раствора: чистая вода и концентрат. Данный метод очистки и обеззараживания питьевой воды применяется на химических предприятиях, и служит отличным способом для вторичной переработки концентрата.

Мы знаем все о качестве питьевой воды и методах ее подготовки

Все методы подготовки питьевой воды имеют свои достоинства и недостатки, поэтому выбирая подходящий вариант, нужно основываться на пригодности способа в каждом конкретном случае. Например, провести анализ воды и установить качественный и количественный состав примесей, а также понять, какой уровень очистки воды на выходе требуется, ведь к питьевой воде, воде для бытовых нужд и технической воде предъявляются разные требования. Наилучший вариант — приобрести комплексную установку, позволяющую провести очистку и насыщение воды полезными минералами.

Оценка качества питьевой воды

Важным вопросом при употреблении любого продукта, включая воду, становиться его качество. Кажется, что потребитель интересуется только водой из-под крана. При более ответственном подходе необходимо ответить на ряд вопросов: Что понимают под качеством питьевой воды? Какими качествами должна обладать водопроводная вода? Какой процесс подготовки питьевой воды? и др.

Что понимают под качеством питьевой воды?

Человек использует воду во многих сферах своей жизни: коммунально-бытовой, сельскохозяйственной, энергетической и др.

Качество питьевой воды считается характеристикой совокупности состава и свойства жидкости. Оно определяет годность воды для различных целей. Водопользование оценивают по следующим характеристикам:

  • объект (море, подземные или поверхностные воды);
  • конечная цель (транспорт, промышленное производство, сельское хозяйство, бытовые потребности населения и т.д.);
  • способ и характер использования.

В водопользовании лежат основные потребности человека. На качество водоисточника влияют:

  • природные факторы;
    • атмосфера;
    • изъятие воды;
    • возврат воды;
  • антропогенные факторы
  • загрязнение воды;
  • сооружения или технические устройства.

Регулировать качество воды возможно управлением факторов по-отдельности.

Вода из центрального водоснабжения по законодательству обязана обладать приятными органолептическими характеристиками и не наносить вред человеческому организму. Содержание вредных примесей должно не должно превышать предельно допустимые значения.

Воду с земной поверхности и ее недр используют в пищевой, хозяйственно-бытовой, сельскохозяйственной и промышленной сфере. Качественные требования к воде пересматриваются и изменяются через определенной промежуток времени. Это связано с загрязнениями водоисточников. Однако показатели качества питьевой воды остаются постоянными: она оказывает сильно влияет на организм людей, которые ее употребляют.

Основные показатели качества питьевой воды

Физические качества, санитарно-бактериальные показатели, а так же химический состав воды считаются главными критериями годности питьевой воды. К физическим свойствам относят температуру, наличие запаха, чувство привкуса, цвет и мутность. Химический состав рассказывает содержание химических элементов в виде примесей: количество ионов, минерализация, щелочность, жесткость, рН уровень. При санитарно-бактериологическом исследовании обращают внимание на количество бактерий, кишечной палочки, токсичность и радиоактивность. Могут быть предъявлены дополнительные требования, если водоисточник сильно загрязнен или вода должна обладать хорошими характеристиками.

Под качеством понимают степень годности воды для определенных целей при конкретных требованиях к ее составу и свойствам.

Показатели качества воды считаются необходимые свойства воды, которые сверяются с нормой.

Нормой качества считают стандартизированные значения показателей для определенных целей использования воды.

На практике норма и показатели качества строго не ограничиваются. Это связано с ухудшением экологической обстановки, которая негативно влияет на характеристики водоисточника. Со временем их ужесточают. Еще одним фактором становиться экономическая целесообразность: вода должна быть того качества, которое сделает ее не только безопасной, но и доступной для всего населения.

В настоящее время наблюдается рост нехватки пресной воды, которая восполняется сточными водами, прошедших тщательную очистку. Население Азии моментально растет, а там находится большая часть районов с дефицитом пресной воды. Сегодня в азиатских районах самые современные технологии рециркуляции сточных вод.

На территории России так же существует множество районов с недостаточным обеспечением чистой питьевой воды. Сильная загрязненность побудила ввести предельно допустимые значения концентраций определенных опасных веществ. Это полностью доказала нерациональность полной очистки воды с экономической стороны. Обеспечение качество воды как у лучших природных источников обходится очень дорого.

Еще недавно в России для определения качества питьевой воды использовали ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая». Сегодня годность питьевой воды определяют СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода». В нем предусмотрены показатели качества питьевой воды: химический состав, органолептические свойства, эпидемические и органолептические показатели.

Читайте также  Офтальмолог. кто это и что делает?

Эпидемические показатели качества питьевой воды

Большинство микроорганизмов появляются в воде из фекальных выделений живых существ, в том числе и человека. Они обогащены кишечной палочкой, которая живет в кишечники живых существ. По содержанию кишечных палочек судят про степень загрязнения воды фекальными стоками. Это основной показатель, на который ориентируются при очистке и обеззараживании воды на очистительных станциях. Измеряются кишечные палочки в коли-индексом – их количество в одном литре. Ранее нормой считалось 3 кишечные палочки на 1 литр воды. СанПиН снизил допустимый показатель в три раза: теперь 100 мл воды не должны содержать ни единого организма.

