Какие существуют станции очистки воды и как правильно сделать выбор?

Принцип действия

По пути из водоема в квартиру потоки воды проходят несколько этапов очистки. Однако не стоит при этом быть уверенным в том, что она становится идеально чистой и безопасной. В летнюю жару количество вредных бактерий и микроорганизмов существенно увеличивается. Именно из-за употребления воды из-под крана отмечается всплеск кишечных заболеваний и отравлений. В морозную погоду количество патогенной микрофлоры значительно сокращается, но нельзя списывать со счетов человеческий фактор и халатность сотрудников водоочистительных предприятий, изношенность оборудования и другие проблемы.

Компания BWT https://www.bwt.ru/ обеспечивает комплекс услуг по водоподготовке в следующих направлениях:

• • Водоподготовка промышленных объектов;
  • Бассейны и SPA;
  • Фармацевтика и биотехнология;
  • Бытовая водоподготовка;
  • Профессиональные решения для HoReCa;
  • Решения для офиса.

 

Стандартная процедура на станции водоочистки происходит в несколько этапов:

• механическая обработка — сначала из жидкости нужно убрать твердые, нерастворимые частички, примеси в виде ила, песка, травы и водорослей, а также мусора и остатков жизнедеятельности человека;
• аэрация — процесс растворения содержащихся газов, окисления железа (осуществляется аэрационной колонной и специальным компрессором);
• обезжелезивание — наиболее сложный и длительный этап, где используется дренажно-распределительное устройство с блоком автоматического управления (в корпус засыпается зернистый материал, на котором и окисляется железо сначала из двухвалентного в трехвалентное, а после — выпадает в осадок);
• смягчение — удаление из воды солей магний и кальция, которые делают ее жесткой (используется регенерирующий раствор соли и ионообменные смолы).

Обязательной процедурой на любой станции водоподготовки является обеззараживание — уничтожение бактериологических загрязнителей. В качестве реагентов применяются хлор или ультрафиолетовые стерилизующие установки. Однако в первом случае требуется дополнительная процедура по избавлению от остатков хлора, которые крайне опасны для здоровья.

Ультрафиолетовые лучи считаются более безопасными. Они способны проникать в каждую клетку микроорганизмов, разрушать их и полностью уничтожать. Таким образом, достигается максимальный обеззараживающий эффект. В большинстве городов все же предпочтение отдается промывке внутригородских сетей хлором. Об этом свидетельствует периодически появляющийся характерный запах в течение нескольких дней с периодичностью 2 раза в год.

Дополнительная обработка

Чтобы вода приобрела необходимые качественные характеристики, ее подвергают дополнительной обработке.

• Обессоливание, которое в свою очередь производится несколькими способами:
  • ионный обмен;
  • дистилляция;
  • гелиопреснение;
  • гиперфильтрация;
  • вымораживание.
• Умягчение – снижение жесткости воды, обусловленной содержанием солей магния и кальция. В зависимости от технических требований к обработке применяют следующие способы:
• Катионный (ионный обмен) – традиционная обработка ионным обменом предполагает фильтрацию воды через ионнобменные смолы. В данном процессе происходит замещение ионов натрия на ионы кальция и магния;
• Рентгенный (фосфатный, содовый, известковый, едконатриевый). Для более глубокого   умягчения воды используют фосфатный метод. Вода предварительно проходит термообработку;
• Термохимический. Предполагает воздействие температурой от 100 до 165 градусов) ;
• Диализ(мембранный). Сорбция предполагает фильтрацию воды через активированный уголь, благодаря чему улучшаются органолептические свойства воды, происходит дехлорирование.
• Обработка ультразвуком – отличается эффективностью благодаря высокой разрывающей способности ультразвука. Это действенный способ обеззараживания, но отличающийся сложностью работ, требующий обслуживания системы квалифицированными специалистами. Особенность метода в том, что наибольший эффект обеззараживания достигается в комплексе с другими методами.
• Дистилляция – это стопроцентный способ очистки воды, требующих значительных денежных затрат. Употребление дистиллированной питьевой воды вызывает полное вымывание солей из организма. Минерализация воды должна составлять не менее 100 мг/л.

