Схема очистки воды


Основная задача – очищение ее от заражения и загрязнителей. В первую очередь необходимо провести химический анализ состава артезианской воды в специальной лаборатории или самостоятельно.

Артезианская вода может иметь разный уровень жесткости и содержать нерастворимые примеси или растворенное железо и марганец. Вода может иметь неприятный запах, цвет, быть мутной, а также содержать опасные бактерии.

Чтобы выбрать водный фильтр для всего дома, вам необходимо знать качество артезианской воды, количество ее дневного потребления и направление движения воды. Механические частицы и песок могут стать причиной засорения и поломки труб и водопровода. Если в воде растворились железо и марганец, ее вкус и запах могут измениться в худшую сторону. Эти заражения и загрязнители обычно служат одной из причин ржавления труб и водопровода. Жесткость воды измеряется по наличию и количеству в ней растворенных солей магния и кальция, способствующих образованию твердых отложений в элементах водопровода. Это может привести к поломке водоподогревательного оборудования, посудомоечной машины, стиральной машины и трубопроводных арматур. Кроме того, жесткая вода оказывает негативное влияние на кожу и волосы человека.


Не существует единственного водного фильтра для всего дома, который мог бы очищать воду ото всех вредных примесей. Водоочистной процесс включает несколько этапов. Каждый отдельный случай должен изучаться индивидуально. Водные фильтры для всего дома отличаются в зависимости от применения и предназначены для разрешения типичных проблем с водой:

  • Механическая очистка предназначена для очищения воды от нерастворимых примесей, таких как песок, ржавчина, пыль, отложения и т.д.
  • Фильтр, очищающий воду от растворенного железа.
  • Фильтр, удаляющий соли жесткости воды или соли жесткости вещества, смягчающего воду.
  • Фильтр, очищающий воду от органических примесей.
  • Фильтр для обеззараживания воды.
  • Водный фильтр, предназначенный для питьевой воды (система водоочистки с установкой обратного осмоса).

Типичная схема очистки воды для жилого дома с восемью жителями

Untitled-3_clip_image003

  1. Фильтр механической очистки.
  2. Аэрационная колонка.
  3. Фильтр очистки от железа.
  4. Смягчающий воду фильтр с баком для соли и датчиком потока воды.
  5. Фильтр с мелкодисперсным углем «Big Blue».
  6. Обеззараживатель воды.
  7. Установка обратного осмоса.

Этапы водоочистки фильтром артезианской воды для всего дома

1. Механическая очистка

Untitled-3_clip_image001_0000

На первом этапе для удаления твердых веществ используется механический фильтр очистки. Он предназначен для удаления твердых элементов из поступающей артезианской воды и защиты автоматических регулирующих клапанов, установленных на фильтре очистки от железа и фильтре для смягчения воды.

2. Аэрация

Untitled-3_clip_image002

Второй этап водоочистки – очищение от ненасыщенных органических соединений. Оно заключается в удалении растворенных газов и начале окисления растворенного железа перед его удалением. Система аэрации состоит из аэрационной колонки и малошумного компрессора. Компрессор включается и выключается автоматически по команде датчика потока воды.  В зависимости от вида системы водоснабжения вместо аэрации или в некоторых случаях совместно с ней может быть установлена система коагуляции (с латыни соаgulаtiо – сжатие, утолщение). В системе коагуляции отфильтровываются  механические частицы. В нее входят: колонка; автоматический клапан, контролирующийся таймером; насос-дозатор; расходомер-счетчик и бак с раствором для коагуляции.

3. Очистка от железа


Untitled-3_clip_image003

Третий этап очистки осуществляется фильтром очистки от железа. Частями фильтра являются корпус с собственной сливной системой и командный модуль, расположенный в верхней части корпуса фильтра. Внутри корпуса фильтра находится фильтрующий материал (к примеру, Centaur). Процесс окисления железа происходит в растворимом веществе, после чего оно выпадает в отстойный фильтр. В дополнение к этому вы можете использовать более толстый отстойный фильтр для приостановки выброса других переносимых по воздуху субстанций.

В командный модуль встроен таймер или водомер, управляемый автоматически. Когда вы установите правильное время в командном модуле, фильтр будет по умолчанию промываться в два часа ночи. Восстановление способности фильтровать происходит посредством обратной промывки и без использования химических реагентов. Корпус фильтра изготовлен из полиэфира и стеклопластика и полностью защищен от коррозии. Сливная система фильтра изготовлена из составных материалов, в основе которых – высокопрочный пластик. Срок службы фильтра составляет от 2 до 5 лет. Ресурс его эксплуатации зависит от потребления воды и качества артезианской воды.

4. Смягчение


Untitled-3_clip_image004

На четвертом этапе очистки воды используется смягчающий воду фильтр. Основная функциональная задача этого фильтра заключается в удалении солей жесткости (кальция и магния) и растворившихся металлов, включая осадочный алюминий и закисное железо. Фильтр состоит из пластикового корпуса, наполненного ионообменной смолой, автоматического командного модуля,  распределительной системы слива, соляного бака с солевым раствором для регенерации системы. Командный модуль предназначен для программирования процесса регенерации фильтра.

Продолжительность процесса регенерации составляет около двух часов. По умолчанию регенерация осуществляется в 2 часа ночи или в часы наименьшего потребления воды. Реагентом являются соляные таблетки. Уровень соли в баке всегда должен быть выше уровня воды в нем (для поддержания концентрации солей на уровне 26 %). Частота загрузки соли в солевой бак будет зависеть от потребления воды, в среднем это нужно делать один раз в месяц. Гранулированной солью можно наполнить от 50 до 75 кг за один раз.

5. Угольная очистка

Untitled-3_clip_image005

На пятом этапе очистки воды для всего дома используется угольный фильтр «Big Blue». Он предназначен для коррекции органолептических свойств артезианской воды (вкус, цвет, запах). Уже на протяжении длительного времени для устранения неприятного вкуса, цвета и запаха воды используются фильтры с активированным углем. Благодаря своей адсорбиционной способности активированный уголь хорошо справляется с удалением остаточного хлора, органических веществ и растворенных газов.


В то же время в фильтре могут накапливаться органические вещества, которые плохо удаляются при обратной промывке. Чтобы избежать накопления, нужно периодически менять наполнитель из активированного угля. Сегодня существует вид угля, уровень адсорбации которого в 4 раза превышает уровень адсорбации обычного угля, им является уголь из скорлупы кокосового ореха (обычный уголь изготовляется из дерева березы). Такой уголь используется для продолжения срока службы. Уголь с добавками может быть использован для предотвращения биологического загрязнения угольного фильтра. Очень эффективны в использовании угольные брикеты с добавлением серебра – ММВ. Ресурс угольного брикета составляет 20-30 кубометров предварительно очищенной воды.

6. Обеззараживатель воды

В качестве шестого этапа фильтрования воды для всего дома может быть использован обеззараживатель воды. Наиболее распространенным методом устранения бактериологического заражения артезианской воды является обработка ее излучением волн длиной 254 нанометра (ультрафиолетовая область светового спектра). Такой высокоактивный ультрафиолетовый свет наиболее эффективен для обеззараживания воды. При работе обеззараживателя используется ультрафиолетовая лампа в жестком корпусе из нержавеющей стали. Поток воды при этом подвергается ультрафиолетовому излучению. Обеззараживатель воды с высокой надежностью уничтожает все известные болезнетворные микроорганизмы и вредные микробы.

7. Тонкая очистка братным осмосом


Untitled-3_clip_image006

На пятом этапе очищения воды используется установка обратного осмоса. По состоянию на сегодня наиболее развитой системой очистки питьевой воды считается установка обратного осмоса. Ключевым компонентом установки обратного осмоса является полупроницаемая мембрана, обеспечивающая высокий уровень очистки воды, равный 98-99 %. Для обеспечения высококачественной работы система оснащена предварительным фильтрующим элементом, насосом доочистного фильтра и т.п. Как правило, эта система устанавливается на кухне.

Также вы можете использовать коммерческий фильтр обратного осмоса для питьевой воды.    Существует широкий выбор водоочистного оборудования для разрешения проблем с артезианской водой в вашем доме. Водные фильтры для всего дома могут отличаться в зависимости от применения. Иными словами, они могут предназначаться для удаления специфических видов заражения и загрязнения артезианской воды.