Так же в воде проверяют существование бактерий и простейших организмов. Допустима норма бактерий – 50 на 1 литр, а простейшие организмы не должны находится в питьевой воде.

Органолептические показатели питьевой воды

Запах и вкус зависит от растворенных веществ: газы, минеральные соли, органика. Запахи различают природного и искусственного происхождения: болотистый, сероводородный, землистый, гнилостный, нефтяной, хлорный, ароматический и т.д. Они обусловлены наличием в воде определенных веществ.

Привкусов воды существует множество: горький, сладкий, соленый, кислый и т.д.

Запах и привкус оцениваются по пятибалльной шкале. Повышенная температура воды усиливает эти показателя. По этой причине проверку производят в условиях 60 градусов. Питьевая вода не должна обладать запахом и привкусом в 2 балла. Это субъективный показатель, так как его определяют лаборанты с хорошим опытом.

Окраску воды называют цветностью. Она наблюдается у вод на поверхности земли. Окраску определяют природные вещества и примеси со сточных вод. При определении цветности используют платинокобальтовую шкалу, в которой сравнивают пробу воды с эталонным образцом. Вода считается годной при максимальной цветности в 20 градусов. Органы санитарного надзора в особых случаях допускают значения показателя – 35 градусов.

Прозрачность определяется двумя способами: весовым или косвенным. При весовом методе определяют массу примесей, оставшиеся после фильтрации образца. Допустимое значение 1,5 мг/л. Мутную воду нельзя употреблять для питьевых целях. При косвенном методе определяют высоту водяного столба, через который четко видны грани красного креста или определенный шрифт. Она должна быть более 30 см по шрифту и более 300 см по красному кресту.

Радиологические показатели питьевой воды

Радиоактивные компоненты попадают в воду с минеральных и геотермальных вод, сформированных около радиоактивных руд или радиоактивных отходов. Так же влияют всевозможные аварии и выбросы с предприятий.

В воде могут содержаться изотопы цезия, натрия, кобальта и т.д. Они могут иметь форму катионов или ионов, а так же комплексных соединений. С помощью дозиметрического показателя измеряются альфа-радиоактивность и бета-радиоактивность.

Химические показатели питьевой воды

Предусмотрен целый ряд химических показателей качества питьевой воды.

Водородный показатель

Водородным показателем является рН-уровень. Он показывает количество ионов водорода. Его численное значение определяется логарифмом этого числа. Различают нейтральную, кислую и щелочную реакцию воды. Молекула воды почти не диссоциирует на ионы: из 10 млн. только 1.

Питьевая вода имеет уровень рН 6-9. Для измерения используют рН-метр.

Минерализация

Под общей минерализацией понимают концентрацию всех катионов, анионов и недиссоциированных органических веществ. Она измеряется в г/л. Для получения общего остатка воду профильтровывают, а потом выпаривают из оставшихся примесей жидкость при температуре около 120 градусов. Сухой остаток так же рассчитывается с помощью химического анализа. Допустимое значение – 1 г/л.

Жесткость

Наличие катионов кальция и магния обуславливают жесткость воды. Они способны образовывать соли с некоторыми ионами. Жесткая вода оставляет налет накипи на нагревательных приборах. Катионы так же могут образовывать с жирами малорастворимые соли. Это очень важно при стирке белья.

При определении жесткости воды используют специальный реактив – трилон-Б. По необходимому количеству для изменения цвета индикатора определяют жесткость. Измеряют в милли-молях. Допустимое значение – 7 ммоль/л.

Окисляемость воды

На это показатель влияет наличие органических веществ и окисляющих неорганических примесей. Определяется количеством необходимого кислорода для окисления веществ под влиянием разных окислителей. определяется несколькими методами: йодатный, бихроматный, перманганатный и др. Самый распространенный – перманганатный. По нему окисляемость воды не должна быть выше 5 мг/л.

Органические и неорганические вещества

Сегодня известно более 50 тыс. химических компонентов, которые негативно влияют на человеческий организм. Определить их все просто невозможно. СанПиН систематизировал наиболее распространенные. При их повышенном содержании назначают дополнительную очистку воды.

Оценка качества питьевой воды в бытовых условиях

Самым простым является визуальная и вкусовая оценка. Воду можно не очищать, если она прозрачная и без мутного осадка, имеет приятный запах и вкус.

Насторожить должны следующие признаки:

  • явный запах хлорки;
  • рыже-зеленый оттенок;
  • химический запах;
  • масляные пятна на поверхности;
  • горький или солоноватый вкус;
  • ощущается присутствие инородных примесей.

При наличии одного из признаков нужно воспользоваться методом очистки воды.

Другой способ проверки – заполнить водой емкость и дать отстояться воде 2 дня. Вода ненадлежащего качества на дне образует осадок, на стенках — налет, а вверху будет плавать маслянистая пленка.

Перечисленными способами не определяются вредные примеси, растворенные в воде. Что бы убедиться, что питьевая вода качественная, нужно капнуть воду на зеркало. После высыхания капли можно будет увидеть все примеси.

