С тем фактом, что воду для приготовления пищи и питья необходимо на сегодняшний день обязательно очищать, мы смирились. Какие же способы очистки жидкостей бывают и какие из них доступны нам в быту?

Самой дешевой системой фильтрации, использующейся, кстати, на городских станциях водной очистки, является механическая. Вода из открытых водоемов забирается в резервуары через фильтры-”сито”, наполненные минеральными или полимерными гранулами. Размер этих гранул может достигать 1 мм, а значит, все более крупные частицы, находящиеся в воде, будут таким фильтром задержаны. Естественно, все растворенные соли и металлы пойдут дальше в наши водопроводные краны. Утешает только то, что методом хлорирования в такой воде нейтрализуется большинство вредных микроорганизмов. Но и радости это особой тоже не приносит — хлор также опасен для человека, если его не удалить предварительно, дав несколько часов воде из-под крана отстояться в открытом ведре. Хлор при этом частично испарится, ощутимо снизив свою концентрацию в набранной жидкости.

Очистка “через ладошки”

Механический способ очистки, как и метод отстаивания жидкости является малоэффективным и спасает только от крупных взвесей и песка. Для более результативной очистки воды из городского водопровода в бытовых условиях можно применить метод замораживания жидкости. Поставив сосуд с водой в морозильную камеру, необходимо дождаться появления первого льда на поверхности. Этот лед будет образован самой “грязной” водой — примеси тяжелых металлов будут являться центрами кристаллообразования льда, поднимающегося затем на поверхность. Первый образовавшийся таким образом лед надлежит удалить. Оставшаяся вода будет опресняться последующим замерзанием — появившийся новый ледок будет состоять из чистой вкусной полезной воды. Такой метод очистки требует затрат времени и контроля за процессом, при этом не удастся точно гарантировать нужную степень чистоты получаемого льда. Для избежания вредящего очистке подмораживания дна сосуда, рекомендуется ставить емкость на лист картона.

Кипятите? Тогда мы идем к вам!

Достаточно дорогим и длительным по времени способом очистки воды является дистилляция — процесс выпаривания жидкости с последующей ее конденсацией. Способ позволяет достаточно эффективно избавится от солей и соединений тяжелых металлов, но требует последующей прогонки полученной воды через активированный уголь для очистки ее от летучей органики, также выпаривающейся с поверхности и попадающей в очищенную жидкость.

Ионы-катионы

Одним из составляющих комплексного подхода по очистке вод является метод ионного обмена, при котором в воду погружается стержень активного соединения, поглощающий вредные катионы тяжелых металлов. Такие сорбенты способны смягчать жесткую воду, заменяя соли кальция и магния на соли натрия. При этом химический процесс представляет из себя процедуру поглощения ионов вредных веществ и отдачу вместо них в жидкость ионов безвредных веществ. Такие сорбенты называются ионитами, они постепенно расходуют заряд своих ионов, насыщаясь поглощаемыми из воды примесями. Их обменная емкость через время подлежит восстановлению в специальных установках. Способ достаточно эффективен, когда работает совместно с угольными сорбентами.

Электрический стул

Достаточно распространена на постсоветском пространстве электрохимическая очистка питьевой воды. Этот способ основан на окислительно-восстановительных реакциях, происходящих в обрабатываемой воде под воздействием сильного электрического тока. При этом погибают все микроорганизмы в жидкости. Вредные соединения металлов окисляются и выпадают в осадок, соли оседают на активных элементах конструкции фильтровальной емкости. Данный способ достаточно дешев и высокопроизводителен. Серьезным его недостатком, однако, является возможность образования в воде новых вредных соединений и распад естественно-полезных химических элементов, необходимых человеческому организму для нормальной жизнедеятельности.

Через марлечку, да с лимончиком

Самыми же распространенными и предлагаемыми для потребителей способами очистки бытовой воды из-под крана являются системы обратного осмоса и системы на сорбционных элементах.

