Фториды в воде

1.    Что такое фториды и как появляются в воде?

Фторидами называют вещества, производные фтора. Под этим понятием подразумеваются любые вещества, органического или неорганического происхождения, имеющие в составе фтор.

Фториды элементы естественного происхождения. В воде находятся фториды натрия и фториды кальция. Их содержание по СанПиН 2.1.4.1074-01 не должно быть выше 1,5 мг/л. В питьевой воде содержание фторидов допустимо от 0,6 мг/л до 1,2 мг/л. Для детского питания – не более 0,7 мл/л.

2.    Проблемы, которые вызывают фториды в воде

Фтор, как и фториды, играют важную роль в организме человека. Этот элемент укрепляет эмаль, помогает усваивать железо. Поступает в организм с водой. Но при переизбытке, токсичное влияние сильнее, чем от свинца. Возникает развитие флюороза. Это заболевание эмали зубов, сопровождается белыми пятнами. Возникает апатичное состояние, развивается миастения. А это уже болезнь нервно-мышечной системы. При переизбытке фторидов страдает печень, так как вещества активно влияют на ткани и разрушают их. Особенно опасна вода, насыщенная фторидами для детей. Кроме того, начинается нарушение выработки гормонов, что приводит к дисфункции щитовидной железы. Некоторые ученые, имеющие степень в медицинской сфере, утверждают, что частое употребление воды с повышенным содержанием фторидов провоцирует синдром Дауна и болезнь Альцгеймера. Приводя в пример факты зависимости головного мозга и его чувствительности к фтору. Фториды, накапливаясь в организме провоцируют не только появление новых болезней, но и обостряют хронические, разрушая изнутри.

Понять, что в воде превышен показатель фторидов по внешним признакам невозможно. Он не изменяет запах или вкус. Не делает воду мутной и не выпадает в осадок при контакте с кислородом. Опередить наличие фторидов поможет только анализ воды. Также на концентрацию веществ влияет географическая составляющая, промышленная деятельность и экология региона.

3.    Как удалить фториды из воды?

Есть несколько способов устранения фторидов из воды. Используются методы для фильтрации на промышленных производствах, в бытовых и дачных секторах. Исходный источник может быть любой.

3.1. Фильтрация химическим способом

Принцип работы системы: В колонну или емкость поступает вода, в которую добавляются определенные реагенты. Для устранения фторидов используют оксид магния или алюминия. Они устраняют примеси, далее поток уходит на обработку от продуктов распада.

Рис 1 Схема подачи реагентов для удаления фторидов

Способ является эффективным, но рассчитан на промышленное использование, так как используются химические вещества. Реагенты подаются в воду дозированно, в зависимости от объёма очищаемой воды и концентрации фторидов. Можно комбинировать с другими фильтрами для последующей обработки и доведению воды до оптимального состава. Не рекомендуется применять метод для фильтрации питьевой воды.

3.2  Фильтрация обратным осмосом

Принцип работы системы: Фильтрация производится с помощью полупроницаемой мембраны. Сначала поток поступает на мембранный модуль, где он разделяется на концентрат и пермеат. Фториды удерживаются в исходной воде с помощью структуры мембраны, а очищенная вода поступает в накопительную емкость.

Рис. 2 Схема обратного осмоса для удаления фторидов

Эффективность установки достигает 99%. Степень фильтрации зависит от селективности мембраны. При заполнении фильтрующего элемента примесями осуществляется промывка проточной чистой водой.

4.    Преимущества и недостатки методов фильтрации

Сравнивая способы очистки следует учесть сферу их применения, степень фильтрации при высоких концентрациях фторида и расход на обслуживание.

Сорбционные фильтры предназначены для быта. Их преимущество в эффективности удаления фторидов без применения реагентов. Кроме устранения загрязнений способны улучшать органолептические свойства воды. Однако, такие элементы имеют низкую производительность и работают только при низком содержании примесей. При более быстрой очистке, фториды не успеют удалиться. Обслуживание системы – замена картриджного фильтра. Для бытовых установок не предназначен рассыпчатый сорбент.

Химическая обработка наоборот очень минимальна по времени. Позволяет устранить фториды и другие примеси. Но при этом могут появиться продукты распада. Требуется точная дозировка при вводе реагента. Применяется в промышленном производстве.

Обратный осмос - универсальная система, которую используют во всех сферах. Преимущество в полном удалении всех примесей и не только фторидов. Используется для очистки питьевой воды. При фильтрации не используются реагенты. Можно использовать при любом кислотно-щелочном балансе воды. Срок службы элемента от 1 до 2-х лет. Может комплектоваться с другими фильтрами. Из недостатков выделяют большой объем воды, сливаемый в дренаж в процессе фильтрации. Обязательна установка механического фильтра для первичной обработки воды от механических примесей.

Есть еще мембранные установки нанофильтрации. Специальные мембраны позволяют не только отделять двухзарядные ионы, но и гарантировать при приемлемом давлении разделение ионов, которые равны по валентности. При этом обеспечивая оптимальный солевой баланс.

Существуют еще и менее применяемые способы удаления фторидов: дистилляция, ионный обмен. Дистилляция-это перегон жидкости с процессами испарения и охлаждения. Провалится в больших емкостях. Из-за своей длительности, габаритного оборудования и больших трат ресурсов используется только в определенных сферах. Фильтрация с помощью ионного обмена проводится при помощи ионообменных смол: катионов или анионов. Метод позволяет устранить до 95% фторидов. Однако редко применяется из-за высокой стоимости фильтрующего материала, необходимости регенерации и правильной утилизации отходов. При этом у очищенной воды наблюдается низкий кислотно-щелочной баланс. Ионный обмен эффективен только при совместном умягчении воды и устранении фторидов.

5.    Выводы

Несмотря на то, что фтор и его производные являются необходимыми элементами для поддержания здоровья, фториды, при повышенной концентрации, подлежат обязательному удалению из воды. Они могут находиться в любых источниках. Подбор оборудования осуществляется исходя из сферы применения и анализа исходной воды. Стоит учитывать расходы на эксплуатацию системы.

В промышленном секторе устранение фторидов из воды является частью водоподготовки. Важно учитывать взаимодействие элементов с другими веществами, чтобы не получились более опасные производные. Это касается фильтрации реагентами.

Чаще всего бытовые фильтры комбинируют несколько методов очистки, путем многоступенчатой фильтрации. Соединяют метод сорбционный и обратного осмоса. Всего ступеней от 3 до 5. Производительность такого оборудования достигает 200 литров в сутки.

Важно помнить об обязательной предварительной обработке воды перед тонкой очисткой. Особенно это касается мембранной фильтрации. Для этого устанавливают фильтр грубой очистки. Любая система нуждается в промывке. Иначе фториды заполнят фильтрующий элемент или материал и качество очищаемой воды значительно снизится. А со временем вообще упадет в ноль. При правильной эксплуатации все системы фильтрации работают бесперебойно продолжительное время.