Для любого человека жизненно необходимо употребление воды, о чем знает практически каждый школьник. Не менее известен и тот факт, что лучше всего употреблять чистую воду, но осознание сего факта, почему-то, не заставляет простого обывателя, в большинстве случаев, задуматься над тем, какую же воду он употребляет?! Ни для кого не секрет, что та вода, которая поступает в наши дома и квартиры из систем общего водоснабжения, порой, не выдерживает никакой критики, что подразумевает необходимость установки локальных (бытовых) систем очистки воды.

Они могут быть условно разделены на два вида: с применением фильтров и без использования оных. Очистка воды без использования фильтров, чаще всего, применяется в частных и загородных домах. Она включает в себя такие способы, как кипячение, вымораживание и отстаивание. Эти простейшие способы очистки воды позволяют избавить оную от всяких примесей, но, порой, не в состоянии исключить наличие в составе жидкости всевозможных вредных бактерий, химических веществ, а также, как в случае с кипячением, могут и вовсе «убить» в воде все полезные для нашего здоровья микроэлементы.

Именно поэтому, многие специалисты считают, что питьевая вода в обязательном порядке должна подвергаться дополнительной фильтрации. Фильтры для воды, в данном случае, могут быть разными. Первый вариант – фильтры в виде кувшинов. Они заполняются водой, которая проходит через угольный картридж, после чего поступает в специальную накопительную емкость. Второй вариант – насадки на кран. Они также оснащаются угольным картриджем, через который проходит вода, но эффективность подобной очистки крайне низкая.

Более совершенным способом очистки воды представляется установка под мойку проточных фильтров. Подобные системы могут осуществлять очистку в несколько этапов, благодаря чему вода будет более чистой. Но вот гарантировать отсутствие в ней вирусов и бактерий никто не решится.

Что касается наилучшего варианта для очистки воды в загородном доме или городской квартире, то многие специалисты считают, что к числу оных можно отнести фильтры с обратным осмосом . Они производят структурированную воду, которая избавляется от всяких примесей, вирусов и бактерий, но сохраняет все свои природные качества.

Для любого человека жизненно необходимым продуктом является вода. Именно поэтому, процессу ее очистки в быту необходимо уделять первостепенное значение, т.к., зачастую, то, что льется из кранов в наших домах чистой водой можно назвать с натяжкой. Способы очистки воды бывают разные. Среди наиболее простых – кипячение, вымораживание и отстаивание. Они в основном применяются для избавления воды от мелких примесей, например, песка, а в случае с кипячением – и от полезных для здоровья человека микроэлементов. В связи с этим, наиболее эффективным способом очистки воды представляется фильтрация, особенно если речь идет об использовании специальных фильтров с обратным осмосом. Они не только очищают воду, но и сохраняют все ее природные полезные качества.

Жизни как человека, так и всего человечества. Именно поэтому современная наука постоянно работает над созданием новых методов очищения.

Способы в первую очередь зависят от количества и качества очищаемой жидкости. Скажем, в промышленности используются одни методы, а в домашних условиях очистить проточную воду можно совсем по-другому.

Промышленные способы очистки воды

Вода, взятая из водоемов или подземных источников, прежде чем попасть в водопровод, проходит Данные методы используются и при очищении сточных вод, которые являются неотъемлемой частью работы любого промышленного завода или фабрики.

1. Механические способы очистки воды . Само название метода говорит о том, какую именно цель здесь преследуют. С помощью разнообразных фильтров вода очищается от ненужных и вредных частиц. Для начала жидкость попадает на поверхность фильтра, откуда переходит через весь загрузочный таким образом, задерживаются частички определенных размеров. Но если с помощь этого метода можно избавиться от относительно крупных загрязнителей, то вот от бактерий и мелких органических частиц фильтры спасти не могут.
2. Хлорирование воды . Довольно известный метод очищения, которые позволяет продезинфицировать воду. Но у этой методики также есть свой недостаток, о котором знает каждый человек. Пить такую воду просто невозможно.
3. Озонирование . Сравнительно новый и достаточно эффективный способ очищения воды, который позволяет избавиться от органических остатков. Озон к тому же считается очень сильным дезинфицирующим средством. К сожалению, этот метод довольно дорогостоящий и только начинает завоевывать популярность.

К сожалению, вода, которой обеспечиваются дома и квартиры, не всегда является качественной. Именно поэтому необходимо подумать о том, как сделать ее лучше в домашних условиях.

Способы в домашних условиях

Как правило, с водой, текущей из-под крана, возникают некоторые проблемы. Во-первых, она содержит в себе соли магния и кальция, которые делают ее жесткой. Еще одна опасность — это наличие ненужных продуктов распада органики, включая нитриты и аммиак. Также в воде могут содержаться примеси железа и марганца — такая жидкость приобретает желтоватый цвет. Наиболее часто осадок ржавчины в воде является результатом ее перемещения по старым трубам. И, конечно же, одной из главных проблем является хлор.

Но воду можно очистить и сделать пригодной к использованию самостоятельно. Есть несколько весьма эффективных и распространенных способов.

