Концепцията за получаване на чиста и висококачествена вода Много книги са посветени на методите за пречистване на питейната вода
Много книги са посветени на методите за пречистване на питейната вода. Голям
популярни са книгите на Ф. Батмангелидж [1 - 3], където става въпрос за лечение само с вода, а за нейното пречистване няма и дума. Но в страната, където живее Батмангелидж (Пакистан), водата се взема от планински потоци и реки и практически няма индустрия, която да замърсява тази вода.
В района, характерен за България, първоначално чиста и лековита вода има в извори и кладенци. Но тази вода е много оскъдна. Достъпната ни чешмяна вода изисква пречистване, за да й се придадат лечебни свойства. Известно е, че водата от лековитите извори има най-голяма сила на мястото на възникването си. Затова в близост до лечебните извори се изграждат санаториуми, до които се пътува отдалече. Водата от тези източници, бутилирана и доставена в други градове, има по-слабо изразен лечебен ефект. Ето защо е естествено да се приеме, че лечебната вода се приготвя най-добре на мястото на нейната консумация.
Най-благоприятната за човешкото здраве може да се счита за водата, върху която е израснал. Предците са пили тази вода в продължение на много поколения, тялото е свикнало с такава вода. Нашите предци са пили вода от реки или от извори (кладенци). От изворите и кладенците водата все още е най-благоприятна, но е много оскъдна, недостатъчна. Има много речна вода, но тя е силно замърсена, така че не може да се пие вода директно от реката. Речната вода се нуждае от почистване. В градските пречиствателни станции водата е добре пречистена, но преминавайки през стара водопроводна система, може да се замърси отново. Поради това са необходими локални пречиствателни устройства на мястото на потребление.
Като алтернатива вода откладенци. Плитки кладенци (до 30 m), вземащи вода от слой пясък, дават вода, която обикновено не изисква пречистване и по състав е близка до кладенец или изворна вода. Въпреки това, дебитът на такива кладенци е малък, те са склонни към затлачване и често изискват високи експлоатационни разходи. Дълбоките артезиански кладенци (повече от 100 m) осигуряват голям поток от вода и са по-малко склонни към затлачване. Водата от такива кладенци обаче често съдържа соли, които не са характерни за повърхностните речни води и като правило не са подходящи за директно пиене. Има кладенци с лековита вода, но те са рядкост. Следователно, основно, водата от артезиански кладенци изисква, както речната вода, сериозно пречистване. Тъй като водата от артезиански кладенци е замърсена с нежелани за консумация или вредни за здравето соли, те се отстраняват чрез високоефективни филтри, включително обратна осмоза. Почти всички соли обаче ще бъдат отстранени от водата. За да се компенсира липсата на соли, те се въвеждат изкуствено във водата след пречистване.
Речната вода се пречиства във ВиК. Основен
етапи на пречистване - филтриране през естествени материали (чакъл, пясък) и утаяване са аналогични на механизмите на естественото пречистване на водата. Допълнително се използва хлориране или озониране, което премахва окислителните примеси. В същото време речната вода запазва първоначалния си солен състав, което е полезно.
След пречистване във водопровод, водата, независимо от основния етап на пречистване, който е преминала - хлориране или озониране - се насища с газообразен хлор, преди да се подаде към тръбопровода или в него се въвежда хипохлорит. Въвеждането на активен хлор е необходимо, за да се осигури дезинфекцията на водата по време на движението й по тръбите до потребителя.
Тръбопроводната система на градовете е в експлоатация от десетилетия. През това време тръбите се замърсиха. Замърсяването на тръбите възниква при аварии във водопроводните съоръжения, когато във водоснабдителната система се подава вода без никакво пречистване. Авариите не са чести, но се случват (например при прекъсване на тока). Следователно чешмяната вода трябва да бъде почистена от хлор и неговите съединения, както и от замърсители, измити от водата от стените на тръбата. Съдържанието на тези примеси, като правило, е в рамките на ПДК, така че органите за санитарен и епидемиологичен надзор смело заявяват, че водата от водоснабдяването отговаря на стандартите. Въпреки това, потребителите често отбелязват неприятен вкус и мирис на вода, водата бързо замърсява чайниците и котлите. Следователно чешмяната вода също трябва да се почиства от замърсители, които влизат в нея от тръбите.
По този начин както артезианската, така и чешмяната вода изискват пречистване, но чешмяната вода има първоначалния състав на водата, който е по-полезен за хората. Използването му винаги е за предпочитане пред артезианското. За пречистване на артезианска вода се използват методи, които коренно променят нейния състав и структура. За пречистване на чешмяна вода е най-подходяща техника, базирана на естествените принципи на пречистване на водата, протичащи в атмосферата и в повърхностния слой на земята (в пясък). Във всички случаи е по-добре да подготвите водата за пиене на мястото на консумация. Тогава той няма да се замърси по време на транспортиране през тръби и няма да загуби свойствата си при дългосрочно съхранение.
Схема за подготовка на питейна вода
В момента има много видове питейна вода.
Първичната обработка (отстраняване на замърсители) е да се намали съдържанието на всички примеси до ниво под ПДК. Стойността на MPC за всяко съединение се определя от санитарните стандарти [4]. Водни примесиса разтворими и неразтворими. Неразтворимите примеси се отделят от водата с механични средства. Те се утаяват на дъното на съда, в който водата се утаява дълго време, или се задържат от филтри. Неразтворимите примеси присъстват във водата под формата на частици с различни размери. Ако тези частици са твърде малки, те може да не се утаят на дъното по време на утаяването и дори да преминат през филтъра. За да се увеличи ефективността на отделяне на неразтворими примеси, във водата могат да се въведат вещества, които насърчават групирането на неразтворимите вещества в по-големи образувания.
Разтворимите примеси могат да бъдат отстранени от водата само чрез
химически или биохимични трансформации. Част от разтворимите примеси
могат да се превърнат в неразтворими чрез различни физикохимични ефекти върху водата. Замърсителят може да бъде или напълно унищожен, или превърнат в съединение с много по-висок MPC, така че дори предишната концентрация на примеси ще бъде безопасна.
Пример за химическа трансформация, която пречиства водата, е окисляването. Органичните съединения могат да бъдат напълно окислени до въглероден диоксид и вода. При недостатъчно количество окислител настъпва непълно окисление, образуват се междинни съединения. Междинните продукти обикновено са по-малко токсични от изходните съединения.
Друг пример за химически трансформации, които пречистват водата, е възстановяването. Възстановяването се използва, като правило, за отстраняване на неорганични съединения. По време на редукция на оксиди могат да се образуват съединения, които се утаяват, или газообразни продукти, които излизат от разтвора.
Ходът на химичните трансформации се влияе от стойността на рН на разтвора. Чрез промяна на рН е възможно да се прехвърлят водни замърсители или в неразтворима форма,утаени или в газова фаза. Има съединения, които се отстраняват от водата от бактерии. Бактериите се хранят с водни примеси и се размножават успешно. Умиращите бактерии отнасят със себе си всичко, което са консумирали. Отделяйки мъртвите бактерии от водата, получаваме пречистена вода.
Етапът на отстраняване на замърсителите неизбежно е свързан с образуването на твърда утайка. С ниска степен на замърсяване и относително ниска производителност, почистващото устройство може периодично да се мие ръчно. В други случаи е препоръчително да използвате автоматично промиване. Промиването трябва да се извършва често, тъй като от мръсната вода се натрупва много утайка.
Във втория етап (придаване на специални свойства на водата) водата вече не съдържа много примеси и устройството за пречистване не е запушено с утайка и вече не изисква редовно често почистване.
Водата, преминала първична обработка е годна за пиене. В много случаи потребителите са ограничени до този първи етап, когато свойствата на водата достигнат нивото на санитарните стандарти. И това би било достатъчно, ако околната среда също отговаря на санитарните стандарти във всички отношения. Но това далеч не е вярно. Човешката стопанска дейност силно деформира околната среда и условията са далеч от естественото състояние. За да се компенсират голям брой неблагоприятни фактори на околната среда, трябва да се вземат допълнителни мерки. Сред тези мерки е използването на специални видове вода. Затова вторият етап от приготвянето на питейната вода е придаването й на лечебни свойства. Този етап не е задължителен, не е предписан от санитарните стандарти. В природата почистването и придаването на лечебни свойства са комбинирани.
Вторично третиране на вече чиста (или почти чиста) вода
осъществявани от различни физични и химични въздействия. INПо време на това третиране водата се пречиства. Въпреки това, енергийните разходи за отстраняване на една примесна молекула по време на такава обработка са много по-високи, отколкото по време на първичната. Следователно основните замърсители трябва да бъдат отстранени чрез първична обработка. Енергията, изразходвана за вторично пречистване, трябва да се изразходва главно за подобряване на качеството на водата и придаване на специални свойства.
Технологиите за вторично пречистване на водата са малко и едва наскоро започнаха да играят важна роля. В най-простия случай във водата се въвеждат добавки, които подобряват нейните свойства и коригират състава на солта.
Има доста начини за въздействие върху водата, които според разработчиците влияят на нейната структура. При водата наистина има промени, които могат да бъдат описани количествено. Не е възможно обаче точно да се обоснове и изчисли връзката между експозицията и наблюдавания ефект.
Типовете вода, чиито характеристики могат да бъдат количествено определени, включват вода с положителен и отрицателен редокс потенциал. Фокусът на книгата ще бъде върху тези два вида вода.