Промышленная водоподготовка

На сегодняшний день водоподготовка и водоочистка для нужд производства и коммунальных сетей является обязательной мерой, без которой работа системы водоснабжения попросту невозможна.

Наиболее важна обработка воды в энергетической промышленности, где жидкость выступает в роли теплоносителя. Если при простом перекачивании многие соли жесткости и другие примеси остаются в виде ионов, то нагревание и тем более испарение воды многократно повышает их активность и приводит к оседанию в виде накипи. Недостаточная очистка воды в теплоэнергетике становится причиной порчи дорогостоящего оборудования: котлов, трубопроводов, градирен.

Собственная станция очистки есть и на крупных предприятиях пищевой промышленности. Здесь требования к кондициям воды еще более жесткие, ведь она входит в состав продукции таких комбинатов.

В наименьшей степени водоподготовка значима при использовании жидкости в системах охлаждения и опрыскивания. Тем не менее, даже в этом случае необходимо проведение большинства процедур по ее очистке и обеззараживанию.

Следует учитывать тот факт, что промышленная водоподготовка включает не только методики, применяемые на производстве, но и всякую обработку жидкости с использованием оборудования соответствующего класса. К примеру, очистка воды в коммунальных сетях или хлорирование бассейнов также относятся к этой категории водоподготовки. Сюда же входит водоподготовка для коттеджа или частного дома, если они подключены к станции очистки воды дачного поселка или города.

УФ-излучение

Все большую популярность среди методов обеззараживания воды набирает применение УФ-излучения. В основе методики лежит тот факт, что лучи, длина волны у которых 200-295 нм, могут убивать патогенные микроорганизмы. Проникая сквозь клеточную стенку, они воздействуют на нуклеиновые кислоты (РНД и ДНК), а также вызывают нарушения в структуре мембран и клеточных стенок микроорганизмов, что ведет к гибели бактерий.

Для определения дозы излучения необходимо провести бактериологический анализ воды, это позволит выявить виды патогенных микроорганизмов и их восприимчивость к лучам. На эффективность также влияет мощность используемой лампы и уровень поглощения излучения водой.

Доза УФ-излучения равна произведению интенсивности излучения на его продолжительность. Чем выше устойчивость микроорганизмов, тем дольше на них необходимо воздействовать

УФ-излучение не влияет на химический состав воды, не образует побочных соединений, таким образом исключает возможность нанесения вреда человеку.

При использовании данного метода невозможна передозировка, УФ-облучение отличается высокой скоростью реакции, для обеззараживания всего объема жидкости требуется несколько секунд. Не меняя состав воды, излучение способно уничтожить все известные микроорганизмы.

Однако, не лишен данный метод и недостатков. В отличие от хлорирования, обладающего пролонгирующим эффектом, эффективность облучения сохраняется до тех пор, пока лучи воздействуют на воду.

Хороший результат достижим лишь в очищенной воде. На уровень поглощения ультрафиолета влияют содержащиеся в воду примеси. Например, железо способно служить для бактерий своеобразным щитом и «прятать» их от воздействия лучей. Поэтому целесообразно провести предварительную очистку воды.

Система для УФ-излучения состоит из нескольких элементов: выполненной из нержавеющей стали камеры, в которую помещена лампа, защищенная кварцевыми чехлами. Проходя через механизм такой установки, вода постоянно подвергается действию ультрафиолета и полному обеззараживанию.

Очистка воды в котельных

Водоподготовка для котельных является обязательным атрибутом технологических процессов. Ее основная цель – предотвращение образования отложений на внутренней поверхности оснащения. От качества воды зависит эффективность работы котельной. Срок службы оснащения во многом определяется ее физическими и химическими свойствами.

Водоподготовка котлов препятствует:

• снижению теплопередачи;
• забиванию оборудования;
• уменьшению периода эксплуатации оснащения;
• снижению рентабельности и нагрузки;
• увеличению частоты простоев.

Процесс осуществляется в несколько этапов. Он включает следующие стадии:

• предварительную очистку от органических веществ;
• умягчение или деминерализацию;
• удаление агрессивных газов;
• коррекционную обработку.