Alex, 4 мая 2016.

sistemyochistkivody.ru

Требования к качеству воды. Виды загрязнений

При получении воды из подземных источников, которыми являются скважины и колодцы, гигиенические стандарты выделяют следующие категории согласно ГОСТ 2761–84:


Показатель Показатель качества воды подземного источника водоснабжения
1-й класс 2-й класс 3-й класс
Мутность, мг/л, не более 1,5 1,5 10
Цветность, градусы, не более 20 20 50
Водородный показатель 6-9 6-9 6-9
Железо (Fe), мг/л, не более 0,3 10 20
Марганец (Mn), мг/л, не более 0,1 1 2
Сероводород (H2S), мг/л, не более Отсутствие 3 10
Фтор (F), мг/л, не более 1,5-07 1,5-0,7 5
Окисляемость перманганатная, не более 2 5 15
Число бактерий группы кишечных палочек (БГКП) в л, не более 3 100 1000
Методы обработки воды Не обрабатывается Аэрация, фильтрование, обеззараживание Аэрация, фильтрация с предварительным отстаиванием, реагентное обеззараживание

Согласно СанПиН 2.1.4.1074–01 для безопасного потребления следует проводить контроль качества питьевой воды в течение года, согласно приведённому графику.

Виды показателей Количество проб в течение одного года, не менее
Для подземных источников Для поверхностных источников
Микробиологические 4 (по сезонам года) 12 (ежемесячно)
Паразитологические Не проводятся
Органолептические 4 (по сезонам года) 12 (ежемесячно)
Обобщенные показатели
Неорганические и органические вещества 1 4 (по сезонам года)
Радиологические 1 1

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного дома

Анализ воды покажет точные данные включений, от которых должна помочь избавиться система водоподготовки. Но даже без анализа, органолептически можно судить о качестве воды, и какие фильтры и устройства вам понадобятся:


  • вода бурая: марганец в растворенном состоянии;
  • вода мутная: избыток минералов, органики;
  • вода красноватая: ионы железа;
  • вода пахнет протухшими яйцами: растворенный сероводород.

Тем не менее, анализ воды стоит заказать, чтобы определить содержание веществ, которые могут значительно ухудшать качество воды:

  • соли кальция и магния создают жесткость;
  • углерод и двуокись серы повышают кислотность;
  • растворенные нитраты негативно влияют на здоровье.

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного дома

Жесткость воды

Косвенные признаки, по которым можно судить о жёсткости воды:

  • плохое пенообразование и повышенный расход моющих средств;
  • видимый налёт при отстаивании воды;
  • отложения в трубах горячей воды.

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного дома

В разных странах и по различным стандартам уровни жёсткости определены по-разному. Для сравнения приводим параметры, принятые в России и Германии:


Жёсткость воды, мг-экв/л Жёсткость в пересчете на немецкий градус жесткости, °dH Россия Германия
0-1,6 0-4,5 Мягкая Мягкая
1,6-2,4 4,5-6,7 Средней жёсткости
2,4-3,0 6,7-8,4 Умеренно жёсткая
3,0-3,6 8,4-10,0
3,6-4,0 10,0-11,2 Жёсткая
4,0-6,0 11,2-16,8 Средней жёсткости
6,0-8,0 16,8-22,4 Очень жёсткая
8,0-9,0 22,4-25,2 Жёсткая
9,0-12,0 25,2-33,6
Свыше 12,0 Свыше 33,6 Очень жёсткая

При средней жёсткости умягчение воды для работы стиральных, посудомоечных машин, бойлеров можно выполнять с помощью нейтрализующих химических препаратов. Более высокая жёсткость вынуждает применять установки ионного обмена и фильтры обратного осмоса.

Повышенная кислотность

Повышенная кислотность наблюдается в воде, забор которой осуществляется с небольшой глубины и объясняется недостаточной почвенной фильтрацией загрязнённых атмосферных осадков, попадания продуктов гниения органики из расположенных невдалеке заболоченных участков, высокой кислотностью почв. Такая вода негативно сказывается на состоянии зубов человека, повышает коррозионные процессы в сантехническом оборудовании и посуде для приготовления пищи.

Как без анализа узнать, что кислотность воды повышена:

  • стальные изделия при контакте с водой быстрее коррозируют;
  • швы между плитками в ванной раскрашиваются;
  • в раковине и туалете появляются красные (коррозия стали) или зелёные пятна (коррозия изделий из медных сплавов);
  • система по обезжелезиванию работает малоэффективно.

Проверить кислотность можно тестами с реактивами, которые продаются в магазинах для аквариумистов или портативным анализатором кислотности. Последний точнее, но стоит примерно в 10 раз дороже.

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного дома

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного дома

Самый простой способ понижения кислотности — пропускание потока через ёмкость с насадкой из известняка в виде мелкой крошки, который нужно периодически заменять. Известняк нейтрализует повышенную кислотность. Чтобы защитить металлическое оборудование скважины, в качестве регулятора кислотности используют кальцинированную соду, раствор которой дозированно подают в шахту скважины. Но ошибки в дозировке могут принести ещё больший вред, поэтому самостоятельно заниматься этим не рекомендуется.

Повышенное содержание растворенного железа

Повышенная железистость воды проявляется при стирке красновато-желтоватым цветом белья, пятнами ржавчины на раковине и унитазе, специфическим привкусом. Чтобы правильно принять способ очистки, нужно точно знать число промилле, а для этого заказать анализ или воспользоваться специальным набором (обойдется значительно дороже, имеет смысл при многократных анализах).

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного дома

Если анализ покажет 0,3–1,5 промилле, достаточно перекрыть доступ кислорода в скважину герметизацией оголовка, не использовать напорный бак с доступом к воздуху (заменить мембранным), а для большей очистки включить в водоподготовку полифосфатный фильтр-дозатор или установку ионного обмена.

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного дома

В случае если содержание железа в воде превышает 1,5 промилле, её наоборот подвергают аэрации для того, чтобы двухвалентное растворённое железо перешло в твёрдую фазу — трёхвалентную соль — и выпало в осадок в виде хлопьев. Для этого систему водоподготовки оснащают аэратором и фильтрующим баком, где скорость воды резко снижается и железо выпадает в осадок.

Железобактерии в воде

Если решетки и фильтры постоянно забиваются илистой ржавчиной, значит водоносный слой насыщен железобактериями — бактериями, окисляющими двухвалентное железо до трёхвалентного. Заражение водоносного слоя может произойти при использовании инфицированного бурового оборудования. Качественное обезжелезивание воды невозможно без санации источника, которое выполняется его хлорированием прямо в скважине (шоковое хлорирование). Для этого содержание хлора доводят до 25 промилле, после чего воду с мёртвыми бактериями необходимо откачивать (пропуская через фильтры, отстаивая и выливая) до тех пор, пока содержание хлора не достигнет 0,5 промилле. Эту работу лучше заказать в специализированной компании.

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного дома

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного домаЗаражение поверхностного или подземного источника железобактериями это очень серьезная проблема требующая безотлагательных действий и решений

Загрязнение марганцем

Если в воде в скважине повышенное содержание марганца, возможны проблемы со здоровьем людей: нарушение деятельности нервной системы, работы печени, органов дыхания. Могут возникнуть мочекаменная болезнь, гормональные проблемы, аллергические реакции, ослабление памяти, тонуса. Одежда после стирки приобретает бурый оттенок, сантехнические приборы покрывают бурые пятна, накипь в чайнике может стать черной или тёмно-коричневой. Вода для питья не должна содержать марганца более 0,1 мг/л.

Очистка воды от марганца производится так же, как и очистка от железа.

Сероводород в воде

Наличие сероводорода невозможно не обнаружить по характерному запаху. Пища, сваренная на этой воде, приобретает тот же запах, трубы ускоренно корродируют. Это соединение токсично и может нанести вред людям и животным. Наличие сероводорода может быть обусловлено жизнедеятельностью серной или сульфатно-редуцированной бактерии или заражением источника гниющей органикой.

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного домаСероводород имеет резекий запах и совершенно бесцветный. Его наличие в водопроводной воде доставляет массу неприятностей

Как и в случае с железобактериями, одним из методов борьбы является хлорирование скважины, также может помочь способ, который мы рекомендовали для удаления железа при его содержании более 1,5 промилле. Неплохо помогает аэрация. Наилучшие результаты дадут мембранные аппараты, в частности — обратный осмос.

Стадии водоподготовки

Чтобы правильно подобрать комплект фильтрующих, обеззараживающих, очистных аппаратов в системе водоподготовки, необходимо определить содержание вредных примесей в воде из скважины.

Как правило, кроме шокового внутрискважинного хлорирования или снижения кислотности кальцинированной содой непосредственно в скважине, первой стадией очистки является избавление от механических примесей — осветление. Для этого устанавливают один или несколько фильтров грубой очистки. Фильтры бывают донными, скважинными и поверхностными, имеют различную конструкцию и задерживают разную фракцию твёрдых частиц. Их выбор зависит от степени загрязнения воды.

