Современные проблемы питьевой воды и методы её очистки!

80 %
болезней человека возникают, употребляя грязную воду!

Проблема питьевой воды тревожит человечество всё сильнее последние годы. В докладе ООН о проблемах нехватки питьевой воды говорят прямо: «К середине 21 века питьевой воды не хватит 7 млрд. человек и уже больше 5 лет 2 млрд. человек на планете страдают от её недостатка.» Использование воды на душу населения уменьшится втрое через 20 лет. Что характерно — 97,5% запасов воды на планете не пригодны для питья — так как чересчур минерализованы. А оставшиеся 2,5% запасов больше чем на половину находятся в твёрдом состоянии в Арктике, Антарктиде, в горных ледниках и за полярным кругом.

Техногенная цивилизация внесла существенный вклад в уменьшения запасов питьевой воды, растворяя в ней примеси своей жизнедеятельности. Это приводит к тому, что урбанизированные человеком районы планеты уничтожают процесс циркуляции пресной воды в экосистеме!

Что делать?     —   Решения данной проблемы лежат в разделе очистки воды.

Поговорим о способах и технологиях очистки:

Мы выделили 15 способов и расставили их в приоритетном порядке от самых популярных и доступных до менее известных и распространённых.

Способы

Кипячение
Механическая очистка
Угольные фильтры
Обратный осмос
Ионный обмен
Ультрафильтрация
Озонирование
Ультрафиолетовое излучение
Нанофильтрация
Медноцинковые фильтры (KDF)
Биологическая очистка
Дистилляция
Керамические фильтры
Вымораживание
Минеральные сосуды
  • Выделим три критерия оценки :

    1. Качество очистки для вкуса и здоровья от 1 до 100
    2. Степень и глубина очистки от 1 до 100 
    3. Простота процесса и доступность от 1 до 100 

Рассмотрим каждый способ подробнее:

  • Кипячение

Воде нужно кипятиться около 20 минут для ликвидации вредных бактерий. По данным СКО США, родниковая, артезианская вода и водопроводная, которая набрана в емкость, через примерно 3-5 суток полна микробов и бактерий, а через сутки уже токсична. Кроме этого, вода зеленеет, что говорит о росте сине-зеленых водорослей, которые вырабатывают вредные токсины. Во время кипячения такой воды, остаются радионуклиды, соли тяжелых металлов, она лишь частично очищается от вредных бактерий, при этом гибнут и полезные. Вода становится — абсолютно пустой. Кипячение воды содержащей хлорсоединения, может привести к онкозаболеваниям. При кипячении, количество органических соединений практически не уменьшается. Процесс энергозатратен и требует время, при этом мало помогает улучшению вкуса самой воды.

Качество очистки для вкуса и здоровья
10
Степень(глубина) очистки
10
Простота процесса и доступность
100
  • Механическая очистка

Наиболее распространённая и необходимая очистка воды. Применяют как предварительный этап перед более глубокой очисткой. Основная задача механической очистки — освободить воду от грубых, механических загрязнений, таких как песок, глина, ржавчина, а так же хлор. Механические фильтры производят из вспененного пористого полипропилена, хлопковых и полипропиленовых волокон, а также разных фракций активированного угля, как кокосового, так и битумного.

Качество очистки для вкуса и здоровья
15
Степень(глубина) очистки
10
Простота процесса и доступность
100
  • Угольные фильтры

Эти фильтры делают разных типов и разных размеров. Это самый древний и самый дешевый способ очистки воды. Во всех угольных фильтрах используется активированный уголь. Вода свободно проходит сквозь фильтр с активированным углем, который обладает площадью поверхности пор до 1000 м2/г. Внутри фильтра происходит процесс адсорбции загрязняющих веществ. Активированный уголь используется как в гранулированной форме, так и твердых блоках. Через твердый блок вода проходит сложнее, что делает подобные фильтры эффективными в задержании загрязнений. Фильтры с активированным углем лучше подходят для удаления инсектицидов, полихлоринатных бифенилов и гербицидов. Они могут также удалять промышленные химикаты и хлор. К сожалению активированный уголь не удаляет многие неорганические химические вещества, растворенные тяжелые металлы, такие как свинец или загрязнения биологического характера. Чтобы справиться с этим, производители рекомендуют использовать активированный уголь в сочетании с другими способами очистки. На сегодняшний день угольные фильтры являются неотъемлемой частью любой системы очистки. Угольные фильтры это идеальная среда для размножения бактерий. Если вода не подвергалась обработке озоном, хлором или другой бактерицидной защитой перед началом очистки, то бактерии начинают оседать в фильтре и плодится, загрязняя проходящую через него воду. Использовать угольный фильтр, в момент когда вода поступает из природного источника не рекомендуется. Большинство производителей указывают, что проблема устраняется с помощью серебра. Но эта технология работает не эффективно. Контакт с серебром должен происходить длительное время. В дальнейшем фильтры теряют свои свойства. При этом вода продолжает проходить через фильтр с легкостью, и измерить эффективность работы фильтра можно только при помощи анализа качества воды. Фильтр нуждается в своевременной замене после прохождения через него определенного объема грязной воды.