Примерами сорбционных систем являются широко распространенные в продаже пластиковые кувшины с фильтрами. Сменный фильтрующий элемент представляет собой картридж с несколькими секциями внутри. Секция первичной очистки заполняется угольными гранулами, способными задерживать примеси размерами до полмикрона. Следующая секция содержит активированный уголь, убирающий не только еще более мелкие примеси и микроорганизмы, но и соединения хлора. При этом фильтр способен убирать запахи и улучшать цветность жидкости. Однако способ не всегда позволяет избавиться от солей тяжелых металлов и радиоактивных элементов, не производит смягчения воды. Срок службы картриджа зависит от степени загрязненности воды из-под крана и через какое-то время способен уже сам пачкать очищенную воду.

Живая вода — мертвая вода

Наиболее эффективных способом получения чистой воды является метод обратного осмоса. Принцип его действия основывается на продавливании жидкости через систему очень малых отверстий, диаметр которых сопоставим с размерами молекул воды. Естественно, пройти через такие мембранные сита не под силам кристаллам солей и металлических соединений. Мелкие же биологические примеси удаляются сеткой с активированным углем. Подобная цепь фильтрующих элементов создает значительное сопротивление потоку воды, поэтому требует для своей работы достаточного давления в подающей магистрали. Если водопроводного давления в кране у вас не хватает, то для таких систем водной очистки придется ставить дополнительный электронасос.

Системы осмоса дают самую чистую воду из всех доступных на бытовом уровне. Однако, производительность способа невысока — до 25 литров в сутки очищенной воды, которая постепенно накапливается в специальном баке. Хотя данного объема вполне хватает для приготовления пищи и питья, нужно учесть, что это всего 25-30% прошедшей через осмос воды — остальные 70 литров оплаченной по счетчику жидкости, попавшей в вашу квартиру, будет отправлено фильтром в канализацию! Однако не это расстроит вас больше всего. Вода после систем обратного осмоса настолько “чиста”, что не содержит в себе никаких нужных организму минеральных соединений и солей, и способна даже вымывать их из нашего тела. Поэтому для сохранения своего здоровья полученную воду некоторые пользователи системы осмоса самостоятельно обрабатывают купленными в аптеках активаторами воды на основе кремния или минерализуют искусственными порошками “Боржоми”.

Cлайд 1

Cлайд 2

Отстаивание Порядок проведения: Налил в одну некоторое количество водопроводной воды. Накрыв тканью во избежание попадания в воду посторонних примесей. По истечение некоторого времени, что зависит от объема воды, выпадение осадка на дне: в бокалах через 20 мин, в больших ёмкостях через 2-3 часа. Выпадения осадка различно по насыщенности цвета и по количеству. После отстаивания аккуратно слил чистую воду в другие ёмкости, отставив 1/3 часть как непригодную к употреблению. Вывод: Процедура отстаивания долговременная, чтобы избавиться от осадка необходимо слить её вместе с 1/3 воды. Этим способом можно избавиться только от механических примесей. После отстаивания воду нужно кипятить.(Часть 2)

Cлайд 3

Кипячение Порядок проведения: Наливаю воду из крана на вид совершено прозрачную. Кипячу воду. При нагревание вода меняет цвет на жёлтый (выпадение солей железа). С повышением температуры вода приобретает рыжий оттенок. После кипячения воды продолжительностью не менее 5 минут провожу отстаивание. Процесс отстаивания проходит значительно быстрее. Переливаю воду исключая выпавший осадок. Вывод: Кипячение лишь частично решает проблему очистки воды. Происходит испарение вод. Концентрация солей увеличивается, они отлагаются на стенках виде накипи. Данный процесс требует дополнительных финансовых затрат (оплата затраченной электроэнергии или газа) требуется отслеживание времени кипения воды. (Часть 3)