Водоподготовка для паровых котлов позволяет качественно решить основные задачи. В противном случае это приводит к перерасходу ресурсов, реагентам и сбоям в работе оборудования. Автоматизированный комплекс, который включает обессоливание, дегазацию, введение химических веществ, требует трудоемких и квалифицированных ручных измерений. Это позволяет продлить срок эксплуатации оснащения и обеспечивает эффективную работу котельных.

Нужна ли мне система водоподготовки?

Мой дом подключен к центральному водопроводу. Нужно ли воду дополнительно очищать?

Если вода соответствует санитарным нормам (это проверить в лаборатории), то дополнительно фильтровать ее не обязательно.

Гигиенические требования к питьевой воде описаны в СанПин 2.1.4.1074-1.

Главная задача поставщика воды — ее безопасность. Но вас могут не устраивать стандартные требования. Это уже вопрос качества жизни: когда первичные потребности человека удовлетворены, он стремится к большему комфорту. Например, большинство городских жителей дополнительно очищают водопроводную воду или покупают бутилированную.

• Здоровье и качество жизни. Мы потребляем много воды и делаем это каждый день. Даже незначительные примеси оказывают влияние на здоровье и самочувствие.
• Срок службы техники. Из-за высокого содержания солей жесткости в воде на нагревательных приборах и в системе отопления образуется много отложений. Они способны вывести технику из строя.

Единственный минус системы водоподготовки — высокая стоимость. Еще ее нужно обслуживать и менять насыпку фильтрующих материалов.

Но ведь вода и так очищается. Разве этого не достаточно?

Даже если вы подключены к централизованному водопроводу, вода может быть некачественной. Например, из-за вторичного загрязнения — когда какой-то участок водопровода изношен.

Часто загрязнение воды легко заметно по внешним признакам — цвет, запах, вкус. Но даже если их нет, провести анализ воды, которую вы получаете, не помешает. Если вас что-то смущает, то это повод отнести воду в лабораторию.

А если у меня скважина/колодец?

Если вы хотите пользоваться такой водой без ограничений, водоподготовка обязательна. Даже если вы живете в экологически чистом районе, что сложно представить в густонаселенном регионе, вода из под земли будет иметь примеси. Некоторые из них могут нанести вред здоровью при постоянном потреблении или вывести из строя бытовую технику. Чаще всего встречаются превышения содержания сероводорода, железа и солей жесткости.

Техническое обслуживание (ТО) газового котла — действительно ли нужно?

Какой фильтр купить в таком случае?

Универсальных фильтров, подходящих всем, не существует. Если вы услышали подобное утверждение, то это маркетинговая уловка.

После проведения анализа обращают внимание на превышение в воде элементов и собирается система, состоящая из необходимых фильтров. Кроме того, система должна быть работоспособной, исходя из требований потребления — количество водозаборных точек, размер семьи, этажность.

Во всех случаях последовательность действий одинаковая:

• Анализ воды в аккредитованной лаборатории (так вы получите достоверные данные, на которые не повлияет продавец);
• Определение видов загрязнений и их количества;
• Подбор системы водоподготовки.

Куда обращаться, чтобы сделать анализ воды?

В санэпидемстанцию вашего района, отделение водоканала или в частную лабораторию.

Физико-химическая очистка

Из воды можно убрать вещества органического характера, тонкодисперсные вещества и неорганические вещества, находящиеся в нерастворенном состоянии. К физико-химическим способам можно отнести следующие: окисление, электрокоагуляция, электролиз, экстракция, ионообменный метод, флокуляция, коагуляция, сорбция.

Очень важно провести механическим путем обезвоживание осадка. Этот процесс проводится с применением декантеров (центрифуг), ленточных прессов и фильтров-прессов с камерами.

Каждая технология может похвастаться своими положительными сторонами, но также имеет и негативные стороны. С целью обезвоживания обычно используется флокулянт (реагент), это усиливает эффективность.

Способы очистки питьевой воды

Очисткой воды можно заниматься как на бытовом уровне, так и профессионально. Существует множество способов, как снизить содержание железа, но все они имеют как плюсы, так и минусы. Так как основное требование − это качество фильтрации, то постараемся выбрать наиболее эффективный способ получения чистой воды.

Аэрация воды из скважины

Данный метод является удобным при незначительном превышении нормы Fe. Обезжелезивание воды из скважины производится путём обогащения её кислородом. Двухвалентное железо вступает в реакцию окисления и становится трёхвалентным, которое требуется удалить при помощи фильтров.

Напорная система аэрации считается барьерной и чаще используется в комплексной системе очистки.

Сложность процесса заключается лишь в подаче кислорода, однако решить её на бытовом уровне можно.

Очистка воды озоном

Озонирование − безопасный современный метод. Разлагаясь, вещество обогащает воду кислородом, что улучшает её внешний вид и вкусовые качества. Однако следует помнить, что озон − газ токсичный, применяется он с соблюдением всех правил безопасности.

Кроме того, минусом такой очистки считается высокая стоимость. Озонирование воды производят чаще в промышленных масштабах или на малых предприятиях. Установку с озоном располагают на обводной линии трубопровода. Предварительно в лаборатории подбирают схему озонирования и дозу. Не является универсальным методом очистки воды из скважины в загородном доме.

Чистка при помощи реагентов

Внимательный читатель успел заметить, что процесс окисления (выделения кислорода) позволяет получить из двухвалентного железа трёхвалентное, отчего вода становится более вкусной, а взвесь исчезает. Этот же способ используется и при очистке воды с применением реагентов. Химический способ применяется редко, поскольку у него есть ряд серьёзных минусов:

• необходимость постоянно пополнять реагенты;
• сложно подобрать дозировку, ввиду чего существует опасность отравления химическими веществами;
• высокая стоимость.

В качестве окислителей применяют марганцовку (перманганат калия) или гипохлорит натрия.

Марганцовку в большом количестве сегодня приобрести сложно.

Безреагентная чистка

Известно несколько способов произвести обезжилезивание питьевой воды. Среди них:

1. Применение мембранного фильтра помогает комплексно очистить водопроводную воду. Этот метод помогает дополнительно избавиться от бактерий и вредных солей. Промышленные фильтры для очистки воды удаляют всё железо без остатка. Установка обратного осмоса − один из примеров мембранного метода. Жидкость, проходя через полунепроницаемую мембрану, переходит в низкоконцентрированное состояние. Полное обеззараживание гарантировано.
2. Очистка с применением электромагнита. Ультразвуковые волны прогоняют жидкость через магнит. В итоге всё железо остаётся внутри фильтра. Метод считается одним из самых экономичных.
3. Дистилляция воды − это способ, при котором вода выпаривается и поступает в виде охлаждённого пара. Метод применяется очень давно и не подходит для домашнего использования. Дело в том, что готовый продукт абсолютно лишается вкуса и полезных качеств. Промышленные дистилляторы воды применяют для лабораторных целей и в производстве.
4. УФ-излучение применяется редко из-за низкой эффективности. Как правило, этот метод применяют в комплексе.

Промышленная установка обратного осмоса, для дома данная система не используется из-за высокой стоимости

Суть безреагентной очистки состоит в использовании катализатора окислительного процесса и впитывания осадка из железа. Катализатором выступает природное вещество, само оно в реакцию не вступает.

Ионообменный метод

Этот способ не основан на окислительном процессе. При помощи ионной технологии можно избавиться от:

• примесей железа;
• примесей магния;
• солей калия.

Для этого применяют ионообменную смолу. Используют метод в промышленности. В бытовых условиях запустить ионообменный процесс возможно, но окислитель всё равно будет воздействовать на двухвалентное железо, образуя осадок из твёрдых частиц. Итог − смола загрязняется, и снижается качество очистки.

Ионообменная смола способствует замещению ионов железа на ионы натрия.

Какую подобрать высоту?

Высота фильтра напрямую зависит от пропускной способности грунта и диаметра эксплуатационной трубы. Чем меньше пропускная способность водоносного грунта, тем выше должен быть фильтр.

Для точного расчета высоты фильтра необходим анализ составляющих водоносного грунта, который будет довольно затратным при бурении индивидуальной скважины.

