| Основные методы очистки | ||||
| 1-2 группа | 2-3-4 группа | 2-3-4 группа | 2-3-4 группа | 2-3-4 группа |
| Механические | Химические | Физические | Физико-химические | Электро-химические |
| · Отстаивание (Седиментация) · Фильтрование · Центрифугирование | · Хлорирование · Озонирование · Йодирование · Олигодинамия (серебро) · Перманганат калия · Перекись водорода · CaOH2 щёлочь · Химическое обеззараживание · Cr+бисульфат натрия | · Термообработка · УФ-обработка · Магнитная обработка · Коронный разряд | · Адсорбция (актив. уголь) · Ионный обмен · Десорбция · Дистилляция · Ректификация · Экстракция · Коагуляция · Флуктуация · Флотация · Обратный осмос · Гипер ультрафильтрация · Эвапорация | · Электролиз · Электродиализ · Электрокоагуляция · Электрофлотация · Анодное окисление |
Основными методами очистки воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения являются осветление, обесцвечивание и обеззараживание.
Осветление воды путем осаждения взвешенных веществ. Эту функцию выполняют осветлители, отстойники и фильтры. В осветлителях и отстойниках вода движется с замедленной скоростью, вследствие чего происходит выпадение в осадок взвешенных частиц. В целях осаждения мельчайших коллоидных частиц, которые могут находиться во взвешенном состоянии неопределенно долгое время, к воде прибавляют раствор коагулянта (обычно сернокислый алюминий, железный купорос или хлорное железо). В результате реакции коагулянта с солями многовалентных металлов, содержащимися в воде, образуются хлопья, увлекающие при осаждении взвеси и коллоидные вещества.
Фильтрование — самый распространенный метод отделения твердых частиц от жидкости. При этом из раствора могут быть выделены не только диспергированные частицы, но и коллоиды.
Фильтрование состоит в пропуске воды через фильтр, заполненный фильтрующим материалом (обычно кварцевым песком), уложенным слоями возрастающей сверху вниз крупности. Вода поступает на поверхность фильтра, движется сквозь слои фильтрующего материала и дренажным устройством отводится в резервуар чистой воды.
В процессе фильтрования происходит задержание взвешенных веществ в порах фильтрующей среды и в биологической пленке, окружающей частицы фильтрующего материала. Вода освобождается от взвешенных частиц, хлопьев коагулянта и большей части бактерий.
Обесцвечивание воды, т. е. устранение или обесцвечивание различных окрашенных коллоидов или полностью растворенных веществ может быть достигнуто коагулированием, применением различных окислителей (хлор и его производные, озон, перманганат калия) и сорбентов (активный уголь, искусственные смолы).
Обеззараживание воды, или ее дезинфекция, заключается в полном освобождении воды от болезнетворных бактерий. Так как полного освобождения ни отстаивание, ни фильтрование не дают, с целью дезинфекции воды применяют хлорирование и другие способы, описанные ниже.
Смеситель, обеспечивающий перемешивание раствора коагулянта, поступающего из реагентного хозяйства, с обрабатываемой водой. В практике применяют гидравлические и механические типы смесителей.
Фильтры делаются открытыми безнапорными и закрытыми напорными. Напорные фильтры представляют собой закрытые стальные резервуары. Площадь одного фильтра от 10...20 м2 на малых и средних станциях, до 100 м2 и более — на больших.
Способы обеззараживания воды.
Среди оставшихся в воде после фильтрования бактерий могут быть болезнетворные. Уничтожение их может быть достигнуто: введением в воду сильных окислителей, способных убивать ферменты бактериальных клеток; нагреванием воды до температуры 80 °С (пастеризация) — 100 °С (стерилизация); облучением воды ультрафиолетовыми лучами; озонированием; воздействием ультразвуком; введением в воду серебра или других металлов. Практическое применение нашли 1, 3 и 4-й методы.
В качестве окислителей можно использовать хлор, йод, марганцево-кислый калий, перекись водорода, гипохлорит натрия и кальция. Чаще всего применяют жидкий хлор и хлорную известь. Для устранения запаха хлора к обрабатываемой воде прибавляют одновременно с хлором в небольших количествах аммиак (аммонизация воды).
Для удаления из воды веществ, вызывающих нежелательные привкусы и запахи, применяют следующие методы ее обработки: аэрацию, окисление хлором, озоном, перманганатом калия и другими окислителями; сорбцию активным углем. Аэрация воды является наиболее простым способом ее дезодорации, основанным на летучести большинства веществ, обуславливающих привкусы и запахи.
Активный уголь является наиболее универсальным средством для дезодорации воды.