Cлайд 4

Фильтрование Порядок проведения: Беру воронко образный сетчатый фильтр и пропуская через него водопроводную воду. Наблюдая осевшие на стенках фильтра мелкие механические частицы. Сквозь фильтр проходит чистая вода. Вывод: Достоинством этого метода является малая финансовая затратность. Вода достаточно на вид чистая, без примесей механических частиц. Процесс нетрудоёмкий, но требует времени. (Часть 4)

Cлайд 5

Адсорбция Порядок проведения: Из имеющихся в обиходе предметов выбрал ёмкость для пищевых целей(пластиковую бутылку и отрезал дно). Подготовил мелкий гравий песок, древесный уголь, два куска ткани для прослойки. Заполним ими бутылку. Налил воду, через 20 минут получил около 0,50 литра воды немного серого цвета. Процесс повторяю. Провожу отстаивание. Серое «пылевое» облако через 15 минут оседает на дно. Вода становится прозрачной. Сливаю. Вывод: Способ эффективен при любых загрязнениях воды, в том числе если в воде есть растворённые газы. Уголь адсорбирует эти газы и задерживает мелкие частицы примесей. Данный способ применим даже в полевых условиях (для очистки болотной воды) (Часть 5)

Cлайд 6

Дистилляция Порядок проведения: Находим все необходимые предметы для проведения эксперимента (стеклянную банку, емкость для сбора конденсата, чайник, подставка для посуды). Готовлю прибор для дистилляции. Заполняю чайник водопроводной водой, под крышку помещаю фольгу для предотвращения прохождения пара через крышку. Кипячу. Носик чайника направлен в банку. Прозрачными каплями со стенок банки стекает конденсат. После 30 минут получаем 150 миллилитров дистиллированной воды. Вывод: Процесс занимает много времени, выход воды мал, большие затраты энергии. Но вода идеально чистая! (ПриложениеVI) Вывод: Процесс занимает много времени, выход воды мал, большие затраты энергии. Но вода идеально чистая!(часть 6)

Cлайд 7

Вымораживание Порядок проведения: В посуду, устойчивую к низким температурам наливаю водопроводную воду и ставлю в морозильную камеру. Через 1,5 часа достаю из посуды часть замерзшего льда и удаляю его. Оставшуюся часть воды снова помещаю в морозильную камеру. И достаю через 2-3 часа. Перевернув лед наблюдаю пространство, в заполненное незамёрзшей водой, её без сожаления выливаем (в ней находятся вредные примеси). Оставшийся лёд растапливаю, это и есть чистая вода. Вывод: Дополнительных расходов нет (холодильник всегда работает), вода очищена от вредных примесей, но механические частицы могут присутствовать в небольших количествах.(Часть7)

Сегодня поговорим о способах очистки воды в домашних условиях и выясним какую воду лучше пить, ведь только чистая вода, лишённая вредных примесей, может быть действительно полезной для человека. О том, как важна вода для здоровья, в каком количестве её нужно пить, мы говорили в статье .

К сожалению, состояние экологии на земле таково, что в природе почти не осталось абсолютно чистой воды, пригодной для питья. Наверное, самой чистой является вода в горных источниках, такой она дана самой природы без пагубного влияния человека. Но доступность её весьма ограничена.

Большинство населения страны использует воду из водопровода. Думаю, нет нужды говорить, что зачастую эта вода не есть идеальная и нуждается в дополнительной очистке. Конечно, на водозаборах питьевую воду очищают, обеззараживают от микроорганизмов, способных вызвать развитие кишечных инфекций и иных заболеваний. Однако сама система этой очистки далека от идеальной: в целях экономии используются химические реагенты типа хлора, который вреден для здоровья. Хлор разрушает микрофлору кишечника, оказывает вред на слизистую пищевода и желудка, вымывает кальций из костей, вызывает аллергию.

