эссе на тему «Бактериологическое загрязнение питьевой воды, способы ее обеззараживания и очищения»

«Бактериологическое загрязнение питьевой воды, способы ее обеззараживания и очищения»

Вопрос чистоты питьевой воды с настоящее время мучит, наверное, каждого. Водопроводная вода хоть и проходит через различные очистительные системы и подвергается обеззараживанию, все равно не считается чистой и может нанести нашему организму непоправимый вред.

В основном загрязнение природных водных ресурсов происходит по нескольким причинам. Это промышленные и бытовые стоки, сельскохозяйственные удобрения, нефтепродукты и различные микроорганизмы. В зависимости от типа загрязнения, вода приобретает определенные негативные вещества, справиться с которыми помогает правильно подобранная фильтрационная система. Точно определить состав загрязнений водопроводной воды может только химический анализ.

Различают два вида загрязнения воды солями жесткости - карбонатную и некарбонатную. В первом случае соли разлагаются при нагревании с образованием углекислого газа.

Для удаления солей жесткости в домашних условиях лучше использовать комплексные умягчители воды, но при постоянной жесткости образованной сульфатами и хлоридами магния и кальция этого недостаточно. Чаще всего для умягчения такой воды используют системы обратного осмоса, фильтры ионного обмена, электродиализ или реагентное умягчение.

Железо в воде может находится в двух и трехвалентном состоянии. Обычно содержание железа сопровождается примесями марганца. Методы обезжелезивания воды основываются на окислении до трехвалентного состояния, с образованием гидроксида железа, удаляемого впоследствии отстаиванием или фильтрацией. Для очистки воды от многочисленных солей жёсткости, железа и марганца обычно используют комплексную водоочистку. Снизить стоимость очистки воды можно, если начать водоподготовку при подъёме воды из подземного источника. Такой способ подъёма воды из скважины с использованием сжатого воздуха (метод эрлифта), позволяет начать очистку воды до её поступления на комплекс водоочистки и, тем самым, уменьшить эксплуатационные расходы на его обслуживание.

Органические примеси удаляются из воды посредством разрушения или окисления и извлечения. Для очистки воды могут быть использованы ионообменные и сорбционные фильтры, озонирование воды, мембранные и реагентные способы. Органические и бактериологические загрязнения в значительной степени можно удалить при использовании обогащённого озоном сжатого воздуха для подъёма воды из скважины.

Для очистки воды от нитратов и нитритов используют два метода: установки обратного осмоса и фильтры с анионными ионообменными материалами.

Для очистки воды от бактерий применяют обеззараживание воды несколькими способами. Это может быть термическая обработка, сильное окисление, воздействие ионов благородных металлов, радиоактивное или ультрафиолетовое излучение или ультразвук. Метод ультрафильтрации с применением УФ-лампы особенно популярен последнее время.

Для очистки воды от коллоидных примесей используют коагулянты, вызывающие слипание и укрупнение частиц. Грубодисперсные примеси удаляют процеживанием и отстаиванием.

Все методы фильтрации можно разделить на механические (включая отстаивание), физические (обеззараживание ультрафиолетом, кипячение, обратный осмос и т.д.), химические (хлорирование, фторирование, озонирование и др.), биологические (предполагают применение микроорганизмов) и физико-химические (электролиз, ионизация серебром и пр.). Все они применяются в той или иной степени в системах очистки воды и воздействуют на различные виды загрязнений.

Например, механические частицы удаляются с помощью отстаивания воды, коагуляции (осаждения частиц с помощью химических средств) и использования различных фильтрующих материалов. Избыток железа , свойственный российской водопроводной воде, ликвидируется в результате аэрации (интенсификации процессов окисления в трубопроводе), обработки активными окислителями — озоном, фтором, гипохлоритом натрия и пр., фильтрованием через модифицированную загрузку, при котором удаляется не только осадок, но и растворенное двухвалентное железо.

Микробиологические примеси , такие как вирусы, бактерии, другие микроорганизмы, устраняются под воздействием, например, всем известного хлора и ультрафиолетового облучения. Озон оказывает губительное действие на вирусы и споровые формы (в т. ч. устойчивые к хлору) и не образует канцерогенных соединений в отличие от хлора. Однако перед употреблением воды он должен успеть распасться, поскольку является сильнейшим ядом, так же, как хлор и фтор. Поэтому для бытовых нужд подобные способы не рекомендуются.

В случае повышенной кислотности используется гранулированный карбонат кальция или полуобожженный доломит, содержащий магний. Что касается повышенной жесткости, то она образуется из-за высокого содержания солей кальция и магния и ликвидируется с помощью кипячения, катионирования (поглощение ионов кальция и магния с помощью специального вещества), электродиализа (воздействие электрическим током) и обратного осмоса. Последний метод очистки питьевой воды применяется также при загрязнении органическими соединениями, микроорганизмами и солями.

В частных домах и коттеджах зачастую используются магистральные фильтры, которые встраиваются в трубопровод и очищают весь поступающий объем воды. Магистральные фильтры, как и бытовые, отличаются по назначению и по типу фильтрующего элемента — в зависимости от видов удаляемых загрязнений и объема потребляемой воды. Они могут предназначаться для механической очистки от крупных частиц, для химической — от различных органических соединений, для биологической — от патогенных микроорганизмов, а также для обезжелезивания, умягчения воды и т.д. Как правило, такие системы имеют модульную конструкцию, позволяющую установить нужное количество фильтров определенного типа. Но вначале важно провести анализ воды, которая поступает в ваш загородный дом. Это позволит выбрать наиболее подходящую систему водоподготовки и очистки.

В зависимости от желаемого результата можно использовать системы для грубой или тонкой очистки. В первом случае на выходе получается вода для технического использования, во втором — для питья. Фильтры тонкой фильтрации желательно устанавливать после оборудования для грубой очистки, таким образом фильтр будет медленнее загрязняться.

Сетчатые фильтры предназначены для грубой механической очистки, а картриджные — для тонкой механической, хотя от производителя к производителю могут быть исключения. Умягчающие фильтры бывают двух видов — наполненные гранулами полифосфата или регенерируемые, с ионообменной смолой. Если полифосфатные гранулы всего лишь предотвращают образование накипи, что спасает бытовые приборы, но не делает воду пригодной для питья, то регенерируемые фильтры очищают и смягчают воду достаточно глубоко. Однако их стоимость довольно высока — порядка 500–1200 долларов.

Метод обратного осмоса, о котором мы говорили выше, также может использоваться в системах очистки питьевой воды для загородных домов. При этом на выходе получается практически дистиллированная вода. Однако в этом и заключается недостаток данной системы, ведь человеческий организм получает из потребляемой воды до 60% суточной нормы кальция, магния и калия. Таким образом, метод обратного осмоса лишает нас значительной доли важных микроэлементов (особенно если вода используется не только в питьевых целях, но и для приготовления пищи), что может привести к хронической нехватке жизненно необходимых веществ. Кроме того, обратноосмотическая установка требует высокого давления в водонапорной сети.

В условиях центрального водоснабжения необходимости в магистральных фильтрах нет, так как вода, поступающая в наши квартиры, — что бы там ни говорили — достаточно безопасна. Ее можно пить, просто дав ей постоять какое-то время (для испарения оставшихся соединений хлора). Тем не менее дополнительная очистка и умягчение водопроводной воды пользуются популярностью у россиян. Для этой цели применяются самые разнообразные методы — фильтры-кувшины и системы фильтрации, которые размещаются под мойкой или крепятся непосредственно на кран либо душевую лейку.

Кувшинные фильтры наиболее удобны в том случае, если нет необходимости в больших объемах питьевой воды. Вода наливается и используется только по мере необходимости, что для многих россиян является вполне приемлемым вариантом. Такие фильтры достаточно хорошо очищают воду, а их стоимость невелика — порядка 400–500 рублей. Тем, кому необходимо очищать сразу весь объем поступающей воды, можно порекомендовать проточный фильтр для воды. Они бывают трех видов — под мойку, настольные (устанавливаются рядом с мойкой) и фильтры на кран. Примерная стоимость фильтра под мойку в зависимости от количества ступеней, производительности и типа фильтрации — порядка 3000–12 000 рублей, фильтров на кран — 800–900 рублей, фильтров рядом с мойкой — 4000–7000 рублей. Порточные обратноосмотические фильтры обойдутся в сумму 10 000–20 000 рублей (в зависимости от количества ступеней и производительности).

Итак, выбор фильтра для очистки питьевой воды должен основываться прежде всего на ее качестве непосредственно в вашем доме. Чтобы получить достоверные и полные данные о ее составе, рекомендуется заказать предварительный анализ в аккредитованной лаборатории. Если же нет желания тратить время и деньги, пусть и незначительные, на исследования, можно сразу приобрести многоступенчатую систему для очистки и умягчения воды, рассчитанную на самый неблагоприятный прогноз. Но в этом случае экономия на анализе питьевой воды обернется постоянными расходами на замену различных ступеней очистки, хотя без некоторых из них вполне можно было бы обойтись.