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного дома

Далее ставят промывной грязевик, одно- и двухступенчатую очистку от железа, марганца, сероводорода, умягчитель воды. Это достигается каскадом фильтров и установок, принятых в зависимости от содержания веществ и финансовых возможностей: ёмкостное оборудование (с реактивами или без них), установки ионного обмена (хороши для умягчения), обратный осмос (чистая Н2О). При наличии в воде вредоносных микроорганизмов на водопровод устанавливают аппарат УФ-обеззараживания.

Далее при необходимости можно поставить фильтр тонкой очистки — на всю магистраль или только на краны с питьевой водой. В результате, все стадии водоподготовки складываются в единый комплекс.

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного домаВодоподготовка. 1. Фильтр грубой очистки 100 мкм. 2. Аэратор. 3. Фильтр обезжелезивания. 4. Фильтр умягчения. 5. Бак регенерации с солевым концентратом. 6. Фильтр тонкой очистки. 7. УФ-стерилизатор. 8. Компрессор аэратора. 9. Байпас

Состав системы водоподготовки

Ориентируясь на анализ воды из скважины, можно подбирать уже готовые решения, направленные на устранение того или иного загрязнения.

При нормальной кислотности и отсутствии сероводорода, железа и марганца, для улучшения прозрачности, вкусовых свойств и снижения жесткости воды комплекс водоподготовки может включать в себя последовательно расположенные фильтры: механический, умягчения с автоматическим клапаном и с угольным картриджем.

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного домаВодоподготовка. 1. Фильтр грубой очистки 100 мкм. 2. Фильтр умягчения. 3. Фильтр тонкой очистки. 4. Бак регенерации с солевым концентратом

Если в составе воды присутствуют в концентрациях выше ПДК сероводород, железо и марганец, водоподготовка включает в себя аэрацию и обезжелезивание.

Состав системы:

  • фильтр грубой очистки;
  • аэрационная колонна;
  • фильтр обезжелезивания;
  • фильтр с угольным картриджем.

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного домаВодоподготовка. 1. Фильтр грубой очистки 100 мкм. 2. Аэратор. 3. Фильтр умягчения. 4. Бак регенерации с солевым концентратом. 5. Фильтр тонкой очистки. 6. УФ-стерилизатор. 7. Компрессор аэратора

Если требуется и умягчение, и удаление железа, марганца, сероводорода, комплекс включает в себя аэрацию, фильтры обезжелезивания, умягчения и тонкой очистки.

Правила установки

Оборудование водоподготовки, кроме скважинного фильтра для удаления песка, устанавливают на поверхности после насосного оборудования, в кессоне или в доме. При выборе насоса необходимо учитывать количество ступеней очистки и их гидравлическое сопротивление. Фильтр тонкой очистки может быть установлен на кухне, например, под мойкой. Иногда для питьевой воды организуют отдельный кран — так фильтр прослужит дольше.

Диаметр труб для разводки принимается исходя из максимального расхода воды. При этом скорость воды в трубе не должна превышать 1,5–2 м/с, в редких случаях при высоконапорной насосной станции — до 3 м/с, если это требуется для водогрейного или отопительного котла. Если трубы не несут эстетическую нагрузку, желательно брать легкие и не склонные к коррозии трубы из ПНД.

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного дома

Обслуживание системы

Обслуживание системы состоит в контроле качества воды, очистке фильтров, контроле давления системы — как показателя степени чистоты фильтрующих элементов и картриджей.

Если давление воды понижается, скорее всего, засорены фильтры грубой очистки. Их нужно очистить, а при необходимости — заменить. При обнаружении течи необходимо заменить повреждённый участок трубы и загерметизировать систему.

Если анализ показывает повышенную жесткость, значит нужно очистить умягчители воды.

Как правильно установить и обслуживать систему водоподготовки частного дома

Безреагентные умягчители периодически нуждаются в промывке или замене насадки, реагентные, кроме этого, требуют пополнения реагента в баке регенерации. Магнитные умягчители нужно время от времени очищать и промывать от отложений железа.

В установках ионного обмена необходимо периодически заменять смолу.

Практические советы и руководство по перезасыпке обезжелезивателя и умягчителя даны в полезном видео. Рекомендуем вам посмотреть его.

 

рмнт.ру

27.06.16

www.rmnt.ru

Наконец-то, после длительного перерыва, вызванного необходимостью освещать более актуальные вопросы, на повестке дня снова тема очистки питьевой воды. 

Из предыдущих записей вам уже известно, какая вода чистая, а также как осуществляется очистка природных вод с помощью индивидуальных систем очистки питьевой воды. Пришел час выяснить, как производится очистка воды песком и прочими подручными средствами, присутствующими в условиях похода.

Схема очистки воды №1

Первая схема очистки воды, которая приходит на ум имеющему его туристу — это фильтрация. Некоторые образцы оборудования для очистки питьевой воды путем фильтрации уже были рассмотрены ранее, осталось выяснить, что делать за их неимением. Простейший способ — очистка воды песком. Примитивный фильтр выглядит примерно следующим образом: берется консервная банка, обрезанная пластиковая бутылка и пр., на дне проделывается несколько небольших отверстий и кладется лоскут чистой материи. Далее ёмкость на 2/3 заполняется мелким песком (желательно речным). 

Собственно, вот и вся песня. Льете воду сверху, ловите снизу, и так пару раз. Самопальный фильтр можно слегка проапгрейдить — для этого достаточно смешать песок с толченым до мелкой консистенции древесным углем. Где взять в лесу уголь, думаю, догадываетесь. Единственное, что хочу сказать — дрова под уголь нужно брать из лиственных пород деревьев, поскольку хвоя дает специфический «душок».

Очистка воды песком: схема №два

Если нет подходящей тары, то для фильтрации воды песком вполне можно использовать, к примеру, ту же кепку или любую иную материю. Наполнитель берем все тот же, что и в первом случае, разве что уголь можно заменить травой и листьями, чтобы не попортить «чапочку». 

Ежели требуется большое количество очищенной воды, можно соорудить большой двухуровневый фильтр из треноги и ткани, как на рисунке. Нижний слой, к примеру, из песка и травы, верхний из угля. Воду льем небольшими порциями и строго по центру фильтра (там, кстати, желательно сделать небольшое углубление). 

Если же рыть ямы вам нравится больше, нежели вязать треноги, тогда прибегаем к следующему методу. Копаем в почве углубление, на дно ставим посудину для чистой воды. Над ямой сооружаем что-то вроде решетчатого настила из веток, на который стелим все ту же материю, сыпем слоями песок, уголь, листья — ну, вы поняли… 
Кстати, по такой же многослойной схеме (+ с добавлением слоев ваты) можно «как два пальца об асфальт» соорудить элементарный индивидуальный прибор для очистки питьевой воды сродни все тому же знаменитому «Lifestraw». Нужно лишь иметь под рукой подходящий «фаллический» резервуар (к примеру, сигарный футляр, заготовку для пластиковой бутылки и пр.).

Безопасна ли вода после очистки?

Конечно же, все вышеуказанные схемы очистки воды далеко не идеальны и не совершенны, однако и они способны защитить вас от много чего нехорошего. По крайней мере, вода после очистки выглядит гораздо симпатичней — в этом можно воочию убедиться, взглянув на картинку. В итоге одним рулоном туалетной бумаги будет использовано меньше.

Да, забыл упомянуть о еще одном природном фильтре, именуемом в узком кругу туристов «земляным насосом». Это один из наиболее простых способов, который, тем не менее, дает весьма неплохие результаты. По крайней мере, меня вода после очистки таким методом еще ни разу не подвела. Находим водоем, примерно в полуметре от него роем яму и ждем. Углубление довольно скоро заполнится довольно чистой водой, которую вполне можно пить. 

Напоследок отмечу, что фильтрация позволяет избавиться от крупных частиц, имеющихся в воде: ила, мусора и пр. Микробу же песок нипочем, поэтому после фильтрации воду крайне желательно прокипятить в течение хотя бы 10-15 минут (30 минут в случае особой «грязности»).     
          

free-journey.net

Актуальность очистки воды

Вода всегда являлась незаменимым компонентом жизни любого человека. Большое значение уделяется качеству воды как централизованных, так и локальных систем водоснабжения. В основном для питьевых нужд используется вода открытых водоемов: рек, озер, прудов. Нередко используется и подземная вода. Вода из поверхностных водоемов в большинстве случаев не соответствует гигиеническим нормативам. Согласно закону о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения, вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна обладать благоприятными органолептическими свойствами.