Может эти болезни меньшее зло, чем заболеть дизентерией или более страшными болезнями типа гепатита, брюшного тифа или холеры, но польза, вкус, а главное то замедленное вредное влияние этих примесей на наше здоровье заставляют задуматься. Факт состояния труб городских российских водопроводов повергает в дрожь: осевшая и накопившаяся грязь от самой воды плюс ржавчина от труб - по такому туннелю проходит предварительно очищенная вода до наших кранов.

Какая вода лучше для питья

И всё таки попытаем выяснить, что выбрать из всех зол городскому жителю.

Вода дистиллированная

Вода пропускается через специальную установку, там она полностью очищается от примесей, всех солей, но чистейшая Н2О не может быть рекомендована для питья в силу того, что она лишена микро и макроэлементов и полезных для организма солей. Так потребность в кальции восполняется на 30% водой.

Бутилированная вода

Такую воду производители бутилированной жидкости добывают из глубоких скважин, дополнительно очищают, добавляют необходимые минералы и продают нам. Вода в пластиковой емкости хранится не должна вообще и необходим контроль сроков её хранения, что не всегда соблюдается торговой сетью. В случае, если вода хранится в стеклянной таре - сомнений нет и такая вода может служить образцом чистоты и полезности. Этот способ практически не имеет нареканий и признан хорошим, но затратным и не везде есть возможность купить такую воду.

Хотя и здесь случаются нарушения и громкие разоблачения, так по результатам проверок оказалось, что больше половины популярных марок бутилированной питьевой воды содержат большое количество различных микроорганизмов, превышающих допустимые нормы в несколько раз. Поэтому санитарные врачи утверждают, что безопаснее для здоровья человека употреблять обычную водопроводную воду надлежащего качества.

Кипяченая вода

Самый старый, верный и доступный способ очистки – кипячение уже отстаявшейся несколько часов воды из крана. Всю микрофлору мы убиваем разом, важно воду не перекипятить, чтобы соли вредных тяжёлых металлов, если они есть в воде, не превратились в ещё более вредные соединения. Однако такая вода является мёртвой, поскольку нарушена её структура, необходимые организму микроэлементы выпали в осадок и пользы от неё практически нет. Есть опасность того, что хлор при кипячении превращается в ещё более вредное соединение хлороформ, являющийся канцерогеном. Потому важно воду не кипятить долго.

Системы и фильтры для очистки воды

Сегодня самыми признанными способами очистки воды являются бытовые фильтры.

Системы обратного осмоса

Самой совершенной и способной очистить воду до состояния кристально родниковой является система обратного осмоса, заключающая в себе технологию мембранной очистки. Вода проходит через многоступенчатую систему мембран и с каждым разом теряет свой состав минералов. На выходе имеем практически чистую Н2О или дистиллированную воду, которая не является самой полезной, а потому нуждается в минерализации. В этом и есть минус очистки. Кроме того система очень дорогая и нуждается в постоянной замене фильтров, потому пока не по карману большинству жителей нашей страны.

Фильтры-кувшины

Более доступны сегодня и практически в каждом доме стоят фильтры, удерживающие всевозможные вредные примеси, растворённые в воде. Фильтр-кувшин, способен задержать грязь, примеси, вывести хлор, но соли тяжёлых металлов останутся в воде.

Трёхступенчатая система очистки воды

Имеются стационарные фильтры, которые врезают в водопровод, он более просты и соответственно дешевле. Им по силам частично очистить воду, которая не требуют её дальнейшей минерализации.

Минусом этой системы является разве что дополнительная финансовая затратность на саму систему и периодическую замену картриджей.

От себя лично могу сказать, что в моём доме стоит одна из подобных бюджетных вариантов трёхкартриджных систем «Аквафор»: 1 этап - предварительная очистка, 2-ой - умягчение воды и 3-ий - глубокая сорбционная очистка. Претензий к системе нет, однако с умягчение нашей воды "Аквафор" не справляется. Поскольку вода при закипании в чайнике на его стенках образует тот самый осадок солей кальция в виде накипи, конечно меньше, чем было без фильтра.

Нетрадиционные способы очистки воды

Помимо основных перечисленных выше способов очистки воды в быту можно применять нетрадиционные методы:

• Очистка с помощью минералов: шунгита, кремния, горного кварца , которые своей поверхностью абсорбируют вредные примеси, бактерии, микроорганизмы и увеличивают прозрачность воды, делая её вкуснее, поскольку меняют её структуру и подзаряжают. Вода, очищенная таким способом, улучшает обмен веществ, благотворно действует на и нервную систему и .
• Серебрение воды – самый старый и давно известный способ очистки. Чистые серебряные монеты или предметы опускаются на дно кувшина, и благодаря ионам серебра, происходит очистка воды от патогенной микрофлоры.
• Активированный уголь используется как отличный абсорбент и применяется в промышленных фильтрах. Достаточно несколько таблеток угля завернуть в чистую ткань и опустить на 10-12 часов в воду. Уголь втянет в себя всю грязь, осадок осядет на дне и вода станет чище.

• Очистка воды слабым раствором кислот : уксусной, лимонной, аскорбиновой допустима в быту. Способ основан на способности кислот связывать чрезмерно-вредные для нашего организма элементы.
• Очистка минералом шунгитом нашла своих преверженцев. Шунгит - уникальный древний минерал, добываемый только в Карелии. Он имеет особую редкую формулу молекул углеродов, называемых фуллеренами. Вода, настоянная на шунгите самоочищается и становится не только чистой, но и полезной для здоровья.

Все эти способы очистки имеют право быть, ведь мы попадаем в различные жизненные ситуации. Порой никакая стационарная система, как бы хороша она не была, не может быть использована, а вот как раз эти способы и начнут работать.

И хотя наука не подтверждает и не предлагает нам доказательную базу результатов такой очистки, как и гарантии её эффективности, всё же важно знать эти нетрадиционные способы.

Существует ещё один способ очистки воды – . Такая вода является не только чистой, но и полезной для здоровья.

На сегодня всё. Пейте чистую воду - источник здоровья и долголетия.

И в заключении совет: не забывайте об , даже, если в воде есть какие-либо бактерии и микроорганизмы - это тоже на пользу нам, тем самым мы укрепляем защитные функции организма. Ведь нельзя жить в абсолютно стерильной обстановке, есть и пить идеально чистое, зацикливаясь только на пользе всего. Организм человека должен быть готов ко всем невзгодам, что преподносит нам жизнь.

Для очистки воды в бытовых условиях люди используют разные способы. Однако далеко не все знают, как правильно их необходимо осуществлять и какой может при этом возникнуть побочный эффект.

Все способы очистки воды можно условно разделить на две группы: очистка без использования фильтров и очистка с использованием фильтров.

Очистка воды без использования фильтров.

Данный вариант наиболее распространен и доступен, поскольку для очистки воды не требуется приобретение дополнительных устройств, кроме как обычной кухонной посуды. К наиболее распространенным способам относятся:

Кипячение

Отстаивание

Вымораживание

Кипячение

Все мы с детства знаем, что сырую воду пить нельзя, но только кипяченую. Кипячение используют для уничтожения органики (вирусов, бактерий, микроорганизмов и др.), удаления хлора и других низкотемпературных газов (радон, аммиак и др.). Кипячение действительно помогает в некоторой степени очистить воду, однако данный процесс имеет ряд побочных эффектов. Первый - при кипячении изменяется структура воды, т.е. она становится "мертвой", поскольку происходит испарение кислорода. Чем больше мы кипятим воду, тем больше погибает в ней патогенов, но тем более она становится бесполезной для организма человека. Второе - поскольку при кипячении происходит испарение воды, то концентрация солей в ней увеличивается. Они отлагаются на стенках чайника в виде накипи и извести и попадают в организм человека при последующем потреблении воды из чайника.

