Экология/ 2.Экологические и метеорологические проб­лемы  больших городов и промышленных зон.

К.т.н. И.А. Занина, О.В. Соколовская, С.А. Тряпичкин

Южно – Российский государственный университет экономики и сервиса,

 Россия

Фильтровальные системы для бытового водопотребления

 

На сегодняшний день в мире существует две проблемы, связанные с водой – обеспечение населения питьевой водой и защита окружающей среды от загрязнения недостаточно очищенными сточными водами.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), более 1 млрд. человек в мире не имеют возможности пользоваться чистой водой для питья, а около 2,4 млрд. – нормальных бытовых санитарно – технических условий. По заключению ВОЗ, это является причиной смерти ежегодно 2,2 млн. человек, среди них много детей.

Ежегодно до 10% исследованных проб воды из водопроводных сетей не соответствуют гигиеническим нормативам по органолептическим свойствам, общей минерализации, содержанию химических веществ. Практически каждая восьмая проба питьевой воды из сельских водопроводов и каждая третья из источников децентрализованного водопотребления не соответствует требованиям по бактериологическим показателям. Количество аварий, происходящих в результате чрезвычайно плохого состояния водопроводной сети, на уровень превышает соответствующую норму в странах Европы.

Системами централизованного водоснабжения охвачен высокий процент городов, поселков и сельских поселений. Однако технологии очистки питьевой воды, которые сегодня широко применяются, были разработаны еще в 30 – 40 е годы прошлого века и не рассчитаны на очистку воды, загрязненной продуктами антропогенного и техногенного происхождения. Вода часто загрязнена ионами тяжелых металлов, детергентами, пестицидами, биогенными элементами, токсическими и химическими элементами, фенолами и другими вредными для здоровья человека веществами. Существующие сооружения водоподготовки питьевой воды для бытового потребителя в настоящее время работают с перегрузкой. Применяемые технические и технологические решения не в состоянии обеспечить полное удаление вредных веществ из очищаемой воды, т.к. были спроектированы и внедрены десятки лет назад, морально и технически устарели. Вода проходит на водоочистных сооружениях многоступенчатую обработку, но в процессе доставки воды к индивидуальному потребителю, она повторно насыщается вредными веществами, т.к. водопроводные коммуникации в большинстве случаев уже давно исчерпали свой ресурс. Внутренние отложения на металлических трубопроводах представляют собой смесь, состоящую из ржавчины, солей тяжелых металлов, карбонатов и целых колоний различных железобактерий в виде налетов от красно-черного до черно-коричневого цвета. Вследствие чего, вода насыщается ржавчиной, частичками грязи, различными органическими и другими вредными примесями, проникающими в водопроводные трубы, в том числе в процессе инфильтрации. Вода, поступающая к индивидуальному потребителю, бывает мутная, имеет нехарактерную окраску, посторонний запах, может иметь набор вредных, и опасных для здоровья, растворенных и нерастворенных примесей. Такая вода непригодна для питья, оказывает неблагоприятное воздействие на бытовые приборы, сантехнику.

Анализ современных достижений науки в области очистки воды показывает, что очистка воды от вредных химических примесей может быть осуществлена за счет применения окислительно-сорбционной технологии, использованием ультразвуковой обработки воды,  использованием ультрафиолетовой обработки, а также, с использованием эффективных фильтрующих и сорбционных материалов.

Таблица 1  – Виды загрязнений. Органолептические показатели

 Тип примесей; санитарно–гигиенические и медицинские последствия

Норма по СанПину (мг/л)

Тип и назначение фильтра

Посторонние примеси: Потребление человеком вредных посторонних примесей недопустимо. Вода непригодна для приготовления пищи и хозяйственно–бытовых нужд

Мутность – не более 1,5 мг/л
Цветность – не более 20 градусов

Фильтр–осветлитель: Удаление из воды суспензированных частиц, гидроксидов, металлов, песка, глины, ила, планктона, коллоидных образований

Fe Mn: Избыток железа вызывает заболевания печени, увеличение риска инфаркта. Снижение репродуктивной функции организма, заболевания костной системы. Появление желтых и рыжих трудноудаляемых пятен на белье и синтетических изделиях.

Железо – не более 0,3 мг/л
Марганец – не более 0,1 мг/л

Фильтр–обезжелезиватель : Удаление из воды избытка железа и марганца

Соли жесткости и тяжелых металлов:   Вода не пригодна для хозяйственно–бытовых нужд, сильное образование накипи, чрезмерный расход мыла, стирального порошка.   Плохое разваривание мяса и овощей.   Тяжелые металлы способствуют заболеваниям нервной системы и почек. Повышается риск заболевания раком.

Общая жесткость не более 7 мг экв/л
Ртуть – не более 0,001 мг/л
Свинец – не более 0,1 мг/л

Фильтр–умягчитель:
Удаление из воды солей жесткости: кальция, магния, ртути, свинца и др.тяжелых металлов

Cu, Zn и т.д.: Медь – раздражение желудка, цирроз печени. Цинк – вяжущий вкус воды, угнетает окислительные процессы в организме, вызывает анемию.

Мышьяк – токсичное вещество, канцероген, провоцирует рак кожи. Недостаток фтора приводит к кариесу зубов. Избыток фтора – к флюорозу зубов.

Нитриты и нитраты повышают риск рака желудка.

Медь – не более 1 мг/л
Цинк – не более 5,0 мг/л. Мышьяк – не более 0,05 мг/л
Фтор – в пределах 0,7–1,5 мг/л.
Нитраты – не более 15 мг/л

Фильтр ионитовый:
Очистка воды от меди, цинка, молибдена, мышьяка, нитратов, фтора

Нефтепродукты, пестициды и радионуклиды:
Нефтепродукты – толуол, бензол повышают риск рака крови, являются токсичными для кроветворной системы человека.

  Придают воде неприятный запах. Пестициды , радионуклиды вызывают рак.

Бензол, толуол – не более 0,5 мг/л. Фенол – не более 0,001 градусов. Стронций–90 – не более 410–10 кю/л
Радий–226 – не более 1,210–10 кю/л

Фильтр угольный тонкой очистки: Удаление запаха. Очистка воды от следов хлоры, нефтепродуктов, фенола, поверхностно–активных веществ (ПАВ), хлороорганических пестицидов, частично от мышьяка, свинца, ртути, радионуклидов и др.примесей.

Биологическое заражение:
Заражение воды патогенными бактериями и вирусами вызывает тяжелые заболевания.

Коли–индекс – не более 3

УФО (ультрафиолетовая обработка воды): Обеззараживание воды от патогенных бактерий и вирусов использованием бактерицидного излучения.

Хлороорганика:
приводит к поражению печени, почек, нервной, иммунной и сердечно–сосудистой систем.

Запах – не более 2–х баллов. Привкус – не более 2–х баллов
Цветность – не более 20 градусов

Дезодоратор–обеззараживатель:
Обеззараживание, дезодорация, разрушение хлороорганики и окрашенных коллоидов.

Недостаток фтора и йода:
Флюоз скелета и зубов, остеохандроз.

Фтор – в пределах 0,7–1,5 мг/х
Йод – по медицинским нормам

Иодирование и фторирование воды: Обеззараживание при эпидемиях, при базедовой болезни, введение в воду недостающих компонентов, например, фтора.

 

Для каждой стадии водоподготовки применяется определенное оборудование, так как ни одна отдельно взятая система очистки воды не будет эффективна для решения всех задач, связанных с водой, начиная с проблемы жесткости воды и заканчивая болезнетворными микроорганизмами. Главное предназначение бытовых установок для очистки воды – улучшить ее токсикологические и физиологические качества. Кроме того, бытовые системы способны предохранить водогрейное оборудование (котлы, бойлеры, стиральные машины) от зарастания накипью, благодаря умягчению воды и, тем самым, продлить срок их эксплуатации. Использование таких систем увеличивает срок службы и улучшает внешний вид сантехнического оборудования, благодаря удалению ионов железа и марганца, образующих ржавчину.

Рынок насыщен отечественными и импортными установками водоподготовки. Но специалисты не устают повторять, что для того чтобы получить качественную воду, нужно использовать установки, пригодные для очистки «конкретной» воды.

 

Литература:

 

1. Абрамов Н.Н. Водоснабжение: учебник для вузов/ Н.Н. Абрамов.  –  Изд. 2-е, перераб. и доп.  –  М.: Стройиздат, 1974.  –  480 с.

2. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А.Г. Касаткин.  –  М.: Государственное научно – техническое издательство химической литературы.  –  1961.  –  816 с.