Подземные (особенно артезианские) воды более безопасны, но, тем не менее, должны подвергаться специальной обработке перед поступлением в распределительную сеть. То же касается и поверхностных вод. Очистке подлежит не только питьевая вода, но и сточная. Казалось бы, зачем ее очищать? Все дело в том, что к сточным водам тоже предъявляются особенные требования. Если они сливаются за чертой города, то качество их состава должно быть таким же, как и качество воды водоема, куда они сливаются. Сточные воды могут содержать большое количество микроорганизмов, простейших, органических и токсических веществ, яиц гельминтов. При невыполнении данных требований возможно загрязнение водоемов, нарушение процессов самоочищения и последующее нарушение биоценоза. Рассмотрим более подробно, как выглядит схема очистных сооружений, основные этапы очистки, виды очистных сооружений, схема очистки сточных вод.

Виды очистных сооружений

Для обработки воды применяются самые различные сооружения. Если планируется проводить данные работы в отношении поверхностных вод непосредственно перед их подачей в разводящую сеть города, то применяются следующие сооружения: отстойники, фильтры. Для сточных вод можно использовать более широкий круг устройств: септики, аэротенки, метантенки, биологические пруды, поля орошения, поля фильтрации и так далее. Рассмотрим более подробно схему очистки стоков. Система канализации включает в себя трубопроводы и очистные сооружения. Вода из канализации имеет самый разный состав, в ней могут присутствовать механические примеси даже крупных размеров.

Краткая характеристика

Септик — это сооружение, которое предназначено для очистки небольшого количества бытовых сточных вод из канализации. Он необходим для задерживания взвешенных веществ. Это подземный отстойник, состоящий из нескольких камер, по которым протекает вода из канализации. Метантенк — это один из важнейших элементов линии очистных сооружений. Предназначен он для анаэробного брожения жидких отходов, в результате которого образуется метан. Его нередко используют для сбраживания ила. Следующее сооружение — это аэротенк. Он предназначен главным образом для биологической очистки воды, то есть для уменьшения содержания в ней органических веществ. Это резервуар прямоугольной формы, где стоки смешиваются с активным илом, содержащим большое количество бактерий. Процесс окисления ускоряется при подаче в резервуар воздуха. В отстойниках происходит осаждение взвешенных веществ. Для биологической очистки могут применяться поля орошения, поля фильтрации, работа которых тоже основана на действии бактерий и активного ила.

Первый этап очищения стоков

Для сооружений по очистке воды из канализации характерно то, что они выстраиваются в определенной последовательности. Такой комплекс называется линией очистных сооружений. Схема начинается с механической очистки. Здесь чаще всего используются решетки и песколовки. Это начальный этап всего процесса обработки воды. Решетки представляют собой вид поперечных металлических балок, расстояние между которыми равно нескольким сантиметрам. На этом этапе задерживаются самые большие примеси. Это могут быть остатки бумаги, тряпки, вата, пакеты и другой мусор. После решеток в работу вступают песколовки. Они необходимы для того, чтобы задерживать песок, в том числе и крупных размеров.

Мелкие частицы уносятся на следующий этап обработки. Если сравнивать этот этап с обычной водоподготовкой для питьевых целей, то в последнем варианте такие сооружения не применяются, в них нет необходимости. Вместо них происходят процессы осветления и обесцвечивания воды. Механическая очистка очень важна, так как в дальнейшем она позволит более эффективно провести биологическую очистку.

Применение отстойников

Отстойники — важный элемент любой линии очистных сооружений. В них происходит освобождение воды от взвешенных веществ, в том числе от яиц гельминтов. Они могут быть вертикальными и горизонтальными, одноярусными и двухъярусными. Последние наиболее оптимальны, так как при этом вода из канализации в первом ярусе очищается, а осадок (ил), который там образовался, через специальное отверстие сбрасывается в нижний ярус. Каким же образом в таких сооружениях происходит процесс освобождения воды из канализации от взвешенных веществ? Механизм довольно прост. Отстойники представляют собой резервуары больших размеров круглой или прямоугольной формы, где происходит осаждение веществ под действием силы тяжести.

Для ускорения этого процесса можно использовать специальные добавки — коагулянты или флоккулянты. Они способствуют слипанию мелких частиц вследствие изменения заряда, более крупные вещества быстрее осаждаются. Таким образом, отстойники — это незаменимые сооружения для очистки воды из канализации. Важно учесть, что при простой водоподготовке они тоже активно используются. Принцип работы основан на том, что вода поступает с одного конца устройства, при этом диаметр трубы при выходе становится больше и ток жидкости замедляется. Все это способствует осаждению частиц.

Сбраживание осадка

Схема очистки включает в себя и сбраживание осадка. Из очистных сооружений важен метантенк. Он представляет собой резервуар для сбраживания осадка, который образуется при отстаивании в двухъярусных первичных отстойниках. В ходе процесса сбраживания образуется метан, который можно использовать в других технологических операциях. Образовавшийся ил собирается и вывозится на специальные площадки для тщательного просушивания. Для обезвоживания осадка нашли широкое применение иловые площадки и вакуум-фильтры. После этого он может утилизироваться или использоваться для других нужд. Сбраживание происходит под влиянием активных бактерий, водорослей, кислорода. В схему очистки воды из канализации могут входить и биофильтры.

Оптимальнее всего размещать их до вторичных отстойников, чтобы вещества, которые унеслись с током воды из фильтров, могли осаждаться в отстойниках. Целесообразно для ускорения очистки применять так называемые преаэраторы. Это устройства, которые способствуют насыщению воды кислородом для ускорения аэробных процессов окисления веществ и биологической очистки. Нужно отметить, что очистка воды из канализации условно разделена на 2 этапа: предварительную и заключительную.

Предварительная включает в себя использование решеток, песколовок, первичных отстойников и преаэраторов, заключительная же включает аэротенки, вторичные отстойники и процессы дезинфекции воды, то есть ее обеззараживания.

Биологическая очистка воды

Схема очистных сооружений включает и биологическую очистку с помощью полей фильтрации и орошения. Сюда же можно отнести биофильтры. Биофильтры — это устройства, где сточные воды очищаются, проходя через фильтр, содержащий активные бактерии. Он состоит из твердых веществ, в качестве которых может использоваться гранитная крошка, пенополиуретан, пенопласт и другие вещества. На поверхности этих частиц образуется биологическая пленка, состоящая из микроорганизмов. Они разлагают органические вещества. По мере загрязнения биофильтры нужно периодически очищать.

Сточные воды подаются в фильтр дозировано, в противном случае большой напор может погубить полезные бактерии. После биофильтров применяются вторичные отстойники. Ил, образованный в них, поступает частично в аэротенк, а остальная его часть — на илоуплотнители. Выбор того или иного способа биологической очистки и вида очистных сооружений во многом зависит от требуемой степени очистки сточных вод, рельефа, типа грунта, экономических показателей.

Дезинфекция сточных вод

Дезинфекция, то есть уничтожение микроорганизмов, является заключительным этапом очищения стоков канализации. Дезинфекция или обеззараживание воды — важная составляющая, которая обеспечивает безопасность ее для водоема, в который она будет сброшена. Для обеззараживания могут применяться самые разнообразные способы: ультрафиолетовое облучение, действие переменного тока, ультразвук, гамма-облучение, хлорирование. УФО — очень эффективный способ, с помощью которого уничтожается примерно 99% всех микроорганизмов, в том числе бактерий, вирусов, простейших, яиц гельминтов. Он основан на способности разрушать мембрану бактерий. Но этот метод не применяется так широко. Кроме того, его эффективность зависит от мутности воды, содержания в ней взвешенных веществ.

Наиболее часто используется после очистных сооружений метод хлорирования. Хлорирование бывает разным: двойным, суперхлорированием, с преаммонизацией. Последнее необходимо для предупреждения неприятного запаха. Суперхлорирование предполагает воздействие очень больших доз хлора. Двойное действие заключается в том, что хлорирование осуществляется в 2 этапа. Это более характерно для водоподготовки. Метод хлорирования воды из канализации очень эффективен, кроме того, хлор обладает эффектом последействия, чем не могут похвастаться другие методы очистки. После обеззараживания стоки сливаются в водоем.

1pokanalizacii.ru

Технологические схемы очистки природных вод

Одноступенчатая схема прямоточного фильтрования включает коагуляцию — фильтрование. Коагуляция происходит непосредственно в фильтрующей загрузке. Аппаратное оформление: смесители — скорые фильтры. Область применения прямоточного фильтрования — невысокая мутность воды при дозе коагулянта до 20 мг/л. Ввиду эффективности контактной коагуляции при прямоточном фильтровании нормативная скорость фильтрования может достигать 25 м/ч (форсиров. 40 м/ч), экономия коагулянта — до 20%. Для маломутных высокоцветных вод нашел применение метод, включающий коагуляцию, крупно- и мелкозернистые фильтры. Конструкции смесителей обеспечивают практически мгновенное смешение реагентов с исходной водой. В отечественной практике успешно применяют фильтры с плавающей загрузкой, например, из пенополистирола, а также контактные осветлители. В качестве загрузки скорых фильтров используют песок, керамзит, антрацит, гранодиарит, габбро-диабаз, шунгизит, горелые породы, вулканич. шлаки, фосфорит, цеолит, дробленый гранит. Большое разнообразие фильтрующих материалов позволяет применять высокоэффективные многослойные фильтры. Обработка воды раствором коагулянта, подвергнутым магнитно-электрической активации, позволяет увеличить крупность взвешенных веществ и улучшить работу фильтров водопроводных станций. Обработку воды коагулянтами применяют для очистки воды от взвешенных веществ пестицидов, нефтепродуктов, снижения цветности и для интенсификации процесса реагентного умягчения воды.

Для коагуляции воды применяют следующие реагенты: сернокислый алюминий Al2(S04)3, хлорное железо FeCb, железный купорос FeSO<r7H20, оксихлорид алюминия А12(ОН)пС1б-п, алюминат натрия, который не снижает рН воды при гидролизе и поэтому не требуется дополнительное подщелачивания; анионные флокулянты — активная кремнекислота, по-лиакриламид; катионные флокулянты — ВА-2, ВПК-101 и ВПК-402 (полидиметилдиалиламмонийхлорид) и др., получившие распространение в отечеств, практике для очистки хозяйственно-питьевых вод. Для промышленного водоснабжения используют полиэтиленамин; известь (СаО), кальцинированная сода, едкий натрий (NaOH), применяемые для подщелачивания воды при недостаточной щелочности; гексаметафосфат натрия (NаРОз) и триполифосфат натрия NasP30io и др., используемые в качестве ингибитора коррозии. Для дезодорации питьевой воды, очистки от пестицидов, нефтепродуктов и органических веществ, в том числе хлорорганики, применяют гранулированный активный уголь для загрузки фильтров АГ-3, АГ-М, СКТ-6 марки А. Дозирование реагентов осуществляют особыми устройствами — дозаторами. Комплекс устройств, с помощью которых хранят, приготовляют и дозируют реагенты, называется реагентным хозяйством. Для очистки подземной воды от сероводорода, аммонийного азота, агрессивного диоксида углерода, а также снижения содержания метана, нефтепродуктов, фенолов, марганца, ПАВ, тяжелых металлов и органических веществ используют схему, включающую реактор биологического окисления, представляющий собой резервуар с гравийной или щебеночной загрузкой. Вода проходит снизу вверх через загрузку и при этом барботируется воздухом. После реактора вода направляется на скорые фильтры для очистки от активного ила и продуктов реакции.

Для улучшения качества воды, используемой для хозяйственно-бытовых целей, применяют фторирование и дефторирование воды. Заключительным этапом очистки воды является обеззараживание газообразным хлором, хлорной известью, гипохлоритом кальция или натрия и гипохлоритами, получеными путем электролиза непосредственно на станции в специальных электролизерах, озоном, ультрафиолетовыми лучами.

Вода, используемая в промышленности, подвергается обработке для устранения из нее раствора и взвешенных примесей, а также агрессивных газов (Ог, СОг, HfeS), предупреждения отложений в теплосиловом оборудовании, ухудшающих теплообмен, и снижения интенсивности коррозии внутренних поверхностей. Снижение содержания в воде свободного диоксида углерода называемого декарбонизацией.

Для снабжения городов вода забирается из поверхностных или подземных источников и подвергается очистке, часть ее (около 20—40%) направляется на водоподготовку для питания теплосиловых объектов. ТЭС и АЭС с тепловыми сетями обеспечиваются водой обычно от специального комплекса сооружений, включающего очистку и подготовку воды. Жесткость воды нормируется для теплоэнергетического оборудования всех видов, некоторых производственных процессов и для хозяйствено-питьевого использования. Снижение ее обеспечивается умягчением, для чего применяются как ионообменные так и реагентные методы. Прозрачность, содержание соединений железа и марганца — нормируемые показатели для хозяйствено-питьевого водоснабжения и добавочной воды для всех парогенераторов, ядерных ректоров, испарителей и тепловых сетей; цветность — для тепловых сетей открытого типа с водозабором у потребителей; содержание кремния — для парогенераторов высокого, сверхвысокого и сверхкритичного давления .

Для удаления грубодисперсных и коллоидных веществ осуществляется осветление. Эффективность осветления контролируется содержанием взвешенных веществ. Очистка воды от них происходит в отстойниках или специальных осветлителях (осадок в них поддерживается во взвешенном состоянии потоком поступающей снизу вверх воды), в напорных или открытых фильтрах и контактных осветлителях с загрузкой из зернистых материалов, а также во флотаторах, гидроциклонах и фильтрах намывных (напорных), которые позволяют добиться более глубокой очистки от взвешенных веществ.

Для устранения цветности воды, если она обусловлена гуминовыми соединениями, применяют коагуляцию солями алюминия (при рН около 5) или озонирование. Если причина цветности воды — соединения трехвалентного Fe, то ее устраняют при обезжелезивании.

Одна из основных задач при эксплуатации систем охлаждающей воды — предотвращение образования карбонатных отложений в теплообменных аппаратах и парогенераторах, которое вызывается распадом бикарбоната кальция и увеличением концентрации карбоната кальция, а также гидроксида магния. Одной из причин, вызывающих распад бикарбоната кальция, является недостаток растворенного в воде диоксида углерода. Чтобы предотвратить распад бикарбоната кальция, в воде поддерживают необходимую концентрацию растворенного диоксида углерода, т.е. равновесную концентрацию. На ТЭС недостаток диоксида углерода в охлаждающей воде восполняют обработкой ее дымовыми газами. Введение в воду диоксида углерода называется рекарбонизацией. Наряду с умягчением рекарбонизация служит для предотвращения образования карбонатных отложений.

Расход воды на собственные нужды станций очистки воды (промывные воды фильтров, воды от обезвоживания осадков сточных вод и т.д.) составляет 10—14% ее пропускной способности, станций умягчения — 20—30%. При повторном использовании воды расход сточной воды сокращается до 3—4 %.

eco.bobrodobro.ru

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Для обеспечения требуемого качества воды обычно применяют несколько способов ее очистки, а в некоторых случаях применяют несколько ступеней одного и того же способа очистки. Таким образом, в процессе очистки вода должна пройти ряд очистных сооружений, в которых осуществляются принятые способы очистки. Намечаемая совокупность способов очистки (или сооружений) составляет технологическую схему очистки воды.

Иногда требуемое качество воды может быть достигнуто при применении различных технологических схем очистки воды. В этих случаях схему выбирают на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Рассмотрим наиболее распространенные технологические схемы очистки речной воды, предназначенной для хозяйственно-питьевых целей.

На рис. 1 показана схема глубокого осветления, обесцвечивания и обеззараживания воды путем коагулирования и последовательного осветления воды в отстойниках и на фильтрах. Природная вода насосами I подъема подается в смеситель, куда одновременно подаются химические соединения, называемые реагентами, приготовленные в реагентном цехе. После смешения с агентами вода поступаете камеру хлопьеобразования (камеру реакции), где происходит физико-химический процесс агломерации взвешенных и коллоидальных частиц в крупные хлопья. Затем вода поступает в отстойники, в которых движется с малой скоростью. При этом основная масса образовавшихся хлопьев отделяется от обрабатываемой воды и выпадает в осадок (на дно отстойников). Из отстойников воду подают на фильтры для глубокого осветления путем пропуска ее через толщу песчаной загрузки. В процессе очистки в толще фильтров накапливаются загрязнения. Для их удаления фильтры выключают из работы, промывают и затем вновь включают в работу. Осветленную воду собирают в резервуарах чистой воды. Поскольку воду предназначают для хозяйственно-питьевых целей, то перед подачей в резервуары чистой воды ее подвергают обеззараживанию. Обеззараживание завершается в резервуарах чистой воды, где обеспечивается необходимый контакт воды с дезинфекторами (хлором и др.). Потребителям воду подают насосами II подъема.