Как известно, соли имеют тенденцию накапливаться в организме, что приводит к самым различным заболеваниям, начиная от болезней суставов, образованию камней в почках и окаменению (циррозу) печени, и заканчивая артериосклерозом, инфарктом и мн. др. Кроме того, многие вирусы могут легко перенести кипячение воды, поскольку для их уничтожения требуются намного более высокие температуры. Также заметим, что при кипячении воды удаляется только газообразный хлор. В лабораторных исследованиях был подтвержден тот факт, что после кипячения водопроводной воды образуется дополнительный хлороформ (вызывает раковые заболевания), даже если перед кипячением воды была освобождена от хлороформа продувкой инертным газом.

Вывод. После кипячения мы пьем "мертвую" воду, в которой присутствуют мелкая взвесь и механические частицы, соли тяжелых металлов, хлор и хлорорганика (хлороформ), вирусы и др.

Отстаивание

Отстаивание используют для удаления из воды хлора. Как правило, для этого водопроводную воду наливают в большое ведро и оставляют в нем на несколько часов. Без перемешивания воды в ведре удаление газообразного хлора происходит примерно с 1/3 глубины от поверхности воды, поэтому для получения сколь-либо заметного эффекта необходимо следовать разработанным методикам отстаивания.

Вывод. Эффективность данного способа очистки воды оставляет желать лучшего. После отстаивания необходимо кипятить воду.

Вымораживание

Данный способ применяют для эффективной очистки воды с помощью ее перекристаллизации. Данный способ намного эффективнее кипячения и даже перегонки, поскольку фенол, хлорфенолы и легкая хлорорганика (ряд хлорсодержащих соединений - страшнейший яд) перегоняются вместе с водяным паром (последнее дадим на заметку поклонникам дистиллированной воды).

Многие под данным способом понимают следующее: налить воду в посуду и поставить ее в холодильник до появления льда, после вынуть посуду из холодильника и разморозить ее для питья. Сразу заметим, что эффект очистки воды вышеприведенным способом равен нулю, поскольку вымораживание - очень сложный и долгий процесс, эффективность которого целиком зависит от точного следования разработанным методикам.

Данный способ основывается на химическом законе, согласно которому при замерзании жидкости сначала в наиболее холодном месте кристаллизуется основное вещество, а уж в последнюю очередь в наименее холодном месте затвердевает все, что было растворено в основном веществе. Данное явление можно наблюдать на примере свечи. В потухшей свече подальше от фитиля получается чистый прозрачный парафин, а в середине, где горел фитиль, собирается сажа и воск получается грязным). Этому закону подчиняются все жидкие вещества. Главное здесь - обеспечить медленное замораживание воды и вести его так, чтобы в одном месте сосуда его было больше, чем в другом. Поскольку данный способ занимает несколько страниц, то приводить его здесь не будем. (подробности Вы можете узнать из книги: Осторожно! Водопроводная вода! Ее химические загрязнения и способы доочистки в домашних условиях./ Скоробогатов Г.А., Калинин А.И. - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2003.) Отметим лишь то, что приготовление воды методом вымораживания может длиться несколько часов с постоянным отслеживанием процесса. В противном случае эффективностыь резко снижается.

Нам доводилось тестировать воду, которую хозяйки несколько часов пытались приготовить методом вымораживания. Она была немного лучше водопроводной воды. Это еще раз подтверждает то, что вымораживание - непростой процесс, который имеет свои тонкости и далеко не все рекомендации здесь приводят к ожидаемому эффекту.

Очистка воды с использованием фильтров

Для удаления вредных примесей из воды используют различные фильтры. В бытовых условиях широко используются различные кувшины и насадки на кран.

Способы водоподготовки и методы очистки воды

Способов водоподготовки и методов очистки воды придумано уже немало. Причин загрязнений питьевой воды существует множество. Однако все они, так или иначе, связаны с источниками воды. Каждый тип источника имеет свои характерные причины, вызывающие загрязнение воды.