1. Отстаивание. Для того чтобы вода стала чистой, ее необходимо поместить в емкость и дать отстояться хотя бы в течение суток. За это время из жидкости выветрится примерно 90% хлора. Если на дне образовался рыжеватый осадок, воду необходимо отфильтровать. Но этот метод не подойдет в том случае, если жидкость насыщена бактериями и микроскопическими водорослями.
2. Кипячение. Подобный метод позволяет значительно смягчить воду, так как соли магния и кальция попросту осядут на стенки посуды. За время кипячения из жидкости выветрится весь хлор. Кроме того, высокие температуры помогут уничтожить большую часть живых микроорганизмов. Но вот если в воде высокий уровень органических веществ, кипятить ее нельзя, так как соединения азота быстро прореагируют с хлором.
3. Бытовые фильтры для очистки воды. На сегодняшний день нам предлагают огромный выбор самых разнообразных фильтров. Работа пассивных фильтров базируется на простой фильтрации, когда часть загрязняющих частичек просто оседает в порах. Кстати, в качестве наполнения для такого фильтра довольно часто используют

Есть и активные фильтры, содержащие определенный ряд веществ. Эти вещества при прохождении воды вступают в реакции с загрязнителями, таким образом, нейтрализуя их.

Стоит отметить, что фильтр для воды необходимо выбирать очень внимательно. В первую очередь руководствуйте именно проблемой вашей воды, будь то жесткость или наличие органики.

Вода – это основа жизни, она необходима для нормального функционирования всех живых существ, принимает участие в обмене веществ, является средой обитания для многих представителей флоры и фауны. Ее отсутствие смертельно как для животных, так и для людей, ведь человек является активным потребителем водных ресурсов. Раньше в природе поддерживался экобаланс, водоемы были способны к самоочищению. В настоящее время в связи с оживленным развитием и ростом городов, активной деятельностью крупных промышленных предприятий и энергичным подъемом сельского хозяйства, «эликсир жизни» становится все более загрязненным. Поэтому очень актуальными в этих условиях становятся знания о способах очистки воды.

Из этой статьи вы узнаете:

Какие есть способы очистки воды

Какие способы очистки воды удаляют тяжелые металлы

Какие есть способы очистки воды от железа

Как очистить воду в походных условиях

Загрязнение воды и способы ее очистки

Загрязнение воды бывает:

физическим;

химическим;

биологическое.

Если вода некачественная, то ее потребление может стать причиной ухудшения состояния здоровья людей. Кроме того, загрязненная вода опасна для всех живых существ. Поэтому необходимо очищать водоемы. Способов достаточно много, их использование обусловлено типом загрязнения.

Физическое загрязнение сопровождается увеличением в воде количества твердых взвешенных частиц. Это могут быть песок, глина, ил и другие нерастворимые примеси. Попадают в водоем они в результате сильных ливней, ветров, сброса отходов предприятий горнодобывающей промышленности. Вода при этом становится менее прозрачной, ухудшаются условия для развития водных растений. Мелкие частички могут забивать жабры рыб и животных. Кроме того, такая вода имеет неприятный привкус и употреблять ее нельзя. Чтобы устранить физические загрязнения, применяют механический способ очистки воды: ее фильтруют, отстаивают, отделяют примеси с помощью центрифугирования и т. д. Такие методы позволяют удалить до 95% нерастворимых частиц.

Химическое загрязнение – следствие сброса в водоемы сточных вод различных предприятий. Присутствие в воде различных химических веществ органического и неорганического происхождения недопустимо, поэтому необходима очистка воды химическим способом. Он заключается в добавлении нужных реагентов, которые взаимодействуют с загрязняющими веществами, в результате чего образуются безопасные соединения, которые легко удалить.

Источниками биологического загрязнения могут быть:

бактерии;

• споры грибов;

  яйца червей и др.

Источником заражения являются коммунально-бытовые сточные воды, стоки с мясоперерабатывающих и других предприятий. Такая вода может стать причиной развития различных заболеваний у живых существ. Биологический способ очистки воды заключается в подселении в водоем микроорганизмов, которые выполняют функции «санитаров», поскольку с их участием происходит разложение биологических загрязнителей на безопасные для живых существ вещества.

Возможно также тепловое загрязнение (в случае сброса сточных вод с ТЭС). Оно опасно для всего живого, так как вода становится менее насыщенной кислородом, начинает цвести. Это может стать причиной гибели рыбы. Негативно сказывается на водном мире животных и растений и изменение температуры их среды обитания.

Если в сточных водах предприятий химических производств содержится большое количество токсичных соединений, при этом их невозможно нейтрализовать или очистить от них воду, то сброс их в природные водоемы недопустим. Такие стоки закачивают под землю.

Способы очистки воды в быту с помощью замораживания

Существуют различные бытовые способы очистки воды. Один из них – замораживание. Сторонники такого метода считают, что употребление талой воды способствует нормализации работы ЖКТ, почек, а также нервной системы.

Водопроводная вода содержит примеси, ее еще называют «мертвой» (тяжелой). Часть ее молекул состоит из изотопов водорода и кислорода, их формула – D 2 O. Температура, при которой замерзает эта «фракция» – 3,8 °С. Другая часть жидкости представляет собой рассол, поскольку в ней находятся в растворенном состоянии различные соли, органические соединения, посторонние примеси. Эта «субстанция» замерзает при температуре – 7 °С. Вода, содержащая дейтерий, перейдет в твердое состояние раньше, чем рассол. Температура замерзания живой воды – 0°С. На разнице температур фазового перехода «жидкость-твердое вещество» и основан способ очистки замораживанием.

Методика следующая: сначала необходимо превратить в лед воду с изотопами водорода, выбросить этот лед из емкости и поставить ее в морозильную камеру. После того как будет заморожена чистая вода, оставшуюся в жидком состоянии часть (рассол) необходимо слить. Полученный лед следует разморозить и употреблять.