схема глубокого осветления

Рисунок 1. Схема осветления, обесцвечивания и обеззараживания воды с применением отстойников и фильтров: 1 — насосы I подъема; 2 — реагентный цех; 3 — смеситель; 4 — камера хлопьеобразования; 5 — отстойники; 6 — фильтры; 7 — резервуары чистой воды; 8 — насосы II подъема

На рис. 2 также показана схема глубокого осветления, обесцвечивания и обеззараживания воды. Отличие ее от ранее описанной схемы состоит в том, что в ней отстойники заменены осветлителями, при применении которых отпадает необходимость в устройстве камеры хлопьеобразования, так как процесс коагуляции взвесей и осветления воды происходит во взвешенном слое осадка.

схема глубокого осветления

Рисунок 2. Схема осветления, обесцвечивания и обеззараживания воды с применением осветлителей и фильтров: 1 — насосы I подъема; 2 — реагентный цех; 3 — смеситель; 4 — осветлитель со взвешенным осадком; 5 — резервуары чистой воды; 7 — насосы II подъема

Технологическая схема, представленная на рис. 3, имеет лишь одно сооружение для осветления воды — контактные осветлители (песчаные фильтры с движением воды снизу вверх). В них коагуляция взвесей и осветление воды происходит одновременно. Укрупнение частиц в хлопья происходит не в свободном объеме, а на поверхности зерен фильтрующего материала, под действием сил прилипания (контактная коагуляция). Общий объем очистных сооружений по этой схеме значительно меньше, чем по предыдущим. Эту схему можно применять при малом содержании в воде взвешенных веществ-до 150-200 мг/л.

Технологическая схема

Рисунок 3. Схема осветления, обесцвечивания и обеззараживания воды с применением контактных осветлителей: 1 — насосы 1 подъема: 2 — реагентный цех; 3 — смеситель; 4 — контактный осветлитель; 5 — резервуар чистой воды; 6 — насосы II подъема

По рассмотренным технологическим схемам обесцвечивание воды происходит в результате сорбции коллоидных гумусовых веществ, обусловливающих цветность воды.

Видоизменения технологических схем в случае использования иных методов очистки воды будут рассмотрены при описании отдельных методов очистки воды и применяемых для этого сооружений.

Как правило, на очистных станциях применяют не менее двух сооружений каждого типа. Этим обеспечивают непрерывность работы очистных станций при авариях и отключениях отдельных сооружений определенного типа для эксплуатационных целей.

Взаимное высотное расположение сооружений предусматривают с таким расчетом, чтобы движение воды от сооружения к сооружению было самотечным (без дополнительной перекачки воды). Схемы, представленные на рис. 1 и 2, составлены с учетом этого требования.

Расчет отметок уровней воды в сооружениях начинают с резервуаров чистой воды. Их проектируют заглубленными в землю, принимая отметку уровня воды в них на 0,5 м выше отметки поверхности земли. Разность отметок уровней воды в двух расположенных рядом сооружениях должна быть равна потерям напора при движении воды между сооружениями по трубопроводам и лоткам, а также в самих сооружениях. В схемах с фильтрами (см. рис. 1 и 2) наибольший перепад наблюдается между уровнями воды в фильтре и в резервуаре чистой воды. Это объясняется значительными потерями напора при движении воды через песчаную загрузку фильтров. В схеме с контактным осветлителем (см. рис. 3) наибольший перепад наблюдается между уровнями воды в смесителе и в контактном осветлителе. Это объясняется тем, что именно при движении между этими уровнями вода преодолевает сопротивление загрузки контактного осветлителя.

Общие потери напора по технологической схеме обычно составляют 3,5-6 м, В связи с этим очистные станции целесообразно располагать на местности с такими же перепадами в отметках земли. Плоская местность для их размещения менее пригодна.

www.baurum.ru

Для очистки природной воды наибольшее применение получили следующие схемы осветления и обесцвечивания воды [ 1, 2 ]:

схема очистки с применением отстойников и фильтров;

схема очистки с применением осветлителей со взвешенным осадком.

Схема очистки воды с применением отстойников и фильтров.Известна с давних времен и считается классической. На рис. 40 показана схема очистки воды с применением отстойников и фильтров.

От насосов I-го подъема обрабатываемая вода поступает в смеситель, сюда же из реагентного цеха поступают реагенты (коагулянт и др.).

После перемешивания в смесителе реагентов с водой она поступает в камеру хлопьеобразования. Здесь происходит агломерация (слипание) коллоидных и взвешенных частиц в крупные быстроосаждающиеся хлопья. Из камеры хлопьеобразования вода переходит в отстойник, где осаждается основная масса хлопьев.

После отстойника вода поступает на фильтр, в котором задерживаются частицы взвеси, не успевшие осесть в отстойнике.

Осветленная вода для обеззараживания хлорируется и отводится в резервуар чистой воды, одновременно выполняющего функцию контактного резервуара, откуда насосом П-го подъема перекачивается в разводящую сеть потребителю.

Схема очистки воды

Рис. 40. Схема очистки воды с применением отстойников и фильтров:

1 – насосы I-го подъема; 2 – реагентный цех; 3 – смеситель; 4 – камера хлопьеобразования;

5 – отстойник; 6 – фильтр; 7 – резервуар чистой воды; 8 – насосы II-го подъема.

Отличительной особенностью этой схемы является использование отстойников с камерами хлопьеобразования, применение которых позволяет очищать воду любой мутности и цветности.

Недостатком предложенной схемы являются относительно большие размеры и стоимость сооружений (отстойников и камер хлопьеобразования) из-за малых скоростей движения воды в них, что обусловлено технологией их работы. Движение воды по сооружениям происходит самотеком.

Схема очистки воды с применением осветлителей со взвешенным осадком и фильтров.Представлена на рис. 41 и работает следующим образом.

Насосами I-го подъема вода подается в смеситель, где перемешивается с реагентами, поступающими из реагентного цеха.

Затем вода проходит через осветлитель и фильтр, освобождаясь от взвешенных и коллоидных частиц.

Очищенная вода хлорируется и собирается в резервуар чистой воды, одновременно выполняющего функцию контактного резервуара, откуда насосом П-го подъема подается потребителю.

Схема очистки воды

Рис. 41. Схема очистки воды с применением осветлителей со взвешенным осадком и фильтров:

1 – насосы I-го подъема; 2 – реагентный цех; 3 – смеситель; 4 – осветлитель со взвешенным осадком; 5 — фильтр; 6 – резервуар чистой воды; 7 – насосы II-го подъема.

В осветлителях благодаря хорошему перемешиванию поступающей воды и контакту с ранее образовавшимися хлопьями осадка, процесс коагуляции протекает быстрее и эффективнее. Образующиеся хлопья взвеси в осветлителе более тяжелые и осаждаются быстрее, чем в отстойниках. Поэтому объем осветлителей со взвешенным осадком значительно меньше, чем объем отстойников с камерами хлопьеобразования.

studopedia.ru

Современная водопроводная вода является средой, в которой содержатся не только растворенные минеральные вещества и вредные неорганические примеси, но и болезнетворные микроорганизмы, являющиеся причиной вспышек инфекционных заболеваний. Чтобы предотвратить отравления и распространение инфекционных болезней, имеющих водный путь передачи, в быту и в промышленных условиях используются фильтрующие установки, которые, несмотря на возлагаемые на них надежды, не всегда справляются с поставленной задачей максимально эффективно. В связи с этим, возникла необходимость изобретения специализированных фильтрующих установок, которые могли бы использоваться для эффективного удаления вредных примесей из воды, с чем ученые справились весьма успешно, разработав проект системы очистки воды с обратным осмосом. В связи с тем, что очистка воды методом обратного осмоса является наиболее перспективным и надежным способом подготовки питьевой воды, в настоящей статье мы рассмотрим основные эксплуатационные характеристики подобных систем и подробную методику их установки.

Содержание

  1. Осмос и обратный осмос: краткая характеристика понятий
  2. Очистка воды обратным осмосом:  принцип функционирования мембранных систем
  3. Строение фильтрационной мембраны и ее функции
  4. Основные комплектующие обратноосмотических установок
  5. Процесс очистки воды методом обратного осмоса
  6. Преимущества фильтров обратного осмоса
  7. Системы обратного осмоса своими руками: рекомендации специалистов
  8. Как установить систему обратного осмоса? Основные положения
  9. Как продлить эксплуатационный срок системы? Замена картриджей

 

Осмос и обратный осмос: краткая характеристика понятий

Осмос – явление, лежащее в основе обмена веществ всех живых организмов и подразумевающее поступление питательных веществ в клетку, и выведение из нее метаболитов. Реализация этих процессов осуществляется через полупроницаемую мембрану, пропускающие молекулы одних веществ и препятствующие прохождению других.  Если по разные стороны полупроницаемой мембраны, которая способна пропускать только молекулы воды, находятся солевые растворы с различной концентрацией, закономерно ожидать выравнивания концентрации, которое приведет к перемещению молекул воды из  менее концентрированного раствора  в сторону раствора с большей концентрацией. Движущей силой в данном случае является осмотическое давление.