Очистка питьевой воды в домашних условиях

Водопроводная вода должна пройти определенную обработку, что бы стать годной для питья. Есть несколько способов очистки в бытовых условиях.

Кипячение

Кипячение позволяет удалить хлор, соли кальция и магния, болезнетворные микробы. Вода станет мягче и с видоизмененной структурой. Однако при кипячении ухудшается химические характеристики воды и повышается концентрация вредных веществ: ртути, калия, пестицидов. При кипячении происходит уменьшение объема, что увеличивает концентрацию вредных веществ. Долгое кипячение негативно влияет на состав воды. Его рекомендуют только в крайних случаях.

Отстаивание

Отстаивать воду допустимо до 12 часов! Методом отстаивания убираются нерастворимые в воде вещества. Однако хлор полностью удалить отстаиванием невозможно, только снизить концентрацию. Некоторые вещества вообще не удаляются этим методом. Например, соли тяжелых металлов.

Замораживание

Талая вода еще с древних времен применяется в народной медицине. Она помогает вывести из человеческого организма шлаки и токсины, подпитывает энергетически.

Что бы получить чистую воду методом замораживания, ее помещают в емкости в морозильник. При полном замерзании можно увидеть примеси в середине и на верхней поверхности. Что бы избавиться от этих частей льда, необходимо в середину люда направить струю проточной воды – должна образоваться дырка. Самая чистая вода будет оттаивать быстрее. Целебные свойства воды сохраняются до 8 часов.

Фильтрование

Большой популярностью пользуются угольные фильтры. Они способны удалить хлор и органические примеси. Активированный уголь так же улучшает органолептические свойства воды. Фильтр периодически необходимо менять из-за его загрязнения и потери фильтрующей способности.

Здоровье человека в большей мере зависит от его самого. Необходимо внимательно следить за качеством употребляемой питьевой воды. Она оказывает большое влияние на весь организм.

Как речная вода становится питьевой?

Открыть кран и налить воду в чайник — что может быть проще? Взять речную воду, очистить её до состояния питьевой, а потом грязный канализационный сток превратить обратно в чистую воду — что может быть сложнее? И затратнее. Разбираемся, как вода из рек попадает к нам в кран и сколько приходится платить за её очистку.

Основные источники пресной воды

71% нашей планеты покрыт водой. В основном, солёной водой, абсолютно непригодной для питья. В общем количестве мировой воды всего 3% пресной. Если из этого скромного объёма убрать 68% льдов на полюсах и 30% подземных пресных источников, останется 0,8% в вечной мерзлоте, 0,2% в озёрах, 0,006% в реках и ещё чуть-чуть в атмосфере. То есть, количество легкодоступной пресной воды на планете мало, а та, что есть, чаще всего не подходит для питья без обработки. Так что примем за отправную точку тот факт, что питьевая вода — дорогой и дефицитный ресурс.

Россия лидирует по количеству поверхностной пресной воды, поэтому чаще всего воду для городского водоснабжения берут из крупных озёр и рек. Для небольших поселений используются артезианские скважины. Но даже в тех местностях, где протекают относительно чистые реки или прорыты скважины, вода требует подготовки перед тем, как её можно будет использовать для центрального водоснабжения, ведь в воде могут быть вирусы, опасные бактерии, тяжёлые металлы и прочие химические загрязнения. Так железистая вода бьёт по печени и сердечно-сосудистой системе, избыток фтора портит зубы и кости, диоксины, оставшиеся от сжигания мусора, вредят нервной системе и вызывают рак, слишком жёсткая вода провоцирует образование камней в почках, а свинец отрицательно влияет на развитие детей и вызывает анемию. А уж про бактерии и вирусы и так всё понятно — заболевания, аллергии и расстройства ЖКТ обеспечены. Да и использованную воду тоже хорошо бы очищать, а не просто сливать обратно в реку.

Городской цикл очистки воды состоит из двух этапов: забор воды из водоёмов и очистка для использования в водопроводах, а затем очистка получившихся канализационных стоков и сброс воды обратно в водоёмы. То есть водоснабжение и канализация.

Очистка воды для водопровода

Сперва на примере Москвы разберёмся, как вода попадает в водопровод. Как сообщает сайт Мосводоканала, «централизованное водоснабжение московского региона осуществляется, в основном, из поверхностных водоисточников. Ими являются Москворецко-Вазузская и Волжская водные системы, в которые входят 15 водохранилищ и тракты подачи воды — река Москва с притоками и канал им. Москвы.» Общая суточная водоотдача водозаборных станций столицы составляет 11 млн кубометров, что почти вчетверо превышает потребление.

Москвичи пьют воду из протекающей через весь город реки Москвы, хотя эта мысль сперва пугает. На самом деле, прежде чем содержимое судоходных рек попадёт в квартиры, вода проходит комплексную очистку на одной из четырёх станций водоподготовки. Места забора воды из рек закрыты и тщательно охраняются — это буквально стратегические объекты.