Качество очистки для вкуса и здоровья
65
Степень(глубина) очистки
45
Простота процесса и доступность
100
  • Обратный осмос

Это процесс обратного проникновения концентрированного раствора (водопроводной воды) в менее концентрированный раствор (H2O) через тонкоплёночный материал под высоким давлением. Изначально системы обратного осмоса использовались для опреснения солёной морской воды. Этот способ, удаляет от 90% до 98% вирусов, бактерий и других организмов, органических и тяжелых металлов и других неорганических соединений. Вода под воздействием высокого давления проходит сквозь синтетическую полупроницаемую мембрану. Кроме молекулы воды h2o, остальные вещества мембраной не пропускаются. Но к сожалению у систем обратного осмоса есть недостатки. Для начала, они чрезвычайно ресурсо-затратны: для получения 1 л. чистой воды в канализацию уходит 3-6 л. загрязненной воды. Для правильной работы система также требует минимальное давление воды 3 атм. Мембрана разрушается под воздействием хлора и очищая мутную воду. Из-за чего осмотические мембраны нуждаются в предварительной предочистке с помощью угольных и полипропиленовых картриджей. Системы обратного осмоса способствуют размножению микроорганизмов, рекомендуется установка ультрафиолетовой лампы между накопительной ёмкостью и краником чистой воды.

Качество очистки для вкуса и здоровья
65
Степень(глубина) очистки
100
Простота процесса и доступность
90
  • Ионообменные фильтры для воды(Умягчители)

Ионный обмен — это обмен ионов между двумя электролитами. В данном случае одним электролитом выступает вода, а другим ионообменный раствор(например смола). Стандартные теплообменники — это ионообменные смолы (пористые или гель-полимерные).  Наиболее популярные способы фильтрации при ионном обмене это: умягчение и обезжелезивание.

Умягчения воды — это процесс удаления в первую очередь кальция, а  также магния в жесткой воде. В результате мягкая вода является более совместимой с мылом(химией) и продлевает срок службы сантехники и бытового оборудования.

Обезжелезивание — процесс окисления железа во время вступления в реакцию с ионными смолами. Вода освобождается от избыточного растворённого железа, оставляя его в смоле(засыпке) и при этом насыщаясь кислородом.

Качество очистки для вкуса и здоровья
65
Степень(глубина) очистки
75
Простота процесса и доступность
60
  • Ультрафильтрация или метод пористого волокна

Пористая мембрана отфильтровывает частицы и бактерии. Кратковременно снижает число бактерий. Способ не эффективен для очистки органических и неорганических веществ или вирусов. Дополнительно применяют угольные фильтры.

Качество очистки для вкуса и здоровья
55
Степень(глубина) очистки
70
Простота процесса и доступность
80
  • Озонирование

Озон (03) отличается от кислорода тем, что он состоит из трёх атомов кислорода(02) вместо двух. Этот дополнительный атом превращает озон в сильный окислитель. Когда пузырьки озона проходят сквозь воду, озон убивает вирусы, бактерии, водоросли и паразитов. Процесс озонирования не создаёт вредные побочные продукты, которые появляются при хлорировании. По этим причинам этот метод очистки применяется при обработке воды в бассейнах.

Качество очистки для вкуса и здоровья
40
Степень(глубина) очистки
20
Простота процесса и доступность
30
  • Ультрафиолетовое излучение

Микроорганизмы (бактерии и вирусы) поглощая ультрафиолетовое излучение — гибнут. Благодаря УФ-излучению эффективно уничтожаются патогенны микроорганизмов, таких как: кишечная палочка и сальмонелла, без использования химических веществ.

Качество очистки для вкуса и здоровья
55
Степень(глубина) очистки
20
Простота процесса и доступность
35
  • Нанофильтрация

На первый взгляд очистка аналогична по принципу работы с осмотической мембраной, но есть ряд очень важных отличий. Первое, размер пор и их количество. Грубо говоря, нанопоры в 10 раз больше по микронажу, чем осмотические. Очистка также как и в обратном осмосе проходит через полупроницаемую синтетическую мембрану, однако в отличие от обратного осмоса, который задерживает как катионы так и анионы, нанофильтрационная мембрана пропускает анионы, задерживая только катионы. Нанофильтрация имеет ряд преимуществ перед обратным осмосом. Расход воды в среднем в 2 раза меньше. Производительность нанофильтраций выше, чем у аналогичных осмотических мембран. И главное преимущество — это способность сохранять существенно большее количество полезных солей и минералов в воде, после очистки. Что напрямую влияет на экстракцию ароматизаторов из кофейных зёрен или из листьев чая.

