Очистка воды для бытовых нужд

Очистка воды для бытовых нужд сегодня является злободневной проблемой для многих регионов нашей страны. Особенно актуальным этот вопрос выглядит с учетом экологической обстановки в крупнейших городах Украины. Неутешительные данные международных организаций и отечественных экологов свидетельствуют о том, что качество воды в большинстве оставляет желать лучшего. Учитывая то, некачественная вода является основным источников инфекций, и может вызвать массу заболеваний, задача очистки воды в настоящий момент стоит наиболее остро.

В воде, которая течет из наших кранов, можно найти многие элементы таблицы Менделеева, однако даже вода из индивидуальной скважины нуждается в тщательной очистке. Причиной тому служит значительное загрязнение подземных горизонтов сточными водами и фильтратом. Очистка воды из скважины также предполагает удаление крупных механических примесей — песка, ржавчины и пр. поэтому рассматривать очистку воды только через призму урбанизации не имеет смысла. В качественной очистке воды нуждается, как частный дом, так и квартира. Конечно же, при условии, что вы заботитесь о собственном здоровье и благополучии близких людей.

На сегодняшний день широкое распространение получили несколько технологий очистки воды, среди которых ионный обмен, сорбция, реагентная обработка и механическая очистка. Среди новейших методов стоит отметить мембранную технологию очистки, которая позволяет удалять из воды песок, нейтрализовать хлор или другие органические соединения. Благодаря применению высоких технологий, в фильтрах с обратным осмосом подобран оптимальный размер пор мембран, который позволяет стабильно удалять из воды высокотоксичные соединения, среди которых четыреххлористый углерод, фенолы, фтор, нефтепродукты и т. д.

Хлорирование воды В практике обеззараживания питьевой воды имеются несколько наиболее распространенных методов: хлорирование, озонирование, ультрафиолетовая обработка и пр. Хлорирование является одним из самых дешевых и в то же время эффективных методов. В нашей стране повсеместно распространен метод хлорирования воды.

Наиболее важной проблемой данного метода является высокая активность хлора, он вступает в химические реакции со всеми органическими и неорганическими веществами находящимися в воде. В воде из поверхностных источников (которые в основном являются источниками водозабора) находится огромное количество сложных органических веществ природного происхождения, а также в большинстве крупных промышленных городов в воду попадают с промышленными стоками красители, ПАВ, нефтепродукты, фенолы и пр.

При хлорировании воды, содержащей вышеприведенные вещества, образуются ХЛОРСОДЕРЖАЩИЕ ТОКСИНЫ, МУТАГЕННЫЕ И КАНЦЕРОГЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА, В ТОМ ЧИСЛЕ ДИОКСИДЫ.

При обработке воды активным хлором образуются особо опасные вещества:

Хлороформ, обладающий канцерогенной активностью

Дихлорбромметан, хлоридбромметан, трибромметан, обладающие МУТАГЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ

2,4,6-трихлорфенол, 2-хлорфенол, дихлорацетонитрил, хлоргиередин, полихлорированные бифенилы, являющиеся иммунотоксичными и канцерогенными

Тригалогенметаны, канцерогенные соединения хлора.

Данные вещества оказывают замедленное убийственное воздействие на организм человека.

Многие очищают только питьевую воду, НО НЕ СТОИТ ЗАБЫВАТЬ, ЧТО БОЛЬШИНСТВО КАНЦЕРОГЕННЫХ И МУТАГЕННЫХ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ПОПАДАЮТ В НАШ ОРГАНИЗМ ПРИ КУПАНИИ И МЫТЬЕ ТЕЛА. По ориентировочным данным, влияния на организм человека хлорорганических веществ следующее: ЧАСОВОЕ ПРИНЯТИЕ ВАННЫ РАВНО 10 ЛИТРАМ ВЫПИТОЙ ХЛОРИРОВАННОЙ ВОДЫ.

Ряд онкоэпидемиологических исследований, проведенных, США и Германией, позволяет предположить существование взаимосвязи между заболеваемостью населения отдельными формами раковых заболеваний и содержанием в питьевой воде хлорорганических соединений, и прежде всего встречающегося наиболее часто и в наибольшей концентрации — хлороформа.