После грубой фильтрации воду озонируют, избавляясь от органики всех размеров, и смешивают с коагулянтами и флокулянтами. Эти реагенты «сбивают» оставшиеся загрязнения в хлопья, которые затем оседают. Смешивание воды с реагентами происходит в течение десяти минут — при меньшем времени хлопья не образуются, при более длительном смешивании уже начинают разрушаться. После отстоя осадка, воду вновь озонируют и отправляют фильтроваться.


Тонкие струйки воды после отстоя хлопьев. Источник: Мосводоканал

В качестве фильтра выступает двухметровый слой песка, сквозь который вода проходит естественным образом. Очищают такой фильтр примерно раз в сутки напором чистой воды с обратной стороны. Далее воду переливают в другой резервуар, где она так же, под собственным весом проходит через полутораметровый слой древесного угля.

Последним этапом очистки выступают мембраны, способные задержать частицы с размером всего 0,01 микрон (это не опечатка). Каждый час мембраны чистятся обратным потоком воды. С этого момента вода считается питьевой, то есть полностью безопасной для здоровья. Анализ воды на всех этапах производится каждые четыре часа, а в условиях повышенного риска (например, весеннее половодье) раз в час.



Мембранные модули и их содержимое. Источник: Мосводоканал

Кстати, хлором воду не чистят — его, вернее безопасный гипохлорит натрия, добавляют в самом конце, чтобы предупредить заражение воды во время прохождения по городским трубопроводам. По крайней мере в Москве холодная вода из-под крана официально считается полностью безопасной для питья без дополнительной очистки и кипячения.

Читайте также  Как избавиться от вросших волос на ногах

Очистка канализационных стоков

Превратить речную воду в питьевую непросто, но ещё сложнее канализационный сток очистить до состояния чистой и безопасной для экологии воды. Столицу обслуживают четыре водоочистных станции, куда стекается сточная вода из канализаций. Самая крупная и современная из них, Курьяновская, после модернизации способна обрабатывать до 3,1 млн кубометров в сутки. Люберецкие сооружения при необходимости примут ещё 3 млн кубометров, Зеленоградские и Бутовские вместе — 220 тыс. кубометров. То есть запас мощности очистных сооружений, которые превращают московские стоки в чистую безопасную воду, вдвое превышает текущее потребление города.

Работают они так. Сперва по трубам сток поступает в приёмную камеру очистной станции — это большие резервуары, до недавних пор открытые, от которых невыносимый запах разносился на километры вокруг. К счастью, московские очистные сооружения накрыли специальными крышками, поэтому жители окрестных домов наконец смогли забыть о запахе канализации.

Невыносимо грязная вода с огромным количеством мусора, спущенного в канализацию, проходит грубую механическую очистку, в ходе которой удаляются все посторонние предметы, видимые глазом. Сухой остаток прессуется и вывозится на полигоны хранения.

Далее в отстойниках часть грязи оседает естественным образом, после чего воду, всё ещё грязную и дурно пахнущую, можно отправлять на аэрирование. В ходе этого процесса в аэротенках (это не опечатка!) воду смешивают со специальным илом и бактериями, которые «съедают» большую часть загрязнений и органики.


В тёплой, насыщенной кислородом воде бактерии быстрее очищают воду. Источник: Мосводоканал

Оседающий ил медленно убирается илососами. Вы, наверное, встречали фотографии очистных сооружений, где в круглых бассейнах от центра к краю построен мостик. Это и есть илосос, который медленно вращается, словно стрелка часов, и собирает со дна ил. К концу работы илососа вода становится визуальной чистой, но ещё не безопасной.


Отстойники с илососами — самая узнаваемая часть очистных сооружений. Источник: Мосводоканал

На последнем этапе воду на московских очистных сооружениях обеззараживают мощными кварцевыми лампами и затем сбрасывают в реку. Формально бывший канализационный сток чище, чем вода, забранная из реки для первичной очистки для водопровода. Кстати, ни хлорировать, ни озонировать канализационную воду нельзя, иначе остаточные следы газа и химикатов попадут в реку и заодно с бактериями уничтожат всё живое.


Наглядная схема современной очистки от Мосводоканала. Источник: Мосводоканал

Очиститель воды в кармане

Идея портативного средства для очистки любой воды до уровня питьевой была актуальна всегда. Во время Первой мировой солдаты изготавливали фильтры из песка, гравия и кирпича, для индивидуального использования предназначались таблетки с хлором и дехлорирующий агент. Сейчас в российские военные ИРП вкладывают таблетки для обеззараживания воды с натриевой солью дихлоризоциануровой кислоты.


Это не рекламный трюк — портативный фильтр LifeStraw действительно позволяет пить воду из любых источников. Ну, или почти из любых… Источник: Vestergaard

В 2008 году настоящим прорывом стал трубчатый фильтр LifeStraw от швейцарской компании Vestergaard, через который можно пить воду буквально из любого водоёма, хоть из лужи. Отличием LifeStraw от типичных угольных фильтров стало применение трубчатой мембраны с порами в 0,2 микрона, которая справлялась с бактериями и паразитами лучше угля. Ранние версии LifeStraw не защищали от тяжёлых металлов и вирусов, но обновлённый LifeStraw Flex смог отфильтровать и их. Разные версии LifeStraw имеют ресурс от 1800 до 4000 литров и стоимость от $19,95.


