Посилання видалено Технологии очистки воды.
Технологии очистки питьевой воды
Устройства для очистки воды в городских квартирах или в коттеджах, помимо мембранной технологии, которая используется в фильтрах NEROX, можно разделить на следующие группы:
механические фильтры грубой очистки
ультрафиолетовые обеззараживатели
адсорбционные очистители
картриджные системы, в которых обычно сочетаются три процесса:
механическое фильтрование
химическое и адсорбционное взаимодействие воды с картриджем
химическое обеззараживание воды
электрохимические обеззараживатели
Первая, вторая и третья группы бытовых устройств для очистки воды относятся к безреагентным системам водоподготовки и, следовательно, в очищенную воду не поступают и в ней не образуются химические вещества, которые отсутствовали в исходной воде. Картриджные и электрохимические системы являются реагентными системами водоподготовки.
Механические фильтры грубой очистки
Механические фильтры грубой очистки обеспечивают удаление мелких частиц песка, ржавчины, глины и других взвешенных частиц, а также повышение качества питьевой воды за счет частичного снижения ее мутности и цветности.
Механические фильтры имеют размер пор 1-40 мкм. Они изготавливаются в виде пружин, тонких пластин или дисков (толщиной менее 1 мм), толстых пластин или дисков (толщиной 2-10 мм), полусфер, трубок, толстостенных цилиндров (толщина стенки более 5 мм) и зернистых слоев из металлов, металлокерамики, стекла, керамики, пористых полимеров, полимерных и углеродных волокон и песка.
Недостатки механических фильтров:
Не все фильтры имеют гигиенический сертификат
Производители этих фильтров часто по незнанию или умышленно завышают их возможности
К достоинствам механических фильтров грубой очистки следует отнести простоту конструкции и возможность использования в сочетании с другими видами бытовых фильтров в качестве одного из элементов устройства (картриджные фильтры) или самостоятельного устройства в одной из стадий очистки воды.
Такое использование механических фильтров грубой очистки позволяет повысить эффективность работы других бытовых устройств водоочистки, например, ультрафиолетовых обеззараживателей воды.
Наверх
Ультрафиолетовые обеззараживатели воды
В отличие от всех других устройств, для бытовой очистки воды, ультрафиолетовые обеззараживатели не требуют периодической регенерации и со стабильной производительностью и эффективностью обеззараживают прозрачную воду.
В качестве недостатков этих устройств можно отметить следующие:
При работе с водой повышенной цветности и мутности эффективность их обеззараживания значительно снижается, и они не выполняют свою функцию — обеззараживание воды.
Некоторые конструкции требуют определенных защитных ограждений или отдельного помещения, чтобы устранить вредное влияние ультрафиолетового излучения на здоровье человека.
Ультрафиолетовые обеззараживатели убивают, но не удаляют из воды микроорганизмы. Поэтому в очищенной воде содержатся мертвые микроорганизмы, которые при попадании в желудок человека разлагаются с выделением различных вредных веществ.
Исходя из вышесказанного, ультрафиолетовые обеззараживатели целесообразно использовать в сочетании с механическими фильтрами грубой очистки для предварительной очистки воды или с мембранными элементами микро- и ультрафильтрации для финишной очистки. Это позволяет повысить их эффективность и удалить из воды мертвые микроорганизмы.
Наверх
Адсорбционные очистители
В качестве адсорбента в этих устройствах главным образом используется активированный уголь в виде гранул, углеграфитовых волокон или углеграфитовых тканей.
Эти фильтры позволяют проводить высокоэффективную очистку воды от свободного хлора (после хлорирования воды), большинства видов органических соединений, коллоидных частиц (гидроокись железа, гуминовые кислоты и др.) и практически не удаляют из воды катионы и анионы неорганических веществ. Коллоидные частицы хорошо сорбируются активированным углем, но интенсивно блокируют активную поверхность, существенно уменьшая эффективность очистки и срок эксплуатации фильтра. Для уменьшения влияния коллоидных частиц на работу адсорбционных фильтров можно рекомендовать проводить предварительную обработку воды с помощью механических фильтров грубой очистки воды.
Кроме малой эффективности очистки воды от неорганических ионов, к недостаткам углеродных адсорбентов следует отнести следующие:
Данные фильтры плохо задерживают микроорганизмы, т.е. не обеспечивают обеззараживание воды. Это связано с тем, что для некоторых видов микроорганизмов такой сорбент является питательной средой. В то время, когда нет протока воды (например, ночью), фильтр не работает и происходит размножение микроорганизмов, а их количество в очищенной воде после фильтра может оказаться даже больше, чем в воде, поступающей на фильтрацию.
Применение в быту термической или химической технологии регенерации активированного угля при условии, что не известен состав и количество осевших на нем загрязнений, является достаточно трудной задачей. Поэтому такие фильтры периодически заменяют, не проводя их регенерацию.
Трудно определить срок замены адсорбционных фильтров, так как для этого необходимо периодически проводить анализ исходной и очищенной воды.
Несмотря на эти недостатки, следует признать, что при своевременной замене активированного угля адсорбционные фильтры являются наиболее проверенными, простыми, надежными и эффективными устройствами для очистки воды от указанных загрязнений. Поэтому данные фильтры используются также в качестве составных частей картриджных систем водоподготовки.