В США получены данные, свидетельствующие о наличии статистически достоверной связи между концентрацией хлорорганики в питьевой воде и частотой случаев заболевания и смертности от рака мочевого пузыря, кожи, желудочно-кишечного тракта и других органов.

В ряде развитых стран уже установлены предельно допустимые концентрации суммы тригалогенметанов, также многие развитые страны уходят от хлорирования питьевой воды, переходя на более естественные, экологические и безопасные способы обеззараживания воды.

Но, не все так страшно как звучит на первый взгляд. Данная проблема является в большей степени глобальной проблемой водоснабжения городов.

В квартире или коттедже решить проблему очистки воды от хлора и хлорорганических веществ возможно с помощью адсорбционного угольного фильтра, который при надлежащем обслуживании и своевременной замене угля будет служить Вашим надежным защитником, но только от хлора, других загрязнений он не уберет!

Обеззараживание воды серебром. Обработка серебром обеззараживает воду эффективнее хлора, озона и других сильных окислителей. Серебряная вода с большим эффектом используется в медицине для наружного употреблению: полоскание горла при ангине, компрессы для борьбы с грибком…

Эта вода сохраняет свою бактерицидность на протяжении многих месяцев. Поэтому такую воду используют на подводных лодках со времен СССР, которые не редко уходили на 6-7 месяцев в подводный мир.

Обеззараживание воды с помощью серебра подкупает простотой технологии. Поэтому понятно внимание людей к этому способу обработки воды во все времена. Сейчас в аптеках продаются серебряные шарики для очистки и обеззараживания воды и многие уже приобрели их.

При постоянном использовании «серебряной» воды в качестве питьевой серебро избирательно отлагается в селезенке, печени, нервных волокнах и др. тканях. Ионы серебра, находясь в воде, могут образовывать токсичные соединения. Так при наличии в воде нитратов (а нитраты в воде присутствуют — примерное количество нитратов в Киевской воде — 2,4 мг/литр) серебро, соединяясь с ними, образует нитрат серебра — ядовитую соль, которая не выводится из организма и поражает, прежде всего, печень. Накапливаясь, в частности, в коже, серебро придает ей своеобразную серо-зеленую окраску, вызывая болезнь аргирию. При аргирии может наблюдаться ослабление остроты зрения, помутнения в передней капсуле хрусталика, точечные включения в хрусталике, изменения цвета зрачка и глазного дна. К сведению — когда Батюшка в церкви освятит воду и Вы ее выпьете 2-3 раза в год — никакого ущерба Вашему здоровью не будет, но длительное употребление «серебряной» воды, как питьевой — опасно для Вашего здоровья. При содержании серебра в организме человека — 2 г. Возникают симптомы отравления, а при дозе — 10 г возможен летальный исход.

По этому, лучше таким способом не очищать воду, которая в дальнейшем планируется использоваться как питьевая, метод подходит для бассейнов, сайн и т. п.

Консервация воды углекислотой В настоящее время торговая сеть предлагает покупателю бутилированную воду, насыщенную углекислотой. Действительно, углекислота является хорошим консервантом и если взять бутылочку такой воды, выезжая на пикник, вреда большого не будет. Однако постоянное употребление газированных вод может привести к существенным изменениям в организме человека (особенно у людей с повышенной кислотностью). Такая вода имеет рН = 2-4, то есть — очень кислая.

Углекислый газ является раздражителем слизистых оболочек горла, пищевода, желудка и может привести к их воспалению. Кроме этого, постоянное употребление такой воды приводит к «закислению» желудочно-кишечного тракта, что может вызвать нарушение кислотно-щелочного равновесия в организме человека. В результате могут возникнуть серьезные расстройства в работе органов человека. Помимо всего вышеперечисленного, углекислота является крайне сильным стимулятором поджелудочной железы. Врачи советуют остерегаться газированных вод людям с повышенной кислотностью, так же нельзя давать такую воду детям до 3-х лет, а детям до 10-ти лет — не чаще 2-3 раза в неделю.

Жесткость, жесткая вода Жесткостью воды называется сумма растворенных в воде ионов кальция Са2+ и магния Mg2+.

Жесткость — это наиболее распространенная проблема качества воды. Первоначально термин «жесткая вода» применялся к воде, стирка в которой была затруднена.