Решением проблем, связанных с загрязнениями воды, является ее очистка. На сегодняшний день имеется ряд способов водоподготовки и методов очистки воды, позволяющих получить высокое качество питьевой воды практически из любого источника.

Различные варианты получения гарантированного высокого качества питьевой воды из разнообразных источников:

Методы осаждения

Осветление воды

Мембранные методы

Химические реагенты для окисления

Адсорбция

Обезжелезивание воды

Умягчение воды

Обессоливание воды

Кондиционирование воды

Обеззараживание воды

Удаление органических загрязнений

Дехлорирование воды

Удаление нитратов

Вода из скважин и природных источников имеет ряд растворенных компонентов и взвесей. Чтобы получить жидкость, которую можно использовать в промышленности, для бытовых целей и для питья, ее следует качественно очистить. Современные способы очистки воды очень разнообразны. Они делятся на несколько групп по характеру происходящих процессов. С использованием методов создаются приборы, которые обеспечивают оптимальную очистку. Этот процесс требует комплексного подхода, поэтому применяется сразу несколько подходящих методов.

Рис. 1 Некоторые методы водоочистки

Физические способы основаны на соответствующих физических процессах, воздействующих на воду и присутствующие загрязнения. Обычно такие методы используют для устранения нерастворимых, крупных включений. Иногда они воздействуют и на растворенные вещества и биологические объекты. Основными физическими способами очистки являются кипячение, отстаивание, фильтрование и обработка ультрафиолетом.

Кипячение

В процессе кипячения на воду воздействует высокая температура. В результате такого воздействия устраняются микроорганизмы, некоторые растворенные соли выпадают в осадок, образуя накипь. При длительном кипячении могут распадаться более устойчивые вещества, например, соединения хлора. Метод простой и оптимальный для использования в быту, но очищающий только относительно небольшие объемы воды.

Отстаивание

В этом случае используется воздействие естественной силы тяжести на относительно большие механические включения. Под воздействием собственной тяжести они опускаются на дно емкости, образуя слой осадка. Выполняют отстаивание воды в специальных отстойниках. Эти емкости снабжаются устройствами для сбора и удаления получающегося осадка.

Фильтрование

При прохождении воды материал с порами или другими отверстиями, часть загрязнений задерживается. Остаются на поверхности частицы, которые крупнее пор или ячеек. По степени очищения выделяют фильтрацию грубую и тонкую. При грубой очистке задерживаются только крупные частицы. В процессе тонкой удерживаются включения, размер которых составляет всего несколько микрон.

Рис. 2 Уровни фильтрования

Обработка ультрафиолетом

Использование ультрафиолетового излучения позволяет устранить биологические загрязнения. Свет этого спектра воздействует на основные молекулы, что приводит к гибели микроорганизмов. Стоит учитывать, что обрабатывают ультрафиолетом воду, которая очищена от взвеси, т.е. произведена предварительная очистка воды. Твердые включения создают тень, которая защищает бактерии от ультрафиолетового света.

Химические методы водоочистки

Химические способы очистки воды основаны на реакциях окисления-восстановления и нейтрализации. В результате взаимодействия специальных реагентов с загрязняющими веществами происходит реакция, итогом которой становится нерастворимый осадок, разложение на газообразные составляющие или появление безвредных компонентов.

Нейтрализация

Применение этого метода обеспечивает устранение кислой или щелочной среды и приближение ее показателей к нейтральным. В воду с определенным показателем кислотности добавляют реагенты, обеспечивающие создание кислой или щелочной среды. Чтобы нейтрализовать кислую среду, применяют щелочные составы: кальцинированную соду, гидроксид натрия и некоторые другие. Для устранения щелочной среды выбирают растворы некоторых кислот или оксиды углерода, серы и азота. Последние при растворении в воде образуют слабые кислоты. Реакции нейтрализации обычно представляют собой химические методы очистки сточных вод. При подготовке питьевой воды из природных источников изменение реакции не требуется, она изначально близка к нейтральной.