Схема очистки воды

Обратный осмос – понятие, имеющее место в том случае, когда на раствор с большей концентрацией воздействуют внешним давлением, величина которого превышает осмотическое. В этом случае происходит перемещение молекул воды в обратном направлении, то есть от более концентрированного раствора в сторону раствора с меньшей концентрацией. Таким образом, избыточное давление, величина которого превышает величину осмотического, «заставляет» молекулы воды диффундировать через мембрану в обратном направлении, противоположном прямому осмосу.

Схема очистки воды

Очистка воды обратным осмосом:  принцип функционирования мембранных систем

Способ очистки воды, в основе которого лежит процесс обратного осмоса, применяется с начала 60-х годов прошлого столетия в качестве основной методики опреснения морской воды. На сегодняшний день с использованием подобных установок в сутки производится сотни тысяч тонн бутилированной питьевой воды, эффективность очистки которой не подвергается сомнению. Вкратце фильтры обратного осмоса можно охарактеризовать следующим образом: они представляют собой устройства, в основе которых используется инновационная технология очистки воды. Если не вдаваться в подробности и отбросить все технологические нюансы, то фильтрация воды в них осуществляется благодаря наличию специальной мембраны, предназначенной для удаления примесей, находящихся в воде в растворенном состоянии. Используя технологию очистки воды обратным осмосом, вы сможете произвести очистку воды от частиц, размеры которых не превышают 0,001-0,0001 мкм. В указанный диапазон входит большинство примесей, которые можно встретить в воде: соли жесткости, красители, малые молекулы, ионы натрия, сульфаты и нитраты. Если перед непосредственным применением установок обратного осмоса использовать дополнительные ступени очистки, такие как микро-, ультра- и нанофильтрация, а также механическая очистка, эффективность очистки с помощью обратноосмотических установок в разы повысится.

Обратный осмос фото

Схема очистки воды

В основе работы систем обратного осмоса лежат баромембранные технологии, в соответствии с которыми движущей силой процесса является разница давлений, создаваемая по обе стороны полупроницаемой мембраны. Она изготавливается из пористых материалов, таких как полиамидные или ацетат целлюлозные пленки, а также полые волокна. С точки зрения конструктивных особенностей, различают два типа фильтрующих элементов:

  • Половолоконные;
  • Рулонные.

Важно! В системах водоподготовки наиболее распространенными являются обратноосмотические элементы рулонного типа, состоящие из двух полупроницаемых мембран и слоя гибких элементов ленточного типа, которые навиваются на центральную перфорированную водосборную трубку. Исходная вода, подвергаемая очистке, поступает в рулонный модуль и за счет особенностей его строения она разделяется на два потока:

  • Пермеат — очищенная и обессоленная вода, прошедшая сквозь мембрану;
  • Концентрат – вода, характеризующаяся высоким содержанием примесей, не прошедших через мембранные поры.

Схема очистки воды

Строение фильтрационной мембраны и ее функции

Фильтрационная мембрана представляет собой композитный полимер, характеризующийся неравномерной плотностью и состоящий из двух слоев, которые неразрывно соединены между собой. Толщина наружного слоя составляет 0,00001 дюйма. Он выполняет барьерную функцию и лежит на менее плотном слое толщиной 0,005 дюймов. Мембрана обратного осмоса является фильтрующим элементом, отвечающим всем требованиям, в связи с этим, теоретически, в воде, пропущенной через мембрану, независимо от исходной концентрации минеральных веществ в воде, не должно присутствовать примесей вообще. Фактически, в воде, пропущенной через фильтр, присутствует незначительное количество минеральных примесей в концентрации 6-7 мг/л, что также соответствует санитарным требованиям, предъявляемым к питьевой воде.

Схема очистки воды

Основная функция фильтрующей мембраны, как видно из названия – фильтрация, которая осуществляется через поры материала. В воде, прошедшей через фильтровальную мембрану, содержаться низкомолекулярные соединения и ионы, меньшие по размерам, чем молекулы воды. Остальные примеси, присутствующие в воде, такие как вирусы, отдельные молекулы, а также растворенные соли и ионы металлов задерживаются.

В процессе функционирования обратноосмотической установки поверхность и поры полупроницаемой мембраны постепенно загрязняются, что отрицательно сказывается на производительности установки. Для восстановления первоначальных эксплуатационных характеристик устройства необходимо произвести промывку аппарата, также называемую циклом регенерации. Наиболее распространенным способом очистки поверхности мембраны является обратная промывка потоком воды или продувка сжатым воздухом.

Важно! Для увеличения временного интервала между прочистками устройства специалисты рекомендуют добавлять в поток сточной воды химические реагенты, предотвращающие образование осадка. Наиболее часто используемыми реагентами является серная кислота и/или ингибитор, которые добавляются в воду после ее прохождения через блок предварительной очистки.

Схема очистки воды

Основные комплектующие обратноосмотических установок

Состав установок очистки воды обратного осмоса достаточно вариабелен и зависит от состава воды, подвергаемой очистке, и условий, в которых осуществляется данный процесс. Однако существует стандартная базовая комплектация, включающая следующие функциональные элементы:

  • Фильтр предварительной очистки, предназначенный для предварительной подготовки воды, в процессе которой удаляются твердые частицы размером до 5 мкм;
  • Фильтрующий блок, предназначенный для монтажа мембранных модулей, которые принимают непосредственное участие в фильтрации воды;
  • Насосное оборудование, иными словами насос для обратного осмоса, создающий необходимую разницу давления, обеспечивающую обратный ток жидкости;
  • Обвязка установки;
  • Регулирующие и контрольно-измерительные инструменты, обеспечивающие контроль и автоматическое управление обратноосмотической установкой;
  • Промывной блок, предназначенный для того, чтобы в нужный момент обеспечить промывку мембранной поверхности с целью повышения производительности установки.

Схема очистки воды

Дополнительные картриджи, выполняющие второстепенные функции и устанавливаемые в систему для улучшения качественных характеристик воды:

  • Минерализатор, благодаря использованию которого вода, подвергаемая очистке, насыщается минералами и солями, необходимыми для поддержания нормального солевого баланса в организме. Кроме того, вода, прошедшая через фильтры для очистки воды обратного осмоса, характеризуется более высоким уровнем pH;
  • Ионизатор, предназначенный для ионизации воды и удаления негативных ионов. Вода, прошедшая через фильтры с ионизаторами, характеризуется более легким усвоением в организме человека, способствует наиболее оптимальной регуляции уровня pH, а также удалению токсинов из организма;
  • Биокерамический картридж, восстанавливающий природную структуру воды. Употребление воды, прошедшей через обратноосмотическую установку с биокерамическим картриджем, способствует очищению организма, выведению токсинов и замедляет окисление свободных радикалов;
  • Умягчающий картридж, установив который, вы получите воду, очищенную от ионов кальция, отвечающего за жесткость воды.

Схема очистки воды

Схема очистки воды

Важно! Если вы пользуетесь обратноосмотической установкой с дополнительным картриджем, необходимо позаботиться о том, чтобы в ней был установлен сдвоенный кран, предназначенный для воды, прошедшей дополнительную очистку, и воды, прошедшей только через фильтр обратного осмоса.

Процесс очистки воды методом обратного осмоса

Классическая схема очистки воды с использованием обратноосмотической установки является пятиступенчатой, и включает в себя последовательность этапов, соблюдение которой признано основным залогом эффективной очистки воды. Принцип работы современных обратноосмотических установок основан на прохождении воды, прошедшей предварительную механическую очистку, через полупроницаемую мембрану, характеризующуюся наличием микроскопических пор, задерживающих загрязнения, которые впоследствии смываются потоком воды в канализационную систему. Предварительная механическая очистка является первой и необходимой ступенью очистки воды, так как наиболее крупные частицы, попадая в поры фильтрационной мембраны, могут забить их, что снизит эксплуатационные характеристики обратноосмотической установки, или вовсе выведет ее из строя.

Схема очистки воды

Ступень предварительной очистки подразумевает прохождение воды через фильтр, включающий в себя систему картриджей, и состоит из нескольких этапов, которые будут перечислены ниже:

  • Фильтр грубой очистки, задерживающий механические частицы крупных размеров (песок и ржавчину);
  • Угольный блок, предназначенный для очистки воды от нефтепродуктов, фенолов, хлора и тяжелых металлов;
  • Фильтр тонкой очистки – этап, в процессе которого происходит завершающая доочистка воды, подразумевающая удаление частиц размером меньше 1 микрона.