Основным источником попадания в воду солей магния и кальция являются размываемые природными водами залежи известняков, гипса и доломитов.

В маломинерализованных водах больше всего ионов кальция. С увеличением степени минерализации содержание ионов кальция быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание же ионов магния в минерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соленых водах нескольких десятков граммов.

Ионы кальция и магния не приносят особого вреда живым организмам, однако наличие их в воде в большом количестве нежелательно, поскольку такая вода непригодна для хозяйственных нужд.

В жесткой воде увеличивается расход мыла и порошка при стирке белья, медленно разваривается мясо и овощи, снижается моторика желудка. Жесткая вода непригодна для систем водоснабжения и питания водонагревательной техники.

Жесткость измеряется в миллиграммах эквивалент на литр (мг-экв/л). Промышленные стандарты допустимого значения жесткости зависят от типа используемого оборудования. Обычно, считается жесткой вода с жесткостью 1 мг-экв/л и более.

Для приготовления питьевой воды — лучше использовать обратноосмотическую мембрану, через поры которой пройдет только небольшое количество кальция и магния, очищенную таким образом воду можно «доминерализировать», на некоторых фильтрах есть минерализаторы, лучше выбирать тот, которой добавляет в воду кальций и магний в соотношении 3:1, это наиболее оптимальный состав для усвоение организмом человека.

Железо в воде и его соединения. Обезжелезивание, обезжелезивание воды Железо составляет примерно 5% всей твердой земной коры. Именно поэтому этот металл встречается практически во всех источниках воды (поверхностных водах и скважинных).

В природных водах, железо, чаще всего встречается в виде ионов Fe2+ и Fe3+, а также в виде органических и неорганических соединений (коллоиды, взвеси и др. ).

В поверхностных водах железо как примесь содержится главным образом в органических комплексах (гуматы), а также образует коллоидные и высокодисперсные взвеси.

В подземных водах при отсутствии растворенного кислорода оно обычно находится в виде ионов Fe2+.

Растворенное железо — проблема скорее эстетическая, чем опасная для здоровья. Железо может находится в воде в нескольких формах. При нагреве, окислении или хлорировании растворенное железо переходит из одной формы в другую и выпадает в осадок.

СИМПТОМЫ:

• Металлический привкус

• Рыжий налет на сантехнике, арматуре

• В изначально прозрачной воде на открытом воздухе появляется студенистый рыжий осадок

• Тоже происходит в процессе приготовления пищи (при нагреве воды)

• Студенистый осадок не оседает на дно

• Темный (черный) легко удаляемый налет

• Цветные материалы обесцвечиваются после стирки

• Напитки (компоты) темнеют

Содержание железа в воде измеряется в миллиграммах на литр (мг/л). Уровень железа 0.3 мг/л и более приводит к появлению рыжего налета.

Вода может содержать несколько типов железа (несколько форм). Суммарное железо — это сумма концентраций всех типов железа, содержащихся в воде.

Двухвалентное железо

• Двухвалентное железо (Fe2+ или Fe++). Оно растворено в воде, и вода кажется прозрачной. По мере окисления (на открытом воздухе) вода приобретает желтоватый или рыжеватый оттенок. Наиболее часто встречается в подземных водах.

Для удаления можно использовать обратноосмотическую мембрану, либо окислить данную форму железа до Fe3+. Наиболее частый способ удаления (в диапазоне производительности от 0,5 м3/ч до 50 м3/ч) на напорных фильтрах загруженных Марганцевым зеленым песком или MTM (с дозировкой или регенерацией перманганатом калия), так же можно использовать электролиз, способ потребует много времени и является мало удобным.

Трехвалентное железо

• Трехвалентное железо (Fe3+ or Fe+++). В эту форму превращается двухвалентное железо после окисления. Такое железо имеет вид суспензии — нерастворимого и не оседающего осадка. Данную форму железа легче всего удалять. Чаще всего удаляется на фильтрах с марганцевым зеленым песком. Также, при незначительном содержании возможно удалять на обычных фильтрах грубой очистки — полипропиленовых 20 микрон, либо сетчатые промывные фильтры

Коллоидное железо

• Коллоидное железо — это железо, частицы которого имеют очень маленькие размеры (менее 0.1 мкм) и поэтому не могут быть отфильтрованы механическими фильтрами, лучше использовать обратноосмотическую мембрану. Коллоидное железо также образует суспензию. Встречается довольно редко. Удаляется окислением или переводом в другую форму, а затем фильтрацией.