Структура воды изменяется даже после полного ее замораживания. Когда лед оттаивает, кристаллическая решетка жидкости оказывается упорядоченной. Молекулы талой воды благотворно влияют на организм человека.

Существует много способов получения очищенной воды с помощью замораживания. Некоторые источники советуют заморозить ½ емкости, вытащить лед и опустить его под струю горячей воды. Когда она пробьет лед, дейтерий из него вымоется. Другие рекомендуют убирать лед сразу, по мере его образования.

Как все же очистить воду с помощью замораживания правильно? Ниже приведены пользующиеся наибольшей популярностью методы.

Очистка воды замораживанием по методу А.Д. Лабзы

Следует наполнить банку объемом 1,5 литра водопроводной водой. Наливать доверху не стоит, иначе она может лопнуть. Затем нужно накрыть емкость крышкой и поместить в морозильник, поставив ее на картонку для изоляции дна. Этот способ требует наличия некоторого опыта.

Вам необходимо засечь время, через которое половина воды замерзнет, поэтому очистку рекомендуют проводить в свободное время или подбирать банку подходящего объема. Наиболее удобно, когда продолжительность фазового перехода составляет 10-12 часов. В таком случае замораживания воды два раза в сутки будет достаточно для ежедневного обеспечения.

После того как часть жидкости превратится в лед (это замерзшая чистая вода), необходимо слить оставшийся рассол. Он не пригоден для употребления, поскольку в нем находятся в растворенном состоянии различные примеси и соли. Лед необходимо разморозить и полученную воду применять для приготовления блюд и питья. В холодное время года местом для замораживания может служить балкон.

Приготовление протиевой воды по методу А. Маловичко

Воду из-под крана следует пропустить через бытовой фильтр и налить в эмалированную емкость, а затем поместить ее в морозильную камеру. Через несколько часов на стенках кастрюли и поверхности жидкости образуется корочка льда.

Незамерзшую жидкость необходимо слить в другую емкость. Застывшая вода является тяжелой (то есть содержит различные примеси), температура ее замерзания составляет -3,8 ̊С.

Кастрюлю с водой вновь нужно поместить в морозилку. Теперь превратиться в лед должно 2/3 всего объема. Оставшуюся в жидком состоянии воду следует слить, она непригодна для употребления. Лед же надо разморозить и полученную жидкость пить в течение дня. Данная вода является протиевой, из нее удалены примеси на 80%, однако содержание кальция достаточно высокое (15 мг/л).

Как очистить воду замораживанием по методу братьев Залепухиных?

Данный способ позволяет получить биологически активную талую воду. Следует нагреть немного воды из-под крана до температуры 95-96 ̊С (доводить до кипения нельзя). При этой температуре по всему объему образуются мелкие пузырьки воздуха.

Сосуд с нагретой жидкостью нужно снять с огня и быстро остудить, поместив в большую емкость, наполненную холодной водой. Остывшую воду нужно очистить с помощью замораживания по одному из приведенных выше методов. Этим способом можно получить воду, которая обладает природной структурой и содержит меньше газов, поскольку при подготовке проходит все стадии круговорота воды в природе.

Другие бытовые способы очистки воды – кипячение, отстаивание, фильтры

С раннего возраста мы приучаем детей к тому, что неочищенную воду употреблять не рекомендуется. Обычно мы пьем кипяченую. Такая обработка позволяет уничтожить биологических загрязнителей, удалить хлор и другие летучие соединения (радон, аммиак и др.).

При нагревании воды до температуры кипения она действительно очищается, но при этом происходят и нежелательные изменения. Во-первых, меняется структура воды, и она становится «мертвой», так как кислород из нее улетучивается. С увеличением продолжительности кипячения уменьшается ее полезность, хотя в воде и погибают все патогенные микроорганизмы.

Во-вторых, при кипении часть жидкости испаряется, поэтому концентрация всех имеющихся в ней примесей возрастает. Соли и другие соединения оседают на поверхностях сосудов в виде накипи, налета и в дальнейшем попадают с водой в организм человека.

Если соли вовремя не выводятся, то возможно их отложение. Это проблема, с которой часто сталкиваются люди, может стать причиной развития многих опасных заболеваний - таких, как болезни суставов, почечнокаменная болезнь, цирроз печени, артериосклероз, инфаркт и др.

Необходимо отметить, что существуют вирусы, для уничтожения которых температуры кипения воды недостаточно. Кроме того, кипячением можно удалить хлор, находящийся только в газообразном состоянии. Существуют данные о том, что кипяченая вода из-под крана содержит хлороформ (может вызывать развитие рака), даже если до нагревания он был удален с помощью продувки инертным газом.

Из сказанного выше можно сделать вывод, что при кипении вода становится «мертвой». После такой обработки в ней остаются частицы механических примесей, соли тяжелых металлов, хлорорганические соединения, а также устойчивые к высоким температурам вирусы.

Еще для очистки воды используют способ отстаивания. Он позволяет удалить хлор и крупные частицы. Воду следует налить в большую емкость и оставить в покое на несколько часов. Если жидкость не перемешивать, то хлор улетучится из слоя глубиной 1/3 от всей толщи. Его и нужно употреблять для пищевых целей.

Этот метод не является эффективным - воду рекомендуют все равно подвергать кипячению.

В настоящее время широко применяют специальные фильтры, действие которых основано на таких методах, как озонирование, использование активного серебра и активированного угля, йодирование, воздействие ультрафиолетовым излучением, обратный осмос.

Озонирование воды является эффективным методом водоподготовки, используемым в странах Европы. При обработке озоном происходит разрушение клеточных мембран и окисление содержимого клетки. В результате все находящиеся в воде микроорганизмы погибают. Такая очистка позволяет добиться улучшения ее вкусовых качеств и устранить посторонние запахи.

Очищающие свойства серебра давно применяются для подготовки воды. Раньше ее оставляли на некоторое время в сосудах из серебра, считая, что таким способом можно обеззаразить.

В настоящее время очистка серебром заключается в присоединении его ионов к клеточной мембране микроорганизмов. Есть и противники этого способа. Они говорят, что обработанная таким образом жидкость небезопасна для организма человека. Сейчас при необходимости долгого хранения уже очищенной воды тоже используют серебро.

Активированный уголь также применяют для водоподготовки. Очистка с его использованием называется сорбционной (от лат. sorbeo - поглощаю) и позволяет удалить хлорсодержащие соединения, запахи, цвет. Кроме того, при очистке уголь адсорбирует растворенные в воде газы, вещества органического происхождения.

Активированный уголь имеет пористую структуру, что обеспечивает большую площадь его поверхности. Поэтому водоподготовка с ним очень эффективна.

Йодирование нередко используют для очищения воды, которой заполняют бассейны. Существуют специальные йодосодержащие таблетки, которые применяют для дезинфекции воды в походах, экспедициях и т. д. К примеру, с помощью них можно обеззаразить воду из старого колодца или родника. Ниже данный способ описан подробнее.

Обработка воды ультрафиолетом является эффективным способом очистки. Осуществляется она с помощью ультрафиолетовой мембраны, принцип действия которой заключается в инициировании фотохимических реакций, губительно действующих на клетки микроорганизмов. В результате находящиеся в воде микробы погибают.

Обратный осмос тоже используют для водоочистки, хотя раньше этот метод применяли, чтобы опреснить морскую воду. В настоящее время очистка с помощью обратного осмоса широко применяется во всем мире. Входящие в состав установок для бытовой очистки воды фильтры производятся на основе обратно осмотических систем. Такие установки очень эффективны и надежны.

Системы обратного осмоса

Очищение происходит при прохождении воды через полупроницаемую мембрану, которая пропускает молекулы воды и задерживает соединения, имеющие более крупные молекулы или ионы (соли тяжелых металлов, ржавчину, механические примеси).

После окончания процесса фильтрации получают две фракции: очищенную воду и осадок из различных присутствующих в воде примесей. Данный способ подготовки воды позволяет отделить от нее загрязнения на молекулярном уровне. Степень очистки при использовании данного способа высокая, он более эффективен, чем традиционные методы фильтрации, поскольку позволяет удалить вещества органического происхождения, а также бактерии и вирусы.

Способы очистки воды в походных условиях

Существуют различные способы очистки воды в природных условиях.

Способ № 1 . Чтобы профильтровать воду, необходимо взять любую ненужную емкость, к примеру, банку из-под консервов или пластиковую бутылку. На дне следует сделать несколько отверстий, а затем положить на него ткань. После в сосуд нужно засыпать песок (2/3 от всего объема). Фильтр готов.

Воду, которую вы хотите очистить, необходимо заливать в него сверху. Через отверстия в дне будет вытекать очищенная вода, ее нужно собрать и использовать для питья или приготовления пищи. При необходимости можно прогнать воду через песок несколько раз для более эффективной очистки. Песок нужно периодически менять.

Способ № 2. Если песок взять негде, то можно использовать для заполнения фильтра древесный уголь, образующийся при сгорании дров в костре. Нужно измельчить куски угля, сдуть золу и засыпать в подготовленную емкость. Стоит отметить, что если применять для очистки уголь, образующийся при сожжении хвойных пород, у воды могут появиться специфические привкус и запах. Поэтому рекомендуется использовать только уголь лиственных пород деревьев.

Способ № 3. В случае если нет никакого подходящего сосуда, для изготовления фильтра можно использовать шапку или кепку, рукав или же рубашку полностью. Если имеется кусок материи, сделайте из него фильтр, свернув кульком.

Тканевые фильтры тоже необходимо заполнять песком или углем. Предназначенную для очистки воду нужно лить в центральную их часть, сделав в фильтрующем материале углубление. Это позволит избежать просачивания жидкости через боковые поверхности. Чтобы было удобно собирать очищенную воду, можно подвесить фильтр на ветку или на треногу.

Способ № 4. Если вода загрязнена сильно, требуется ее многократная фильтрация. Кроме того, можно пропустить ее через несколько фильтров, расположенных один за другим. Как это сделать? Следует разместить один над другим несколько полотен материи, закрепив на чем-либо. На каждое из них нужно уложить фильтрующий материал, в качестве которого можно использовать песок, древесный уголь, траву.

В наполнителе верхнего фильтра делают углубление в центре и наливают в него воду небольшими порциями. Собирать очищенную жидкость следует на выходе ее из последнего фильтрующего элемента.

Способ № 5. Если под рукой не оказалось ни емкости, ни фильтрующего материала, для очистки воды можно использовать «земляной насос». Такой способ достаточно прост и эффективен. Необходим будет водоем, воду из которого вы хотите очистить и какой-либо инструмент для выкапывания ямы (нож, лопата, палка и т. д.).

Яма (глубиной примерно 50 см) должна находиться в 0,5-1 м от края озера (пруда, ручья, реки). После выкапывания вода начнет постепенно просачиваться и заполнять углубление. Когда оно заполнится полностью, воду нужно вычерпать и подождать, пока она наберется снова. Вычерпывать придется несколько раз, пока поступающая вода не станет прозрачной и использовать для своих нужд.

Способ № 6. Перегонка. Сущность этого метода заключается в следующем. Предназначенную для очистки воду нужно нагреть и довести до кипения – будет образовываться пар, который необходимо охлаждать. В результате он будет конденсироваться. Образующуюся при этом воду можно пить. Она получается очищенной как от растворенных в ней соединений, так и от механических примесей. Этот способ подходит как для водоочистки, так и для опреснения соленой воды.

Чтобы перегнать воду, потребуется соорудить несложное устройство из металлической трубы, согнутой под углом 90 ̊. Ее надо закрепить на негорючих опорах, например, холмиках из песка или земли. Концы этой трубы должны смотреть вверх. После следует заполнить ее водой и разжечь под трубой костер (под местом сгиба). Над открытыми концами трубы размещают металлические емкости, выложенные изнутри тканью. При кипении воды в трубе будет образовываться пар. Поднимаясь, он осядет в виде конденсата на поверхности емкостей и впитается в ткань. По мере ее пропитывания капли будут стекать вниз. Для их сбора нужно поставить внизу тару.

Можно использовать и более простой способ: заполнить водой емкость, поставить на огонь. Сверху она должна быть закрыта тканью. Когда жидкость закипит, пар начнет конденсироваться на ткани. Когда она впитает достаточно влаги, ее нужно снять с кастрюли чем-нибудь (чтобы не получить ожог) и отжать. Не следует наливать в емкость слишком много воды, поскольку в таком случае она может намочить материю.

Способ очистки воды от тяжелых металлов

Тяжелые металлы в небольшом количестве обнаруживаются в природе, в том числе и в воде. Если содержание их не больше допустимого, то это не опасно для живых существ. Если же количество тяжелых примесей превышает значения предельно допустимых концентраций, то это может привести к развитию серьезных недугов. Поэтому очищать воду от примесей тяжелых металлов при ее подготовке нужно обязательно. Делается это и в промышленных масштабах.

В чем заключается способ очистки воды от солей? При такой водоподготовке питьевая вода (а также промышленная) освобождается от соединений ртути, кадмия, никеля, кобальта, цинка. Удалить их не очень просто, поскольку соли этих элементов образуют очень устойчивые связи. Кроме того, соли разных тяжелых металлов имеют различную структуру. Поэтому подходящий для удаления одних соединений способ обработки не поможет избавиться от примесей других.

Один из методов, позволяющих удалить из воды соединения тяжелых металлов, основан на использовании химических реагентов – коагулянтов . Если требуется добиться определенного уровня активной кислотности воды (значения рН), то в нее добавляют специальные химические вещества, которые связывают соли тяжелых металлов, в результате чего образуются соединения, нерастворимые в воде. Они выпадают в осадок, который достаточно просто удалить.

К примеру, при активной кислотности 8-9 единиц рН соединения тяжелых металлов преобразуются в нерастворимые и выпадают в осадок. Очистить от них воду довольно легко.

Добиться образования нерастворимых соединений тяжелых металлов можно путем добавления в сточные промышленные воды и канализационную систему специальных реагентов. При их выборе следует учитывать ряд факторов. Некоторые из них приведены ниже:

концентрация солей тяжелых металлов в воде;

степень сложности водоочистки от таких соединений;

наличие других примесей в очищаемой воде и их состав.

Образование нерастворимого осадка – это лишь первый этап очистки. После завершения химических реакций, когда все соли тяжелых металлов перейдут в нерастворимую форму, воду необходимо профильтровать (в случае если есть необходимость в ее повторном использовании). Осадок можно собрать, используя специальные емкости-отстойники. Для отделения осевших примесей эффективно использование центрифуг. Конструкции некоторых фильтров (кроме удаления осадка) предполагают возможность его просушки, что позволяет использовать полученный порошок при проведении строительных работ.

Этот способ очистки воды от солей тяжелых металлов применяется наиболее часто, он не требует наличия специальных устройств и приспособлений. Недостаток его заключается в том, что другие примеси удалить таким способом не получится, из воды удалятся только соединения тяжелых металлов. Кроме того, в очищаемой воде могут находиться вещества, которые будут затруднять процесс или вовсе препятствовать его протеканию. К таким относится, например, пероксид водорода, мыло. Поэтому перед применением этого метода очистки нужно провести лабораторный анализ состава воды. Это позволит избежать поломок оборудования, задействованного в процессе и обеспечит хороший результат.

Удалить из воды примеси соединений тяжелых металлов можно с помощью установок обратного осмоса . При использовании такого метода можно очистить воду от веществ, молекулы которых имеют больший размер, чем молекулы воды. Это очень эффективный способ. Мембраны установок разделяют обрабатываемую жидкость на две фракции (чистую воду и примеси), которые не могут смешаться. Соединения тяжелых металлов агрессивны и полупроницаемые мембраны могут повредиться, поэтому их изготавливают из специальных материалов.

Способы очистки воды от железа

Определить присутствие соединений железа в воде невозможно без проведения лабораторных исследований. Тем не менее, если на поверхности воды, оставленной в покое в открытой емкости, образовалась масляная пленка, это свидетельствует о наличии примесей железа. Они негативно сказываются на качестве питьевой воды: изменяется вкус напитков и блюд, приготовленных с их использованием, после стирки на вещах остаются разводы. Полностью очистить воду от железа в промышленных масштабах не представляется возможным, поэтому следует знать способы домашней очистки воды. На 100% удалить его не получится, поскольку оно может находиться в воде в разных формах (одновалентное, двухвалентное и трехвалентное), а также в виде различных соединений.

Какие же существуют эффективные способы очистки воды от железа? Этот вопрос интересует не только потребителей, но и производителей фильтров для очистки воды и оборудования для удаления из нее примесей железа.

Перед тем как очищать воду, необходимо выяснить, в какой форме данный элемент присутствует в ней. Чистый металл (одновалентная форма) практически не встречается в природе, поскольку легко окисляется на воздухе до трехвалентного (при этом образуется нерастворимая ржавчина). Чаще всего в воде присутствует железо в двухвалентной форме, которая является растворимой. Выпадает в осадок она при определенном значении рН. Нужно помнить, что недостаточно лишь осадить примеси, нужно еще и удалить образовавшийся осадок.

Железо может присутствовать в воде в органической форме, образуя коллоидный раствор. Частицы его очень мелкие и не растворяются в воде.

Очистка питьевой воды от различных форм железа – актуальная проблема для населения как сел, так и городов. Во многих странах специалисты разрабатывают различные способы очистки питьевой воды от него. Тем не менее, до сих пор не существует универсального метода, позволяющего избавиться от всех форм данного элемента.

Основная сложность заключается в том, что источники воды людьми используются разные. Водопроводная вода подвергается очистке, но ее недостаточно, чтобы полностью удалить соединения железа. Потребители вынуждены проводить дополнительную очистку с использованием различных фильтров. На современном рынке их представлено огромное множество. Работа их основана на разных принципах, но все они достаточно эффективны.

В России существует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.

Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предоставляет полный спектр услуг - консультацию специалиста, анализ воды из скважины или колодца, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы компания предоставляла и сервисное обслуживание фильтров.

Таковой является компания Biokit, которая в режиме онлайн предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

Специалисты компании Biokit готовы вам помочь:

подключить систему фильтрации самостоятельно;

разобраться с процессом выбора фильтров для воды;

подобрать сменные материалы;

устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;

найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.

Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!

Вода, единственное соединение на планете существующее в природе в виде трех агрегатных состояний: жидкое, твердое, газообразное. Является универсальным растворителем, обладает “памятью”, необходима для жизни всех без исключения одноклеточных и многоклеточных живых существ на Земле. Статистика последних лет показывает, что количество пресной воды на планете уменьшается. В результате зарегулирования рек, строительства на них водохранилищ, периодически возникающих аварийных ситуаций, выброса промышленных отходов и неочищенных коммунально- бытовых стоков в русло пресных водоемов приводят к загрязнению не только наземных, но и подземных бассейнов. Качество пресной воды ухудшается из-за увеличения цветности, появления привкусов и запахов, наличия повышенного содержания органических примесей, пестицидов и других химических соединений. Используемые фильтры и обеззараживающие соединения в водопроводных очистных сооружениях не эффективны, а порой даже не безопасны. В результате в питьевой воде, потребляемой населением, содержатся практически те же загрязнения, что и в природной. Проблема обеспечения населения питьевой водой, отвечающей требованиям стандарта, является одной из основных и требует комплексного и эффективного решения. С неэффективностью очистительных фильтров местных водонапорных станций мы сталкивакмся ежедневно, поэтому исследовательская работа посвящена поиску создания фильтра способного устранять или улучшать качество питьевой воды. Это стало главной целью исследований. Главная задача в создании фильтров – подбор компонентов способных устранять запах, улучшать вкусовые качества, задерживать не только не растворимые в воде примеси, но и примеси находящихся во взвешенном состоянии. Для решения поставленной задачи использованы различные методы исследования: анализ литературных и интернет источников, химический анализ на определение жесткости и кислотно – щелочной среды, способы очистки воды от примесей, анализ и подбор наиболее безопасного для здоровья, но эффективного обеззараживающего метода.

1. Теоретическая часть

1.1 Способы очистки воды методом отстаивания

Отстаивание используют для удаления из воды хлора. Для этого водопроводную воду наливают в емкость и оставляют на несколько часов. Газообразный хлор удаляется с 1/3 глубины от поверхности воды. После отстаивания воду необходимо кипятить.

1.2 Способы очистки воды методом фильтрования

Данный способ очищает воду только от нерастворимых примесей, при этом растворимые соли, вирусы, бактерии, микроорганизмы остаются.

1.3 Способы очистки воды методом кипячения

Кипячение используют для уничтожения вирусов. Бактерий, микроорганизмов, удаления хлора. Недостатки: при кипячении вода меняет структуру из-за испарения кислорода, концентрация солей в оставшемся объеме увеличивается из-за испарения воды, многие вирусы гибнут при более высокой температуре, образуется дополнительный хлороформ вызывающий раковые заболевания.

1.4 Способы очистки воды методом кристаллизации

Метод основан на химическом законе, согласно которому при замерзании жидкости, сначала в наиболее холодном месте кристаллизуется основное вещество, а в наименее холодном затвердевает все, что было растворено в основном веществе. Недостатки: метод требует медленного замораживания, не все растворимые соли осаждаются на дне сосуда.

1.5 Способы очистки воды методом дистилляции

Метод основан на свойствах воды изменять агрегатное состояние в зависимости от температуры. Так при кипячении вода из жидкого состояния переходит в газообразное. Оставляя на дне емкости растворимые в ней соли, вирусы, бактерии. Поднимаясь вверх и двигаясь по газоотводному приемнику дистиллятора охлаждается и переходит в жидкое состояние. Недостатки: легкая хлорорганика перегоняется вместе с водяным паром, уничтожаются важные микроэлементы, дистиллированная вода при длительном употреблении вымывает из организма соли кальция, железа и многие другие.

1.6 Методы обеззараживания воды алюмокалиевыми квасцами

В домашних условиях обеззараживание воды от бактерий осуществляют путем добавления 1гр соли на 4л воды. Алюмокалиевые квасцы очищают воду за счет образования продуктов гидролиза от бактерий, взвешенных частиц и примесей органических веществ, выделившаяся серная кислота нейтрализует воду, имеющую щелочную реакцию. Выпавший осадок удаляется фильтрованием.

1.7 Озонирование

Один из наиболее реальных и высокоэффективных методов очистки воды, позволяющий существенно улучшить качество питьевой и очищенной сточной воды, решить проблемы здравоохранения и экологии. Преимущества метода: возможность получения озона на месте применения; высокая активность озона в отношении обеззараживания воды от бактерий и вирусов; одновременно с обеззараживанием происходит обесцвечивание воды, устраняются запахи и привкусы; не изменяет натуральные свойства воды; заменяет традиционные методы хлорирования, ультразвук, фильтрацию и другие. Недостатки: большие затраты электроэнергии.

1.8 Хлорирование

Хлор давно используется в качестве основного обеззараживающего реагента практически во всех очистных предприятиях России. Механизм бактерицидного действия хлора заключается во взаимодействии с составными частями клетки микроорганизма, что приводит к нарушению обмена веществ в клетке и отмиранию микроорганизмов. Недостатки: хлор сильнодействующее ядовитое вещество; способствует образованию в воде токсичных и хлорорганических соединений; обладает последействием; очистные станции использующие хлор являются объектами повышенной опасности.

1.9 Гипохлорит натрия

Применяе тся в жидком виде, получают на месте применения электрохимическим способом. Эффективен против большинства болезнетворных микроорганизмов, безопасен при использовании и хранении.

Недостатки: неэффективен против цист; при хранении теряет активность и выделяет газообразный хлор; после использования образует большое количество побочных продуктов; требует немедленного использования сразу после получения.

2. Экспериментальная часть

Для проведения эксперимента были взяты образцы воды из трех разных источников: водопроводная, вода подземного бассейна, вода из природного водоема г.Краснодара, п.Северного. проведен анализ каждого образца и выбран для дальнейшего исследования наиболее загрязненный источник. Все исследования проводились поэтапно независимо от способа очистки в одинаковой последовательности.

• получить фильтр максимально очищающий воду от примесей;
• уменьшить показатель щелочной среды;
• очистить воду от неприятных запахов;
• улучшить вкус воды;
• снизить содержание растворимых солей;
• уменьшить показатель жесткости воды.

• подобрать компоненты фильтра на основе их характеристик удовлетворяющие поставленным целям;
• определить фильтр наиболее эффективно очищающий воду от примесей и неприятных запахов;
• определить наиболее безопасный, но эффективный обеззараживающий способ очистки воды;
• по результатам исследований разработать ряд рекомендаций для органов местного самоуправления по использованию в водоочистительных станциях наиболее эффективных способов очистки воды.

Методика последовательного исследования:

• отстаивание;
• фильтрование;
• определение кислотно-щелочной среды раствора или фильтрата;
• определение жесткости раствора или фильтрата.

Метод исследования: химический (экспериментальный).

Оборудование: образцы проб трех различных источников, универсальная индикаторная бумага, шкала определения рН среды, мыльный раствор туалетного мыла, ватные диски, активированный уголь, песок, древесные опилки, поваренная соль, стеклянные: колбы, воронки, палочки.

Предмет исследования: Химия. Здоровье человека.

Актуальность исследования: Вода жизненно важное соединение и от ее качества зависит здоровье, долголетие человека, а так же всех живых организмов.

2.1 Анализ образцов проб воды из разных источников

Для анализа взяты образцы проб пресной воды из трех различных источников: образец №1 - водопроводная вода, образец №2 - вода подземного бассейна (колодезная), образец №3 - вода из природного водоема г. Краснодара, п.Северного (приложение 1).

В результате проведения ряда последовательных экспериментов получены следующие результаты: отстаивание представленных образцов (приложение 2а) показало наличие не растворимых солей в каждом образце; фильтрование (приложение 2б) – наличие загрязнителей во всех образцах даже после отстаивания; определение кислотно – щелочной (рН) среды раствора – все три образца (приложение 3) имеют щелочную среду, причем содержание щелочи в водопроводной воде значительно выше чем в колодезной, но меньше чем у природного источника. Вывод: не рекомендуется пить сырую водопроводную воду из-за повышенного содержания щелочи, купаться или брать воду для хозяйственных нужд из природного источника; определение жесткости воды (приложение 4) показало содержание во всех трех образцах повышенное содержание солей кальция и магния.

Для дальнейших исследований выбрана вода наиболее загрязненного источника – природного водоема (образец №3).

2.2 Очистка воды методом кристаллизации

Выбранный образец (приложение 5) подвергли кристаллизации с последующим удалением нижней части содержащей нерастворимые примеси. Произвели размораживание при комнатной температуре и провели анализ полученного образца. Результат выявил не эффективность данного метода по очистке воды от растворимых солей (приложение 5).

2.3 Очистка воды из природного водоема сложными фильтрами и ее анализ

2.3.1 Фильтровальный диск - опилки

Анализ полученного фильтрата (приложение 6) показал не эффективность использования при очистке воды данного фильтра, так как показатель щелочной среды не изменился, жесткость воды осталась в неизменном виде, о чем говорит масса хлопьев на поверхности фильтрата.

2.3.2 Фильтровальный диск – песок - опилки

Через трехслойный фильтр (приложение 7) пропустили исследуемый образец. Проанализировали полученный фильтрат (приложение 7). Результат: щелочная среда фильтрата уменьшилась с интервала 10 – 11 до 9 – 10; количество хлопьев на поверхности фильтрата значительно сократилось, что доказывает снижение содержание солей кальция и магния, уменьшение жесткости воды.

2.3.3 Фильтровальный диск – активированный уголь

Активированный уголь выступает в роли сорбента при фильтровании поглощая вредные примеси и неприятный запах, поэтому он был выбран в качестве компонента фильтра. Произвели фильтрование образца №3 через фильтр, фильтрат подвергли поэтапному химическому анализу. Результат: свойства фильтрата в сравнении с образцом не изменились (приложение 8). Вывод: активированный уголь не способствует снижению содержания солей и щелочной среды.

2.3.4 Фильтровальный диск – активированный уголь - опилки

Показатель жесткости воды и рН среды в полученном фильтрате изменился, но незначительно (приложение 9). Вывод: данный фильтр улучшает качество воды, но не является эффективным.

2.3.5 Фильтровальный диск – активированный уголь – поваренная соль – активированный уголь

Анализ фильтрата полученного из сложного четырехслойного фильтра (приложение 10) показал эффективность его использования, так как: 1 – щелочная среда фильтрата уменьшилась по сравнению с исходным образцом с интервала 10 – 11 до 8 – 9; 2 – жесткость воды уменьшилась, что доказывает снижение содержание растворимых солей.

3. Заключение

Проведенные исследования проб воды взятой из трех разных источников показали:

1 - неэффективность использования очистительных фильтров в водоочистительных станциях. Водопроводная вода содержит растворимые и нерастворимые в воде соли содержание которых превышает установленные нормы, вода жесткая, с повышенной щелочной средой;

2 - вода подземного бассейна содержит различные загрязнители так же превышающие установленные нормы;

3 – проба воды взятой из наземного природного водоема вызывает наибольшие опасения из – за наличия цветности, запаха, примесей во много раз превышающие нормы и тем самым опасны для нормальной жизнедеятельности живых организмов водоема, показатель щелочной среды находится на критической отметке.

Для дальнейших исследований был выбран образец пробы воды из природного водоема показавший наиболее отрицательный результат. В ходе проведения экспериментальных работ и анализа полученных фильтратов возникли трудности в подборе слоев фильтра способных максимально устранить выявленные ранее отрицательные показатели. Однако, не смотря на всю сложность эксперимента, были достигнуты неплохие результаты. Если использовать сложный многослойный фильтр, состоящий из: фильтра, активированного угля, поваренной соли и песка в комплексе с озонированием будет достигнут конечный результат удовлетворяющий поставленным целям. На основании вышеизложенного составлен ряд предложений рекомендательного характера для органов местного самоуправления:

1. Использовать в имеющихся очистительных водонапорных станциях комплексного подхода в очистке питьевой воды от примесей состоящего из: сложного четырехслойного фильтра с последующим озонированием фильтрата;

2. Закончить строительство водоочистительной станции в г. Краснодаре, п.Северном и подключить жителей к централизованному водопроводу.

Проблема качества питьевой воды и способов ее очистки всегда была, есть и будет актуальной. Исследование в данном направлении нельзя прекращать, а методику данных исследований включить в один из разделов элективного курса по выбору “Практическая химия”.

Список использованной литературы

1. Г.А. Скоробогатов, А.И. Калинин “Водопроводная вода. Ее химические загрязнения и способы доочистки в домашних условиях” - СПб/издательство С.-Петерб., 2003
2. Краузер Б.; Фридмантл М. Химия. Лабораторный практикум.- М:Химия, 1995
3. Чебышев Н.; Каган Б. Высшая школа 21-го века: Проблема качества//Высшее образование в России.- 2000
4. Фридмантл М. “Химия в действии”. М. “Мир” 1991
5. И.И. Новошинский, Н.С. Новошинская Учебник для 9 кл. общеобразовательных учреждений/ 4-е изд. М.:ООО ТИД “Русское слово”, 2009
6. И.И. Новошинский, Н.С. Новошинская Учебник для 8 кл. общеобразовательных учреждений/ 4-е изд. М.:ООО ТИД “Русское слово”, 2009

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, 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 (последнее дадим на заметку поклонникам дистиллированной воды).

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. (подробности Вы можете узнать из книги: Осторожно! Водопроводная вода! Ее химические загрязнения и способы доочистки в домашних условиях./ Скоробогатов Г.А., Калинин А.И. - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2003.) Отметим лишь то, что приготовление воды методом вымораживания может длиться несколько часов с постоянным отслеживанием процесса. В противном случае эффективностыь 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.

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.