Наверх
Картриджные системы фильтрации
Картриджные системы очистки воды можно разделить на две группы:
связанные с водопроводом стационарные системы, имеющие один общий картридж или несколько последовательно соединенных картриджей, выполняющих различные функции
переносные или встроенные в емкость сбора чистой воды, или в чайник и другие теплообменные устройства. В этом случае, неочищенная вода из крана заливается в верхнюю часть устройства, проходит через картридж, собирается в нижней его части и используется непосредственно в нем (фильтр-чайник) или переливается в другие емкости (чайник, кастрюля и другие)
Несмотря на такие конструктивные отличия (общий картридж или система картриджей), данные устройства принципиально имеют несколько однотипных уровней очистки и обеспечивают:
Механическую очистку с использованием мелкоячеистых сеток, керамических дисков и других элементов, которые удаляют из воды взвешенные частицы размером более 5 мкм (ржавчина, глина, песок и др.).
Очистку воды от солей жесткости и тяжелых металлов с использованием ионообменных смол, сорбентов или их смесей, полученных промышленным путем или в результате измельчения природного материала (например, шунгита). Иногда на этой стадии для обеззараживания воды вводится серебро.
Снижение содержания хлора и органических веществ, которые осуществляют с помощью активированного угля в виде гранул, волокон или ткани. Одновременно с этим обычно проводится обеззараживание воды ионами серебра или фторирование воды.
Финишную очистку воды от частиц смолы и угля с использованием сеток.
В некоторых устройствах осуществляется намагничивание очищенной воды или обогащение воды кислородом, или минеральными компонентами (обычно без указания этих компонентов).
Анализируя достоинства и недостатки используемых в нашей стране картриджных фильтров, следует признать, что компактность этих систем является их основным достоинством.
Недостатков значительно больше, к ним относятся следующие:
мертвые клетки микроорганизмов попадают в желудок человека с последствиями, о которых уже говорилось выше
сложно или невозможно определить, когда исчерпался ресурс работы картриджа; последний зависит от состава воды, а состав воды изменяется в зависимости от местоположения жилого объекта и времени года, т.е., имеются еще и сезонные колебания состава воды, которые в реальных условиях учесть практически не возможно
использование ионов серебра для очистки воды может оказать вредное влияние на здоровье человека при высоком содержании этих ионов или не обеспечить бактериологическую очистку воды при низком содержании ионов серебра
в случае, когда картриджные фильтры действительно полностью удаляют из воды соли жесткости, это может негативно сказаться на здоровье человека при длительном употреблении такой воды
Так, при обследовании населения, употребляющего воду с низким содержанием магния, обнаружены боле высокая заболеваемость коронарной болезнью, а также случаи внезапной смерти по сравнению с районами, где население употребляет воду с нормальным содержанием данного микроэлемента.
Установлено, что ряд заболеваний у населения связан с употреблением мягкой маломинерализованной питьевой воды. Это характерно, в первую очередь, для гипертонической болезни, язвы желудка и двенадцатиперстной кишки, хронического гастрита, холецистита, нефрита и ишемической болезни сердца. Физическое развитие детей и подростков лучше в районах, снабжаемых водой с оптимальным содержанием солей.
Присутствие в воде и пище ионов тяжелых металлов при одновременном дефиците кальция может явиться комплексом, способствующим напряжению регуляторноприспособительных систем организма вследствие увеличения токсичности металлов. Последнее объясняется способностью кальция конкурировать с ионами тяжелых металлов за специфический белок: чем больше в воде ионов кальция, тем меньше белка остается на долю тяжелых металлов. Следовательно, дефицит кальция может быть фактором, способствующим усилению токсического действия тяжелых металлов, содержащихся в воде и в пище, употребляемых человеком.
Приведенные выше выдержки из описаний и отмеченные недостатки картриджных систем позволяют заключить, что системы с малыми картриджами не достаточно эффективны и, видимо, в реальных условиях для потребителя воды исполняют роль "успокаивающего" фактора.
Установки с несколькими стационарными картриджами большой емкости, полностью удаляя из воды соли жесткости (Са2+ и Мg2+) и вводя для обеззараживания воды ионы серебра (Аg+) в неконтролируемом количестве, способны оказывать отрицательное влияние на здоровье человека, употребляющего такую воду.
Наверх
Электрохимические обеззараживатели воды
Электрохимические обеззараживатели воды являются простыми по конструкции и надежными в эксплуатации устройствами, снабженными двумя электродами. На поверхности и вблизи этих электродов в воде протекают различные электрохимические и окислительно-восстановительные реакции, в результате которых происходит образование окислителей (О2, Сl2, О3) и обеззараживание воды.
Данные устройства имеют следующие недостатки
Вода не обладает высокой электропроводностью, а водные растворы солей являются хорошими проводниками электричества, поэтому в воде должны содержаться минеральные вещества (соли) в количестве не менее 0,12 г/л.
Наличие в воде органических веществ, мертвых клеток микроорганизмов, О2 и С12 (в результате централизованного хлорирования и побочных химических реакций) приводит к образованию в ней хлорорганических веществ и диоксинов. Диоксины разрушают иммунную систему человека, т.е. их действие на организм человека подобно действию ВИЧ-инфекции. Необходимо отметить, что в зависимости от вида и концентрации диоксина стоимость одного анализа воды на содержание диоксина может достигать $2000.
Все процессы электролиза протекают с растворением одного из электродов — анода. При этом процессе ионы металла (анода) переходят в питьевую воду. Следовательно, одни тяжелые металлы, которые содержались в воде, заменяются на другие тяжелые металлы, содержащиеся в аноде с возможно еще большей токсичностью, так как материал электродов в описании некоторых установок не указывается.
Таким образом, устройства для обеззараживания воды, в которых используется электрохимическая технология, следует признать опасными для здоровья человека.
Наверх
Е.А. Комягин, В.Н. Мынин, Г.В. Терпугов Традиционные и новые методы водоподготовки. Тез. докл. Научно-техн. семинара "Проблемы питьевого водоснабжения и пути их решения". М. ВНИМИ, 1997, 10-18.
.