Органическое железо

• Органическое железо — это связанное железо, образовавшее соединение с органическими веществами, такими как: танины или гумусовой кислотой. Такое железо может быть бесцветным, желтоватым или рыжим. Такое железо называют: органическим или сложным. Такое железо является наиболее сложно удаляемым из-за своей органической природы. Способы удаления: обратноосмотическая мембрана, ионный обмен, адсорбция, окисление.

Бактериальное железо

• Некоторые бактерии (железистые бактерии) используют железо в метаболических процессах. Бактериальное железо может быть студенистым или волокнистым. Иногда такое железо образует поверхностную пленку. Встречается редко.

Марганец, удаление марганца из воды Марганец ( Mn) распространен не так сильно как железо, но очень похож на него по своим свойствам. Он редко встречается самостоятельно — обычно вместе с растворенным железом Fe2+. Отложения марганца накапливаются в трубах и заметны при включении воды. «Марганцевые» бактерии также существуют и могут становиться причиной закупорки труб. По сравнению с железом, марганец окисляется медленнее и требует большее количество кислорода.

СИМПТОМЫ

• Черный осадок

• Мутная темная вода

• Иногда упоминается как «черная вода»

Концентрация марганца измеряется в мг/л. Концентрация редко превышает 2 мг/л, однако даже при малых концентрациях (0.05 мг/л) марганец может создать проблемы. Окись марганца имеет темно-коричневый цвет, на поверхности переходящий в черный. Процедура удаления марганца из воды аналогична процедуре удаления железа.

Запахи и привкусы воды Запахи и привкусы в воде объясняются присутствием в ней определенных веществ, обуславливающих эти явления. Природа запахов и привкусов очень различна, и может быть обусловлена как наличием в воде определенных растворенных солей так и содержанием разных химических и органических соединений.

Наиболее распространенные причины запахов и привкусов в воде:

Запах гнилистый, рыбный или землистый. Наиболее часто встречается в воде забираемой из открытых водоемов. Обусловлен присутствием в воде природных органических соединений. Из таких природных соединений наиболее известны геосмин и 2-метилизоборнеол. Данные соединения, чаще всего безопасны для человека, хотя иногда могут быть обусловлены наличием в воде сине-зеленых водорослей и бактерий. Наиболее сильно вода обогащается данными соединениями в период цветения водоемов.

Удаление: фильтры с активированным углем (адсорбция).

Запах хлора. Встречается в основном в муниципальной воде. Обусловлен сильным хлорированием воды на муниципальных очистных сооружениях.

Удаление: фильтры с активированным углем (адсорбция). Для питьевого использования — бытовой обратный осмос.

Запах тухлых яиц. Наличие в воде растворенного сероводорода (Н2S). Иногда наличием сульфурных бактерий, которые вырабатывают сероводород. Наиболее распространенное явления для подземных вод.

Удаление: фильтры с загрузкой марганцевого зеленого песка либо использовать угольный фильтр.

Химический запах, запах фенола. Данный вид запахов обусловлен попаданием в сточных вод в систему водоснабжения либо в водоносный горизонт (в случае забора подземных вод).

Удаление: фильтр с активированным углем (адсорбция).

Другие неестественные запахи. Обусловлены попаданием бытовых и производственных сточных вод и других продуктов деятельности человека в водоемы и подземные водоносные горизонты.

Удаление: устранение причины попадания данных веществ в воду. В некоторых случаях возможно использование фильтров с активированным углем (адсорбция).

Солоноватый привкус. Обусловлен повышенным содержанием в воде солей: NaCl, NaSO4, MgSO4

Удаление: обессоливание воды (деионизация или обратный осмос). Для питьевого использования лучше применить бытовой обратный осмос, с размером поры мембраны не более 0,0005 микрон.

Металлический привкус. Содержание в воде железа.

Удаление: системы обезжелезивания с марганцевым зеленым песком или MTM (с дозировкой или регенерацией перманганатом калия) или обратный осмос.