Пучок тонких трубочек — это и есть мембранная фильтрующая система LifeStraw. Точно такая же, как на мембранных фильтрах московских очистных сооружений. Источник: YouTube

Сейчас в продаже можно найти множество туристических бутылок и трубок с фильтрами, однако, стоит обращать внимание на фильтрующий элемент. Если в описании упоминается только уголь, не стоит рисковать, набирая воду из луж и стоячих водоёмов — ограничьтесь водопроводной водой. Уголь дезодорирует воду, убирает тяжёлые металлы и хлор, но пропускает вирусы и бактерии.

Сколько стоит очистка воды

Научно-техническая магия по превращению миллионов тонн отходов в воду звучит здорово, но сколько стоит такой сложный процесс? В открытом бюджете Москвы на сбор, удаление отходов и очистку сточных вод выделено около 900 млн. рублей в год, и это только обеспечение работы уже действующей инфраструктуры. А затраты на обновление и строительство новых сооружений могут исчисляться миллиардами.

Это при том, что меры эффективного использования и экономии позволили снизить траты воды даже в Москве, хотя население столицы за 20 лет выросло на треть. По данным всё того же Мосводоканала, в 2018 году москвичи тратили около 3 млн кубометров воды. Если в 1995 году каждый житель города сливал в канализацию порядка 450 литров в день, то теперь около 202 литров.

Важен и тот факт, что немалые деньги при очистке воды уходят на энергоснабжение. В США, к примеру, это 4% всей потребляемой электроэнергии.

Можно ли дешевле?

Если под рукой у предприятий водоснабжения нет дешёвых и экологически безопасных (редкое сочетание) источников энергии, то придётся обходиться тем, что есть, то есть использовать местные энергокомпании и платить им по установленным тарифам. Некоторую экономию в перспективе может дать обновление оборудования станции, но для этого требуются серьёзные инвестиции. Остаётся один путь: повысить эффективность энергопотребления, не снижая качества очистки.

Для Японии энергозатратность очистки воды тоже стала проблемой — на это уходит 0,7% электроэнергии страны, а электричество на острове значительно дороже российского. Юкио Хираока, главный специалист подразделения Water & Environmental Systems в Toshiba Infrastructure Systems & Solutions Corporation, предложил идею динамического изменения воздушного потока для аэрации воды в течение суток. На аэрацию, необходимую для жизнедеятельности бактерий, приходится до 60% электроэнергии очистных сооружений, однако поток стоков меняется в зависимости от времени дня — в утренние и вечерние часы больше, ночью новых стоков почти нет, излишняя аэрация уже очищенной воды ничего не даст. А значит, вместо постоянного аэрирования на одной мощности, можно менять подачу воздуха, сохраняя эффективность очистки воды.


Система аэрации с надстройкой от Toshiba. Источник: Toshiba

Для определения качества воды используется маркер NH4-N, количество которого говорит о готовности стоков к дальнейшей очистке. Основываясь на этом факте, Toshiba создала сенсор, который проверяет концентрацию NH4-N и количество растворенного в воде кислорода. Специальный софт считывает показания датчика и при необходимости «подкручивает вентиль», прекращая бессмысленную избыточную аэрацию.

Разработка Toshiba снизила воздушный поток на 10,3%, что позволило окупить её чуть больше, чем за два года и впоследствии снизить затраты на очистку воды за счёт уменьшения потребления электричества воздушными насосами. Решение Toshiba не требует переоснащения очистных сооружений — это лишь сенсор, компьютер и ПО, но в случае применения решения в масштабах целой страны, например, России, экономия на очистке воды будет исчисляться миллиардами рублей.

Гид по домашней очистке воды

Содержание

Содержание

Качество водопроводной воды зачастую оставляет желать лучшего. Содержащиеся в неочищенной воде примеси ухудшают ее вкусовые качества, вредят здоровью и сокращают срок службы бытовой техники. Некоторые решают данную проблему с помощью бутилированной воды, однако гораздо удобнее, экологичнее и дешевле домашним фильтром.

Зачем нужно очищать воду

Хотя водопроводная вода в городах и проходит через водоочистные станции, где подвергается очистке и обеззараживанию хлором, это, однако, не гарантирует ее качество на выходе. В большинстве станций оборудование изношенное и морально устаревшее. Вдобавок к этому металлические водопроводные трубы уже давно заржавели, что даже хорошо очищенная вода, попадая в водопровод, становится непригодной для питья.

Хлорирование также таит в себе серьезный подвох. В результате взаимодействия хлора с содержащейся в воде органикой, образуются хлорорганические соединения, некоторые из которых обладают токсичными и канцерогенными свойствами. Концентрация таких веществ в воде обычно невелика, однако они могут накапливаться в тканях организма. Еще один отрицательный фактор — это негативная экологическая обстановка, постоянно усугубляемая сточными водами, промышленными выбросами и расширяющимися токсичными свалками.

