Насоси

Сучасні методи та системи очищення води в побутових умовах. Сучасні методи очищення води Який спосіб очищення води найефективніший

Життя як людини, і всього людства. Саме тому сучасна наука постійно працює над створенням нових методів очищення.

Способи в першу чергу залежать від кількості і якості рідини, що очищається. Скажімо, у промисловості використовуються одні методи, а в домашніх умовах очистити проточну воду можна зовсім інакше.

Промислові способи очищення води

Дані методи використовуються і при очищенні стічних вод, які є невід'ємною частиною роботи будь-якого промислового заводу або фабрики.

Механічні способи очищення води. Сама назва методу говорить про те, яку саме мету тут переслідують. За допомогою різноманітних фільтрів вода очищається від непотрібних та шкідливих частинок. Спочатку рідина потрапляє на поверхню фільтра, звідки переходить через весь завантажувальний таким чином, затримуються частинки певних розмірів. Але якщо за допомогою цього можна позбутися відносно великих забруднювачів, то ось від бактерій і дрібних органічних частинок фільтри врятувати не можуть.
Хлорування води. Досить відомий метод очищення, який дозволяє продезінфікувати воду. Але ця методика також має свій недолік, про який знає кожна людина. Пити таку воду просто неможливо.
Озонування. Порівняно новий і досить ефективний спосіб очищення води, який дозволяє позбавитися органічних залишків. Озон до того ж вважається дуже сильним дезінфікуючим засобом. На жаль, цей метод досить дорогий і лише починає завойовувати популярність.

На жаль, вода, якою забезпечуються будинки та квартири, не завжди є якісною. Саме тому необхідно подумати про те, як зробити її кращою в домашніх умовах.

Способи в домашніх умовах

Як правило, з водою, що тече з-під крана, виникають деякі проблеми. По-перше, вона містить у собі солі магнію та кальцію, які роблять її жорсткою. Ще одна небезпека - це наявність непотрібних продуктів розпаду органіки, включаючи нітрити та аміак. Також у воді можуть містити домішки заліза і марганцю — така рідина набуває жовтуватого кольору. Найчастіше осад іржі у воді є результатом її переміщення старими трубами. І, звичайно, однією з головних проблем є хлор.

Але воду можна очистити та зробити придатною для використання самостійно. Є кілька дуже ефективних та поширених способів.

Відстоювання. Щоб вода стала чистою, її необхідно помістити в ємність і дати відстоятися хоча б протягом доби. За цей час із рідини вивітриться приблизно 90% хлору. Якщо на дні утворився рудуватий осад, воду потрібно відфільтрувати. Але цей метод не підійде у тому випадку, якщо рідина насичена бактеріями та мікроскопічними водоростями.
Кип'ятіння. Подібний метод дозволяє значно пом'якшити воду, оскільки солі магнію та кальцію просто осядуть на стінки посуду. За час кип'ятіння з рідини вивітриться весь хлор. Крім того, високі температури допоможуть знищити більшу частину живих мікроорганізмів. Але якщо у воді високий рівень органічних речовин, кип'ятити її не можна, так як сполуки азоту швидко прореагують з хлором.
Побутові фільтри для очищення води. На сьогоднішній день нам пропонують величезний вибір найрізноманітніших фільтрів. Робота пасивних фільтрів базується на простій фільтрації, коли частина забруднюючих частинок просто осідає в порах. До речі, як наповнення для такого фільтра досить часто використовують

Існують і активні фільтри, що містять певний ряд речовин. Ці речовини під час проходження води входять у реакції із забруднювачами, в такий спосіб, нейтралізуючи їх.

Варто зазначити, що фільтр для води потрібно вибирати дуже уважно. Насамперед керуйте саме проблемою вашої води, будь то жорсткість або наявність органіки.

Без води нема життя. Людина – на ⅔ вода. За життя ми випиваємо близько 75 тонн води. При цьому 80% своїх хвороб ми п'ємо, стверджував Луї Пастер. За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я, водою передається 85% відомих хвороб, від яких щороку помирає 25 мільйонів людей. З іншого боку, забруднена вода на 30% прискорює процес старіння.

На думку колишнього генерального директора Всесвітньої організації охорони здоров'я Гру Харлем Брундтланд багатьох випадків хвороби та смерті можна було б уникнути за допомогою недорогих та доступних засобів очищення води.

Пити воду з-під крана, звичайно, можна, але навряд чи потрібно про це сьогодні знає кожен школяр. У міській воді зазвичай міститься дуже багато механічних та хімічних забруднень. У воді існує багато бактерій та вірусів. Наприклад, якщо людина довгий час продовжує пити воду з нормою заліза, що перевищує, вона може отримати захворювання печінки. Вода, якою ми користуємося, повністю містить багато солей кальцію і магнію. Через це вода робиться особливо жорсткою. Вживання такої води погано впливає як на побутову техніку, так і на організм людини. На жаль, санітарні норми вимагають від станцій водопідготовки обов'язкового додавання хлору для знезараження води, що також негативно впливає на здоров'я.

Одним тільки кип'ятінням проблему очищення води не вирішити - далеко не всі «добавки», що містяться в ній, осідають у вигляді вапняного нальоту на стінках чайника. Варто уявити, що щось подібне накопичується в нашому організмі, щоб раз і назавжди відмовитися від споживання недоочищеної води. Щоб такої проблеми не було, потрібно подбати про повноцінне очищення води.

Якою водою користуватись?

Деякі купують питну воду у пляшках. Бутильована вода різноманітна за складом. І перш ніж робити вибір на користь тієї чи іншої марки, потрібно уважно подивитись, що вам пропонують і за які гроші. Мінеральну воду, наприклад, краще вживати за призначенням лікаря. Але на жаль на ринку дуже багато недоброякісних виробників і фальшивок, є думка щодо третини пляшок, що продаються в Росії, — це не якісна вода!

За такого стану речей споживачам доводиться вчитися розпізнавати підроблену воду, покладаючись лише він. Якщо це їдальня вода, то в неї не повинно бути ніякого запаху, не повинно бути зверху плівки, не повинно бути осаду. Щоправда, треба пам'ятати, що є лікувальні води, у яких допускається невеликий осад.
Технологія виробництва фальшивих мінералок дуже проста: воду беруть з-під крана, для надання специфічного смаку до неї додають йод, сіль і соду, а потім газують у дешевих сатураторах (щось на кшталт великого сифону).

Перша ознака підробки – низька ціна. Оптом фальсифікат пропонують на 15-20% дешевше за оригінал, а роздрібні ціни на нього приблизно на 5% нижчі, ніж на справжню мінералку. Так що якщо ви зустріли воду за цінами нижчими від середньоринкових, варто насторожитися: швидше за все, вона потрапила в пляшку з-під крана.

Слід також звертати увагу на дату випуску води: оригінальна продукція на складах не залежується, і якщо мінералка випущена понад півроку тому, це, напевно, підробка. Оскільки скляну тару підробити важче, фальшиву мінеральну воду найчастіше розливають у поліетиленову тару.

Ще один важливий момент: перш ніж купувати мінеральну воду, треба навчитися читати етикетку. Скажімо, якщо кавказьку воду розливають у Тулі, це не кавказька вода, а тульська. На кожній етикетці повинен бути правильно вказаний склад води та номер свердловини, адреса та телефон для зв'язку з виробником. І, нарешті, якщо етикетка бліда, погано надрукована чи недбало наклеєна, її якості повністю відповідає якість вмісту.

Побутові способи очищення води

Для очищення води у побутових умовах люди використовують різні способи. Однак далеко не всі знають, як правильно їх необхідно здійснювати і який при цьому може виникнути побічний ефект.

Усі способи очищення води можна умовно розділити на дві групи: очищення без використання фільтрів та очищення з використанням фільтрів.

Очищення води без використання фільтрів

Даний варіант найбільш поширений і доступний, оскільки для очищення води не потрібне придбання додаткових пристроїв, крім звичайного кухонного посуду.

Кип'ятіння

Всі ми з дитинства знаємо, що сиру воду не можна пити, але тільки кип'ячену. Кип'ятіння використовують для знищення органіки (вірусів, бактерій, мікроорганізмів та ін), видалення хлору та інших низькотемпературних газів (радон, аміак та ін). Кип'ятіння дійсно допомагає деякою мірою очистити воду, проте цей процес має низку побічних ефектів. Перший – при кип'ятінні змінюється структура води, тобто вона стає «мертвою», оскільки відбувається випаровування кисню. Чим більше ми кип'ятимо воду, тим більше гине в ній патогенів, але тим більше вона стає марною для організму людини. Друге - оскільки при кип'ятінні відбувається випаровування води, то концентрація солей у ній збільшується. Вони відкладаються на стінках чайника у вигляді накипу та вапна і потрапляють в організм людини при подальшому споживанні води з чайника.

Як відомо, солі мають тенденцію накопичуватися в організмі, що призводить до найрізноманітніших захворювань, починаючи від хвороб суглобів, утворення каменів у нирках та окам'янення (цирозу) печінки, і закінчуючи артеріосклерозом, інфарктом та багато інших. ін. Крім того, багато вірусів можуть легко перенести кип'ятіння води, оскільки для їх знищення потрібні набагато вищі температури. Також зауважимо, що при кип'ятінні води видаляється лише газоподібний хлор. У лабораторних дослідженнях було підтверджено той факт, що після кип'ятіння водопровідної води утворюється додатковий хлороформ (викликає ракові захворювання), навіть якщо перед кип'ятінням води було звільнено від хлороформу продуванням інертним газом.

Висновок. Після кип'ятіння ми п'ємо «мертву» воду, в якій присутні дрібна суспензія та механічні частинки, солі важких металів, хлор та хлорорганіка (хлороформ), віруси.

Відстоювання

Відстоювання використовують для видалення з води хлору та осідання великих частинок. Як правило, для цього водопровідну воду наливають у велике відро та залишають у ньому на кілька годин. Без перемішування води у відрі видалення газоподібного хлору відбувається приблизно з ⅓ глибини від поверхні води. Саме цей шар згодом і використовується для вживання.

Висновок. Ефективність цього способу очищення води залишає бажати кращого. Після відстоювання потрібно кип'ятити воду.

Виморожування

Цей спосіб застосовують для ефективного очищення води за допомогою її перекристалізації. Він набагато ефективніший за кип'ятіння і навіть перегонки (процес отримання дистильованої води), оскільки фенол, хлорфеноли і легка хлорорганіка (ряд хлорвмісних сполук - найстрашніша отрута) переганяються разом з водяною парою.

Виморожування ґрунтується на хімічному законі, згідно з яким при замерзанні рідини спочатку в найбільш холодному місці кристалізується основна речовина, а вже в останню чергу, у найменш холодному місці, твердне все, що було розчинене в основному речовині. Це явище можна спостерігати на прикладі свічки. У згаслій свічці, подалі від гніт, виходить чистий прозорий парафін, а в середині, де горів гніт, збирається сажа і віск виходить брудним. Цьому закону підпорядковуються всі рідкі речовини.

У домашніх умовах очищення води способом виморожування можна організувати дуже просто. Підберіть емальовану каструлю, яка влазить із кришкою в морозильну камеру вашого холодильника. Головне, щоб об'єм каструлі був не менше 1 л, тому що в меншому обсязі процес поділу чистого льоду і брудної води, що не замерзла, навряд чи відбудеться.

Наповніть каструлю водою. Накрийте кришкою каструлю так, щоб між кришкою і водою залишався зазор у два пальці. Тоді холод проникатиме в каструлю знизу і з боків, так що під кришкою вода за 24 години не встигне замерзнути, а якщо і замерзне, то в останню чергу. Каструлю слід тримати в морозильнику стільки часу, щоб вода встигла замерзнути приблизно наполовину (для 3-літрової каструлі це доба).

Коли ви витягнете каструлю з наполовину замерзлою водою, ви переконаєтеся, що по краях лід чистий, як алмаз, а не замерзла вода в середині так брудна, що нагадує за кольором чай. Крига над цією брудною водою не дуже чиста і протикається навіть пальцем. Цей лід треба вирізати ножем та злити всю брудну воду. Якщо Ви витягли каструлю пізно, так що вода промерзла повністю, тоді візьміть чайник з окропом і полийте струмінь в середину каструлі - окріп за півхвилини «вимиє» весь брудний лід з середини, залишивши кругляк чистого льоду. Чистий лід залиште на розморожування.

Очищення води з використанням фільтрів

Сучасні фільтри для очищення води використовують в основному методи озонування, застосування активного срібла та активованого вугілля, йодування, ультрафіолет, озонування та зворотний осмос.

Озонування води

Озонування води як технологія водопідготовки користується популярністю в західних країнах. Принцип дії озону при очищенні такий: молекули цієї хімічно активної форми кисню проникають через мембрани клітин органічних речовин і швидко їх окислюють. Це спричиняє загибель клітини мікроорганізму. Водопідготовка за допомогою озону сприяє покращенню смакових якостей води та знищенню неприємних запахів.

Застосування активного срібла

Очищаючі властивості срібла використовують людину з незапам'ятних часів. Колись воду просто витримували деякий час у срібних судинах, вважалося, що після цього вода повністю знезаражувалася. Сучасне застосування срібла для водоочищення полягає у поєднанні іонів срібла з оболонкою бактерій. У цього методу, однак, є противники, які стверджують, що оскільки срібло - важкий метал, то очищення такого роду становить небезпеку для людського організму. На сьогоднішній день срібло застосовують також для тривалого зберігання чистої води.

Активоване вугілля

Активоване вугілля це реагент сорбційної (від латів. sorbeo - поглинаю) очищення води для видалення з води хлору, запахів та кольору. Завдяки своїй високій сорбційній здатності активоване вугілля ефективно поглинає з води залишковий хлор, розчинені гази, органічні сполуки. Пориста структура активованого вугілля і, як наслідок, велика площа поверхні забезпечує його високу ефективність.

Йодування

Йодування - спосіб очищення води, що часто застосовується в плавальних басейнах. Крім того, спеціально розробленими йодними таблетками зручно дезінфікувати воду в похідних умовах, наприклад, набравши води зі старої сільської криниці або кришталево чистої на перший погляд джерельця.

Обробка води ультрафіолетовим промінням або за допомогою ультрафіолетової мембрани визнана одним з найбільш ефективних способів водоочищення. Технологія знезараження води з допомогою ультрафіолету полягає у проходженні спеціальних фотохімічних реакцій, у яких клітини мікроорганізмів, що у воді, серйозно пошкоджуються, і бактерії гинуть.

Зворотний осмос – спосіб очищення води, що застосовувався раніше лише опріснення морської води. На даний момент удосконалене очищення шляхом зворотного осмосу дає сотні тисяч тонн питної води на добу по всьому світу. На основі обернених осмотичних систем випускаються побутові фільтри для очищення води, які є одними з найбільш ефективних і надійних водоочисних установок. Який принцип роботи систем зворотного осмосу? Основний очищаючий елемент цих систем - напівпроникна мембрана, яка здатна пропускати через себе лише молекули води, але при цьому перешкоджає проникненню речовин із молекулами більшого розміру (солей важких металів, домішок, іржі). В результаті очищення шляхом зворотного осмосу вода і розчинені в ній речовини поділяються на молекулярному рівні, при цьому з одного боку мембрани накопичується ідеально чиста вода, а всі забруднення залишаються по інший бік. Так, зворотний осмос забезпечує набагато більший ступінь очищення, ніж більшість традиційних методів фільтрації. Мембрана зворотного осмосу здатна видаляти з води та органічні речовини. Великий розмір вірусів і бактерій також виключає ймовірність їх проникнення через мембрану.

Сучасні побутові фільтри

Перед тим, як встановити у своєму будинку фільтр, ви повинні розуміти, заради чого ви це робите. Тобто, якого результату чекаєте! На сьогоднішній день фільтрів існує дуже багато, які відрізняються за комплектацією та методами використання.

Фільтри низького ступеня очищення – насадки на кран та глеки

До цієї категорії належать фільтри простого очищення з невеликим ресурсом; як правило, це очищення від механічних домішок та розчиненого у воді хлору. Ресурс картриджа такого роду фільтрів дуже невеликий - в середньому його вистачає (для 3-4 осіб) на термін 15-45 днів (чим дорожчий глечик або насадка, тим якісніше очищення і більше ресурс картриджа), після цього картридж потрібно міняти. У них висока собівартість та низька якість очищення води.

Насадки на кран

До цієї категорії відносяться найпростіші фільтри, що монтуються до водопровідного крана діаметром від 15 до 20 мм. Призначення: доочищення водопровідної води (для пиття). Основна маса цього роду фільтрів очищає воду від механічних домішок та від хлору. Хоча частина виробників пропонує фільтри насадки з картриджами, що містять іонообмінну смолу - здатну частково пом'якшувати воду (за пом'якшенням води дуже невеликий ресурс - кілька десятків літрів) і частково забирати солі важких металів.

До цієї категорії належать найпростіші фільтри наливного типу, що використовуються для доочищення водопровідної (підготовленої/знезараженої) води. Принцип дії: глечик розділений на 2 частини (у верхню частину заливається вода, що очищається, в нижній частині глека накопичується очищена вода), вода самопливом проходить через фільтруючий матеріал (картридж) очищаючись при цьому від механічних домішок, хлорорганічних сполук, частково від важких металів.

Фільтри середнього ступеня очищення - 2-х, 3-х ступінчасті фільтри

Дані фільтри призначені для очищення водопровідної (підготовленої) води до питної води. Великий асортимент і різновид фільтрів даної категорії дозволяє розділити їх на кілька типів і розрізняють виходячи з наступних параметрів: кількості ступенів очищення (в основному це 2-х і 3-ступінчасті фільтри очищення води); розрізняються за місцем розташування, після їх встановлення (нижнє розташування «під миттям», верхнє розташування «на столі»); одноколбові (в одній колбі може міститися як одна так і три ступені очищення) та багатоколбові (як правило, не більше 3-х колб); так само оскільки всі фільтри даної категорії є проточними фільтрами (тобто відбувається проточна фільтрація води), то ще одним важливим фактором є спосіб приєднання до трубопроводу. Всі фільтри цієї категорії є картриджними (використовується зазвичай стандарт Slim Line (SL) - 10), тобто припускають заміну змінного елемента після того, як ресурс картриджа буде вичерпаний.

2-х ступінчасті фільтри: (як правило 1-й ступінь: механічне очищення, 2-й ступінь очищення активованим вугіллям)
3-х ступінчасті фільтри: (як правило 1-й ступінь: механічне очищення, 2-й ступінь очищення активованим вугіллям, 3-й ступінь іонообмінна смола, або пресоване активоване вугілля тонкого очищення збагачене однією або декількома добавками: срібло, іонообмінне речовин гексаметафосфату і т. д.)

2-х, 3-х ступінчастими фільтрами: добре забираються - механічні домішки, хлор, хлоорганічні сполуки; частково видаляються – пестициди, залізо, марганець, важкі метали, трихлорметан, нафтовмісні продукти, солі жорсткості, не видаляються – бактерії, віруси, хлориди, нітрати, нітрити, фториди.
Собівартість та якість очищення води – середня.

Фільтри високого ступеня очищення - зворотний осмос, фільтри з ультрафільтраційною мембраною

Основним фільтруючим елементом, у фільтрах високого ступеня очищення, є мембрана, за якістю очищення, кращим є метод зворотного осмосу (основний фільтруючий елемент - обернено осмотична мембрана), далі слід нанофільтрація і ультрафільтрація (ультра фільтраційна мембрана). Найбільшого поширення отримав назад осмотичний метод очищення води, як найефективніший, а побутові обернено осмотичні системи (RO systems) у країнах Європи, Північної Америки є найпоширенішими побутовими фільтрами очищення води. Варто зауважити, що практично вся бутильована питна вода проходить очищення методом зворотного осмосу, а вода очищена побутовим назад осмотичним фільтром, не відрізнятиметься від тієї, що продається під відомими торговими брендами.

Крім обернених осмотичних фільтрів, до фільтрів з високим ступенем очищення відносяться фільтри з ультра фільтраційною мембраною. Вони менш поширені, але так само заслуговують на увагу, тим більше що їх вартість дещо менша ніж вартість назад осмотичних фільтрів.
Собівартість таких фільтрів низька, а якість очищення води дуже висока.

Фільтри з ультрафільтраційною мембраною

Одним з методів мембранного очищення води є очищення ультра фільтраційною мембраною. Ультрафільтрація мембрана виготовлена з трубчастого композиту, видаляє всі частинки розміром більше 0,01 мкм (мікрон), у тому числі бактерії, віруси, а також розчинені солі важких металів, залізо, ртуть, миш'як, марганець і т.д. Фільтр з ультрафільтраційною мембраною є проточним, з продуктивністю ~ 150 - 200 літрів/год. Зовні такий фільтр схожий на зворотний осмотичний фільтр, але все ж очищення методом зворотного осмосу є більш тонким (якісним) ніж очищення ультра фільтраційною мембраною.

5 ступінчаста система очищення води з ультрафільтраційною мембраною має наступні стадії очищення:

1) Перший ступінь - картридж попереднього механічного очищення (матеріал: кручений або спінений поліпропілен), призначений для видалення механічних частинок і суспензій діаметром до 10 мкм (мікрон).

2) Другий ступінь - картридж, що містить гранульоване активоване вугілля, видаляє хлор та його сполуки, органічні речовини, гази, покращує смакові якості.

3) Третій ступінь – картридж на основі спресованого активованого вугілля (Carbon-Block), призначений для доочищення води від хлорорганічних сполук та механічних домішок розміром до 0,5 мкм (мікрон).

4) Четвертий ступінь - ультра фільтраційна мембрана, виготовлена з трубчастого композиту з діаметром отворів 0,1-0,01 мкм. Мембрана видаляє практично всі органічні забруднювачі, розчинені у воді сторонні домішки, солі важких металів, залізо, ртуть, миш'як, марганець і т.д., а також бактерії та віруси.

5) П'ятий ступінь - картридж in line на основі кокосового активованого вугілля, видаляє запахи та покращує смак води.

Крім 5-ступінчастої системи зустрічаються фільтри з 4-ма ступенями очищення, в таких фільтрах відсутній 3-й ступінь (картридж на основі спресованого активованого вугілля (Carbon-Block)).

Фільтри зворотнього осмотичного очищення води

Фільтри зворотноосмотичного очищення води роблять найбільш якісне (повноцінне) очищення води в домашніх умовах. З води видаляються такі шкідливі речовини як магній, ртуть, нітрати, нітрити, стронцій, миш'як, ціаниці, азбест, фтор, свинець, сульфати, залізо, хлор, …. і т.д ...., всі бактерії та віруси.
Побутові фільтри зворотного осмосу діляться на проточні зворотноосмотичні фільтри та накопичувальні. Основна різниця між проточними та накопичувальними фільтрами полягає у продуктивності мембран.

У накопичувальних фільтрах продуктивність мембрани невелика (в середньому 150-300 літрів на добу (~ 0,1-0,15 літра за хвилину)), тому в таких фільтрах просто необхідний накопичувальний бак, щоб мати можливість накопичити запас чистої води (як правило 8-11 літрів). Вода поступово фільтрується та накопичується у баку, після того як бак наповнений – фільтрація води припиняється. Постійна наповнюваність бака підтримується фільтром автоматично, тобто виходить, що в накопичувальних фільтрах завжди є запас чистої води в 8-11 літрів.

У побутових проточних фільтрах зворотного осмосу встановлюються мембрани високої продуктивності (продуктивність, що забезпечується, на рівні 1-2 літри в хвилину). У таких фільтрах накопичувальний бак не потрібен. За вартістю фільтри проточні приблизно в 2–2,5 рази дорожчі за накопичувальні.

Як для накопичувальних систем зворотного осмосу, так і для проточних – важливим показником є тиск води на вході у фільтр (тиск у трубопроводі). Тиск має бути не менше ніж 2,8 атм. (У будинках з централізованим водопостачанням тиск нижче зазначеного зустрічається досить рідко, як правило це верхній (нижній) поверх або історичний центр міста зі зношеним трубопроводом), у разі меншого тиску встановлюється додатково помпа підвищення тиску.

Найбільш популярні моделі накопичувальних зворотньоосмотичних фільтрів:

а) 5-ступінчастий зворотноосмотичний фільтр (система зворотного осмосу): 1-й ступінь - попереднє очищення від механічних домішок ~ 15-30 мкм (мікрон); 2-й ступінь - очищення активованим вугіллям від хлору та хлорорганічних сполук; 3-й ступінь - тонке очищення від механічних домішок ~ 1-5 мкм (мікрон) або доочищення пресованим активованим вугіллям (даний додатковий ступінь у 5-ступінчастому фільтрі дозволяє краще захистити мембрану - яка у свою чергу прослужить довше); 4-й ступінь - очищення мембраною (метод зворотного осмосу); 5-й ступінь - вугільний постфільтр.

б) 5-ступінчастий зворотноосмотичний фільтр (система зворотного осмосу) з мінералізатором: У цьому фільтрі доданий мінералізатор. 1-й ступінь - попереднє очищення від механічних домішок; 2-й ступінь - очищення активованим вугіллям від хлору та хлорорганічних сполук; 3-й ступінь - тонке очищення від механічних домішок або доочищення пресованим активованим вугіллям; 4-й ступінь - очищення мембраною; 5-й ступінь - вугільний постфільтр. + окремо мінералізатор, що дозволяє збалансувати сольовий склад води.

в) 5-ступінчастий зворотноосмотичний фільтр з помпою підвищення тиску (система зворотного осмосу): у такому фільтрі, на відміну від 5 ступінчастого осмосу, додана тільки помпа - яку потрібно використовувати якщо тиск води, що надходить на очищення, менш ніж 2,8 - 3 атм., в інших випадках обратноосмотический фільтр можна використовувати без помпи.

г) 4-х ступінчастий зворотноосмотичний фільтр (система зворотного осмосу): 1-й ступінь - попереднє очищення від механічних домішок ~ 15-30 мкм (мікрон); 2-й ступінь - очищення активованим вугіллям від хлору та хлорорганічних сполук; 3-й ступінь - очищення мембраною (метод зворотного осмосу); 4-й ступінь - вугільний постфільтр.

Назад осмотичні фільтри компактні і легко встановлюються на кухні під мийкою, на мийці встановлюється окремий кран для питної води (фільтри комплектуються всім необхідним для підключення).

Сьогодні проблема якості питної води турбує багатьох людей у всьому світі. Внаслідок нестачі чистої питної води та регулярного вживання води низької якості, понад п'ятсот мільйонів людей у світі страждають від різних захворювань. Для мегаполісів проблема чистоти та якості питної води є особливо актуальною.

Існує безліч причин забруднень питної води. Всі ці причини безпосередньо чи опосередковано пов'язані з джерелами води. Часто водопровідна вода має артезіанське походження, а береться з доступних відкритих поверхневих джерел. Кожен тип водного джерела має власні характерні причини, які викликають забруднення води.

Винайдено безліч способів попередньої підготовки питної води, а також методів її очищення, що дозволяють отримати практично з будь-якого джерела питну воду високої якості.

Очистка водиє спеціальним комплексом заходів щодо видалення різних забруднень, що містяться в ній. Очищення води проводиться на спеціальних водоочисних спорудах, а також у домашніх умовах.

Вода, перш ніж потрапити в кран кінцевого споживача, проходить знезараження (найчастіше – хлором, рідше використовують установки ультрафіолетового опромінення) та комплексне очищення на водоочисних станціях.

Розглянемо найпоширеніші методи та способи очищення питної води.

Методи очищення питної води

Поширені методи підготовки та очищення води:
- осадження;
- освітлення;
- мембранні методи;
- Хімічні реагенти для окислення;
- Адсорбція;
- знезалізнення;
- Пом'якшення;
- Знесолення;
- Кондиціювання;
- Знезараження;
- Видалення органічних забруднень;
- Дехлорування;
- Видалення нітратів.

Основні методи очищення води можна розділити на:

механічні,
біологічні,
хімічні,
фізико-хімічні,
дезинфекція.

До механічних методіввідносяться різні види фільтрації або фільтрування води, проціджування води, відстоювання води. Всі ці способи відносно недорогі та доступні, їхнє основне використання зводиться до відокремлення від води різних суспензій.

Мембранний спосіб очищення питної водиполягає в тому, що воду пропускають через напівпроникну перегородку, отвори якої менше розміру часток забруднень.

В основі біологічних методів очищення водилежить здатність мікроорганізмів розкладати органічні сполуки. Ці методи зазвичай застосовують для нейтралізації розчинених у воді органічних сполук.

За допомогою хімічних методів водного очищеннянейтралізують різні неорганічні домішки. Стічні води зазвичай знезаражують, знебарвлюють, нейтралізують розчинені в них сполук за допомогою хімічних реагентів.

Фізико-хімічні методи очищення водизастосовують для нейтралізації колоїдних домішок, розчинених сполук, очищення від грубо- та дрібно-дисперсійних частинок. Ці методи вирізняються високою продуктивністю.

Адсорбація– один із фізико-хімічних способів очищення води. Це процес так званого вибіркового поглинання твердими поглиначами, що мають велику питому поверхню одного або декількох компонентів з рідкого середовища. Як адсорбенти застосовують різні штучні або природні пористі матеріали: активні глини, торф, зола, коксова дрібниця, силікагель, активоване вугілля та інше.

Для остаточного очищення та знезараження води в основному застосовують:

ультрафільтрацію;
Хлорування;
Ультрафіолетове випромінювання;
Озонування;
Безреагентні методи знезалізнення.

- Це процес видалення з води різних механічних та хімічних домішок. Очищення за допомогою цього способу будується виходячи з хімічного та фізичного складу води, що визначається спеціальними пробами. Хімічні речовини, розчинені у воді у кількостях, що перевищують встановлені норми, осідають за допомогою спеціальних процесів, після чого вода проганяється через фільтри різного ступеня фільтрації, які затримують ті чи інші домішки.

Пом'якшення- Це процес вилучення з води солей жорсткості (кальцію та магнію). Селективне видалення солей жорсткості проводиться декількома методами: реагентним пом'якшенням, іонним обміном, при якому іони забрудненого розчину змінюються місцями з іонами іонообмінного матеріалу, як використовуються різні іонообмінні смоли. Пом'якшення води знижує загрозу відкладення важкорозчинних з'єднань на стінках та провідних елементах промислового обладнання. Установки зворотного осмосу підприємств дозволяють проводити глибоке очищення води з максимальною якістю за більшістю показників.

Хлоруванняне дозволяє очистити воду належним чином та сприяє утворенню домішок, шкідливих для організму людини. З одного боку хлорована вода захищає нас від низки небезпечних вірусів та патогенних бактерій, з іншого боку хлор руйнує білкові структури нашого тіла, впливає на стан слизових оболонок, вбиває корисні бактерії у кишечнику, що сприяє погіршенню мікрофлори та може провокувати появу алергічних реакцій. Крім цього, хлор не вбиває яйця гостриків та цисти лямблій.

У США та Європі в 1970-х роках були розроблені економічні та ефективні способи з використанням ультрафіолету, які дозволили більшою мірою відмовитися від хлорування питної води.

Очищення ультрафіолетовим випромінюванням- Найбільш популярний метод очищення води. Ступінь знезараження води при обробці ультрафіолетом сягає 99%. Це дозволяє використовувати спосіб у харчовій промисловості та на виробництві, що має особливо високі вимоги до чистоти води. Ефективність цього способу залежить від характеристик води – її прозорості – каламутності, кольору, вмісту заліза. Тому цей спосіб зазвичай застосовується в комплексі з іншими методами на кінцевій стадії обробки.

Очищення води за допомогою озонуваннязаснована на застосуванні газоподібного озону. У процесі взаємодії зі шкідливими хімічними елементами озон перетворюється на кисень. Доведено, що озонування дуже позитивно впливає на організм людини. Озонування має перевагу перед обробкою води хлором, оскільки не утворює токсинів.

Знезалізнення- Це процес видалення із води заліза. Застосовують кілька видів знезалізнення води, вибираючи їх залежно від того, яке саме залізо міститься в оброблюваній воді: двох валентне, тривалентне, органічне або бактеріальне. Безреагентні способи знезалізнення застосовують для усунення надлишкового вмісту у воді заліза, нітратів та інших забруднень, що надають воді неприємного смаку, запаху, кольору та іржі. Найчастіше з води також видаляється марганець і процес називається деманганацією.

Нині рівень забруднення досить високий, тому процес очищення питної води дуже важливий. Для підбору найбільш відповідного та ефективного способу очищення питної води слід зробити її аналіз.

Способи очищення води

Існує безліч способів доочищення питної води в домашніх умовах. Розглянемо найпопулярніші.

I.Очищення питної води без фільтрів.

Такі способи, як кип'ятіння, виморожування чи відстоювання, застосовуються з давніх-давен.

1. Кип'ятіння.

Кип'ятіння води є найпростішим і найвідомішим способом очищення води. Кип'ятіння застосовують з метою знищення вірусів, бактерій, мікроорганізмів та іншої органіки, видалення хлору та інших низькотемпературних газів (радон, аміак та ін.). Процес кип'ятіння допомагає певною мірою очистити воду, але має ряд побічних ефектів:

- При кип'ятінні змінюється структура води, вона стає "мертвою". Чим більше ми кип'ятимо воду, тим більше гине в ній патогенних організмів, проте вода стає менш корисною для організму людини.

- при кип'ятінні відбувається випаровування води, що призводить до підвищення концентрації солей. Вони осідають на стінках чайника у вигляді накипу та потрапляють в організм людини. Нагромаджуючись в організмі людини, солі призводять до різних захворювань — починаючи від хвороб суглобів, утворення каменів у нирках та окам'янення (цирозу) печінки, і закінчуючи артеріосклерозом, інфарктом та багато інших. ін.

- Багато видів вірусів можуть перенести кип'ятіння води, оскільки для їх знищення потрібні більш високі температури.

- При кип'ятінні води видаляється тільки газоподібний хлор. У лабораторних дослідженнях було підтверджено той факт, що після кип'ятіння водопровідної води утворюється додатковий хлороформ, навіть якщо перед кип'ятінням води було звільнено від хлороформу продуванням інертним газом. Ця небезпечна для здоров'я канцерогенна речовина може спричинити онкологічні захворювання.

Таким чином, після кип'ятіння ми отримуємо «мертву» воду, в якій є дрібна суспензія та механічні частинки, солі важких металів, хлор та хлорорганіка, віруси та ін.

2. Відстоювання.

Відстоювання в основному застосовують для видалення з води хлору. Для відстоювання водопровідну воду наливають у велике відро чи банку та залишають на 8-12 годин. Без додаткового перемішування води видалення газоподібного хлору відбувається приблизно з 1/3 глибини від поверхні води, тому для отримання помітного ефекту необхідно дотримуватися розроблених методик відстоювання.

Важливо пам'ятати, що солі важких металів самостійно із відстояної води не зникнуть — у кращому разі вони осядуть на дні. Тому слід використовувати лише 2/3 вмісту банки, намагаючись не збовтувати її в процесі переливання води, щоб осад на дні не змішався з більш-менш очищеною водою.

Ефективність відстоювання води зазвичай бажає кращого. Для посилення ефекту воду також наполягають на кремнії та/або шунгите. Після відстоювання воду зазвичай кип'ятять.

3. Заморожування або виморожування.

Цей спосіб застосовують для ефективного очищення води за допомогою її перекристалізації. Виморожування набагато ефективніше кип'ятіння та перегонки, оскільки фенол, хлорфеноли та легка хлорорганіка переганяються разом із водяною парою.

Більшість людей під процесом виморожування розуміють такі дії:

налити воду в посуд і поставити в холодильник до замерзання
вийняти посуд із льодом із холодильника та розморозити його для пиття.

Ефект очищення води в такий спосіб близький до нуля, хоча вода виходить трохи кращою за водопровідну воду.

Правильне виморожування ґрунтується на хімічному законі, згідно з яким при замерзанні рідини насамперед у найбільш холодному місці кристалізується основна речовина (вода), а потім у найменш холодному місці твердне все, що було розчинене в основному речовині (домішки). Тобто чиста прісна вода замерзне швидше, ніж вода з домішками солей. Цьому закону підпорядковуються всі рідкі речовини. Найголовніше — забезпечити повільне заморожування води, і вести його так, щоб в одному місці його було більше, ніж в іншому. (Докладніше дивіться в книзі: «Обережно! Водопровідна вода! Її хімічні забруднення та способи доочищення в домашніх умовах.», Автори: Скоробогатов Г.А., Калінін А.І. – Санкт-Петербург, видавництво Санкт-Петербурзького університету, 2003) .

Слідкуйте за процесом заморожування, і коли вода наполовину замерзне, незамерзлу воду вилийте (в ній залишилися всі шкідливі домішки), а заморожену воду можна розтопити та використовувати для пиття та приготування їжі.

Розморожена (тала) вода, випита відразу після відтавання, є надзвичайно корисною та цілющою, вона здатна прискорити відновлювальні процеси в організмі, підвищити працездатність, полегшити стан при різних захворюваннях.

4. Очищення води за допомогою кухонної солі.Заповніть дволітрову ємність водою з-під крана, потім розчиніть у ній одну повну столову ложку солі. Через 20-25 хвилин вода буде вільна від шкідливих мікроорганізмів та солей важких металів, проте таку воду не рекомендується використовувати щодня.

5. Очищення води за допомогою кремніюдопомагає очистити воду від домішок. Цей спосіб поєднує відстоювання води та очищення кремнієм. Попередньо кремній необхідно добре промити у теплій проточній воді. Потім покладіть кремній у дволітрову банку, заповніть її холодною водою, накрийте зверху марлею і поставте на світлі далеко від прямих променів сонця. Через два-три дні очищена вода буде готова до використання. Розмір кремнієвого каменю підбирається з розрахунку 3-10 грамів кремнію на 1-5 літрів води. Очищену воду обережно злийте в іншу ємність, залишивши 3-5 сантиметрів води з осадом. Потім осад виливається, кремній та банку миються та заповнюються новою порцією води.

6. Очищення води за допомогою шунгіту.Останнім часом все популярнішим стає очищення води за допомогою шунгіту. Для очищення рекомендують використовувати велике каміння, тоді вони рідше будуть потребувати заміни на нові. Алгоритм очищення наступний: На кожен літр води беруть 100-грамовий камінь шунгіту. Воду наливають у ємність із камінням на три дні (не більше!), після чого вода зливається так само, як і при приготуванні кремнієвої води.
Вода, настояна на шунгите, має протипоказання: схильність до онкологічних захворювань, тромбоутворень, підвищеної кислотності та наявність хвороб у стадії загострення.

7. Очищення води активованим вугіллям.Для очищення води ви можете скористатися активованим вугіллям – він є основою більшості фільтрів. Вугілля є чудовим нейтралізатором неприємних запахів (наприклад, старих іржавих труб, хлору). Крім цього, вугілля вбирає шкідливі речовини з водопровідної води.
Помістіть таблетки активованого вугілля (з розрахунку 1 таблетка на 1 літр води) у марлю, загорніть та помістіть у ємність із водою. Вже за 8 годин буде готова чиста вода.

8. Очищення води сріблом.Сріблом можна очищати воду, звільняючи її від хімічних сполук, вірусів та патогенних мікроорганізмів. За антибактерицидною дією срібло обігнало карболову кислоту та хлорку.
Помістіть у ємність із водою проти ночі срібну ложку, монету чи інший предмет. Через 10-12 годин очищена вода буде готова до вживання. Корисні властивості така вода зберігає тривалий час.

9. Інші народні методи очищення води:

- Очищення води гроном горобини - гроно горобини слід опустити на дві-три години у воду.

- очищення корою верби, лушпинням цибулі, гілками ялівцю і листям черемхи - процес очищення триває 12 годин.

- Очищення оцтом, йодом, вином. Речовину поміщають у воду на 2-6 годин з розрахунку: 1 чайну ложку оцту, або 3 краплі 5% йоду, або 300 грам молодого сухого білого вина на 1 літр води. При цьому, хлор та деякі мікроби у воді все одно залишаються.

II. Очищення питної води із застосуванням фільтрів.

Для видалення шкідливих домішок із води у промисловості, у комунальному господарстві та у побуті використовують різні фільтри. Технології очищення, що застосовуються у промислових та побутових фільтрах, можуть збігатися, проте помітно відрізняється продуктивність побутових та промислових фільтрів.

Розглянемо класифікацію фільтрів.

За типами домішок, що фільтруються, розрізняють фільтри для очищення води від заліза, від механічних домішок, від органічних сполук і т.д.

Розрізняють фільтри призначені для технічної води та фільтри, що використовуються для питної води. Для фільтрації питної води зазвичай застосовують фільтри-глечики і фільтри - насадки на кран, а також складні багатокомпонентні фільтруючі системи. Їх так само розрізняють за ступенем очищення - найпростішого ступеня очищення, середнього ступеня та вищого ступеня очищення.

Побутові фільтри розрізняються так само за способом встановлення: фільтри, що встановлюються під мийку, настільні фільтри, фільтри-насадки на кран.

За способом фільтрації домашні фільтри для очищення питної води можна умовно поділити на два основні типи: – накопичувальні та проточні.

Накопичувальні фільтри зазвичай складаються з накопичувальної ємності для води та фільтруючого картриджа для очищення води. Найчастіше це фільтри-глечики (Аквафор, Брита, Бар'єр та інші). Ресурс ефективної роботи фільтруючого картриджа безпосередньо залежить від якості води, що використовується. Змінні картриджі цього класу фільтрів мають тенденцію накопичувати забруднення, тому їх необхідно своєчасно змінювати на нові.

Проточні фільтри використовують для більш ретельного очищення води. Ступінь очищення безпосередньо залежить від поставленого завдання.

Якщо потрібно очистити воду тільки від запаху, присмаку чи хлору, можна обмежитися використанням вугільного фільтра. З цим добре справляється фільтр-насадка на кран, який містить усередині фільтруючий воду картридж (поліпропіленовий, вугільний або іонообмінні смоли).

Якщо стоїть завдання отримати хорошу питну воду, доцільно використовувати ступінчасті проточні системи фільтрування води. Для цього використовують багатоступінчасті фільтри середнього ступеня очищення. Залежно від моделі така система встановлюється під мийкою або на столі.

Двоступінчасті фільтри призначені для механічного очищення на першому ступені, другий ступінь очищення здійснюється за допомогою активованого вугілля. Триступінчасті фільтри, додатково до цих двох ступенів, мають третій ступінь очищення - іонообмінну смолу або пресоване активоване вугілля для тонкого очищення, збагачене однією або декількома добавками: срібло, іонообмінна речовина, кристали гексаметафосфату і т.д.

Якщо потрібно отримати питну воду високої якості, то доцільно використовувати ступінчасті системи фільтрування води вищого ступеня очищення з мембранною фільтрацією – системи зворотного осмосу, фільтри з ультрафільтраційною мембраною, нанофільтри.

У методі зворотного осмосу основним фільтруючим елементом є обратноосмотична мембрана, де відбувається глибока очищення води від різних типів забруднень: від солей важких металів, пестицидів, гербіцидів, нітратів, вірусів і бактерій. Мембрана постійно очищає саму себе частиною води, що фільтрується, скидаючи все сміття в каналізацію. Це підвищує витрати води. Таке очищення прибирає з води всі солі та мінерали, і регулярне вживання такої води вимиває з організму кальцій, фтор та інші необхідні речовини.

Щаблі очищення води, які зазвичай застосовуються в зворотноосмотичних фільтрах:

1 ступінь - картридж, що складається з крученого або спіненого поліпропілену, що здійснює передочистку від механічних домішок і зависів (15-30 мкм).

2 ступінь - очищення активованим вугіллям від хлору та хлорорганічних сполук, газів.

3 ступінь - тонке очищення від механічних домішок (1-5 мкм) або доочищення спресованим активованим вугіллям (CBC-CarbonBlock), що збільшує термін служби тонкоплівкової мембрани.

4 ступінь - очищення тонкоплівкової мембраною зворотного осмосу (розмір часу 0.3-1 нанометра)

5 ступінь - вугільний постфільтр

Іноді використовується ще додатковий ступінь – мінералізатор очищеної води.

Проточні фільтри з ультрафільтраційною мембраною також відноситься до способів мембранного очищення води. Матеріалом для ультрафільтраційної мембрани є трубчастий композит.

Зовні фільтраційна система дуже схожа на зворотноосмотичну систему, проте очищення способом зворотного осмосу здійснюється більш якісно порівняно з очищенням ультрафільтраційної мембрани. Усі відфільтровані забруднення залишаються у порах мембрани, поступово забиваючи її. Ці фільтри зазвичай не змінюють жорсткість води.

Фільтри з ультрафільтраційною мембраною також мають п'ятиступінчасту систему очищення води. Вона включає наступні ступені фільтрації:

На першому ступені очищення вода проходить картридж попереднього механічного очищення. Він видаляє механічні частинки та суспензії розміром до 10 мкм (мікрон). Матеріалом для нього служить спінений або кручений поліпропілен.

На другому ступені очищення вода проходить через картридж з активованим гранульованим вугіллям. На цьому етапі вода очищається від хлору та його сполук, газів, органічних речовин. При цьому покращуються смакові якості води.

На третьому ступені очищення вода пропускається через картридж, що містить спресоване активоване вугілля. При цьому відбувається додаткове видалення з води механічних домішок діаметром до 0,5 мкм (мікрон) та хлорорганічних сполук.

На четвертому ступені очищення вода проходить через ультрафільтраційну мембрану, що має отвори діаметром 0,1-0,01 мкм, виготовлену з трубчастого композиту. Мембраною видаляються практично всі домішки, розчинені у воді, органічні забруднювачі, віруси, бактерії, солі важких металів, таких як ртуть, залізо, марганець, миш'як. Потім вода проходить через in-line картридж, виготовлений із активованого кокосового вугілля. На цьому етапі відбувається остаточне доочищення води, покращується її смак і видаляються запахи.

Нанофільтри - це остання розробка японських вчених у галузі нано та біотехнологій. Це проточний семиступінчастий комплекс якісної очистки води, що дозволяє видалити з неї всі шкідливі домішки та зробити воду максимально корисною для організму людини.

На виході система видає очищену та структуровану питну воду, за своїми властивостями аналогічну талій воді. У цьому система дозволяє регулювати рівень рН.

Кількісний показник іонів водню у воді часто впливає на фізико-хімічні властивості та біологічну активність білків та нуклеїнових кислот, тому для нормального функціонування організму підтримання кислотно-лужної рівноваги є завданням надзвичайної важливості. Четвертий ступінь, що складається з біокерамічних кульок, виконує функцію регулювання рівня рН води до рН крові людини.

Аніони, випромінювані турмаліном, що входять до складу п'ятого картриджа, позитивно впливають на імунітет, ендокринну систему, очищають судини, заряджають плазму крові.

Варто зауважити, що система з нанофільтрами має досить високу вартість.

Таким чином сучасній людині є безліч способів отримання смачної, безпечної та якісної води. Виробники фільтрів та систем з очищення води пропонують вибрати та використовувати найбільш ефективні з них. Діапазон цін та широкий асортимент дозволяє людям, з різним рівнем доходу, вибрати для себе відповідний пристрій, і насолоджуватися перевагами чистої та корисної води.

А які методи та способи очищення води застосовуєте Ви?

Напишіть про це у коментарях!

Незалежно від обраного Вами способу та методу очищення, вода, яку ви отримуєте в результаті обробки, має стати правильною водою. Тільки тоді Ваш організм зможе отримати з неї максимум користі.

І ще важливий один момент: правильна водамає бути доступна вам, де б ви не знаходилися – вдома, на роботі, у відпустці, у дорозі…

Як зробити з вашої води правильну воду– .

Текст роботи розміщено без зображень та формул.
Повна версія роботи доступна у вкладці "Файли роботи" у форматі PDF

I Вступ

Все живе в нашому житті пов'язане з водою, тому немає більш хвилюючої теми, що обговорюється, ніж тема води. Особливо викликає проблему якість водопровідної води. Це я довела своєю попередньою роботою. Купити вже очищену воду можна в магазині, але бутильована вода коштує грошей, і користуватися нею постійно досить дорого. Дбаючи про власне здоров'я та здоров'я своєї сім'ї, можна знайти для себе оптимальний спосіб очищення води вдома, тому тему «Методи очищення водопровідної води в домашніх умовах» вважаю актуальною.

Ціль:експериментальним шляхом виявити найрезультативніший метод очищення води в домашніх умовах

Завдання:

Вивчити літературу та матеріали в мережі Інтернет про методи очищення води;

Провести опитування серед учнів початкових класів;

Визначити дослідним шляхом найефективніші та доступніші способи очищення води в домашніх умовах;

Оцінити отримані результати та зробити висновки;

За результатами роботи скласти буклет для учнів своєї школи та їхніх батьків;

Гіпотеза:Водопровідну воду можна очистити самостійно

Об'єкт дослідження:вода.

Предмет дослідження:водопровідна вода

Актуальність:Для нормального функціонування організму необхідна вода, яка містить шкідливих домішок і механічних добавок, тобто. хорошої якості.

Практична значимість:матеріали та результати роботи можуть бути використані на позакласних заходах, у гуртковій роботі, на уроках, а також для інформування учнів та їх батьків.

Методи дослідження:

Робота з інформаційним джерелом;

Соціальне опитування (анкетування);

Складання аналітичних діаграм;

Проведення досліджень;

Вивчення літератури;

Я вирішила отримати інформацію з цієї теми у учнів початкових класів і поставила їм такі вопросы:

Чи вживаєте воду з-під крана?

Яку воду ви п'єте?

Які методи очищення використовують у вашій родині?

Отримані дані ми систематизували та представили на кругових діаграмах

З опитаних мною дітей більшість не вживають воду з-під крана, а п'ють фільтровану та кип'ячену. Мене зацікавило, а які методи очищення води ще існують.

З «Екологічної абетки для дітей та підлітків» я дізналася про різні методи очищення води. Мною були проведені дослідження щодо виявлення найбільш ефективного та доступного методу очищення води.

II Основна частина

Методи очищення води

Очищення-усунення сторонніх та небажаних речовин із води. А також від шкідливих домішок.

У ході виконання дослідницької роботи мною було вивчено різні способи очищення питної води в домашніх умовах.

1.Фільтрування -процес поділу неоднорідних систем з допомогою пористих перегородок. Фільтрування рідин у лабораторії проводять за допомогою вирв, у які вкладається спеціальний фільтрувальний папір. . Якась подоба їх була створена в Китаї і являла собою звичайні очеретяні тростинки, просочені коагулянтами. Один із таких найпростіших фільтрів навіть увійшов до історії як «рукав Гіппократа». Прообрази сучасних фільтрів. Їх принцип дії був близький до природних очисних процесів і полягав у проходженні води крізь шар різних речовин: щебеню, піску та вугілля.

2 Очищення води із застосуванням фільтрів

Для усунення шкідливих домішок із водопровідної води застосовують різноманітні фільтри. У домашніх умовах часто застосовуються різноманітні глечики та насадки на кран. Це найбільш поширений та доступний спосіб очищення води. Питні фільтри - глеки можуть прибрати з води надлишок хлору, органічних речовин, накип (солі жорсткості). Фільтри-глечики цілком ефективно очищають водопровідну воду, дешеві при початковій покупці, а тому широко поширені. Всі питні фільтри - глечики оснащені змінним очищаючим елементом (також його називають "касета" або "картридж"). Касета сконструйована таким чином, щоб підтримувати постійну швидкість протікання води через суміш, що очищає. До складу суміші входять активоване вугілля, поліпропіленовий вкладиш, іонообмінні смоли кількох видів. Це важливо для рівномірного та повноцінного очищення води. Фільтрування цього типу спрямовано безпосередньо на очищення рідини від шкідливих домішок, таких як хлор або пестициди. Також вона здатна позбавити воду різних неприємних запахів і зробити воду абсолютно прозорою. Цей картридж необхідно міняти приблизно один раз на три місяці.

Активоване вугілля для очищення води.

Активоване вугілля - відомий очищувач для води, він застосовується у безлічі різноманітних фільтрів. Після обробки вугіллям вода набуває приємного смаку і запаху, оскільки вугілля поглинає майже всі шкідливі речовини, що знаходяться у водопровідній воді, також очищає від вапна. Але вугіллям можна очищати воду і самим.

ВідстоюванняПри відстоюванні води з неї видаляється хлор та аміак, а деякі солі та колоїдні розчини осаджуються на дно. Однак солі важких металів із відстояної води нікуди не подінуться, у кращому разі вони осідають на дно.

Заморожування води

Сьогодні це все популярніший метод очищення води, який, до того ж, вважається ще й ефективним. Тала вода дуже бідна на солі. Тому кількість корисних мінералів, особливо калію та натрію, має поповнюватися іншими напоями чи їжею. Відомо, що вживання талої води очищає кров та лімфу, всі внутрішні органи та шкіру. При цьому покращується робота серцево-судинної системи, активізуються обмінні процеси. При цьому відчувається небувалий приплив сил та енергії.

Очищення води за допомогою срібла

З давніх-давен людям відомий спосіб очищення води для пиття за допомогою срібла. Срібло-це відмінний бактерицидний засіб, він здатний вбивати різні мікроби. Також срібло сприяє тривалому зберіганню води. Ще в давнину люди помітили, що вода зі срібних глечиків відрізняється від звичайної. Вона не протухає протягом багатьох місяців, а приготована на ній їжа зберігається набагато довше і на смак значно краща.

Очищення води кремнієм- Найдавніший спосіб. Кремній - один із головних елементів у періодичній таблиці Менделєєва. Свою назву кремній отримав від грецького слова, що означає «скеля, скеля». Це другий за популярністю хімічний елемент, що зустрічається на Землі. Глина, пісок, опал, яшма - це всі різновиди кремнезему, в якому найбільше міститься кремнію. За допомогою кремнію очищають навіть воду, яка набуває зовсім дивовижних якостей і благотворно впливає на організм людини.

Очищення за допомогою шунгіту.

Шунгіт-найдавніший вуглецевмісний мінерал на планеті. Добувають цей камінь у Карелії. Про дивовижні властивості шунгіту було відомо в Росії дуже давно, тільки називали його «спідний камінь». За наказом Петра I кожен його солдат був зобов'язаний носити з собою в похідному ранці «апідний камінь», щоб опускаючи в казанок з водою ці кам'яні шматочки, одержати знезаражену воду.

Шунгіт - очищає воду від хлорорганічних сполук, надлишку міді, марганцю, заліза, нітратів і нітритів, повністю - від яєць гельмінтів, прибирає з води каламутність, присмаки, запахи, повністю знезаражує воду.

У той же час він може наситити воду різними макро- та мікроелементами до концентрації, оптимальної для людського організму.

Очищення води із застосуванням гірського кварцу.

Найпростіший, звичайнісінький та знайомий приклад кварцу – це пісок. У чистому вигляді кварц безбарвний або має біле забарвлення. Кварц не розчиняється у воді.

Метод наполягання води на кварці прийшов із далекого Тибету. Йому понад 3000 років. Це найдавніший, найпростіший і найефективніший спосіб очищення води. Кварц очищає воду від сполук металів, радіонуклідів, різних шкідливих домішок. Кварцова вода полегшує транспорт поживних речовин безпосередньо у клітини та виведення з організмів токсинів.

Народні засобидля очищення води так само мають місце бути: очищення гроном горобини, очищення корою верби, йодом, кропивою та ін.

III Експеримент складається із трьох етапів

1 етап- очищення води різними способами

Ціль: Показати різні способи очищення водопровідної води

Устаткування Кабіна: водопровідна вода, ємності для води, два види фільтрів, активоване вугілля, чайник для кип'ятіння води, морозильна камера, срібна ложка, кремній, шунгіт, гірський кварц

Тест1. Фільтрування за допомогою фільтра глека. (Додаток I)

Я налила у склянку воду, профільтровану за допомогою глечика

Тест2.Фільтрування за допомогою вбудованого фільтра.(Додаток I)

Налила у склянку воду із фільтра. Зняла показання за допомогою приладів.

Тест 3. Активоване вугілля для очищення води. (Додаток I)

Таблетки активованого вугілля, штук п'ять, я загорнула в марлю і опустила в ємність із водою. Поставила в прохолодне місце і зачекала 10-12 годин. Вода має обов'язково перебувати у прохолодному приміщенні, інакше вугілля не тільки не знешкодить воду, а навпаки, сприятиме розмноженню бактерій.

Тест 4. Кип'ятіння (Додаток II)

Я налила в посудину води і прокип'ятила щонайменше 10-15 хвилин. У цьому процес супроводжується виділенням пари.

Тест 5. Відстоювання (Додаток II)

Для очищення води в такий спосіб я налила воду в ємність і залишила приблизно на 6-7 годин, не закриваючи кришкою. Вперше З-4 години з води випаруються леткі домішки, такі як хлор та аміак, а в наступні 2-3 години – осядуть солі важких металів. Потім обережно злив води в чисту ємність, решту вилив.

Тест 6. Заморожування води (Додаток II)

Для того, щоб приготувати талу воду, мені потрібно було:

Взяти великий посуд і налити туди води, не доходячи до країв приблизно сантиметр;

Цей посуд залишила в морозилці на 4-5 годин. Потрібно, щоб замерзла хоча б частина цієї води;

Коли половина води в посудині замерзла, я розбила лід, що утворився зверху, і злила воду з дна. Пити та використовувати для приготування їжі можна лише лід. Причому лише прозорі його частини. У решті частин зібралися шкідливі речовини, тому вони непридатні для пиття.

Метод розрахований на те, що першою в посудині замерзає чиста частина води. А шкідливі речовини, у свою чергу, осідають на дно посуду, їх я успішно їх зливаю.

Тест 7. Очищення води за допомогою срібла (Додаток III)

Я набрала у велику ємність воду та поклала на дно срібний предмет – ложку. До ранку іони срібла очистять воду не гірше за будь-який фільтр.

Тест 8. Очищення води кремнієм (Додаток III)

Перед першим застосуванням кремінь необхідно промити. Я помістила каміння у ємність і залила водою. Накрила марлею та прибрала у затемнене місце, подалі від сонячного світла та наполягала 3 дні. Після цього воду можна вживати. У міру витрати залишати частину води (на рівні каменів), доливати і наполягати вже 8-10 годин, так постійно 6-8 місяців.

Тест 9. Очищення за допомогою шунгіту (Додаток III)

Щоб очистити воду за допомогою шунгіту, спочатку я промила камені проточною водою. Залила мінерали водою з-під крана із розрахунку 150гр. на 2-3 літри. Наполягала 3 дні. У міру витрати воду доливати та наполягати вже 8-10 годин. Промивати шунгіт один раз на тиждень. Така вода придатна не тільки для пиття, але також для приготування їжі, заварювання чаю та багато іншого.

Тест 10. Очищення води із застосуванням гірського кварцу (Додаток IV)

Я промила кварц у холодній проточній воді, потім залила їх водою з розрахунку 200 г каменів на 3 літри води. Необхідно настояти воду протягом трьох днів і вживати у чистому вигляді, у міру витрачання води можна її підливати у ємність. Раз на тиждень бажано виймати каміння і промивати їх від нальоту, що утворився.

2 етап – вимірювання води TDS-метр

TDS-метр служить для оцінки якості питної води. Він показує кількість зважених у воді неорганічних домішок, переважно солей різних металів. Звідси друга назва – солемір. У побуті застосовується визначення якості води з-під крана.

Ціль : дослідним шляхом показати наявність солей різних металів

Устаткування : приладTDS-метр, 10 проб очищеної води.

Я налила чисту склянку очищену воду. Зняла захисний ковпачок із приладу. Натисніть кнопку "ON", щоб увімкнути дисплей. Занурила датчик приладу у воду та зачекала приблизно 10 секунд. Зняла свідчення з дисплея. Занесла результати до таблиці та порівняла з водопровідною водою.

Способи очищення води	TDS-кількість солей різних металів.
Фільтрування
Вбудований фільтр
Очищення активованим вугіллям
Кип'ятіння
Очищення сріблом
Відстоювання
Заморожування
Очищення кремнієм
Очищення шунгітом
Очищення гірським кварцом

Показники водопровідної води

Водопровідна вода

Висновок : За показаннями TDS-метра найменший вміст солей у воді, очищеної шунгітом.

3 етап-вимірювання води електролізером

Електролізер призначений для перевірки води на вміст домішок та мікроелементів. За допомогою електролізера можна наочно побачити не тільки присутність тих чи інших мікроелементів, а й за інтенсивністю фарбування води визначити їхню кількість. Чим інтенсивніший колір, що отримується при досліді, тим вища концентрація речовин у воді. Оптимальний колір для чистої та корисної води це від світло-жовтого до помаранчевого. Він говорить про наявність у воді корисних мікроелементів, таких як кальцій, натрій, калій, фтор і т.д. у потрібній концентрації, надлишок цих мікроелементів забарвить воду в вогненно червоний колір. Перевищення допустимої норми шкідливих та небезпечних мікроелементів, таких як кадмій, свинець, миш'як, нікель, хром, ртуть тощо. забарвлює у воду зелений, синій і чорний колір з різними відтінками залежно від концентрації цих речовин.

Ціль: досвідченим шляхом показати вміст домішок у воді

Обладнання: прилад електролізер, 10 проб очищеної води.

Для проведення експерименту я підготувала дві прозорі склянки для води ємністю 100-500 мл. Поставила їх на столі поряд. Налила воду. Помістила електролізер у склянку, а потім увімкнула живлення. Натиснула кнопку ввімкнення ("on") і виконала перевірку протягом 30 секунд, потім вимкнула пристрій. Отже, я протестувала очищену мною воду. Результати занесла до таблиці та порівняла з водопровідною водою.

Способи очищення води	Електролізер перевірка води на вміст домішок та мікроелементів.
Фільтрування	осад помаранчевого кольору
Вбудований фільтр	осад помаранчевого кольору
Очищення активованим вугіллям	яскраво-жовтогарячий колір
Кип'ятіння	осад помаранчевого кольору
Очищення сріблом	незначний осад
Відстоювання	помаранчевий осад
Заморожування	незначний осад
Очищення кремнієм	осад помаранчевого кольору
Очищення шунгітом	осад помаранчевого кольору
Очищення гірським кварцом	осад помаранчевого кольору

Показники водопровідної води

Водопровідна вода

Осад чорного кольору

Висновок: За результатами вимірювання найменша кількість вмісту солей у воді очищеної сріблом та в замороженій воді.

Висновок.

У результаті проведеної дослідницької роботи висунута мною гіпотеза підтвердилася. При виконанні роботи було вивчено та випробувано різні способи очищення водопровідної води (фільтрування, кип'ятіння, відстоювання, заморожування, насичення іонами кремнію, очищення сріблом та ін.) На основі експериментів я зробила висновок, що в домашніх умовах дійсно можна очистити воду з мінімальними витратами. Оцінюючи різні способи очищення води можна зробити такий висновок: найбільш ефективним способом є очищення кремнієм, шунгітом, кварцом, фільтрована вбудованим фільтром. Найбільш практичним методом виявилося заморожуванням та відстоюванням. У своїй роботі я поділилася власним досвідом визначення якості питної води в домашніх умовах.

Бібліографія

В.П. Сітніков Г.П. Шалаєва «Хто є хто у світі природи» Поліграфіздат, 2011 (с.5-6)

А.Є. Чижевський Дитяча енциклопедія «Я пізнаю світ: Екологія» 2001 (с. 118-119)

Екологічна абетка для дітей та підлітків. Видавництво МНЕПУ Москва 1995 (з 92)

Миклашевський Г. С. Чиста вода. Побутові фільтри - СПб: Арліт, 2000.

Новий повний довідник школяра: 5-11 класи: у 2-х т.: Біологія; Хімія; Географія. - М: Ексмо, 2009. (494 с.)

Енциклопедія для дітей Екологія. Москва Аванта 2001 (324с.)

Е. Міхєєвої "цілітельські властивості кремнію" С - П, 2002 (15с.)

Кібардін Геннадій «Шунгіт: Природний цілитель» Ексмо 2012 (38 с.)

Шубніков А. В. «Кварц та його застосування» 2012р.(9с.)

Водопровідна вода

Вбудований фільтр