Щелочной привкус. Обусловлен высоким показателем щелочности воды.

Удаление: системы деионизации (Н катионирование) или обратного осмоса. Для питьевого использования — бытовой обратный осмос.

Сероводород (H2S)

Сероводород (H2S) — это газ, источником которого является гниющая растительность. Сероводород может содержаться в воде, как добываемой из глубоких скважин, так и в поверхностных водах. Сероводород является причиной неприятно вкуса и запаха (запах «тухлых яиц»). При больших концентрациях сероводород становится ядовитым, легковоспламеняющимся и приводит к коррозии большинства металлов.

СИМПТОМЫ:

• Неприятный запах

• Бесцветные напитки (чай, компот)

• Искаженный вкус пищи

• Желтый или черный налет на сантехнике и белье

• Иногда называют «серной водой»

Концентрация сероводорода обычно измеряется в мг/л. Газ может содержаться как в горячей, так и в холодной воде. Запах становится ощутимым уже при концентрации 0,5 мг/л. Обычно концентрация растворенного H2S не превышает 10 мг/л, но иногда встречаются концентрации 50 мг/л и более.

ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ СЕРОВОДОРОДА

Различают 3 концентрации:

Уровень 1

• Запах не ощущается, если специально не принюхиваться

Уровень 2

• Запах сероводорода не ощущается до тех пор, пока вода не течет из крана

Уровень 3

• Запах сероводорода ощущается даже при закрытых кранах

Запах сероводорода становится менее ощутимым, если pH = 8.0 или более. В некоторых районах сероводород появляется в определенные времена года. Наиболее часто это происходит весной и осенью. Для удаления газа используют угольный фильтр.

Цветность воды Часто вода имеет желтоватый, бурый или другой оттенок. А иногда желтоватый цвет появляется после умягчения воды. Это объясняется наличием в воде органических соединений, придающих воде цвет. В основном это гумусовые вещества и таннины (смесь органических веществ, гумусовых кислот). Гумусовые вещества представляют собой высокомолекулярные органический соединения.

Самыми значительными поставщиками в природные воды органических веществ являются — почвенный и торфяной гумус, продукты жизнедеятельности и разложения растительных и животных организмов, сточные воды бытовых и промышленных предприятий.

Степень окраски природных вод, измеряется в градусах платиново-кобальтовой шкалы и называется цветностью.

Наличие в воде органических соединений придает воде цветность, запах, резко ухудшает органолептические показатели воды, повышает вспениваемость воды и оказывает неблагоприятное действие на организм человека и животных.

СИМПТОМЫ:

• Желтоватый или бурый оттенок воды

• Появление оттенков после прохождения воды через умягчители или другие фильтры

В основном для удаления цветности применяют сорбционные фильтры с активированным углем.

Мутность, мутная вода, удаление мутности Причиной мутности могут быть как органические, так и неорганические взвешенные вещества. Взвешенные вещества попадают в воду в результате размыва твердых частичек (глины, песка, лесса, илистых веществ). Повышение мутности воды может быть вызвано выделением некоторых карбонатов, гидроксидов алюминия, марганца, высокомолекулярных органических соединений гумусового происхождения, появлением фито— или зоопланктона, окислением соединений железа, сбросом неочищенных производственных сточных вод. В большинстве случаев «муть» оседает на дно в виде осадка, кроме случаев мельчайших коллоидных примесей. Песок, ил, глина, коллоидные частички.

Взвешенные вещества имеют различный гранулометрический состав (размер), который характеризуется гидравлической крупностью, выражаемой как скорость осаждения частичек.

Основные симптомы:

— взвеси ила, грязи, глины в воде

— песок, мелкий гравий или грязевой осадок

— красноватые хлопья и рыжий осадок (мутность обусловленная окисленным железом)

— тонко дисперсная (коллоидная) не оседающая взвесь

— вода молочного цвета

Степень мутности воды оценивают по ее прозрачности — способности пропускать/поглощать солнечный свет.

Основным способом удаления мутности является фильтрация. Для удаления крупных частичек песка или мелкого гравия можно использовать сетчатые промывные фильтры или полипропиленовые фильтры со степенью очистки 20 микрон.

Вирусы, бактерии. Вирусы — мельчайшие организмы, их размеры колеблются от 12 до 500 нанометров. Мелкие вирусы равны крупным молекулам белка. Вирусы — резко выраженные паразиты клеток (вирусы — оспа, грипп, СПИД и пр. )

Они содержат в своем составе только один из типов нуклеиновых кислот: либо рибонуклеиновую кислоту (РНК), либо дезоксирибонуклеиновую (ДНК), — а все клеточные организмы, в том числе и самые примитивные бактерии, содержат и ДНК, и РНК одновременно.

Вирусы способны жить и размножаться только в клетках других организмов. Вне клеток организмов они не проявляют никаких признаков жизни. В связи с этим вирусы представляют собой либо внеклеточную покоящуюся форму (варион), либо внутриклеточную реплицирующуюся — вегетативную. Варионы демонстрируют отменную жизнеспособность. В частности, они выдерживают давление до 6000атм и переносят высокие дозы радиации, однако погибают при высоких температуре, облучении УФ — лучами, а также воздействие кислот и дезинфицирующих средств.

Лучший способ удаление вирусов из воды — ультрафиолетовая лампа и бытовой обратный осмос, с размером поры мембраны не более 0,01, (минимальный размер вируса — 0,02 микрон).

Бактерии (др. —греч. βακτήριον — палочка) — группа безъядерных микроорганизмов, чаще всего одноклеточных. К настоящему времени описано около десяти тысяч видов бактерий и предполагается, что их существует свыше миллиона. Минимальный размер бактерии 0,2 микрона. актерии вызывают большое количество заболеваний человека, таких как чума (Yersinia pestis), сибирская язва (Bacillus anthracis), лепра (проказа, возбудитель: Mycobacterium leprae), дифтерия (Corynebacterium diphtheriae), сифилис (Treponema pallidum), холера (Vibrio cholerae), туберкулез (Mycobacterium tuberculosis), листериоз (Listeria monocytogenes) и др. Открытие патогенных свойств у бактерий продолжается: в 1976 обнаружена болезнь легионеров, вызываемая Legionella pneumophila, в 1980-е—1990-е было показано, что Helicobacter pylori вызывает язвенную болезнь и даже рак желудка, а также хронический гастрит.

По данным южнокорейского Бюро защиты прав потребителей, количество бактерий на ручках (без антибактериального покрытия) тележек крупных магазинов достигает 1100 колоний на 10 см². Второе место занимают компьютерные «мышки» в интернет-кафе (690 колоний на ту же площадь). Ручки кабинок общественных уборных содержат лишь 340 колоний вредных микроорганизмов.

Для того, чтобы уберечься от всех видов микроорганизмов, которые были обнаружены на предметах общественного пользования в ходе исследования, достаточно регулярно мыть руки с мылом.

Воду для питья стоит очищать при помощи бытового обратного осмоса.

Для того что бы в очищенной воде не было бактерий, вирусов, коллоидного железа — достаточно поставить на систему по очистке воды обратноосмотическую мембрану с размером поры — 0,0005 микрон. Такой размер поры не пропустит так же радионуклидные загрязнения, будет пропускать рассеянное количество солей, вода будет слабоминерализированной, пригодной для питья и приготовления пищи как взрослых так и детей. Качественная мембрана (производства США) имеет срок службы более 10 лет, примерная стоимость мембраны 300-500 долл.

Заключение — для улучшения эффекта фильтрации используют многоступенчатые системы по очистке воды. В зависимости от вида примесей и необходимого эффекта возможно использовать различные многоцелевые фильтры, такие как угольный (гранулированный активированный и/или прессованный уголь), обратноосмотическую мембрану, полипропиленовый, ультрафиолетовую лампу.

По материалам:

1. Вредные вещества в промышленности / Справочник, т. 3, Неорганические элементоорганические соединения. — Л.: Химия, 1997.

2. В. Д. Куртов «Об удивительных свойствах электроактивированной воды»

3. Ф. Батмангхелидж «Ваше тело просит воды»

4. Газета Здоровье, красота и спорт, № 22 (24) 2002 г., Галкина С. О пользе и вреде «минералки».

5. Комсомольская правда в Украине, от 14.02.2002 г. «Украинцы пьют мертвую воду»