С учетом этих особенностей стоит разграничить воду не только по степени чистоты, но и по потребляемым объемам. Говоря об очистке воды в частном доме или квартире, мы можем иметь в виду небольшой аппарат, помещающийся под мойкой, а если речь о промышленном предприятии – стоит выделить под очистную установку целое техническое помещение.
© 2021 АО «Аргументы и Факты» Генеральный директор Руслан Новиков. Главный редактор еженедельника «Аргументы и Факты» Игорь Черняк. Директор по развитию цифрового направления и новым медиа АиФ.ru Денис Халаимов. Шеф-редактор сайта АиФ.ru Владимир Шушкин.
СМИ «aif.ru» зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (РОСКОМНАДЗОР), регистрационный номер Эл № ФС 77-78200 от 06 апреля 2020 г. Учредитель: АО «Аргументы и факты». Интернет-сайт «aif.ru» функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.
Шеф-редактор сайта: Шушкин В.С. e-mail: [email protected], тел. 8 495 783 83 57. 16+
Все права защищены. Копирование и использование полных материалов запрещено, частичное цитирование возможно только при условии гиперссылки на сайт aif.ru.
Самый простой и известный в быту способ механической очистки воды – отстаивание. Набирая в емкость некоторое 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.
Главные тренды рынка
Как развитые, так и развивающиеся страны сталкиваются с одной общей проблемой — ростом объемов промышленных и городских сточных вод. Это, в свою очередь, побуждает разработчиков из разных стран к поиску новых и все более совершенных технологий очистки воды.
Традиционные методы очистки включают использование адсорбентов, обратного осмоса, ионного обмена и электростатического осаждения. Их недостатки — высокая стоимость, плохая возможность повторного использования и низкая эффективность. Несмотря на прогресс, достигнутый в разработке новых технологий за последнее десятилетие, их использование ограничено в основном из-за свойств материалов и стоимости.
Согласно аналитическому агентству Mordor Intelligence, в 2020 году объем мирового рынка технологий очистки воды оценивался на уровне $50,5 млрд. До 2026-го рынок ежегодно будет расти примерно на 7% из-за быстро сокращающихся ресурсов пресной воды во всем мире. Спрос растет также со стороны разработчиков месторождений сланцевых углеводородов, производителей биотоплива и др.
Негативно повлияла на рынок пандемия COVID-19. Но она же привела к появлению новой технологии, которая позволяет обнаружить коронавирус в сточных водах. Метод позволяет измерить присутствие РНК-генетического материала SARS-CoV-2 (рибонуклеиновая кислота) в человеческих фекалиях в системе сбора сточных вод. Исследования в Нидерландах показали связь между объемом вирусного материала в сточных водах и количеством случаев заражения в данном районе и помогают отслеживать эпидемиологическую ситуацию и эволюцию вирусов. Эта методика была также протестирована в 2020 году в более чем 40 штатах Америки, причем в университете Аризоны помогла предотвратить вспышку коронавируса, где выявили двух человек с бессимптомным течением болезни.
Перечислим пять наиболее инновационных, по нашему мнению, технологий очистки воды.
1. Мембранное разделение
Это давний и популярный метод очистки воды от примесей и загрязнителей. Есть много технологий, которые работают как фильтр: пропускают воду через пленку с микроскопическими отверстиями. Вода проходит, а загрязняющие частицы застревают на мембране.
Методы современного мембранного разделения, такие как обратный осмос (удаляет частицы даже размером 0,001-0,0001 мкм — соли жесткости, сульфаты, нитраты, ионы натрия, красители и т.д.), могут очистить воду от 99,5% примесей. Но для этого размер пор должен быть менее микрона. Основной недостаток технологии — высокая стоимость обслуживания (мембраны часто забиваются).
2. Облучение
Как следует из названия, этот процесс основан на воздействии радиации на сточные воды, чтобы уничтожить органические загрязнители. Источники излучения — от гамма-лучей до ультрафиолетового света.
Облучение обычно используют для обеззараживания, но некоторые методы, например, ионизирующее облучение, в сочетании с добавлением озона или перекиси водорода улучшают эффективность разложения органических примесей, включая пестициды и фенолы.
Современные системы УФ-обработки предлагают применять светодиодные лампы. Сейчас такие лампы начинают активно внедрять в коммунальном секторе, а также используются NASA в космических разработках агентства.
Необходимость через отвращение
Повторное использование сточных вод для орошения и других непитьевых целей стало обычным явлением и существует уже не одно десятилетие. Так, например, в Израиле, почти 90% сточных вод страны используется повторно в сельском хозяйстве.
Для доочистки сточной воды до состояния питьевой необходима надежная технологическая схема, которая включает как минимум пять стадий. Повторно используют очищенные сточные воды питьевого качества Австралия, Сингапур, Намибия, Южная Африка, Кувейт, Бельгия, Великобритания и США (штаты Калифорния и Техас). В этих странах очищенной водой пополняют подземные или поверхностные водные источники (плотины).
Речная вода, используемая в различных городах для производства питьевой воды, содержит в себе большие объемы сточных вод. Переработанная вода безопасна для питья, но некоторые люди не могут преодолеть чувство отвращения. Периодически во всем мире проходят акции по преодолению психологических барьеров. Так, основатель Microsoft Билл Гейтс выпил стакан жидкости, которая была переработана из человеческих фекальных масс в питьевую воду по технологии Omniprocessor Фонда Билла и Мелинды Гейтс. А французская компания Veolia запустила в Чехии совместный проект с пивоварней Čížová, которая из переработанных стоков сварила пиво.
Наличие тех или иных примесей определяется еще десятком критериев. Питьевая и водопроводная вода по стандартам должна быть с хорошими органолептическими показателями (без претензий со стороны запаха, вкуса), не иметь опасных химических соединений.
Фильтры кувшинного типа
Это самый простой и бюджетный вариант. Водоочистители подобного типа представляют собой своеобразный кувшин с воронкой и фильтром, в котором вода очищается, преодолевая слой сорбента, как правило, активированного угля. Фильтр-кувшины довольно дешевы, просты в эксплуатации и не нуждаются в подключении к водопроводу. Сменные картриджи продаются в любом супермаркете. К минусам можно отнести неглубокую и достаточно медленную очистку. Бюджетные модели кувшинов, как правило, не подходят для фильтрации солей жесткости — накипи.
Усовершенствованной вариацией фильтров-кувшинов являются водоочистители. Такие устройства имеют два резервуара: для воды, предназначенной для фильтрации, и для хранения уже очищенной жидкости. Автономная система проточного типа у водоочистителей включает несколько уровней фильтрации воды, обеспечивая более качественную очистку, а также насыщение полезными минералами.
Проточные фильтры
Есть несколько видов проточных фильтров: насадка на кран, настольные, под мойку (обычные и обратноосмотические), магистральные.
Насадка на кран
Самый простой вид проточных устройств для очистки воды. Насадка устанавливается непосредственно на кран, вода проходит через нее под давлением. Насадки на кран отличает относительно невысокая цена, небольшие габариты, простота установки и более глубокая очистка, чем у бюджетных кувшинов. Это очень удобный вариант: ждать фильтрации не придется и места на кухне не займет. Модель, не снабженную переключателем, придется каждый раз снимать с крана при необходимости быстро набрать нефильтрованной воды.
Настольные питьевые фильтры
Устройство очистки настольных проточных фильтров представляет собой сменный картридж, установленный в пластиковом корпусе. Водоочиститель устанавливается на мойку возле обычного крана и соединяется с водопроводом гибким шлангом. Для подачи очищенной воды имеется краник, расположенный на одном уровне с фильтром. Неплохой вариант для небольшой семьи в зонах, где водопроводная вода не самого плохого качества. Обеспечивает среднюю глубину очистки.
Проточные питьевые фильтры под мойку
Водоочистительное устройство такого типа устанавливается под мойкой. Отфильтрованная вода поступает через отдельный кран, который выводится от фильтра. Это очень удобный и эстетичный вариант: все фильтры скрыты от глаз и не занимают ценное место на столешнице или раковине. Такие фильтры очищают воду быстро и эффективно. Глубокая очистка обеспечивается тремя-четырьмя колбами с различными составами. Вода очищается от хлора, хлорорганических соединений, ржавчины, тяжелых и радиоактивных металлов. Но бюджетные модели не фильтруют соли жесткости (накипь). Обратите внимание, что умягчающие картриджи у более дорогих моделей требуют частой замены. Для подключения устройства к водопроводу может понадобиться помощь профессионала.
Системы обратного осмоса под мойку
В использовании системы обратного осмоса похоже на водоочиститель предыдущего типа: он также монтируется под мойкой, а на нее производится вывод отдельного крана. Основная разница в том, что кроме картриджей с сорбентом здесь имеется узел мембранной очистки, не пропускающий ничего помимо воды.
Модели, снабженные накопительным баком, позволяют использовать запас воды до десяти литров. Для эксплуатации фильтра обратного осмоса требуется давление в водопроводе от 3 атмосфер. Фильтрация осуществляется гораздо медленнее, чем у проточных питьевых фильтров, а установка и обслуживание требует профессиональных навыков, а это, опять же, дополнительные расходы. Обратноосмотические фильтры относятся к самой высокой ценовой категории, но и степень очистки у них самая высокая.
Фильтры обратного осмоса удаляют магний, ртуть, нитраты, нитриты, стронций, мышьяк, свинец, сульфаты, железо, хлор, а также многие, бактерии и вирусы. Но вместе и с этими вредными веществами такие фильтры удаляют и полезные калий, магний, натрий и другие минералы, делая воду почти дистиллированной.
Далее в отстойниках часть грязи оседает естественным образом, после чего воду, всё ещё грязную и дурно пахнущую, можно отправлять на аэрирование. В ходе этого процесса в аэротенках (это не опечатка!) воду смешивают со специальным илом и бактериями, которые «съедают» большую часть загрязнений и органики.
Фильтрация в бытовых условиях
Водопровод жилых квартирных домов обладает существенным минусом в виде высокого уровня железа. Железо удаляется методом аэрации, а также озоновой и фторовой обработкой. В результате аэрации через жидкость пропускают воздух — это активизирует окисление.
Современные способы очистки способны устранить не только осадок, но и нормализовать уровень железа.
Жесткость можно нормализовать:
Чтобы улучшить вкус, запах, цвет воды, а также вывести хлор или другие органические соединения, проводится сорбция на активированном угле.
Существует два вида самых распространенных систем обеззараживания для ликвидации биологических загрязнителей в воде, которая подается в квартиры, дома и очищается централизованно – на местном водоканале:
- Химический — в жидкость добавляют реагент или проводят дезинфекцию газообразным хлором. Этот вид очистки имеет преимущества по финансовой составляющей и демонстрирует высокий уровень эффективности.
- Физический — жидкость обрабатывают УФ-лучами, обеззараживание происходит благодаря фотохимическим реакциям. Этот способ экологичен и долговечен.
Любой загородный дом или коттедж обладает локальной системой водоснабжения — колодцем, скважиной.
Справка. В частном секторе чаще устанавливают комплексную систему фильтрации — она встраивается в трубопровод и очищает всю поступающую жидкость.
Комплексный фильтр может предназначаться для следующих видов обеззараживания:
- Механическая — удаление крупных веществ из жидкости;
- Химическая — устранение органических соединений;
- Биологическая — при наличии опасных микроорганизмов;
- Нормализация железа или жесткости.
Системы грубой фильтрации подходят для получения технической воды. Для питья актуальна тонкая фильтрация в комплексе с грубой очисткой.
Переработка стоков
Система фильтрации сточных вод включает в себя 4 ступени: механическую, биологическую, физико-химическую и дезинфицирующую.
- Шаг 1 — механический, в процессе которого выводятся те вещества, которые не растворились. Жидкость процеживают через сетки, прогоняют в центрифуге.
- Шаг 2 — биологический, то есть аэробная и анаэробная фильтрация, выводящая углерод и вредные микроэлементы.
- Шаг 3 — физико-химическая фильтрация, которая еще называется «эффективная очистка», она выводит фосфор и азот.
- Шаг 4 – дезинфекция, то есть дополнительная переработка жидкости, устраняющая остаточные вещества после предыдущих этапов.
Далее можете посмотреть видео об очистке стоков:
Более подробно об очистке сточных вод читайте здесь.
