Metode čiščenja vode. Industrijska metoda čiščenja pitne vode

Voda je zaloga življenja, čista tekočina je potrebna za skoraj vsa živa bitja na našem planetu. Za zdravje ljudi je treba ne le zagotoviti dostop do potrebnih količin, temveč tudi uporabljati metode čiščenja pitne vode, da bo kakovost visoka. Strokovnjaki so pozorni: potrebno je sprejeti ukrepe za čiščenje tekočine za vsakogar in vedno, ne le za mestne prebivalce, ki uporabljajo tekočo vodo, ampak tudi za prebivalce podeželja. Že dolgo se verjame, da je voda iz vodnjakov izjemno čista. To je kategorično napačno! Takšna tekočina vsebuje veliko patoloških mikroorganizmov, ki so več kot enkrat povzročili epidemije različnih bolezni. Temu se lahko izognemo z uporabo osnovnih metod čiščenja vode, ki so na voljo tako v industrijskem obsegu kot za vsako posamezno osebo.

Splošne informacije

Sodobne metode čiščenja vode:

• filtriranje;
• sorpcija;
• nanos membrane;
• elektrokemični vpliv.

Filtrirajte cesto!

Ta mehanska metoda čiščenja vode se je dokazala že od najzgodnejših časov, vendar ima zdaj človeštvo veliko bolj prefinjeno sredstvo za odpravo odvečnih nečistoč iz tekočine. Uporabljajo se specializirane pregrade s številnimi porami. Izdelani so iz različnih materialov:

• tkane;
• netkane;
• kovine;
• keramika;
• kovinska keramika;
• zrnate snovi.

Zrnca, ki se uporabljajo pri tej metodi čiščenja vode iz nečistoč, so izdelana iz:

• pesek;
• schungite;
• premog;
• katran;
• zeoliti;
• vermikulit.

Zanimivo je

Skoraj vsak sistem za čiščenje vode vključuje enega ali več filtrov. Lahko ga dopolnimo z drugimi komponentami, ki omogočajo izboljšanje učinkovitosti dela, vendar je zelo težko najti možnost, ki sploh nima filtra. Zaradi tega se trenutno številni sistemi za prečiščevanje vode imenujejo filtri - glede na njihovo glavno značilnost.

Človek na ulici, v vsakdanjem življenju nenehno uporablja filter, se pogosto sprašuje: ali lahko tako dokaj enostaven sistem v svoji zasnovi očisti vitalno tekočino, nečistoče, v katerih so do štiri milijone spojin škodljivih za ljudi? Točnega odgovora ni mogoče oblikovati: veliko je odvisno od nečistoč v posameznem primeru, od uporabljenega čistilnega sistema.

Sodobne metode čiščenja vode doma pomenijo uporabo takšnih naprav, ki pa so, čeprav so učinkovite, niso na nivoju ionov. Zato je nemogoče govoriti o popolnoma kakovostnem rezultatu. Praktično ta način čiščenja vode s onesnaževanjem s salvom ne bo pomagal. Proizvajalec posveča pozornost: potrebno je redno spreminjati delovni element čistilnega sistema, vendar je težko predvideti, s kakšno frekvenco. Časovni okviri, ki jih navaja proizvajalec, so pogojni, če se tekočina s številnimi nečistočami neprestano filtrira, bo potrebno predčasno posodobiti »delovni konj«.

Sorpcija

To je absorpcijska metoda čiščenja vode, pri kateri se uporabljajo posebne tehnologije iz nečistoč tekočega ekstrakta, raztopljene v celotni masi. Najbolj učinkovita metodologija za odpravo organskih onesnaževal.

Postopki ionske izmenjave spadajo tudi v kategorijo sorpcije, značilnost pa je, da se ion, ki nadomešča absorbirani ion, sprosti iz sorbenta. V najširši razlagi izraza sorpcija kot metoda čiščenja vode omogoča izključitev večine škodljivih nečistoč iz celotnega obdelanega volumna. Hkrati pa strokovnjaki opozarjajo: sorpcija je precej selektivna, zaradi specifičnosti uporabljenega sorbenta, zato v resnici uporaba te tehnologije za doseganje resnično popolnega čiščenja ni lahka.

Značilnosti izvajanja metode

Čiščenje vode po tej tehnologiji običajno vključuje uporabo materialov, ki jih tvorijo vlakna, granule posebne sestave - adsorbenti. Pogosto se uporablja aktivni ogljik (znanih je več sort), druge metodologije pa so zgrajene z organizacijo procesov ionske izmenjave.

Metode za industrijsko čiščenje vode, ki uporabljajo sorpcijske procese, niso najlažje izvedljive. Zelo težko je zgraditi učinkovito šobo in delovati bo treba ob upoštevanju številnih pravil, sicer bo učinkovitost prenizka. Ključne značilnosti, ki jih je treba upoštevati:

• vzporedni prenos;
• absorpcijska fronta;
• Shilova enačba;
• vzorec vzdrževanja ravnotežne koncentracije.

Kako deluje?

Z uporabo fizikalno-kemijskih metod čiščenja vode, ki temelji na vključitvi sorbenta v delo, se morate zavedati, da se v tej spojini kopičijo nečistoče, ko tekočina gre skozi snov. Ravnotežna koncentracija kot najpomembnejši fizikalni zakon določa pretok nečistoč, ki jih nabira sorbent v volumne, ki se obdelujejo veliko prej kot v času uporabe naprave. Zato tekočina postane "psihološko čista".

Vse zgoraj omenjene značilnosti se trenutno upoštevajo pri načrtovanju vojaških čistilnih postaj. Možno je bilo izračunati vire različnih obratov, ki delujejo po tem principu, vendar je v večini primerov cikel filtriranja le en dan. Razvoj vojske še ni bil uporabljen pri oblikovanju, ki se uporablja v gospodinjskih čistilih.

Membrane

Ta metodologija, čeprav je dobro raziskana, se trenutno ne uporablja široko, zlasti na ravni gospodinjstev. Dejstvo je, da so membrane učinkovite le pri tlaku do 10 atmosfer. Poleg tega je zmogljivost karakterizirana s hiperfiltracijskimi modeli, zaradi katerih tekočina postane globoko razsoljena. Upoštevati je treba dejstvo, da bi uporaba takšnih naprav povzročila izpust 50% ali celo več celotnega volumna tekočine, ki je bila vnesena za filtriranje, v čistilni sistem. V večini regij prihaja do pomanjkanja pitne vode za industrijsko uporabo, zato je takšen nepreviden odnos do živo-dane snovi preprosto nesprejemljiv.

Kaj vse to pomeni?

Vse zgoraj navedene metode čistilnih tekočin imajo določene pomanjkljivosti, pomembne pomanjkljivosti. Sorbenti kopičijo nečistoče, s hitrimi emisijami, kakovost obdelane tekočine se dramatično zmanjšuje, trajanje filtra je težko predvideti vnaprej, na podlagi katerega mnogi prihajajo do razočaranja: čistilne naprave, ki so trenutno na voljo množicam, so v obratovanju zelo nezanesljive.

Membrane, sorbenti, ki aktivirajo procese izmenjave ionov, tanjšajo tekočino v soli in natrijeve, kalijeve, magnezijeve spojine in druge elemente v sledovih so izjemno pomembni za žive organizme. Poleg tega je treba odstraniti odpadne membrane, šobe, ki postanejo pomemben dejavnik onesnaževanja okolja. Presenetljivo je, da se zanjo namenja zelo malo pozornosti.

Elektrokemija

Dokončanje tekočine s to metodologijo je na voljo na več načinov. Čiščenje vode s koagulacijo je zelo pogosta, alternativne možnosti so:

• flotacija;
• elektroforeza;
• kataliza;
• izpusti z nizko porabo energije;
• visoko napetostne razelektritve;
• elektronske membrane.

V resnici je bila poleg koagulacije razširjena le obdelava s flotacijo.

Terenske postaje

Trenutno se koagulacijske snovi uporabljajo izključno v praksi. Večinoma se uporabljajo instalacije aluminijev sulfat (aluminijev oksid). V vodi, disociacija v sulfat, se pojavijo aluminijevi ioni. Spojina je močna kislinska sol in šibka baza, tako da postopek ne preide na konec, aluminijev oksid se raztopi do nivoja molekul v tekočini, in samo minuto po tem, aluminij, ki reagira, tvori padajoči hidroksid v kosmičih.

Opisan postopek je dobil ime koagulacije. Med takšno izpostavljenostjo se voda očisti iz nečistoč, soli, mikroskopskih oblik življenja. Za končno obdelavo je potrebno pazljivo odstraniti kosmiči koagulanta. Pri čistilnih napravah je ta postopek običajno organiziran v več fazah.

Vse ima svoj čas

Če uporabimo biološko metodo za čiščenje vode, elektriko, filter ali membrano, se je treba odločiti šele po identifikaciji onesnaževalcev, specifičnih za določeno situacijo. V laboratorijskih pogojih vzemite vzorce tekočine, opravite analize z visoko natančno opremo. V glavnem je razkril več vrst onesnaževanja, kar zahteva celostne ukrepe čiščenja.

Onesnaževanje: pomembne značilnosti

Študije kažejo, da je vedno večji delež onesnaževal v sveži tekočini posledica človekovih dejavnosti: industrije, kmetijstva, preživetja. Fizične nečistoče so nečistoče, ki vstopajo v vodna telesa in se sploh ne raztopijo ali pa ta postopek traja dolgo časa. Glavni problem je smeti, poleg tega pa glina in pesek delujejo kot onesnaževala.

Nič manj pomemben dejavnik je toplotno onesnaženje, to je negativni vpliv na okolje s toplotno energijo. Ogrevanje vodne mase rezervoarja moti biološke procese, povzroča izumrtje rib in drugih vodnih prebivalcev. V drugi situaciji povečanje temperature spodbuja rast zlonamernih kolonij protozoov, zaradi česar je proces čiščenja popolnoma neučinkovit. V redkih primerih pa ima toplotno onesnaženje pozitiven učinek.

Kaj je še tam?

Skoraj vsaka sodobna oseba je slišala za kemikalijo onesnaževanje okolja na splošno in zlasti rezervoarje. To je posledica vstopa v tekočino različnih spojin, ki se uporabljajo v kmetijstvu za industrijske namene. Največjo nevarnost za naravo krijejo nafta in njeni proizvodi, težke kovine, vključno s spojinami, nitrati, površinsko aktivne snovi.

Omeniti je treba biološki dejavnik onesnaženja, ki je povezan z razmnoževanjem mikroskopskih oblik življenja, paraziti, patogeni. Ne smemo spregledati dejstva, da fosfor, emisije dušika ustvarjajo optimalne pogoje za življenje takšnih kolonij. Ko je vodno telo onesnaženo, se evtrofikacija opazuje relativno hitro, torej se teren spremeni v umazano močvirje.

Integrirani pristop

Pri analiziranju vzorcev tekočine iz rezervoarja je možno ugotoviti, katera onesnaževala so točno vidna v njem. To je običajno precej širok spekter, ki zahteva kompleksno uporabo več tehnik čiščenja. Sistemi, zgrajeni z eno specifično metodo, pa so običajno značilni za čistilne naprave, kjer je niz nečistoč precej stabilen, količina onesnaževal pa je znana tudi vnaprej. Pri komunalnih storitvah je ozonska tehnologija zelo razširjena.

Kako izbrati?

Pred razvojem čistilnega sistema in izbiro optimalnih ukrepov za posamezen primer je potrebno natančno pregledati vzorce in jih primerjati z regulativnimi podatki. Za pridobitev natančnih informacij se izvede dolgoročna študija, pripravi se statistična tabela, standardi SanPiN so primerni za situacijo, nato pa se sprejme odločitev v prid najbolj uporabnih možnosti.

Odpadna voda

Morda je čiščenje takšne tekočine danes ena najbolj akutnih problemov. Običajno je treba razlikovati med več kategorijami tekočin:

• gospodinjstvo;
• proizvodnja;
• naravno.

Prvi razred je najnevarnejša tekočina, bogata z organskimi spojinami, ki negujejo patogene mikroskopske oblike življenja. Odpadne vode v gospodinjstvih je treba temeljito razkužiti šele potem, ko se začnejo čistiti.

Industrijske odpadke odlagajo industrijski objekti, ki uporabljajo vodne mase v svojem delovnem procesu. Veljavna zakonodaja zavezuje k vzpostavitvi učinkovitih filtrirnih sistemov, redni inšpekcijski pregledi in visoke kazni pa spodbujajo podjetja k izpolnjevanju teh zahtev. Nazadnje, naravni so kanalizacijski kanalizacijski odtoki, ki se odvajajo prek nevihtnih kanalizacijskih sistemov.

Gospodinjska odpadna voda: kaj storiti?

Uporablja se prefinjen sistem čiščenja, ki se izvaja z uporabo različnih tehnologij. Prvič, odtoki se pošiljajo v posode za usedanje, kar omogoča odlepljenje suspendiranih elementov (določen odstotek tvori sediment, ostalo pa se dvigne na površino). Naslednji korak so pasti za pesek, to so filtri, ki zbirajo netopne onesnaževalce. Za lovljenje kosovnih odpadkov se čistilni sistem dopolni z rešetkami.

Pogosto je sistem za čiščenje gospodinjstev zgrajen z uporabo septičnih posod in antiseptikov, ki izboljšujejo učinkovitost postopka. Kot del teh zdravil so mikroskopski organizmi, ki predelujejo organske snovi.