Качество очистки для вкуса и здоровья
100
Степень(глубина) очистки
100
Простота процесса и доступность
80
  • Медно-цинковые фильтры KDF (Kinetic Degradation Fluxion)

Кинетика Уменьшения Концентрации (КУК)

Под воздействием сплава меди и цинка, происходит химическая реакция  окислительно-востановительного процесса, во время которого электроны загрязняющих примесей обмениваются между собой. Это приводит к их распаду на безвредные компоненты. Например токсичный свободный хлор превращается в безвредный растворимый хлорид. Многие тяжёлые металлы, такие как медь, свинец, ртуть  и другие вступают в реакцию и соединяются с поверхностью сплава меди и цинка, покидая воду. Также эффективно удаляется железо и сероводород. В результате реакции образуется мощное магнитное поле, которое вместе с радикалами нейтрализует все микроорганизмы, такие как  водоросли и грибки, останавливается рост  бактерий и вирусов. Тем самым KDF уверенно заменяет гранулы серебра, которые используют для борьбы с органикой в классических системах. Но в отличие от KDF, серебро – токсично.

Также засыпка удаляет пестициды, органические вещества, ржавчину, неприятный вкус и запах , сульфид водорода, железа , свинца, никеля , хрома , кадмия , кальция , алюминия , ртути , мышьяка , и другие органические соединения. KDF прекрасно работает  при использовании в сочетании  с  любой формой активированного угля (как в блоке, так и в гранулированной форме). На сегодняшний день очистка с помощью KDF, все больше применяется во всех сферах водоподготовки, вытесняя классические методы за счёт своей эффективности, широкого спектра очистки и не высоких затрат.

Качество очистки для вкуса и здоровья
60
Степень(глубина) очистки
70
Простота процесса и доступность
90
  • Биологическая очистка

Данный способ очистки направлен на удаление методом окисления из воды органических соединений, которые появились в процессе выбросов промышленных и агропромышленных предприятий в водоёмы и реки.  Процесс  очистки происходит в специально построенных резервуарах наполненных  загрязнённой водой и гетеротрофными бактериями, которые поглощают органические загрязнения в пищу. Вследствие чего, происходит полное биохимическое разрушения органики. Минусы процесса  в его длительности, также он не применим в бытовых и домашних условиях.

Качество очистки для вкуса и здоровья
55
Степень(глубина) очистки
65
Простота процесса и доступность
10
  • Дистилляция

Вода под действием высокой температуры выпаривается, освобождаясь от вредных веществ. Пар, полученный, при кипячении охлаждают. Процесс уменьшает содержание хлора, бактерий, вирусов и неорганических соединений. Необходима высокая температура и этот процесс удаляет все необходимые минералы. Вещества обладающие низкой точкой вскипания, например, хлор соединения могут остаться в воде! Дистилляция сама по себе является очень медленным процессом, которому необходимы ёмкости для хранения воды в течении длинного срока. В процессе хранения возможно и повторное загрязнение воды из окружающей среды. Процесс энергозатратен и требует большое кол-во воды, а также требуется регулярная очистка дистиллятора от накопленных загрязнителей.

Качество очистки для вкуса и здоровья
40
Степень(глубина) очистки
70
Простота процесса и доступность
5
  • Керамические фильтры

Вода проходит сквозь маленькие керамические поры, а крупные частицы не проходят. После промывки используется повторно. На короткий срок уменьшает количество бактерий. Образуется благоприятная среда для образования бактерий, из-за чего необходимо проводить дезинфекцию фильтрующих элементов. Пивоваренные заводы часто используют керамические фильтры в качестве замены процесса пастеризации. Подходят для путешественников или занятий альпинизмом. В домашних условиях стоит применять вместе с угольным фильтром. Распространены среди походных фильтров. Флагманом являются швейцарские фильтра Katadyn.

Качество очистки для вкуса и здоровья
90
Степень(глубина) очистки
70
Простота процесса и доступность
65
  • Вымораживание

Этот способ существенно эффективнее предыдущего, так как используется процесс перекристаллизации молекул воды. Важно отметить, что хлорсодержащие элементы перегоняются вместе с водяным паром, оседая даже в дистиллированной воде. Безусловно, процесс вымораживания намного сложнее, чем просто налить воду в посуду, а потом разморозить для употребления. Такая процедура по эффективности равно нулю, поскольку вымораживание — процесс очень долгий и сложный.

Качество очистки для вкуса и здоровья
40
Степень(глубина) очистки
50
Простота процесса и доступность
15
  • Минеральные сосуды

Вода проходит сквозь кораллы, песок и другие природные камни под средством силы тяжести и обогащается минералами. Данный способ не очищает воду от вирусов, бактерий и других органических соединений. Применение не эффективно.

Качество очистки для вкуса и здоровья
55
Степень(глубина) очистки
55
Простота процесса и доступность
5

Сумма баллов по видам очистки

  • Нанофильтрация
  • Обратный осмос
  • Керамические фильтры
  • Медноцинковые фильтры KDF
  • Угольные фильтры
  • Ультрафильтрация
  • Ионный обмен
  • Биологическая очистка
  • Механическая очистка
  • Кипячение
  • Минеральные сосуды
  • Дистилляция
  • Ультрафиолетовое излучение
  • Вымораживание
  • Озонирование

Следите за своим здоровьем!

Поделиться этой Записью

Comment (1)

  • Vikabik Ответить

    Железо в питьевой воде не только придает ей неприятный привкус, но и наносит существенный вред здоровью человека.

    08.02.2016 в 03:22

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *