Чистая вода

   5.Способ  комбинированный. Одновременное  использование нескольких методов  очистки, чтобы достичь наилучшего  результата. Как правило, сначала  используют механическую очистку,  потом биологическую, следующей – физико-химическую.

Выбрать оптимальную  систему очень сложно, потому что  вода содержит в себе разнообразные  примеси. К тому же требования к качеству воды постоянно ужесточаются.

    
 
В настоящее время из общего количества сточных вод механической очистки  подвергается 68% всех стоков, физико-химической- 3%, биологической - 29%. В перспективе  предполагается повысить долю очистки  биологическим методом до 80%, что  улучшит качество очищаемой воды.  

В России распространен  метод хлорирование воды, который  осуществляется на водопроводных станциях специальными установками. Профилактическая дезинфекция колодцев также производится активным хлором. Но длительное потребление  хлорированной воды негативно сказывается  на состоянии здоровья.

Так же получил  распространение метод озонирования воды, который одновременно решает несколько проблем: обеззараживание, достижение прозрачности и удаление запаха. Однако получение озона - процесс  дорогой, к тому же в концентрированном  виде, в котором озон добавляют  в воду, он ядовит.

Очистка воды, с целью применения в быту. 

Для очистки  воды в бытовых условиях люди используют разные способы. Однако далеко не все  знают, как правильно их необходимо осуществлять и какой может при  этом возникнуть побочный эффект.

Все способы  очистки воды можно условно разделить  на две группы: очистка без использования  фильтров и очистка с использованием фильтров.

   

Очистка воды без использования  фильтров. 

Данный вариант  наиболее распространен и доступен, поскольку для очистки воды не требуется приобретение дополнительных устройств, кроме как обычной  кухонной посуды. К наиболее распространенным способам относятся:

   -Кипячение

   -Отстаивание

   -Вымораживание 

Кипячение

Все мы с детства  знаем, что сырую воду пить нельзя, но только кипяченую. Кипячение используют для уничтожения органики (вирусов, бактерий, микроорганизмов и др.), удаления хлора и других низкотемпературных газов (радон, аммиак и др.). Кипячение  действительно помогает в некоторой  степени очистить воду, однако данный процесс имеет ряд побочных эффектов. Первый - при кипячении изменяется структура воды, т.е. она становится "мертвой", поскольку происходит испарение кислорода. Чем больше мы кипятим воду, тем больше погибает в ней патогенов (то есть микроорганизмов, способных вызывать болезни), но тем  более она становится бесполезной  для организма человека. Второе - поскольку при кипячении происходит испарение воды, то концентрация солей  в ней увеличивается. Они отлагаются на стенках чайника в виде накипи и извести и попадают в организм человека при последующем потреблении воды из чайника.

Как известно, соли имеют тенденцию накапливаться  в организме, что приводит к самым  различным заболеваниям, начиная  от болезней суставов, образованию  камней в почках и окаменению (циррозу) печени, и заканчивая артериосклерозом, инфарктом и мн. др. Кроме того, многие вирусы могут легко перенести  кипячение воды, поскольку для  их уничтожения требуются намного  более высокие температуры. Также  заметим, что при кипячении воды удаляется только газообразный хлор. В лабораторных исследованиях был  подтвержден тот факт, что после  кипячения водопроводной воды образуется дополнительный хлороформ (вызывает раковые  заболевания), даже если перед кипячением воды была освобождена от хлороформа продувкой инертным газом.

Вывод. После  кипячения мы пьем "мертвую" воду, в которой присутствуют мелкая взвесь и механические частицы, соли тяжелых  металлов, хлор и хлорорганика (хлороформ), вирусы и др. 

Отстаивание

Отстаивание используют для удаления из воды хлора. Как правило, для этого водопроводную воду наливают в большое ведро и  оставляют в нем на несколько  часов. Без перемешивания воды в  ведре удаление газообразного хлора  происходит примерно с 1/3 глубины от поверхности воды, поэтому для  получения сколь-либо заметного  эффекта необходимо следовать разработанным  методикам отстаивания.

Вывод. Эффективность  данного способа очистки воды оставляет желать лучшего. После  отстаивания необходимо кипятить воду. 

Вымораживание 

Данный способ применяют для эффективной очистки  воды с помощью ее перекристаллизации. Данный способ намного эффективнее  кипячения и даже перегонки, поскольку  фенол, хлорфенолы и легкая хлорорганика (ряд хлорсодержащих соединений - страшнейший яд) перегоняются вместе с водяным паром.

Многие под  данным способом понимают следующее: налить воду в посуду и поставить ее в  холодильник до появления льда, после  вынуть посуду из холодильника и разморозить  ее для питья. Сразу заметим, что  эффект очистки воды вышеприведенным  способом равен нулю, поскольку вымораживание - очень сложный и долгий процесс, эффективность которого целиком  зависит от точного следования разработанным  методикам.

Данный способ основывается на химическом законе, согласно которому при замерзании жидкости сначала  в наиболее холодном месте кристаллизуется  основное вещество, а уж в последнюю  очередь в наименее холодном месте  затвердевает все, что было растворено в основном веществе. Данное явление можно наблюдать на примере свечи. В потухшей свече подальше от фитиля получается чистый прозрачный парафин, а в середине, где горел фитиль, собирается сажа и воск получается грязным). Этому закону подчиняются все жидкие вещества. Главное здесь - обеспечить медленное замораживание воды и вести его так, чтобы в одном месте сосуда его было больше, чем в другом. Поскольку данный способ занимает несколько страниц, то приводить его здесь не будем. Отметим лишь то, что приготовление воды методом вымораживания может длиться несколько часов с постоянным отслеживанием процесса. В противном случае эффективность резко снижается.

Нам доводилось тестировать воду, которую хозяйки  несколько часов пытались приготовить  методом вымораживания. Она была немного лучше водопроводной  воды. Это еще раз подтверждает то, что вымораживание - непростой  процесс, который имеет свои тонкости и далеко не все рекомендации здесь  приводят к ожидаемому эффекту.

Данный метод  имеет очень высокие показатели очистки, но ,к сожалению, он мало применим в быту поскольку имеет  довольно сложный порядок выполнения операций над замораживаемой водой. 

Очистка воды с использованием фильтров 

Для удаления вредных  примесей из воды используют различные  фильтры. В бытовых условиях широко используются различные кувшины  и насадки на кран. После, для улучшения  качества (или для получения желаемого  свойства воды) можно использовать методы, представленные в безфильтровой очистке. 

Оценка  качества воды

Трудно переоценить  роль воды в нашей жизни. В среднем  человек за сутки выпивает около 2л воды. Но задумываетесь ли Вы, какую  именно воду Вы пьете?! Уверены, что  задумываетесь. Об этом свидетельствует  тот факт, что все больше людей  в городах предпочитают пить воду не из-под крана, а покупать воду в бутылках. Это вполне оправданный  шаг, связанный с применением  хлора, как основного обеззараживающего  компонента для очистки воды, да и не только хлора. Опасны для здоровья также определенные условия искусственной  и естественной минерализации воды в наших кранах. Недостаточный  уровень очистки и обеззараживания  при использовании сточных вод, устаревшее оборудование на водозаборных станциях, использованием очищенной  речной воды – все это негативно  сказывается на здоровье человека и  ставит вопрос о необходимости анализа  воды в современных условиях. А  стоит ли говорить об эпидемической опасности такой воды. Однако и покупка воды в бутылках, к сожалению, тоже не выход. По некоторым параметрам такое качество воды оказывается на порядок хуже по сравнению с тем, которым характеризуется вода из-под крана. И ведь не факт, что вода, которую Вы покупаете, действительно качественна и соответствует всем необходимым нормам. 

Анализ  воды в промышленности

      Не следует забывать также о промышленности. Использование воды на производстве определяется органолептическими, токсикологическими и эпидемиологическими показателями. Использование вод с водозаборов, городских сточных вод, воды с открытых водоемов часто вызывает определенные трудности. В современных условиях вода, как правило, загрязнена и требует доочистки. Однако, в зависимости от химического состава воды обработка ее обеззараживающими веществами может лишь привести к увеличению степени ее токсичности и непригодности. Следует учесть тот факт, что в производстве вода является либо непосредственным (основное рабочее вещество) либо косвенным (охлаждение, очищение и т.д.) участником производственного цикла или технологического процесса. От качества используемой в техпроцессе воды зависит надежность, исправность и долговечность оборудования, и как следствие, экономическое благосостояние предприятия, а также жизни и здоровье людей.

Поэтому весьма и весьма актуален вопрос контроля качества воды и анализа воды. Анализ воды позволяет узнать качество воды, пригодность ее для определенных нужд, бытовой и промышленной эксплуатации. На бытовом уровне мы определяем качество воды на вкус, выпариваем, наблюдаем  выпадение осадка, - что является весьма приземленной, неточной и субъективной оценкой качества воды. Точную, исчерпывающую  информацию о пригодности воды для  тех или иных целей может дать лишь лабораторный анализ воды. 

Критерии  анализа качества воды 

Анализ качества воды оценивают по ряду параметров:

•   активная реакция воды – зависит от концентрации водородных ионов. Данную величину принято называть pH. Для нейтральной реакции воды уровень ph равен 7,0. Согласно санитарным нормам и правилам уровень ph питьевой воды должен находиться в пределах 6 - 9.
• жесткость воды – характеристика содержания в воде солей кальция и магния. В зависимости от этого выделяют 2 вида жесткости – карбонатная (характеризуется содержанием в воде гидрокарбоната кальция) и некарбонатная (характеризуется наличием некарбонатных солей кальция и магния). Согласно санитарным правилам и нормам жесткость питьевой воды должна быть не выше 7,0 мг-экв/л.
• щёлочность воды определяет наличие в ней гидратов и анионов слабых кислот. При анализе воды на щелочность в большинстве случаев ориентируются на содержание в воде гидрокарбонатов.
• присутствие в воде хлоридов определяется наличием в воде хлорида натрия из-за вымывания горных пород. ПОлученная в ходе анализа воды высокая концентрация в воде хлоридов говорит о загрязненности источника воды сточными водами (норма питьевого качества – 300…350 мг/л).
• сульфаты присутствуют практически во всех поверхностных водах и являются одними из важнейших анионов. Главным источником сульфатов в воде являются процессы химического выветривания и растворения серосодержащих минералов, в основном гипса, а также окисления сульфидов и серы. Норма сульфатов в воде питьевого качества – 500 мг/л.

 
   

• концентрация  фосфатов в воде предельно низка, однако их присутствие указывает  на возможность загрязнения промышленными  стоками. Фосфаты являются основной причиной возникновения сине-зелёных  водорослей, продуктами жизнедеятельности которых являются токсины. В воде, соотвествующей качеству воды питьевой, допускается наличие соединений фосфора 3,5 мг/л.
• наличие фторидов и йодидов в воде неоднозначно. Избыток или недостаток в воде обоих элементов значительно сказывается на здоровье человека. В зависимости от содержания их вводе необходимо нормировать пищевой рацион.
• окисляемость определяют органические вещества в воде. По сути, окисляемость является своеобразным индикатором наличия сточных вод в исследуемой воде, а также индикатором эффективности предпринятых мер по очистке воды. Согласно установленным санитарным нормам и правилам перманганатная окисляемость (содержание легкоокисляемой органики) воды должна быть не выше 5,0 мг О2/л.
• главными источниками соединений железа в природных водах являются процессы выветривания, эрозии почв и растворения горных пород. Значительные количества железа поступают с подземным стоком и со сточными водами промышленных предприятий. В питьевой воде железо может присутствовать также вследствие использования на муниципальных станциях очистки воды железосодержащих коагулянтов, которые применяют для осветления поступающей воды, либо из-за коррозии водопроводных труб. Соединения железа могут находиться в природной воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии в зависимости от валентности.

 
   

• наличие в воде марганца. Допустимая норма марганца при анализе питьевой воды – 0,1 мг/л.
• образование сероводорода в воде связано с разложением сульфидов кислыми водами и реакциями восстановления сульфатов сульфатредуцирующими бактериями. Концентрация сульфидов воде не должна превышать 0,3 мг/л.
• алюминий также можно обнаружить в воде при ее анализе. Это связывают, как правило, с обработкой воды коагулянтами. Допустимая концентрация в воде солей алюминия при ее качественном анализе не должна превышать 0,5 мг/л.
• бор и селен изредка можно встретить в качестве микроэлементов очень малой концентрации, однако, наличие его в воде в средних и больших количествах может привести к серьезным отравлениям.
• наличие натрия и калия в подземных водах, и как следствие, в водопроводных, определяется составом почвы.

 
 

Проверка  результатов анализа 

Приступая к  изучению анализов воды, необходимо прежде всего убедиться в их  правильности. Правильность определения физических свойств (температуры. цветности, мутности или прозрачности, запаха и вкуса) может быть проверена только при помощи повторных определений в аналогичных условиях; поэтому проектировщик, как правило, должен иметь серии анализов для одних и тех же точек и условий  отбора. При количественной оценке мутности воды следует помнить, что этот    показатель имеет наибольшую ценность при сравнении проб, но дает лишь приближенное представление о фактическом содержании взвешенных веществ. Последние для расчетных грязевых нагрузок должны быть определены весовым способом. Для контроля химического анализа сравнивают суммарное количество всех  нелетучих составных частей, определенных анализов, с величиной сухого остатка. Естественно, что из –за неточностей в определениях всегда будет наблюдаться разница в сравниваемых величинах. Но, как правило, вес сухого остатка оказывается не более чем на 7 – 12 % выше суммы ионов солей. Такового рода контроль исключает возможность появления ошибки в анализе, а в отдельных случаях указывает на необходимость дополнительных определений. 
 
 

Физические  показатели качества воды. 

Температура воды поверхностных источников зависит  от температуры воздуха, его влажности, скорости и характера движения воды и ряда других факторов. Она может изменяться в весьма  широких пределах по сезонам года (от 0,1 до 30* С). Температура воды подземных источников более стабильна (8-12 * С).