Осветление воды: необходимость и методы

О чем речь? Осветление воды – важнейший этап водоподготовки, направленный на удаление взвешенных частиц и улучшение ее органолептических свойств. Этот процесс делает воду визуально привлекательной и существенно влияет на ее безопасность, устраняя потенциально опасные примеси и микроорганизмы.

Что учесть? Осветление воды возможно разными способами, но выбор подходящего зависит от конкретной ситуации. Важно все: цвет осадка, его количество на дне или поверхности, частота появления и даже запах.

Для чего и в каких случаях осветляют воду

Осветление воды — технология, используемая для подготовки воды (как хозяйственной, так и питьевой), имеющей ярко выраженную цветность и мутность. Существуют различные причины помутнения и изменения цвета, в том числе:

• попадание частиц железа;
• наличие химических соединений;
• размножение водорослей;
• попадание тяжелых металлов;
• присутствие патогенных бактерий;
• наличие частиц ила, песка или глины.

Если в воде содержится более 0,3 мг/л железа, ее нужно обезжелезивать. Это делается с помощью безреагентного и реагентного способов.

Вода мутнеет и меняет цвет, если содержание примесей в ней составляет 25-40 мг/м³, поэтому если даже она прозрачная, это еще не значит, что в ней нет тяжелых металлов, железа и органики. Чтобы определить, какие именно примеси и в каком количестве содержатся в воде, делают лабораторный анализ и на основе результатов выбирают оптимальный способ фильтрации для осветления и очистки воды.

Существуют государственные стандарты, регламентирующие способы определения цветности воды, в том числе используемые растворы и реагенты, а также оборудование. Анализ проводится с применением серной кислоты, при работе с которой необходимо соблюдать правила безопасности. Для определения мутности не должно пройти более 24 часов с момента получения проб воды.

Фото: freepik / magnific.com

Выбор технологии очистки зависит от того, для чего в дальнейшем будет применяться вода. Чтобы получить нужный результат, фильтрование нередко используется в комплексе с другими методами.

Методы осветления воды

В воде из скважины или колодца зачастую присутствуют коллоидные и крупнодисперсные частицы, ухудшающие органолептические свойства воды, такие как цветность и мутность. Такую воду нельзя использоваться для питья и хозяйственных нужд, также она не применима в теплообменном оборудовании и на производстве. Наличие примесей в воде приводит к поломкам насосов, сантехнического и запорно-регулирующего оборудования. Кроме того, крупные частицы повреждают внутреннюю поверхность труб, действуя как абразив. Чтобы этого избежать, проводят осветление, то есть снижение мутности.

Существуют следующие методы осветления воды:

• отстаивание;
• фильтрация через зернистый слой;
• поверхностная фильтрация на специальных перегородках;
• коагулирование.

Из всех указанных способов осветление занимает больше всего времени, поэтому в промышленной и коттеджной подготовке воды оно не используется, а применяется, как правило, в домашних условиях. При фильтрации воду пропускают через перегородку с определенной степенью фильтрации или жесткую сетку. Используются, например, израильские фильтры Arkal или немецкие Honeywell, а также угловые сетчатые фильтры, имеющие степень фильтрации 20-400 мкм. С таких фильтров обычно начинается технологическая цепочка подготовки воды. Чаще всего используется третий способ осветления с использованием зернистых фильтрующих материалов.

Принцип коагуляции

Коагуляцией называется образование крупных хлопьев из мелких загрязняющих частиц в результате их слипания. Процесс имеет электрохимическую природу: электрический заряд коагулянта противоположен заряду взвешенных частиц, отталкивающихся друг от друга. Когда заряд меняется, они начинают сближаться, что приводит к образованию более крупных конгломератов. Под влиянием коагулянта электрический потенциал частиц снижается, что приводит к их слипанию и выпадению осадка.

Как выполняют осветление воды коагуляцией:

• В воду, содержащую большое количество мелких примесей, вводят коагулянт, который приводит к формированию осадка из тонкодисперсной взвеси.
• Добавляют флокулянты — вещества, под влиянием которых осадок превращается в хлопья более крупного размера, которые всплывают на поверхность.
• Фильтруют воду: ее подают на фильтр с песчаной засыпкой, где хлопья полностью отделяются от воды. Результат — прозрачная, светлая, идеально чистая вода.

Благодаря применению реагентов фильтрация получается более эффективной. Сочетание коагуляции и флокуляции помогает улучшить органолептические качества воды, устранить мутность, делает ее пригодной для использования. Реагенты также применяются для осветления воды в сооружениях по очистке стоков и подготовке воды для производственных нужд, так как ее качество должно соответствовать повышенным требованиям.

Периодичность коагуляции производители указывают в инструкции к конкретному реагенту. Но вы и сами можете понять, когда пора осветлять воду таким способом: если она стала мутной, зеленоватой или белой, значит, в ней большая концентрация мелких тонкодисперсных примесей. Если обычная фильтрация их не устраняет, нужны коагулянты.

Конечно, за такие препараты нужно платить, однако безопасность и комфорт купания, а также надлежащее качество воды оправдывают все расходы. Благодаря коагулянтам и флокулянтам можно устранить даже сильные загрязнения, с которыми обычные фильтры справиться не могут.

Периодичность водоподготовки зависит от того, какого качества нужна вода. В фармацевтической, химической и других сферах производства используется максимально чистая вода, тогда как к воде для бытовых нужд требования не такие строгие. Но в любом случае она должна быть безопасной и соответствовать санитарным нормам.

Осветление воды фильтрацией

Для обесцвечивания и осветления воды применяются фильтры, загружаемые устойчивыми к износу материалами. Это может быть гравий, мелкий уголь, кварцевый песок, горелые породы, керамзит, вулканические шлаки, хорошо поглощающие примеси. Все фильтрующие материалы должны быть сертифицированы в отношении недопущения попадания в воду продуктов выщелачивания.

Также имеет значение коэффициент формы, показывающий степень отклонения зерен от эталонной круглой формы. Это влияет на сорбционную способность фильтрующего материала. Гидравлическое сопротивление и грязевая емкость засыпки зависят от ее пористости, которую характеризует эффективный размер фракции. Он также влияет на механическую прочность материалов, которые применяются в фильтрах.

Читайте также!

Содержание фтора в воде: нормы и способы снижения

Подробнее

Фильтрование может проводиться как без реагентов, так и с ними. При использовании реагентов большой объем воды сразу очистить не получится. Поэтому, если концентрация примесей в воде невысокая, обходятся без них. Чтобы фильтрование шло быстрее, применяют коагулянты. Фильтры, используемые для очистки:

1. Сетчатые — вода пропускается через микропористый материал, задерживающий примеси, благодаря чему устраняются цветность и мутность.
2. Дисковые — между фильтрующими элементами есть определенное расстояние.
3. Мешочные — имеют каркас с закрепленным на нем микропористым материалом, эффективно устраняют мутность.
4. Картриджные — вода пропускается через полипропилен или гранулированный материал.

Фильтры для осветления воды могут быть двух- и трехслойные и заполняются наполнителями с разным размером фракций (чем выше находится слой, тем более крупная фракция его составляет). Важно, чтобы слои не проникали друг в друга глубже чем на 10 % от первоначальной толщины. Чтобы засыпка не вымывалась, используется опорный материал. Существуют одно- и двухпоточные фильтры, которые включаются в очистные системы.

Если после фильтрации мутность сохраняется, фильтрующие материалы необходимо регенерировать путем промывки, чтобы удалить накопившиеся примеси. Часто используют взрыхляющую промывку, когда вода в обратном направлении подается на фильтр, а затем уходит в дренаж.

Какой способ осветления воды выбрать

Чтобы система осветления воды работала эффективно, необходимо составить программу очистки, учитывая:

• концентрацию примесей в воде до очистки;
• требования к отфильтрованной воде;
• характеристики материалов, используемых для фильтрации;
• требования к конструкции и производительности фильтров.

Необходимо правильно определить периодичность регенерации, поскольку от этого зависит срок службы и эффективность фильтров.

Программу осветления воды фильтрованием должны разрабатывать профессионалы, которые знают, как выбрать оптимальный вариант и добиться максимальной эффективности с наименьшими затратами.

Часто задаваемые вопросы об осветлении воды

Как понять, что нужно осветлять воду?

Признаки, показывающие, что требуется очистка:

• помутнение воды;
• изменение цвета;
• неприятный запах;
• образование осадка при отстаивании;
• металлический привкус.

В чем отличие осветления воды от очистки?

Эти понятия часто путают. Процессы имеют разные цели и отличаются размером частиц.

Простыми словами можно сказать, что осветление воды — это способ устранения того, что плавает и создает муть, а очистка — устранение растворенных, не видных глазу веществ. Часто последовательно выполняют сначала осветление, а потом очистку.

Можно ли осветлить воду кипячением?

Нет, механические примеси, из-за которых вода мутнеет (глина, ржавчина, песок), кипячением не устраняются. Что происходит:

• Нагреваясь, воздушные пузырьки поднимают со дна мелкие частицы. Они приходят в беспорядочное движение, из-за чего на время кипячения мутность может увеличиться.
• Когда вода остывает, некоторое количество частиц выпадает в осадок, однако над ним по-прежнему сохраняется муть (при наличии органики или коллоидных частиц).
• Кипячение может привести к повышению карбонатной жесткости из-за перехода растворимых солей кальция в нерастворимую накипь (осадок белого цвета), из-за чего появляется эффект «белесой» воды.

Как в домашних условиях проверить качество осветления воды?

Легче всего провести «тест на белый фон». Для этого нужно:

• Налить воду после фильтра в стеклянную пол-литровую банку или прозрачный стакан.
• Поставить емкость перед белой стеной или на лист белой бумаги.
• Посмотреть на дно сквозь воду, чтобы проверить, есть ли хлопья, крупинки, взвесь, нити.
• Посмотреть сбоку сквозь толщу воды, виден ли оттенок желтоватого, зеленоватого или сероватого цвета.
• Поднести к емкости фонарик: если вода хорошо пропускает свет и остается прозрачной, значит, ее осветлили хорошо. Если появляется эффект «туманной дороги» (свет рассеивается) — в воде осталась мелкая взвесь.

Читайте также!

Мутная вода из скважины: причины и решение проблемы

Подробнее

Еще один тест: налейте воду в стакан и оставьте на подоконнике на 2-3 дня. Если на стенках или дне образовался налет бурого или зеленого цвета, значит, в воде остались железо и органические вещества, то есть она осветлена плохо. Если муть сохранилась, но осадка нет — для осветления воды нужен коагулянт либо более тонкий фильтр.

Осветление — важнейший шаг для получения чистой воды, которую можно использовать без опасений. Качество удаления взвеси влияет на эффективность дальнейшей обработки воды (умягчения, обеззараживания, устранения растворенных соединений).

Источник изображения на шапке: freepik / magnific.com

Автор Волчкова Мария Бренд менеджер

Понравилась статья? Поделитесь: