- Очищення води фізичними способами
- кип'ятіння
- відстоювання
- фільтрування
- Обробка ультрафіолетом
- Хімічні методи очищення води
- нейтралізація
- Процеси окислення і відновлення
- Очищення води фізико-хімічними методами
- флотація
- сорбція
- екстракція
- іонний обмін
- Зворотній осмос
- Методи, які використовуються в побутових фільтрах
Вода зі свердловин і природних джерел має ряд розчинених компонентів і суспензій. Щоб отримати рідина, яку можна використовувати в промисловості, для побутових цілей і для пиття, її слід якісно очистити. Сучасні способи очищення води дуже різноманітні. Вони діляться на кілька груп за характером процесів, що відбуваються. З використанням методів створюються прилади, які забезпечують оптимальну очистку. Цей процес вимагає комплексного підходу, тому застосовується відразу кілька відповідних методів. 
Мал. 1 Деякі методи водоочищення
Зміст статті:
Очищення води фізичними способами
Фізичні методи засновані на відповідних фізичних процесах, які впливають на воду і присутні забруднення. Зазвичай такі методи використовують для усунення нерозчинних, великих включень. Іноді вони впливають і на розчинені речовини і біологічні об'єкти. Основними фізичними способами очищення є кип'ятіння, відстоювання, фільтрування і обробка ультрафіолетом.
кип'ятіння
В процесі кип'ятіння на воду впливає висока температура. В результаті такого впливу усуваються мікроорганізми, деякі розчинені солі випадають в осад, утворюючи накип. При тривалому кип'ятінні можуть розпадатися більш стійкі речовини, наприклад, сполуки хлору. Метод простий і оптимальний для використання в побуті, але очищає тільки відносно невеликі обсяги води.
відстоювання
У цьому випадку використовується вплив природної сили тяжіння на відносно великі механічні включення. Під впливом власної ваги вони опускаються на дно ємності, утворюючи шар осаду. Виконують відстоювання води в спеціальних відстійниках. Ці ємності забезпечуються пристроями для збору і видалення виходить осаду.
фільтрування
Коли вода проходить матеріал з порами або іншими отворами, частина забруднень затримується. Залишаються на поверхні частинки, які більші за пір або осередків. За ступенем очищення виділяють фільтрацію грубу і тонку. При грубому очищенні затримуються лише великі частки. В процесі тонкої утримуються включення, розмір яких складає всього кілька мікронів.
Мал. 2 Рівні фільтрування
Обробка ультрафіолетом
Використання ультрафіолетового випромінювання дозволяє усунути біологічні забруднення. Світло цього спектра впливає на основні молекули, що призводить до загибелі мікроорганізмів. Варто враховувати, що обробляють ультрафіолетом воду, яка очищена від суспензії, тобто проведена попередня очистка води . Тверді включення створюють тінь, яка захищає бактерії від ультрафіолетового світла.
Хімічні методи очищення води
Хімічні способи очищення води засновані на реакціях окислення-відновлення і нейтралізації. В результаті взаємодії спеціальних реагентів із забруднюючими речовинами відбувається реакція, підсумком якої стає нерозчинний осад, розкладання на газоподібні складові або поява нешкідливих компонентів.
нейтралізація
Застосування цього методу забезпечує усунення кислої або лужної середовища і наближення її показників до нейтральних. У воду з певним показником кислотності додають реагенти, що забезпечують створення кислої або лужної середовища. Щоб нейтралізувати кисле середовище, застосовують лужні склади: кальциновану соду, гідроксид натрію і деякі інші. Для усунення лужного середовища вибирають розчини деяких кислот або оксиди вуглецю, сірки та азоту. Останні при розчиненні у воді утворюють слабкі кислоти. Реакції нейтралізації зазвичай являють собою хімічні методи очищення стічних вод . При підготовці питної води з природних джерел зміна реакції не потрібно, вона спочатку близька до нейтральної.
Процеси окислення і відновлення
При очищенні води найчастіше використовується окислення. В процесі реакції з окислювачами забруднюючі сполуки перетворюються в нешкідливі компоненти. Вони можуть бути твердими, газоподібними або розчинними. Як сильних окислювачів виступають сполуки хлору, озон і деякі інші речовини.
Мал. 3 Установка для окислення озоном
Очищення води фізико-хімічними методами
Методи очищення води, що відносяться до цієї групи, включають одночасно фізичні і хімічні способи впливу. Вони дуже різні і допомагають видалити значну частину забруднень.
флотація
В процесі очищення води методом флотації через рідину пропускають газ, наприклад, повітря. Створюються бульбашки, на поверхню яких прилипають гідрофобні частинки забруднень. Бульбашки піднімаються на поверхню і утворюють піну. Цей шар піни з забрудненнями легко видаляється. Додатково можуть використовуватися реагенти підвищують гідрофобність або зчіплюючі і укрупнювати частки забруднень.
Мал. 4 Принцип флотації
сорбція
Очищення води методом сорбції грунтується на виборчій утриманні речовин. Найчастіше використовують адсорбцію, коли утримання відбувається на поверхні сорбенту. Сорбція буває фізичної і хімічної. У першому випадку використовуються сили міжмолекулярної взаємодії, а в другому - хімічних зв'язків. В якості сорбентів зазвичай виступають активоване вугілля, силікагель, цеоліти та інші. Деякі види адсорбентів можуть відновлюватися, а інші утилізуються після забруднення.
екстракція
Процес екстраціі виконується з використанням розчинника, який погано змішується з водою, але краще розчиняє забруднюючі речовини. При контакті з очищується рідиною забруднювачі переходять в розчинник і концентруються в ньому. Таким способом з води усувають органічні кислоти, і феноли.
іонний обмін
Метод іонного обміну застосовується в основному для видалення з води солей жорсткості. У деяких випадках його використовують для усунення розчиненого заліза. Процес полягає в обміні іонами меду водою і спеціальним матеріалом. В якості такого матеріалу виступають спеціальні синтетичні іонообмінні смоли. Цей спосіб очищення води набув поширення не тільки в промисловості, але і в побуті. Зараз не утруднить придбати фільтр, який має іонообмінний картридж.
Мал. 5 Іонний обмін
Зворотній осмос
Ще один спосіб, за допомогою якого виконується очищення питної води , Це зворотний осмос. Для очищення потрібна спеціальна мембрана з дуже дрібними порами. Через пори проходять лише невеликі молекули. Забруднюючі речовини відрізняються великим розміром, ніж молекули води, тому не проходять крізь мембрану. Така фільтрація виконується під тиском. Добутий розчин з забруднюючих речовин утилізується.
Мал. 6 Зворотний осмос
Методи, які використовуються в побутових фільтрах
Всі ці методи використовуються для очищення рідин, в тому числі і стічних вод. Але в більшості випадків людей цікавить, як очистити воду вдома для вживання в їжу і побутових цілей. Очищення води в домашніх умовах не передбачає використання всіх названих способів. Тільки частина з них реалізується в сучасних приладах. Є можливість очистити воду з-під крана і без фільтра. Цей метод - кип'ятіння. Однак набагато частіше воду чистять спеціалізованими фільтруючими пристроями.
У фільтрах задіяні такі методи очищення питної води як механічна фільтрація, іонний обмін, сорбція, зворотний осмос. Маємо приклади застосування та деякі інші, але набагато рідше.
Всі ці сучасні методи очищення води реалізуються в картриджних проточних фільтрах. В таких приладах очищають водопровідну воду в кілька етапів. На першому етапі здійснюється механічна фільтрація, потім усуваються розчинені речовини методами сорбції та іонного обміну, а в завершенні вода може пропускатися через обратноосмотічеськую мембрану.
Радимо почитати: Система зворотного осмосу
Можливо вам також буде цікаво почитати:
Користуючись сайтом oBurenie.ru ви автоматично погоджуєтеся з політикою конфіденційності для використання будь-яких доступних засобів комунікації таких як: коментарі, чат, форма зворотного зв'язку і т.д.