Насчитывается порядка 4 000 примесей, которые может содержать водопроводная вода. По утверждению академика РАН Ю. Рахманина, более половины россиян вынуждены использовать питьевую воду, законодательные требования к которой минимальны с точки зрения безопасности, и существенно отличаются от установленных нормативов для бутилированной воды. Очистка воды с помощью качественных фильтров позволяет удалить из нее примеси хлора, солей, тяжелых металлов и иных нежелательных веществ, а также бактерии. Существует несколько типов домашних фильтров для воды.

Фильтры кувшинного типа

Это самый простой и бюджетный вариант. Водоочистители подобного типа представляют собой своеобразный кувшин с воронкой и фильтром, в котором вода очищается, преодолевая слой сорбента, как правило, активированного угля. Фильтр-кувшины довольно дешевы, просты в эксплуатации и не нуждаются в подключении к водопроводу. Сменные картриджи продаются в любом супермаркете. К минусам можно отнести неглубокую и достаточно медленную очистку. Бюджетные модели кувшинов, как правило, не подходят для фильтрации солей жесткости — накипи.

Усовершенствованной вариацией фильтров-кувшинов являются водоочистители. Такие устройства имеют два резервуара: для воды, предназначенной для фильтрации, и для хранения уже очищенной жидкости. Автономная система проточного типа у водоочистителей включает несколько уровней фильтрации воды, обеспечивая более качественную очистку, а также насыщение полезными минералами.

Проточные фильтры

Есть несколько видов проточных фильтров: насадка на кран, настольные, под мойку (обычные и обратноосмотические), магистральные.

Насадка на кран

Самый простой вид проточных устройств для очистки воды. Насадка устанавливается непосредственно на кран, вода проходит через нее под давлением. Насадки на кран отличает относительно невысокая цена, небольшие габариты, простота установки и более глубокая очистка, чем у бюджетных кувшинов. Это очень удобный вариант: ждать фильтрации не придется и места на кухне не займет. Модель, не снабженную переключателем, придется каждый раз снимать с крана при необходимости быстро набрать нефильтрованной воды.

Настольные питьевые фильтры

Устройство очистки настольных проточных фильтров представляет собой сменный картридж, установленный в пластиковом корпусе. Водоочиститель устанавливается на мойку возле обычного крана и соединяется с водопроводом гибким шлангом. Для подачи очищенной воды имеется краник, расположенный на одном уровне с фильтром. Неплохой вариант для небольшой семьи в зонах, где водопроводная вода не самого плохого качества. Обеспечивает среднюю глубину очистки.

Проточные питьевые фильтры под мойку

Водоочистительное устройство такого типа устанавливается под мойкой. Отфильтрованная вода поступает через отдельный кран, который выводится от фильтра. Это очень удобный и эстетичный вариант: все фильтры скрыты от глаз и не занимают ценное место на столешнице или раковине. Такие фильтры очищают воду быстро и эффективно. Глубокая очистка обеспечивается тремя-четырьмя колбами с различными составами. Вода очищается от хлора, хлорорганических соединений, ржавчины, тяжелых и радиоактивных металлов. Но бюджетные модели не фильтруют соли жесткости (накипь). Обратите внимание, что умягчающие картриджи у более дорогих моделей требуют частой замены. Для подключения устройства к водопроводу может понадобиться помощь профессионала.

Системы обратного осмоса под мойку

В использовании системы обратного осмоса похоже на водоочиститель предыдущего типа: он также монтируется под мойкой, а на нее производится вывод отдельного крана. Основная разница в том, что кроме картриджей с сорбентом здесь имеется узел мембранной очистки, не пропускающий ничего помимо воды.

Модели, снабженные накопительным баком, позволяют использовать запас воды до десяти литров. Для эксплуатации фильтра обратного осмоса требуется давление в водопроводе от 3 атмосфер. Фильтрация осуществляется гораздо медленнее, чем у проточных питьевых фильтров, а установка и обслуживание требует профессиональных навыков, а это, опять же, дополнительные расходы. Обратноосмотические фильтры относятся к самой высокой ценовой категории, но и степень очистки у них самая высокая.

Читайте также  Психология для каждого

Фильтры обратного осмоса удаляют магний, ртуть, нитраты, нитриты, стронций, мышьяк, свинец, сульфаты, железо, хлор, а также многие, бактерии и вирусы. Но вместе и с этими вредными веществами такие фильтры удаляют и полезные калий, магний, натрий и другие минералы, делая воду почти дистиллированной.

Магистральные технические фильтры

По своему устройству и внешнему виду — сменный картридж в пластиковом корпусе — магистральные фильтры напоминают настольные. Но устанавливаются они непосредственно на магистраль водоснабжения, тем самым обеспечивая предварительную очистку перед другой фильтрацией, или защищая сантехнику и бытовую технику от ржавчины, налета, накипи и повреждения механическими частицами.

Отдельный технический фильтр можно установить в подвод к стиральной машине, посудомойке, нагревательному котлу и другим приборам. Магистральные фильтры бывают одно-, двух- и трехступенчатыми. От количества ступеней соответственно зависит глубина очистки.

