Очистка питьевой воды: эффективные методы

Из этой статьи вы узнаете

1. Зачем очищать воду из скважины и чем вода загрязнена?

2. Способы очистки питьевой воды из скважины

2.1 Механический способ 

2.2 Сорбционный способ 

2.3 Ионообменный способ 

2.4 Обратный осмос

3. Область применения

4. Рекомендации по выбору способов очистки питьевой воды

5. Преимущества и недостатки способов очистки питьевой воды

1. Зачем очищать воду из скважины и чем вода загрязнена?

Природные ресурсы часто считаются наиболее экологичными. Потребителю нравится думать, что нетронутые человеком сокровища природы таят в себе источник богатырского здоровья и великолепного вкуса. Однако проблема современности кроется в том, что найти тот самый «нетронутый источник» практически невозможно.

Техногенная и сельскохозяйственная деятельность человека вошла далеко вглубь недр, поэтому даже вода, находящаяся на нескольких десятках метров в земле, не может исключать антропогенного присутствия.

Чтобы понять, какими загрязнителями мы чаще всего воздействует на почву, а через неё и на воду, стоит разделить деятельность человека на несколько групп:

Химическое загрязнение. Работа предприятий самых разных отраслей не обходится без современных «допингов» - средств, призванных ускорить или участить те или иные процессы, увеличить производительность и т.д. Чаще всего речь может идти о пестицидах, применяемых в сельском хозяйстве в качестве удобрения. Самое популярное удобрение – селитра, поглощается землей и проникает в воду, где в виде нерастворенных нитратов представляет угрозу для человека.

Техническое загрязнение. Песок и мелкие частицы горных пород поступают в воду в качестве естественных спутников, так как, нарушая бурением скважины русло подземного течения, мы провоцируем поток воды поднимать наружу все взвеси, которые в обычном режиме остаются мирно лежащими на дне.

Биологическое загрязнение. Вода – жизнь, и это утверждение характерно не только потому что без воды живые организмы погибают, но и потому что вода легко переносит разные формы жизни. Речь идет о микроскопических бактериях, вирусах, грибках. Они не привередливы, поэтому в сырой и наполненной различными элементами воде они прекрасно выживают до нужного момента. Попадая в скважинный поток, они без труда могут проникнуть в человека, вызывая острые и даже необратимые состояния здоровья.

Металлическое загрязнение. Этот тип вполне мог бы существовать в рамках химических загрязнений, однако металла в земле и воде настолько много, что его стоит выделить в отдельную группу. Металлы, в особенности железо и марганец, являются одними из террообразующих элементов, то есть они входят в состав планеты Земля. Вымываясь из породы, железо и марганец устремляются в воду, а оттуда – в ваш стакан, где, после гидроциклическметаллический запах.

Как видим, причин очищать воду из скважины несколько, и каждая из них звучит убедительнее предыдущей, поэтому сразу после того, как вы пробурили скважину на своем участке, соберите образец воды и отдайте его на специальную экспертизу, которая покажет, насколько данная вода пригодна для использования, и что нужно с ней сделать, чтобы без забот наслаждаться её питательными свойствами.

2. Способы очистки питьевой воды из скважины     

 2.1 Механический способ

Самый простой и известный в быту способ механической очистки воды – отстаивание. Набирая в ёмкость определенное количество жидкости, вы точно можете быть уверены, что в течение определенного времени все тяжелые взвеси опустятся на дно, и чистую воду можно будет черпать без опаски.

Однако этот способ не идеален. Во-первых, его не получится использовать в больших масштабах, так как расход воды в данном случае будет превышать приход. Во-вторых, условная линия образования осадка очень относительна: сложно определить на глаз, до какой степени глубины ёмкости можно дойти, чтобы не зачерпнуть вместе с водой и осадок. В-третьих, этот метод примитивен и использовать его можно только при дополнительном кипячении воды, а так же в условиях, не имеющих других, более технологических методов очистки. Хотя его несомненный плюс в том, что отстаивание не будет стоить вам ни копейки.

Следующий механический вид очистки воды – гидроциклический. В основе этого принципа – специальная вытянутая ёмкость, внизу которой – конусообразный шламоотвал, а в центре – спираль для поступления очищаемой жидкости. Направляясь по спирали, вода закручивается в естественном потоке, который вытесняет тяжелый осадок и проталкивает его в конус. А чистая жидкость, оказывающаяся легче мусора, поступает в ёмкость для забора воды.

Хорошо известный способ механической очистки воды – сетчатая фильтрация. Фильтр в виде сетки может быть установлен как внутри трубы, подающей воду, так и на других участках водоотведения: всё зависит от возможностей отдельно взятой системы в доме. Сетки защищают воду от присутствия песка, ржавой окалины, мелких частиц пластика и других видимых глазу элементов. Сетки просты в эксплуатации, однако за ними нужен постоянный уход, иначе скопившиеся в них засоры могут стать причиной поломок и обильных утечек сора из-за прорывов. Плюс сетчатой системы очистки в том, что она может быть как очень мелкой, практически непроницаемой, так и достаточно крупной – в зависимости от общего уровня загрязненности воды.

Основной недостаток данного способа очистки в том, что с помощью механического вмешательства можно устранить только весомые частицы. Это приемлемо, если речь идёт не о питьевой, а о технической, воде. Всё дело в том, что помимо видимых загрязнителей в воде могут присутствовать микрочастицы, которые нее имеют ни запаха, ни цвета, а потому их употребление может проявиться только в результате развития недомогания или поломки техники.

Рис. 1 Механический осадочный фильтр для очистки воды 

2.2 Сорбционный способ

Наряду и механическим, один из самых старых и популярных методов очистки воды – сорбционный. В его основе является принцип химических реакций, которые происходят между элементами, содержащимися в воде, и элементом-адсорбентом, который пропускает воду через себя.

Самый популярный сорбент природного происхождения – активированный уголь. Он имеет потрясающее свойство задерживать в своей пористой структуре химические, биологические и технические загрязнители.

Помимо активированного угля, природа вдохновила человека на использование таких структур как глина, цеолиты, песок – все они имеют высокую водоизместимость, а при дополнительной обработке повышают свои пропускные свойства, активнее задерживая посторонние элементы.

Помимо природных, то есть органических, типов адсорбентов, существует целое семейство искусственно созданных фильтрационных материалов, имеющих более высокие износостойкие показатели, простоту применения и низкий удельный вес.

Выбирая среди всего многообразия загрузочного сорбирующего материала, стоит учитывать прежде всего степень загрязнения и химическую его картину. Так, если в воде имеется большое количество коллоидных частиц, стоит избегать использование активированного угля, потому что коллоид забивает очистные поры и сводит эффективность угля на нет.

Однако при правильной эксплуатации такая загрузка способна показывать высокую эффективность на не слишком высоких уровнях загрязнения, а для того, чтобы возобновить её фильтрующие мощности, достаточно просто провести обратную промывку, то есть пустить поток воды в сторону, противоположную обычной.

В зависимости от того, насколько узкими и многочисленными будут поры на фильтрате, можно определить его эффективность. И, соответственно, цену. Обычно это достаточно доступный расходный материал, который помещается в бюджетную установку, имеющую как ручное, так и механическое управление – всё зависит от требуемых мощностей работы и сферы употребления. Благодаря широким возможностям выбора, сорбционный метод можно считать не только относительно эффективным, но доступным для рядового потребителя.

Чтобы повысить эффективность такого фильтра и увеличить площадь взаимодействия с различными загрязнителями, чаще всего моделируются многоступенчатые сорбционные установки, имеющие несколько связанных между собой картриджей. Вода из первого картриджа проникает во второй, а затем в третий – и каждый раз степень её очистки всё более повышается, как повышается и плотность загрузочного материала, работающего с более мелкими частицами, чем его «предшественник». Выбрать модель нужного фильтра легко – нужно просто приобрести набор тех картриджей, которые отвечают заявленным требованиям, например, фильтр-обезжелезиватель + фильтр от нитратов + фильтр с серебром для обеззараживания воды.

Рис. 2 Сорбционный угольный фильтр

2.3 Ионообменный способ

Ионообменный способ во многом похож на сорбционный – в основе всё тот же метод взаимодействия между фильтром и жидкостью, но с той разницей, то вредоносные элементы в воде не «застревают» в порах фильтра, а разрушаются благодаря химической реакции.

Главный элемент этой структуры – ионообменная смола, которая состоит из неогранического материала пористой структуры, пропускающего через себя молекулы воды и прочих элементов. H2O без потерь минует смолу, в то время как все остальные взвеси проходят через обмен ионами, то есть меняют свой молекулярный состав, разрушаются и аннигилируются в воде, не нанося ей никакого вреда.

Этот метод позволяет очищать воду от широкого спектра всех основных загрязнителей, он экологичен, прост в применении и не требует крупных финансовых вливаний, однако для того, чтобы результат всегда был безупречным, следует внимательно следить за состоянием ионообменной смолы. Возобновлять её полную «боеготовность» нужно с помощью таблеток поваренной соли, которые воздействуют на химический состав смолы и способствуют возобновлению её функциональности.

Ионообменный способ подходит вам, если вы хотите быть уверенными в чистоте потребляемой воды, но при этом вы готовы нести за этот процесс непосредственную ответственность.

Рис. 3 Схема фильтра умягчителя цикличного действия

2.4. Обратный осмос

Самый дорогой и самый высокотехнологичный метод – обратный осмос. В сущности его работы – полунепроницаемая обратноосмотическая мембрана, поры которой настолько малы, что пропускают через себя только молекулы H2O, а потому на выходе мы имеем стерильную, безупречно чистую воду.

Почему этот метод дорогой? Во-первых, в обслуживании установки активную роль играет высокое давление, создаваемое искусственно с помощью электро-подпитки: расход электричества у этой технологии очень высокий. Во-вторых, сама по себе мембрана является неорганической разработкой, созданной из современных материалов, имеющих высокую износостойкость: платить за её работу придется редко, но зато по-крупному, в отличие от уже названных методов очистки, чья удельная стоимость невысока, но обслуживание требует постоянных вливаний и физического контроля.

Обратный осмос оснащен датчиками работы, которые контролируют уровень загрязнения воды, так что даже если он внезапно подскочит, очищенная вода всегда будет неизменно стерильной, чего нельзя гарантировать в других установках.

Казалось бы – стерильная вода, что может быть лучше? Но на самом деле, жаркие споры о пользе и вреде такой воды до сих пор не имеют общего знаменателя. Одни исследователи считают, что эта вода служит обычным растворителем, который в старину называли «мертвой» водой, то есть водой, не несущей в себе ничего полезного. Другие полагают, что такое уровень чистоты годится только для промышленности, а человеку он и вовсе опасен, так как «пустая» вода мало того, что не поставляет никаких полезных элементов, так ещё и вымывает уже имеющиеся из организма.

Как с этим быть? Чтобы обогатить «мертвую» воду до состояния «живой», на установку обратного осмоса устанавливаются специальные минерализаторы, которые насыщают жидкость всеми нужными для здоровья образчиками витаминов и минералов. Но опять же – за это придется дополнительно платить.

С другой стороны, если анализ вашей воды показывает зашкаливающий уровень угрозы, только метод обратного осмоса может дать вам необходимую степень гарантированной безопасности.

Рис. 4 Система обратного осмоса "Вагнер-125" про-сть 125 л/час

3. Область применения

Учитывая тот факт, что сферы человеческой деятельности не ограничиваются лишь биологической потребностью в воде, можно разделить потребляемую воду на несколько видов:

- вода питьевая и используемая в пище;

- вода техническая.

С первым типом всё более-менее понятно: вода должна иметь прозрачную структуру, не иметь запаха и вкуса, быть полезной для организма и поддерживать нормальную работу всех его систем.

В данном случае мы говорим о воде, в которой не просто могут присутствовать дополнительные примеси – она обязательно должны присутствовать, и речь конечно же о полезных микроэлементах.

Вода техническая представляет собой широкий спектр качественных показателей, зависящих от функциональных особенностей применения. Например, в радио и компьютерных технологиях используется только стерильная, дистиллированная вода, так как она не нарушает структуры взаимодействующих с ней материалов. А вот для нужд отопительных систем вполне подойдет вода, лишенная железных примесей и солей, которые способствуют нарастанию накипи, ржавчины и налета, разрушающих трубопровод и нагревательные элементы.

Так же техническую воду используют в медицине, в частности, дистиллят идёт на производство лекарственных средств, так как, являясь прекрасным растворителем, не несет на себе никакой «истории», могущей помешать составу лекарства.

С учетом этих особенностей, стоит разграничить воду не только по степени чистоты, но и по потребляемым объемам. Если мы говорим об очистке воды в частном доме или квартире, мы можем иметь ввиду небольшой аппарат, помещающийся под мойкой, а если речь о промышленном предприятии – стоит выделить под очистную установку целое техническое помещение.

Возможности очистки воды поистине безграничны. Сегодня человек научился приручать эту стихию и в угоду своей необходимости менять её органолептический состав, моделируя ту степень чистоты, которая будет отвечать заданным характеристикам. Так, обратный осмос чаще всего применяется именно в промышленности, потому что его надежность и практичность не вызывает сомнений даже в очень больших масштабах производства. В то время как домашние методы водоочистки нередко ограничиваются сорбционным методом, так как позволяет решить самые распространенные проблемы загрязнения за очень доступные деньги.

4. Рекомендации по выбору способов очистки питьевой воды

Прежде чем поддаваться на рекламные уловки и растиражированные способы очистки, обратитесь в лабораторию, занимающуюся составлением анализа состава скважинных вод.  С этим документом вы можете попробовать разобраться самостоятельно, а можете без лишних хлопот обратиться в фирму «Вагнер», где специалист поможет вам выбрать наилучший вариант, подходящий вам как в техническом, так и в финансовом плане.

Настоятельно рекомендуем вам рассмотреть несколько вариантов и сопоставить их между собой. Так, например, установка обратного осмоса стоит дорого, но зато она автоматическая и безотказная, а загрузочный фильтр значительно дешевле, хоть его обслуживание и эффективность могут периодически вызывать вопросы. Это не значит, что загрузочный фильтр плохой – просто для его использования вам потребуется чуть больше внимания и заботы, чем с обратноосмотическим фильтром.

Если вы выбираете фильтр на дачу или загородный дом, где потребление воды не превышает среднесуточных стандартов, вы можете выбрать более простую конструкцию на ручном управлении, так как вам не составит труда самим контролировать поток потребляемой воды. В доме с постоянным проживанием этот способ может быть несколько непрактичным, так как производственных мощностей может не хватить и вам придется либо покупать фильтр мощнее, либо постоянно ожидать, когда вода «приготовится».

Таким образом, имея на руках заключение о составе воды, вы должны четко озвучить специалисту следующие критерии выбора:

- планируемое количество потребляемой воды;

- требования к технической оснащенности;

- ценовой диапазон бюджета.

5. Преимущества и недостатки способов очистки питьевой воды

Основные плюсы и минусы эксплуатации того или иного вида фильтров мы назвали по ходу описания их рабочих характеристик. Для более практичного и наглядного сравнения мы приведем таблицу, в которой отражаются все особенности.

 Отталкиваясь от полученных данных, мы надеемся, что вы сможете выбрать именно тот способ очистки, который принесет в вашу жизнь новый уровень качества и здоровья. Компания «Вагнер» всегда открыта к сотрудничеству с вами!

Ниже представленно видео демонстрации системы обратного осмоса