Схема очистки воды

  • На четвертой стадии очистки вода непосредственно проходит через обратноосмотическую мембрану. На данном этапе происходит фильтрация воды через поры мембраны, размер которых способствует удалению из воды бактерий и других «мелкокалиберных» примесей;
  • После того, как произошла фильтрация воды через поры обратноосмотической мембраны, она накапливается в герметичной емкости, изготовленной из металла или пластика, разделенной  резиновой мембраной. С одной стороны от мембраны происходит закачивание воздуха в емкость, с другой стороны поступает вода.
  • После открытия крана происходит выталкивание воды из бака, после чего она проходит через пятую ступень очистки – угольный фильтр. Пройдя пятиступенчатую очистку, вода становится полностью готовой к употреблению, отличается приятным вкусом и запахом.

Схема очистки воды

Важно! Единственный недостаток обратноосмотических установок – длительность очистки, обусловленная их невысокой производительностью.

Преимущества фильтров обратного осмоса

  • Наиболее высокий уровень очистки воды по сравнению с другими фильтрационными установками;
  • Отсутствие необходимости использования дополнительных реагентов в процессе эксплуатации обратноосмотических установок;
  • Обратноосмотические установки характеризуются компактной схемой размещения оборудования, входящего в их комплект;
  • В продаже можно найти множество моделей фильтров обратного осмоса, характеризующихся различной производительностью и широким набором эксплуатационных характеристик, что позволяет их использовать как в бытовых, так и в коммерческих целях;
  • Легкость использования и нетребовательность в процессе эксплуатации;
  • Автоматизированная работа установки – еще одно преимущество фильтров обратного осмоса;
  • Конструктивные особенности подобных установок также находятся на высшем уровне. Их отличительной особенностью является модульная система, благодаря которой вы получаете возможность увеличить производительность установки со стандартной комплектацией за счет встраивания дополнительных фильтрующих картриджей;
  • Трубопроводная обвязка и арматура обратноосмотических установок изготавливается из материалов, устойчивых к коррозии, что также положительно сказывается на их эксплуатационных характеристиках.

Схема очистки воды

Системы обратного осмоса своими руками: рекомендации специалистов

  • Прежде чем перейти к закупке всех составляющих элементов для монтажа обратноосотической установки, необходимо определить давление воды в трубе. Если оно не превышает 2,5 бара, необходимо приобрести насос, повышающий давление.
  • Помимо этого, важно рассчитать количество воды, которое потребуется вам в сутки. Необходимо помнить, что производительность мембраны, которая может очистить от 50 до 100 галлонов  воды в сутки, определяет производительность всей системы.
  • Для оптимального подбора всех фильтров и дополнительно встраиваемых картриджей, рекомендуется произвести предварительный анализ воды, а именно ее минерального состава. Стандартная обратноосмотическая установка включает в себя три фильтра предварительной очистки, однако, в случае высокого качества воды и ее оптимальных органолептических характеристик, их количество может быть уменьшено до двух.
  • Помимо вышеперечисленных элементов, необходимо приобрести ограничитель потока воды, представляющий собой трубку с калиброванным отверстием и пластиковой вставкой, которая предназначена для выброса потока воды в канализационную систему.

Схема очистки воды

Чтобы правильно подобрать ограничитель потока, необходимо учитывать производительность мембраны:

  • Для мембраны, которая может очистить 50 галлонов воды, потребуется ограничитель потока 300;
  • Для мембраны, очищающей 75 галлонов воды – ограничитель потока 450;
  • Для мембраны, очищающей 100 галлонов воды – ограничитель потока 550.
  • Для увеличения производительности системы перед фильтром предварительной очистки рекомендуется установить редуктор.
  • В процессе установки фильтров обратного осмоса все компоненты системы необходимо соединять с помощью пластиковых трубок в правильной последовательности, а для герметизации соединений использовать ФУМ-ленту и паклю с герметиком.

Схема очистки воды

В процессе сборки обратноосмотических установок вам потребуется следующие материалы:

Мембрана и корпус для нее;

Система фильтров: механические фильтры, угольный фильтр, а также дополнительные фильтры;

  • Накопительный бак;
  • Насос для обратного осмоса;
  • Ограничитель потока;
  • Манометр для измерения водного давления;
  • Счетчик холодной воды;
  • Редуктор;
  • Кран;
  • Доска для крепления фильтров;
  • Два метра трубы небольшого диаметра;
  • Дренажный хомут на шланг в канализацию;
  • ФУМ-лента и пакля.

Схема очистки воды

Как установить систему обратного осмоса? Основные положения

  • Связи с тем, что существует несколько способов установки фильтров обратного осмоса, в первую очередь, из всех существующих вариантов необходимо выбрать наиболее подходящий для эксплуатации в домашних условиях. Наиболее распространенным вариантом является установка и подключение обратного осмоса под раковиной.
  • Монтаж системы может осуществляться как вертикально, так и горизонтально. Если при размещении накопительного бака вам пришлось столкнуться с нехваткой места под раковиной, его можно расположить в кухонном шкафу или в положении на боку, что никак не отразится на функционировании установки.
  • Кроме того, конечный выход воды необходимо подключить  к отдельному крану, который необходимо установить в непосредственной близости к раковине или подключить к какому-то устройству, например, к кофеварке.

Схема очистки воды

Важно! Фильтры со встроенной мембраной и дополнительными картриджами необходимо  располагать таким образом, чтобы в процессе эксплуатации к ним был обеспечен удобный доступ для замены картриджей.

  • Чтобы обеспечить выведение воды в систему обратного осмоса, в трубу с холодной водой необходимо врезать тройник.

Схема очистки воды

Важно! В случае возникновения необходимости в установке подкачивающей помпы, ее необходимо размещать таким образом, чтобы она располагалась перед обратноосмотической полупроницаемой мембраной, но после фильтров предварительной очистки. Подобное размещение мембраны продлевает эксплуатационный срок насоса, так как он не засоряется водопроводной грязью.

  • В связи с тем питание помпы осуществляется от электросети, во избежание протечек и дальнейшего замыкания необходимо тщательно загерметизировать все стыки.
  • Кроме того, необходимо позаботиться об установке перепускного четырехвходового клапана, предназначенного для перекрытия подачи воды в случае переполнения накопительного бака. На один вход клапана осуществляется подача воды, прошедшей через механический фильтр, с другого – осуществляется подача воды на обратноосмотическую мембрану.
  • Подключение остальных разъемов осуществляется в разрыв между накопительным баком и мембраной. В случае монтажа системы, в которой отсутствует накопительный бак, оба разъема направлены в канализационную систему.
  • Чтобы осуществить установку крана питьевой воды на раковину, необходимо подготовить фиксаторы труб и крепежные гайки. Если соответствующее отверстие под кран отсутствует, его необходимо вырезать, используя дрель и сверло с алмазным напылением.

Схема очистки воды

Важно! Устанавливая фильтр, необходимо осуществить монтаж хомута на сточную трубу, который должен располагаться выше гидравлического затвора.

  • После того, как вы завершили установку, осуществите промывку системы, спустив некоторое количество отфильтрованной воды. Чтобы произвести данную манипуляцию, необходимо закрыть вентиль в бак, и некоторые время держать кран открытым. Выполнив это условие, закройте кран и откройте бак. После того, как он заполнится, всю воду необходимо спустить в канализацию. Если вы осуществите все вышеперечисленные рекомендации, можете быть уверены в надлежащем качестве воды, прошедшей фильтрацию.

Схема очистки воды

Как продлить эксплуатационный срок системы? Замена картриджей

  • В процессе очистки воды в домашних условиях важно поддерживать надлежащее состояние обратноосмотических установок, вовремя производя замену расходных материалов.
  • С учетом количества очищенной воды, количество которой можно отследить по показаниям счетчика, замену механических и угольных фильтров необходимо осуществлять не реже одного раза в 3-6 месяцев;
  • Срок службы обратноосмотической мембраны также вариабелен и, завися от количества, температуры и качества воды, колеблется от 1 до 5 лет.

Схема очистки воды

О необходимости замены мембраны можно судить по следующим сигналам:

  • Снижение давления в системе;
  • Ухудшение качественных характеристик воды, прошедшей фильтрацию;
  • Появление осадка в мембране.

Важно! Если система очистки не эксплуатировалась в течение недели, мембрана подлежит обязательной дезинфекции.

strport.ru


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.