Процессы окисления и восстановления

При очистке воды чаще всего используется окисление. В процессе реакции с окислителями загрязняющие соединения превращаются в безвредные компоненты. Они могут быть твердыми, газообразными или растворимыми. В качестве сильных окислителей выступают соединения хлора, озон и некоторые другие вещества.

Рис. 3 Установка для окисления озоном

Очистка воды физико-химическими методами

Методы очистки воды, относящиеся к этой группе, включают одновременно физические и химические способы воздействия. Они весьма разнообразны и помогают удалить значительную часть загрязнений.

Флотация

В процессе очистки воды методом флотации через жидкость пропускают газ, например, воздух. Создаются пузырьки, на поверхность которых прилипают гидрофобные частицы загрязнений. Пузырьки поднимаются на поверхность и образуют пену. Этот слой пены с загрязнениями легко удаляется. Дополнительно могут использоваться реагенты повышающие гидрофобность или сцепляющие и укрупняющие частицы загрязнений.

Рис. 4 Принцип флотации

Сорбция

Очищение воды методом сорбции основывается на избирательном удерживании веществ. Чаще всего используют адсорбцию, когда удержание происходит на поверхности сорбента. Сорбция бывает физической и химической. В первом случае используются силы межмолекулярного взаимодействия, а во втором – химических связей. В качестве сорбентов обычно выступают активированный уголь, силикагель, цеолит и прочие. Некоторые виды адсорбентов могут восстанавливаться, а другие утилизируются после загрязнения.

Экстракция

Процесс экстрации выполняется с использованием растворителя, который плохо смешивается с водой, но лучше растворяет загрязняющие вещества. При контакте с очищаемой жидкостью загрязнители переходят в растворитель и концентрируются в нем. Таким способом из воды устраняют органические кислоты, и фенолы.

Метод ионного обмена применяется в основном для удаления из воды солей жесткости. В некоторых случаях его используют для устранения растворенного железа. Процесс заключается в обмене ионами меду водой и специальным материалом. В качестве такого материала выступают специальные синтетические ионообменные смолы. Этот способ очистки воды получил распространение не только в промышленности, но и в быту. Сейчас не затруднит приобрести фильтр, имеющий ионообменный картридж.

Рис. 5 Ионный обмен

Еще один способ, с помощью которого выполняется очистка питьевой воды, это обратный осмос. Для очистки требуется специальная мембрана с очень мелкими порами. Через поры проходят только небольшие молекулы. Загрязняющие вещества отличаются большим размером, чем молекулы воды, поэтому не проходят сквозь мембрану. Такая фильтрация выполняется под давлением. Получающийся раствор из загрязняющих веществ утилизируется.

Рис. 6 Обратный осмос

Методы, используемые в бытовых фильтрах

Все эти методы используются для очищения жидкостей, в том числе и сточных вод. Но в большинстве случаев людей интересует, как очистить воду дома для употребления в пищу и бытовых целей. Очистка воды в домашних условиях не предполагает использования всех названных способов. Только часть из них реализуется в современных приборах. Есть возможность очистить воду из-под крана и без фильтра. Этот метод – кипячение. Однако гораздо чаще воду чистят специализированными фильтрующими устройствами.

В фильтрах задействованы такие методы очистки питьевой воды как механическая фильтрация, ионный обмен, сорбция, обратный осмос. Иногда применяются и некоторые другие, но гораздо реже.

Все эти современные методы очистки воды реализуются в картриджных проточных фильтрах. В таких приборах очищают водопроводную воду в несколько этапов. На первом этапе осуществляется механическая фильтрация, затем устраняются растворенные вещества методами сорбции и ионного обмена, а в завершении вода может пропускаться через обратноосмотическую мембрану.