Как выбрать фильтр для воды

При выборе подходящего фильтра для очистки воды учитывайте несколько факторов: ежедневный расход воды, качество воды без очистки, наличие свободного места под водоочиститель. Перед покупкой водоочистителя посчитайте средний расход воды в семье и, исходя из этого, выбирайте конкретное устройство, обращая внимание на скорость фильтрации, ресурс картриджей и объем кувшина.

Чем более грязная и жесткая вода течет из-под крана, тем более глубокая и многоступенчатая очистка ей требуется. Обязательно посмотрите, какие типы загрязнений устраняет фильтр, это, как правило, указывается в характеристиках. Если беспокоит только хлорирование, то можно выбрать недорогой фильтр, очищающий воду от хлора. Поскольку водоочиститель с фильтром-умягчителем стоит дороже, нет смысла его приобретать, если накипь вас не беспокоит. Для выявления конкретных примесей, содержащихся в воде, можно заморочиться и сдать ее в лабораторию на анализ, а можно посмотретькарту питьевой воды и примерно узнать, какие примеси встречаются чаще всего в вашем районе.

Жестко и кисло: Чем на самом деле отличается вода из-под крана, бутылки и фильтра Мы отнесли образцы воды в лабораторию и обнаружили интересные результаты

Считается, что к середине весны водопроводная вода становится хуже: это связано с половодьем. Можно ли пить воду из-под крана? Насколько эффективны фильтры-кувшины? Много накипи — это хорошо или плохо? В чем разница между бутилированной водой за 20 рублей и водой за 200? The Village решил ответить на эти вопросы.

На основе рейтинга популярности марок питьевой воды в магазинах «Ашан», «Дикси» и «Азбука вкуса» мы отобрали три самые популярные у москвичей марки: «Сенежская», «Святой источник» и Vittel. Также в центре Москвы мы набрали воду из-под крана и ее же пропустили через фильтр-кувшин марки «Аквафор» (фильтр «Стандарт», на момент эксперимента его использовали в течение 30 дней). Все пять образцов мы отнесли на биологический и химический анализ в Химико-аналитический центр МГУ, который специализируется на воде и имеет соответствующую аккредитацию для подобных исследований.

Анализ по качеству воды

Анализ качества воды выявляет основные свойства, которые влияют на наш организм: жесткость, количество солей и окисляемость. Результаты показали, что все образцы безопасны для питья. При этом использованный фильтр не влияет на качество водопроводной воды, а вода марок «Сенежская» и Vittel содержит самое высокое количество щелочи.

Щелочность

Щелочность воды зависит от наличия в ней едких щелочей и солей слабых кислот. Слишком большое количество щелочи в питьевой воде может привести к нарушениям пищеварения, воспалительным заболеваниям (гастрит, язва) и накоплению щелочей в организме. Такое состояние называют алкалозом.

Жесткость

Жесткость — это суммарное содержание солей кальция и магния в воде. Чем больше солей, тем выше показатель жесткости. Вообще, эти элементы необходимы человеку для роста и нормального самочувствия, но при их избытке возможно развитие некоторых заболеваний. Самые распространенные: появление камней в почках, гиперкальциемия (повышенное содержание кальция) и нарушение проводимости сердечной мышцы. Кроме того, жесткая вода сушит кожу, снижает эффективность моющих средств и оставляет больше накипи при кипячении, что в конечном итоге приводит к поломке бытовых приборов. В целом для организма жесткость воды не критична, если кипятить воду для питья: накипь полностью безвредна. Требования СанПиН к содержанию солей жесткости — 7 мг-экв/л (миллиграмм-эквиваленты на литр). Для сравнения: нормы жесткости в Европе — 2,5 мг-экв/л.

Окисляемость

Уровень окисляемости позволяет оценить в воде общее содержание органических и неорганических соединений, способных к окислению. Чем больше в воде нитритов с промышленных предприятий, а также микроорганизмов и водорослей из сточных вод, тем выше будет показатель окисляемости. Высокое содержание подобных загрязнителей может привести к отравлениям и серьезным заболеваниям.

Анализ по составу воды

Анализ по составу показывает, какая вода содержит наибольшее количество макроэлементов, таких как кальций, магний, калий и натрий. Обычно чем их больше, тем полезнее вода. Этот анализ также показал, что вода из-под крана и после фильтра ничем не отличаются, а вода марки «Святой источник» наименее богата полезными элементами. Тем не менее показатели всех пяти проб находятся в пределах нормы.

Кальций

Кальций укрепляет кости и зубы, а также помогает гладким мышцам и кровеносным сосудам сокращаться. Избыток кальция может вызвать заболевания почек, негативно сказывается на опорно-двигательном аппарате и изменяет метаболизм.

Калий и натрий

Калий неразрывно связан с натрием, вместе они помогают проводить нервные импульсы к мышцам и органам. Также они оказывают сосудорасширяющее действие, нормализуют ритм сердца и поддерживают кислотно-щелочной и водный баланс.

Магний

Магний помогает клеткам организма расти и обновляться. Также он нужен для выработки белка, расщепления глюкозы, выведения из организма токсинов и усвоения некоторых витаминов. Магний положительно влияет на работу сердца.

