|
|
Статьи
Водоочистка
Быть у воды и не напиться? – русская пословица,
которая показывает абсурд положения. Тем не менее очень часто при
отдыхе на воде (или у воды) мы вынуждены привозить очищенную воду в
бутылках лишь потому, что пить её из водоемов, мягко говоря, не
рекомендуется – особенно в черте крупных городов или рядом с ними.
Еще на заре судоходства корабли заходили в порты для пополнения
запасов топлива, пищи и воды. С топливом и пищей более-менее все
понятно, но вода… - Ее полно вокруг – в реках, озерах, морях, неужели
нельзя просто очистить ту воду, по которой ходят корабли и прочие
водоплавающие агрегаты?
Для ответа на этот вопрос придется выяснить несколько других вопросов
Что такое вода? Чем она загрязнена? А главное, что надо сделать, чтобы
она стала пригодной для употребления внутрь организма человека?
Вода – самое загадочное чудо природы, которое не подчиняется законам,
которым, казалось бы, обязана подчиняться.
Будучи жидкой, она ведет себя иначе, чем спирт, глицерин и прочие
жидкости. При замерзании вода не сжимается, а расширяется, а кипит при
температуре, гораздо выше теоретически обоснованной. Ученые объявили
воду самым неизученным веществом на планете – жидкостью с аномальным
свойствами.
Вода признана жидким кристаллом, потому что в любых условиях и любых
количествах сохраняет кристаллическое состояние – ее молекулы в любых
состояниях не теряют структурных взаимосвязей (в отличие от остальных
жидкостей) – вот почему снежинки, как отпечатки пальцев, всегда имеют
неповторимый рисунок. Кроме этого вода является хорошим растворителем,
который может растворить в себе множество примесей, которые, в
большинстве своем, не желательны для употребления внутрь.
Краткий и не полный перечень этих веществ следующий: твердые частицы,
соли жесткости (кальция и магния), железо и нитриды, медь, свинец,
кадмий, фториды, хлориды, нитраты и метаны, пестициды, фенолы,
бактерии, вирусы, тяжелые металлы, мышьяк и т.д.
По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) повышенное
содержание меди вызывает поражение почек и печени, никеля – поражения
кожи, цинка – почек, мышьяк и марганец вызывают развитие анемий и
нарушений центральной нервной системы. Повышенное содержание стронция
вызывает задержку развития костей у детей удлинение сроков зарастания
родничков у младенцев, нитраты подавляют кровеносную систему, кадмий
способствует развитию злокачественных опухолей, врожденных
заболеваний, осложнения беременности и родов.
Хлорирование воды, применявшееся раньше для водоподготовки, приводит к
повышению уровня заболеваемости эндокринной системы, нарушению обмена
веществ.
На муниципальных системах водоочистки (водозаборах) вода, забранная
из водоема (например, Москвы-реки (Рублевский), канала им. Москвы и
т.д.) подвергается 3-м основным видам фильтрации:
1 этап – механическая очистка с помощью песчаных фильтров или
добавочно к этому фильтрация воды через антрацит (при этих способах
удаляются крупные частицы нерастворимых веществ и взвеси).
2 этап – воздушная закачка или флотация – процесс очистки происходит
за счет прилипания примесей к воздушным пузырькам с дальнейшим
удалением примесей с поверхностей; с помощью этого способа удаляются
вещества и взвеси растительного и животного происхождения.
3 этап – хлорирование (обеззараживание) – добавление в воду хлора для
уничтожения бактерий и вирусов – однако на практике доза хлора может в
несколько раз превышать предельно допустимые концентрации (ПДК).
Эти способы применяются для очистки больших объемов воды путем низких
затрат на фильтрацию – такой подход может быть разумен, когда
требовалось как-то получить более-менее пригодную воду для всех;
В нынешней жизни каждому приходится решать проблемы собственного
здоровья как в анекдоте – у нас медицина бесплатная( если Вас не
интересует результат.)
Таким образом, мы приходим к необходимости очистки воды (как на
отдыхе, так и в повседневной жизни).
От чего надо очищать воду? Прежде всего желательно сделать анализ воды
(лучше развернутый) в СЭС, из которого Вы определите «диагноз», т.е.
от чего конкретно очищать.
Ступени очистки можно разделить на основные этапы, и затем включать
или исключать соответственно в зависимости от конкретного результата
анализа воды.
механическая очистка (с помощью картриджных фильтров или самопромывных фильтров), всегда первый этап водоподготовки. На этом этапе
вода пропускается через фильтры с размером ячейки от 200 до 10 микрон.
После механической очистки из воды удаляются примеси крупных частиц –
такая вода пригодная к использованию, например, в качестве технической
– уборка помещений, слив в сан-тех приборе и т.д. А в чистых водоемах
(горных реках, горных озерах) – к приготовлению пищи.
Обезжелезивание - (если превышение железа выше норм имеет место),
обычно этот способ водоподготовки применяется для очистки воды из
артезианских скважин, в воде которых превышение по железу может
достигать 20-30 раз. Для обезжелезивания требуется предварительное
окисление воды Самое безвредное – вдувом воздуха, в результате чего
растворенное железо Fe” переходит в Fe”’ и осаждается на
каталитическом материале в виде ржавчины. Такие фильтры (например фильтры Judo) восстанавливают свойства обратной
промывкой по специальной программе со смывом ржавчины в канализацию.
Умягчение - растворенные в воде соли жесткости способствуют
образованию накипи на водонагревательном оборудовании и отложений на
сантехнике. Самым простым тестом на жесткость является то, что в
жесткой воде мыло «не мылится», а в очень мягкой – его невозможно
смыть. В Волжской воде в районе Твери - превышение солей жесткости –
мыло мылится очень плохо, накипь на чайнике образуется за неделю. Вода
горных рек, наоборот, очень мягкая, и рекомендуется для умывания
нежной женской кожи.
Большинство установок умягчения работают по технологии ионного обмена
(натрий – катионирования) с использованием специальных ионообменных
смол. Восстановление свойств которых происходит раствором поваренной
соли в процессе рециркуляции.
Как и установки обезжелезивания, установки умягчения представляют из
себя баллон, заполненный спец. материалом. Управление установками
производится автоматическим блоком клапанов.
Фильтры тонкой очистки и удаления привкусов и запахов – представляют
из себя картриджи из спрессованного активированного угля. Такие
фильтры задерживают хлор и органические соединения, однако, в случае
наличия в воде бактерий или вирусов, они, в первое время после замены
задерживают их, через некоторое время становятся средой для их
развития. Самый простой способ этого избежать – заменять фильтрующий
элемент 1 раз в месяц.
Некоторое время назад был широко развит такой способ водоподготовки,
как дистилляция – считалось, что этим способом вода очищается
полностью – в городе Шевченко на Каспии была даже простроена огромная
опреснительная станция на базе АЭС, однако этот способ не позволяет
удалить из воды органические соединения (ацетон, бензол и т.д.),
имеющие температуру испарения ниже точки кипения воды.
Обеззараживание воды.
Удаление биологических загрязнений (вирусов, бактерий и т.д.) обычно
производится с помощью ультрафиолетовых ламп – УФ излучение убивает
всю «живность» в воде. Способ довольно дорого стоит и требует
периодической замены лампы.
Самым надежным методом очистки воды является метод обратного осмоса.
Очистка этим способом возможна только после предварительной очистки от
механических примесей, жесткости, содержания железа –
обратноосмотические мембраны очень чувствительны к «грубой» воде.
На понятном языке обратноосмотическая мембрана представляет из себя
сетку с размером ячейки, пропускающим только молекулу воды (H2O). Все
, что больше размера ячейки,( а это все бактерии, микробы, соли и
т.д.) мембраной не пропускаются и смываются в канализацию. Качество
фильтрации такой мембраны наилучшее из известных, так как в отличие от
метода дистилляции – полученная отфильтрованная вода не «мертвая», а
обогащенная кислородом.
Недостатков немного – требуемое давление воды на входе в установку не
менее 2,5 бар (чтобы продавить воду через мелкую ячейку мембраны) и
производительность установки довольно низка, т.к. примерно .90%
исходной воды сливается в канализацию, однако у домашних установок,
предназначенных для монтажа под мойкой кухни производительность около
.4 литров в час, что вполне обеспечивает питьевой водой семью из 4-5
человек.
Вся очищенная вода, которую продают в бутылках очищается методом
обратного осмоса. На этом же методе основана и подготовка воды для
производства водки, пива, соков и т.д. (естественно, где это делают по
всем правилам).
В космосе, куда питьевую воду возить дорого (вывод на орбиту 1 кг
нагрузки стоит 300-500$) на этом методе основано получение питьевой
воды из конденсата, пота и, извините, мочи космонавтов.
В процессе практической работы нам пришлось решать интересные задачи
по очистке воды, в том числе и по очистке воды из колодца, рядом с
колодцем канализации (причем одинаковой глубины). Задача была решена
успешно – Заказчик попался дотошный и он сильно удивил районную СЭС,
когда получил результат анализа воды, подобный специально
подготовленной питьевой воде.
Компактные обратноосмотические установки для монтажа в квартирах
(катерах, яхтах, яхт-клубах…) производит корейская фирма COWAY и ряд
американских фирм. В Америке проблемой чистой воды занимаются уже
более 30 лет и у них эта индустрия развита в отличие от России (при
этом 1 литр очищенной воды (в бутылках) стоит как 1 литр бензина).
Промышленные мембраны обратного осмоса Российского производства есть,
а о компактных для индивидуального потребления не известно
При использовании обратноосмотической установки (ее стоимость около
350$ при производительности 4 литра в час) она окупается за 4 месяца
(если раньше вы покупали очищенную воду в бутылках), после чего
себестоимость очищенной воды в 50 раз ниже «бутылочной». Обновление
установки производится заменой картриджей и мембраны 1 раз в год
(стоимость комплекта 100$).
Автором проведен эксперимент по фильтрации таким способом воды из
канала им. Москвы в районе Тушино. Результаты эксперимента позволяют
рекомендовать такие установки для применения на судах, курсирующих по
рекам.
Экспериментов с морской водой не проводилось, однако теоретически нет
никаких препятствий получения питьевой воды из морской методом
обратного осмоса.
Единственная задача при монтаже такой установки – создать давление
воды на входе на менее 2,5 бар, что может быть осуществлено насосом с
приводом от двигателя судна или электричества.
Владимир Денисов
07 октября 2003
|
|