За основу берут такие показатели:

• Высота фильтра должна быть не менее 1 метра;
• Песочный грунт имеет слабую пропускную способность, поэтому высота фильтра должна быть не менее 2 метров при диаметре трубы 10-15 см;
• Мелкий песочный грунт потребует высоты трубы около 4 метров, пылевидная структура потребует высоты в 5-6 метров.

Процесс очищения воды

Что­бы вода ста­ла при­год­ной для питья, ее про­пус­ка­ют через несколь­ко эта­пов очист­ки. В Москве дей­ству­ют четы­ре стан­ции водоподготовки.

На стан­ци­ях при­ме­ня­ет­ся клас­си­че­ская двух­сту­пен­ча­тая схе­ма дове­де­ния воды до питье­во­го каче­ства. Сна­ча­ла ее очи­ща­ют коа­гу­ли­ро­ва­ни­ем, освет­ля­ют в отстой­ни­ках, про­пус­ка­ют через пес­ча­ные филь­тры, затем обез­за­ра­жи­ва­ют хлор­со­дер­жа­щи­ми реа­ген­та­ми. При необ­хо­ди­мо­сти обра­ба­ты­ва­ют озо­ном и акти­ви­ро­ван­ным углем.

Глав­ное обез­за­ра­жи­ва­ю­щее сред­ство — гипо­хло­рит натрия с добав­ле­ни­ем амми­а­ко­со­дер­жа­ще­го реа­ген­та. Это рас­про­стра­нен­ный спо­соб, при­ме­ня­е­мый в горо­дах с про­тя­жен­ной рас­пре­де­ли­тель­ной сетью.

К при­ме­ру, имен­но его исполь­зу­ют в Пари­же, Лон­доне, Токио и дру­гих мега­по­ли­сах, посколь­ку хлор­со­дер­жа­щие реа­ген­ты в соче­та­нии с амми­а­ком дол­го сохра­ня­ют бак­те­ри­цид­ные свой­ства. Озон же быст­ро рас­тво­ря­ет­ся в воде, и исполь­зо­вать его мож­но лишь в неболь­ших горо­дах или на про­ме­жу­точ­ных эта­пах, как и про­ис­хо­дит в Москве.

Наря­ду с внед­ре­ни­ем новых мето­дов очист­ки воды совер­шен­ству­ют­ся про­цес­сы обез­за­ра­жи­ва­ния. С жид­ко­го хло­ра на гипо­хло­рит натрия «Мосво­до­ка­нал» пере­шел в 2012 году. Этот реа­гент пред­став­ля­ет собой вод­ный рас­твор, более без­опас­ный при транс­пор­ти­ров­ке, хра­не­нии и применении.

Дей­ству­ют хлор и гипо­хло­рит натрия оди­на­ко­во: они обра­зу­ют одно и то же соеди­не­ние, запус­ка­ю­щее про­цесс инак­ти­ва­ции мик­ро­бов. При­ем­ка, хра­не­ние и дози­ро­ва­ние реа­ген­та в Москве пол­но­стью авто­ма­ти­зи­ро­ва­ны. Мос­ков­ский водо­ка­нал участ­ву­ет в про­грам­ме «Чистая вода».

Авто­ма­ти­зи­ро­ван­ная систе­ма управ­ле­ния обес­пе­чи­ва­ет посто­ян­ный кон­троль про­цес­са и управ­ле­ние тех­но­ло­ги­че­ски­ми режи­ма­ми под­дер­жа­ния задан­ных пара­мет­ров, в том чис­ле остат­ков хло­ра в воде.

Расчет производительности очистного комплекса

После того как определен водный состав делают расчет мощности будущей очистной станции. Грамотный инженерный расчет обеспечит дом необходимым объемом воды. Водопотребление зависит от количества жильцов и числа точек водозабора в водопроводе. В этих точках обычно стоят стиральные машины, смесители, душевые и другие полезные в быту приборы. Также учитывается наличие бассейнов, бань и других потребителей.

Даже имея на руках необходимую информацию, сложно рассчитать водопотребление без профессиональных знаний. Нужны специальные формулы, таблицы, диаграммы. Инженерный отдел нашей компании проектирует и собирает очистные системы индивидуально для каждого дома. Используем специальные программы расчета водопотребления. Рассчитываем необходимый напор, учитываем сопротивление фильтроматериалов и другие параметры, чтобы обеспечить ваш дом достаточным количеством воды для комфортной жизни.

Как установить: пошаговая инструкция

Все же лучше доверить установку магистрального фильтра специалистам, но для любителей делать все своими руками ниже приведена пошаговая инструкция по установке:

• перекрыть подачу воды в дом и открыть краны, чтобы сбежала лишняя вода;
• в намеченном месте на стене определить место крепления фильтра;
• в трубах делается разрез по размеру, который необходим для установки фильтра;
• фильтр крепится к трубам с помощью муфт;
• все стыки необходимо герметизировать ФУМ-лентой;
• возобновляется подача воды при закрытых кранах;
• спустя 10 минут открываются краны, соединения проверяются на утечку.

Сетчатые фильтры

Сетчатые фильтры для водозабора в основе фильтр-колонны имеют сетку. Крепится она на некотором расстоянии от трубы, что позволяет воде оставлять лишние частицы. Различается сетка по размеру ячеек. Бывают:

• стандартная с мелкими квадратиками;
• киперная (содержит несколько слоев сетки);
• галунная (имеет сложную форму).

Величина сетчатых разъемов составляет от 0,12 до 3 мм². Сетка подбирается в зависимости от породы грунта. Например, стандартный тип сетки используется для очистки от крупных частиц в гравийном и крупнозернистом песке. Форма сетки галунная подходит для мелкозернистой и среднезернистой земельной породы.

Внимание! Чтобы быть уверенным в выборе фильтра, необходимо знать размер твердых частиц, находящихся в водоносном слое. Для этого берется анализ воды из колодца или скважины. Материал сетчатого фильтра различен. Как правило, сетку изготавливают из карбоновой нити, стеклоткани, латуни, капроновых или лавсановых нитей.

Как правило, сетку изготавливают из карбоновой нити, стеклоткани, латуни, капроновых или лавсановых нитей.

Материал сетчатого фильтра различен. Как правило, сетку изготавливают из карбоновой нити, стеклоткани, латуни, капроновых или лавсановых нитей.

Металлические сетки легко чистятся от песка и прочих загрязнений. Зато они могут деформироваться в процессе установки, что пагубно влияет на процесс фильтрации.

Сетки из нитей и стеклоткани могут забиваться. Их неудобно чистить. Приходится прибегать к химическим реагентам, электрическим разрядам или гидродинамическому удару.

Химические методы обеззараживания питьевой воды

Химические способы основаны на добавлении в воду различных реагентов-окислителей, которые убивают вредоносные бактерии. Наибольшую популярность среди таких веществ получили хлор, озон, гипохлорит натрия, диоксид хлора.

Для достижения высокого качества важно правильно рассчитать дозу реагента. Малое количество вещества может не возыметь эффекта, а даже наоборот способствовать увеличению числа бактерий.

Реагент необходимо вводить с избытком, это позволит уничтожить как имеющиеся микроорганизмы, так и бактерии, попавшие в воду после обеззараживания.

Избыток нужно рассчитывать очень аккуратно, чтобы он не мог нанести вред людям. Наиболее популярные химические методы:

• хлорирование;
• озонирование;
• олигодинамия;
• полимерные реагенты;
• иодирование;
• бромирование.

Ультразвуковое обеззараживание

Ультразвуковое обеззараживание основано на методе кавитации. За счет того, что под воздействием ультразвука происходят резкие перепады давления, микроорганизмы разрушаются. Эффективен ультразвук и для борьбы с водорослями

Данный метод имеет узкий круг использования и находится на стадии освоения. Преимуществом является нечувствительность к высокой мутности и цветности воды, а также возможность воздействовать на большинство форм микроорганизмов.

К сожалению, данный метод применим только для малых объемов воды. Как и УФ-облучение оказывает эффект только в процессе взаимодействия с водой. Не возымело ультразвуковое обеззараживание популярности и в силу необходимости установки сложного и дорого оборудования.