Аммоний

Аммоний — показатель того, насколько вода загрязнена биологическими отходами. Ионы аммония попадают в природные воды при растворении в них аммиака, который, в свою очередь, выделяется при разложении животных и растительных белков. В небольших дозах аммоний присутствует практически везде, но в большом количестве токсичен. Избавиться от его примеси можно с помощью фильтров обратного осмоса.

Во всех исследуемых образцах воды аммоний находится в пределах нормы, а в воде марок «Святой источник» и Vittel его показатели почти равны нулю. Интересно, что в водопроводной воде после фильтра аммония больше, чем в той же воде до фильтра.

Игорь Бузин

младший научный сотрудник,

заместитель начальника Химико-аналитического центра МГУ

Вся проанализированная вода соответствует нормативам и как минимум безопасна для здоровья. Воду из-под крана можно смело пить. Бутилированная вода содержит больше полезных для организма элементов, но при этом водопроводная безопаснее для здоровья.

Нельзя сказать, что все марки проанализированной бутилированной воды одинаковы по качеству и между ними нет разницы. Но вне зависимости от бренда вся вода соответствует нормативам.

Как видно из таблицы, использованный фильтр никак не влияет на наличие макроэлементов в водопроводной воде. Судя по всему, это фильтр для очистки воды от железа, однако в представленной воде железа не было и до фильтра. Поэтому создается ощущение, что фильтр, по сути, не нужен. На самом деле покупать фильтр нужно исходя из особенностей конкретно вашей водопроводной воды. Если она слишком жесткая, берите фильтр, снижающий жесткость, если там слишком много железа — фильтр для обезжелезивания.

Мнение водного сомелье

Также мы попросили водного сомелье вслепую оценить отобранные нами образцы.

СемЕн севостьянов

эксперт по воде и напиткам, бренд-амбассадор марки «Калинов родник»

У любой воды есть индивидуальный вкус, который зависит от количества и пропорций содержащихся в ней минералов. Вода не может быть безвкусной — это миф. Если минералов в воде мало, то вкус кажется нейтральным.

По вкусу воды я могу определить, насколько она полезна: сколько в ней минералов и проходила ли она очистку осмосом. Самый вкусной считается настоящая артезианская вода.

«Святой источник»

цена за 0,5 литра

У воды есть характерный привкус, она немного горчит. Я думаю, это бутилированная со средним содержанием минералов.

Vittel

цена за 0,5 литра

Чувствую странное послевкусие. Это тоже бутилированная вода, но ниже по качеству, чем предыдущая. Она практически безвкусная — значит, в ней содержится мало минералов. По сути, это обычная питьевая вода.

«Сенежская»

цена за 0,5 литра

Похоже, это тоже вода из магазина. У нее нет вяжущего привкуса, она мягкая, немного сладкая и бархатистая. Она точно минеральная.

Вода из-под крана

Это обычная водопроводная вода. Сразу чувствую привкус труб, по которым она шла. У воды вяжущий тяжелый вкус, как будто немного технический. Можно выпить стакан такой воды, ничего плохого не произойдет, но пить ее постоянно я бы не советовал.

Вода после фильтра

На вкус похоже на обычную фильтрованную воду. У воды определенно низкая минерализация, и остается непонятное послевкусие. Это либо вода после бытового фильтра, либо какая-нибудь бутилированная вода, очищенная системой обратного осмоса. На такой воде хорошо готовить, и ее можно пить, чтобы поддержать водный баланс в организме, однако полезными свойствами она не обладает.

Вывод

Человеку нужно потреблять два-три литра минеральной воды в день. К сожалению, ни один из образцов воды не содержит ярко выраженного вкуса, а значит, все они с невысоким содержанием минералов. Тем не менее я бы выделил образец номер один («Святой источник») и номер три («Сенежская»).

Неудивительно, что в ходе теста я выделил «Святой источник» и «Сенежскую» — местная вода всегда лучше зарубежной. А Vittel имеет одинаковый вкус во всем мире, при этом ее польза весьма спорна. Лучшим из представленных вариантов я бы назвал воду марки «Сенежская»

Александр Немов

Одна и та же вода одному человеку может показаться сладковатой, а другому — солоноватой. Вкус зависит не только от состава воды, но и от конкретного человека с конкретными болячками. Однако наш организм никогда не откажется от вкусной воды, он сам знает, что ему полезно, а что нет. Поэтому лучшая вода — та, которую вы считаете вкусной. Попробуйте все варианты бутилированной воды, выберете самую вкусную и пейте ее каждый день. Вода должна ежедневно приносить вам кайф.

Человеку необходимо потреблять минимум полтора литра воды в сутки. Если вы любите минералку, то я советую пить максимум два стакана в день и не дольше месяца, потому что это не совсем вода, а скорее лекарство. Если ежедневно пить «Боржоми», то в организме нарушится водно-солевой баланс. В минеральной воде, конечно, много полезных элементов, но избыток хорошего — это плохо. Если каждый день есть по тортику, то в лучшем случае ты прибавишь в весе, в худшем — откажет поджелудочная. То же самое и с водой.

Что касается меня, то я покупаю воду марки «Шишкин лес», после чего настаиваю ее в хрустальном (подчеркиваю — в хрустальном) графине, на дне которого лежит камень шунгит.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: