Водоподготовка и водоочистка

Водоочистка - это комплекс технологических процессов, имеющих целью довести качество воды, поступающей в водопровод из источника водоснабжения, до установленных показателей.
Первые сведения по водоочистке содержатся в написанной в Индии около 4 тыс. лет назад на санскритском языке медицинской книге "Усрута Сангита", где говорится: "Хорошо держать воду в медных сосудах, выставлять её на солнечный свет и фильтровать через древесный уголь". Древнегреческий врач и естествоиспытатель Гиппократ рекомендовал во избежание заболеваний употреблять кипячёную воду. Первая водоочистная станция с так называемыми медленными фильтрами была построена в 1829 в Лондоне. В России станция очистки водопроводной воды впервые была сооружена в 1888 в Петербурге, станция обеззараживания воды - в 1910 в Н. Новгороде.

Воды поверхностных водоисточников (рек, озёр) обычно непригодны для питья из-за мутности, цветности и более высокого, чем это допустимо для питьевой воды, содержания бактерий. Поэтому до подачи воды в хозяйственно-питьевой водопровод её осветляют (удаляют взвешенные и коллоидальные частицы), обесцвечивают и обеззараживают (освобождают от болезнетворных микроорганизмов). Для осветления и обесцвечивания воды на очистных сооружениях проводят коагуляцию взвешенных и коллоидальных загрязнений сернокислым алюминием или хлорным железом; основную массу скоагулированных загрязнений задерживают в отстойниках или осветлителях, а воду "доосветляют" на фильтрах (песчаных или двухслойных). Воду с содержанием взвеси менее 150 мг/л можно осветлять на контактных осветлителях с введением коагулянта непосредственно перед поступлением воды в слои фильтрующей загрузки. Для обеззараживания в исходную или фильтрованную воду вводят жидкий хлор, хлорную известь или озон. Хорошо осветлённая вода и вода подземных водоносных горизонтов может обеззараживаться ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 2000-3000A, обладающими бактерицидным действием. Источниками ультрафиолетового излучения служат ртутно-кварцевые или аргоно-ртутные лампы.

Если вода в источнике водоснабжения имеет жёсткость (суммарное содержание солей кальция и магния), большую, чем допускается по нормам, то её до подачи в водопроводную сеть умягчают. Применяют два метода умягчения воды - реагентный и катионитовый. Реагентный метод сводится к осаждению солей жёсткости известью (устранение так называемой карбонатной жёсткости) и содой (некарбонатной жёсткости). Он позволяет снизить общую жёсткость воды до 0,5-0,7 мг-экв/л. Для более глубокого умягчения воды используют катионитовый метод (см. Иониты), снижающий жёсткость воды до 0,03 мг-экв/л. Если вода содержит более 0,3 мг/л железа, её обезжелезивают. Подземные воды обычно обезжелезивают аэрацией (обогащают кислородом воздуха, который окисляет соли двухвалентного железа в соли трёхвалентного, выпадающие в осадок в виде гидроокиси железа), поверхностные - коагулированием. Для удаления из воды других растворённых солей её опресняют или обессоливают на ионитах. Дегазация воды (удаление сероводорода, метана, радона, углекислого газа и других растворённых газов) производится, как правило, аэрацией. Избыток фтора (при его содержании в воде более 1,5 мг/л) удаляют фильтрованием воды через активированную окись алюминия.

На рынке представлено большое многообразие различных фильтров и технологического оборудования различных конструкций и разного назначения, выпускаемых и поставляемых большим количеством фирм. Не вдаваясь в технические подробности все это многообразие оборудования можно условно разделить на следующие виды:

Теперь рассмотрим подробнее каждый вид оборудования из приведенного списка:

фильтры грубой очистки Фильтры грубой очистки устанавливаются на вводе трубопровода в дом и служат для задержания грубодисперсных примесей (частиц песка, окалины и т.д.), которые могут выноситься из скважины или поступать из поселкового водопровода и стать причиной повреждения блоков управления фильтрами. В качестве примера можно привести фильтр грубой очистки Ecoclean производства фирмы Aqua (Италия). Конструкция данного фильтра позволяет осуществлять его промывку без прекращения подачи воды потребителю. Фильтрующим элементом является сетка из нержавеющей стали пористостью 90 мкм. Встроенный скребковый механизм позволяет очищать фильтрующую сетку без разборки фильтра.


Блоки окисления Блоки окисления. Для перевода двухвалентного железа (II) в нерастворимый гидроксид железа (III), который затем удаляется из воды на фильтрах, необходимо подвергнуть воду воздействию окислителей. В качестве окислителей может использоваться кислород воздуха, хлор, озон, перманганат калия и т.д. Таким образом, блоки окисления (без которых фильтры обезжелезивания работать не будут) можно разделить на 2 группы: системы аэрации воздухом и системы дозирования жидких реагентов (перманганата калия или гипохлорита натрия).


Системы аэрации Системы аэрации состоят из компрессора, датчика потока (автоматически включающего/ выключающего компрессор при наличии/ отсутствии разбора воды) и аэрационной колонны (резервуара служащего для эффективного протекания процесса аэрации, а также для удаления избыточного воздуха).


Система дозирования Система дозирования жидких реагентов (окислителей) состоит из электромагнитного дозирующего насоса (который автоматически подстраивает свою производительность в соответствии с меняющимся расходом воды в доме) и водосчетчика с импульсным выходом (передающим управляющий сигнал о текущем расходе воды в трубопроводе на микропроцессор дозирующего насоса).


Осветлительные фильтры Осветлительные фильтры служат для осветления воды, снижения её мутности, удалении железа (в этом случае используются предварительного блоки окисления). В качестве фильтрующей загрузки обычно используют зернистые материалы (кварцевый песок, антрацит), а также специальные каталитические материалы (Birm, MTM, Aquamandix) Если в качестве загрузки применить активированный уголь, то это позволит снизить цветность воды, улучшить её вкус и удалить запах, а также это позволит сорбировать значительную часть органических веществ. Осветлительные и сорбционные фильтры выпускаются с ручными и автоматическими блоками управления. Восстановление их фильтрующей способности осуществляется промывкой обратным током воды со сбросом фильтрата в канализацию (без использования каких-либо реагентов).


Установки умягчения Установки умягчения служат для удаления солей жесткости из воды. Повышенная жесткость воды - очень часто встречающееся явление. Жесткая вода является причиной образования накипи в водонагревательном оборудовании и отложений на сантехнике, кроме того, последние медицинские исследования показали, что длительное употребление воды с повышенной жесткостью негативно влияет на здоровье. Большинство установок умягчения, распространенных в коттеджном строительстве (и не только), работают по технологии ионного обмена (Na-катионирования). Установка умягчения представляет из себя баллон из полимерных материалов, заполненный ионообменной смолой и бак для растворения соли. Существуют модели установок типа "компакт", где в одном корпусе объединены оба этих элемента.


Блок регенерации В процессе работы установки её обменная емкость снижается, восстановление обменной емкости смолы производится путем промывки её обратным током воды и последующей регенерацией раствором поваренной соли. Процесс регенерации осуществляется автоматически либо по таймеру (один раз в заданное количество суток), либо по встроенному водосчетчику (при пропуске заданного объема воды). Существуют также модели непрерывного действия. Установки умягчения целесообразно располагать непосредственно в каждом доме для умягчения подпиточной воды котлов и возможного частичного умягчения холодной воды.


Фильтры тонкой очистки Фильтры тонкой очистки необходимы для задержания тонкодисперсных нерастворимых примесей воды. Большинство из подобных систем представляют из себя картриджные фильтры (т.е. состоят из корпуса и смен ного фильтрующего элемента - картриджа). Картриджи различаются по типоразмерам (в зависимости от производительности м3/ч), по пористости (существуют модели с пористостью от 0,35 мкм до 100 мкм), по температуре рабочей среды (различаются модели для холодной и горячей воды), по фильтрующему материалу, существуют также специализированные картриджи, засыпанные активированным углем и различными добавками, специально разработанные для удаления конкретных примесей воды


Бактерицидные установки Бактерицидные установки служат для дезинфекции воды. Их действие основано на губительном воздействии ультрафиолетового излучения на микроорганизмы. Бактерицидная лампа состоит из корпуса выполненного из нержавеющей стали, лампы ультрафиолетового излучения и кварцевого чехла для лампы. Вода, протекая в пространстве между стенкой корпуса и кварцевым чехлом лампы, попадает под воздействие бактерицидного излучения. Целесообразно ставить в каждом доме.


Обратноосмотические установки (RO) Обратноосмотические установки (RO) служат для глубокой доочистки воды с повышенным содержанием минеральных солей, тяжелых металлов, нитратов, фтора и прочих веществ которые не удаляются обычными методами очистки (сорбция, ионный обмен, фильтрация через зернистую загрузку). Все виды обратноосмотических установок критически относятся к содержанию взвешенных веществ, повышенной жесткости и содержанию железа, поэтому эти установки применяются после предварительной очистки воды и устанавливаются в конце схемы очистки.


Таким образом, подбор оборудования для очистки воды осуществляется путем комбинации элементов с необходимыми характеристиками из приведенного списка, но делать это должны специалисты в области очистки воды, только тогда вы сможете получить чистую воду с гарантией и надолго.


Где купить