Самый энергоёмкий способ очистки воды

Способ обратного осмоса является самым экологически чистым и энергоёмким методом очистки воды. Такие системы обратного осмоса гарантируют самую лучшую фильтрацию воды. Уничтожаются бактерии и вирусы и все вредные вещества (нитраты, , мышьяк, цианиды, фтор, свинец, сульфаты и т. п.), какие могут быть в водопроводной воде. Добросовестные производители питьевой воды очищают её методом обратного осмоса. Вода, которая была очищена домашней системой обратного осмоса будет такая же, как и у известных производителей. Отсюда следует что это самая эффективная очистка воды, которая не имеет аналогов. Поток воды продавливается через обратноосмотическую мембрану . Так совершается полное удаление солей из жидкости.В установках обычно используются обратноосмотические элементы, в которых мембрана из тонкопленочного композитного (T.F.C.) материала скатана рулоном. Входная вода, содержащая соли и загрязнители подается в мембранный элемент. Чистая вода (продукт) продавленная сквозь поры мембраны размером в 0,0001 микрона собирается в коллекторе продукта, расположенном по оси мембранного элемента. Вода, содержащая загрязнители и растворенные вещества (концентрат), проходит по поверхности мембраны и сбрасывается с противоположного конца элемента в сливной трубопровод.

Физико-химические преимущества очистки воды

Из Физико-химических методов более распространён метод Сорбция. Сорбцию применяют для очищения воды от растворённых примесей. Процессы сорбции могут проходить на поверхности (адсорбция).В объёме (абсорбция). — это процесс избирательного поглощения примесей из жидкостей или газов с помощью твердых материалов — адсорбентов. Отличием адсорбционных методов перехватывание примесей является их относительно высокая результативность при небольших концентрациях примесей при значительных расходах перерабатываемых потоков. В качестве адсорбентов применят мелкодисперсные материалы: золу, торф, опилки, шлаки и глину. Наиболее действенный сорбент — активированный уголь.
Гломерулярный фильтр состоит из 3 слоев: эндотелия капилляров, базальной мембраны и эпителия висцерального листка капсулы или подоцитов . Эндотелий капилляров пронизан отверстиями диаметром до 100 нм. На поверхности эндотелия находится особая выстилка отрицательно заряженными молекулами гликопротеинов, мешающая доступу форменных элементов и крупных молекул, в том числе и белков, к лежащей под эндотелием базальной мембране. Базальная мембрана является основной частью фильтра, препятствующей проникновению из плазмы крови крупномолекулярных соединений (белков). При этом не только размер пор мембраны (около 2,9 нм), но и их отрицательный заряд противодействуют прохождению молекул с отрицательным зарядом, например альбуминов. Базальная мембрана довольно быстро «изнашивается» за счет непрерывного процесса фильтрации, и ее элементы постоянно восстанавливаются с помощью мезангиальных клеток, при этом в течение года происходит полная замена ее основного вещества. Третий слой фильтра образован отростками подоцитов, между которыми остаются щелевые диафрагмы с диаметром пор около 10 нм, поры покрыты гликокаликсом, оставляющим отверстия радиусом около 3 нм. Эта часть фильтра также несет отрицательный заряд.

Электричество в фильтрации воды

К этому методу очистки также можно отнести очистку озоном. Такие очистки позволяют эффективно очищать воду от всех окисляемых в ней загрязнений таких как марганец, хлор, нефтепродукты, соли тяжёлых металлов, железо, сероводород. Большой плюс к тому , что система очистки воды озоном практически полностью снижают такие показатели как мутность, запах, привкус, перманганатная окисляемость, споры, вирусы и др. К тому же у Озона более высокая окислительная и стерилизующая способность чем УФ лампы, хлор, хлорамин и т.п. Ещё одно достоинство: отсутствие отработанных реагентов в стоках. Минус же не энергоёмкий, при производстве одного килограмма озона используется примерно 18 кВт электроэнергии.Электрическим фильтром называется четырехполюсник, устанавливаемый между источником питания и нагрузкой и служащий для беспрепятственного (с малым затуханием) пропускания токов одних частот и задержки (или пропускания с большим затуханием) токов других частот.Диапазон частот, пропускаемых фильтром без затухания (с малым затуханием), называется полосой пропускания или полосой прозрачности; диапазон частот, пропускаемых с большим затуханием, называется полосой затухания или полосой задерживания. Качество фильтра считается тем выше, чем ярче выражены его фильтрующие свойства, т.е. чем сильнее возрастает затухание в полосе задерживания. В качестве пассивных фильтров обычно применяются четырехполюсники на основе катушек индуктивности и конденсаторов. Возможно также применение пассивных RC-фильтров, используемых при больших сопротивлениях нагрузки. Фильтры применяются как в радиотехнике и технике связи, где имеют место токи достаточно высоких частот, так и в силовой электронике и электротехнике.Для упрощения анализа будем считать, что фильтры составлены из идеальных катушек индуктивности и конденсаторов, т.е. элементов соответственно с нулевыми активными сопротивлением и проводимостью. Это допущение достаточно корректно при высоких частотах, когда индуктивные сопротивления катушек много больше их активных сопротивлений ( ), а емкостные проводимости конденсаторов много больше их активных проводимостей ( ).Фильтрующие свойства четырехполюсников обусловлены возникающими в них резонансными режимами – резонансами токов и напряжений. Фильтры обычно собираются по симметричной Т- или П-образной схеме, т.е. при или (см. лекцию №14). В этой связи при изучении фильтров будем использовать введенные в предыдущей лекции понятия коэффициентов затухания и фазы.

Ионообменные в повседневном использовании

С появлением синтетических ионообменных смол резко возросло использование очистки с помощью ионного обмена. . С точки зрения удаления из воды железа важен тот факт, что катиониты способны удалять из воды не только ионы кальция и магния, но и другие двухвалентные металлы, а значит и растворенное двухвалентное железо. Плюс в том , что ионный обмен «не боится» марганца, который сильно осложняет работу систем, а это значит что отпадает необходимость в стадии окисления.
  Чтобы пояснить этот процесс, рассмотрим воду, в которой имеется соль NaCl, диссоциировавшая на ионы Na+ и Cl-. Пропустим ее через два фильтра: катионный, который обменивает ион Na+ на ион водорода H+, и анионный, который обменивает ион Cl- на ион гидроксильной группы OH-:
R-H+(и) + Na+(р-р) ⇄ R-Na+(и) + H+(р-р)
R+OH-(и) + Cl-(р-р) ⇄ R+Cl-(и) + OH-(р-р)
При введении в раствор кислоты равновесие ионного обмена сместиться влево и произойдет регенерация катионита, который снова перейдет в H форму.В результате ионы натрия и хлора будут захвачены фильтрующими материалами, тогда как в воде окажутся H+ и OH-, по сути, та же вода. Ясно, что такая избирательность является самым замечательным свойством ионитов, а в остальном они подобны сорбционным материалам: тоже пористые, также забиваются извлеченными из воды примесями и имеют определенный ресурс. Ионообменные фильтры обычно используют для очистки воды от катионов тяжелых металлов и смягчения ее жесткости — захвата избыточных ионов магния и кальция

Принцип и строение механического фильтра

Для очистки воды существуют свои определённые стадии. Для удаления механических загрязнений используются фильтры. Если механические загрязнения больше 5-50 микрон применяют сетчатые и дисковые фильтры грубой очистки или же предфильтры, которые присоединяются к водопроводу. Очистка воды от грубых примесей в многоступенчатых фильтрах происходит с помощью намоточных картриджей из полимерной пены или полипропилена. Эти фильтры лучше всего защищают бытовую технику и сантехнику.

Фильтры бывают разных размеров от стандартных до не стандартных. Замену картриджей при равномерно использовании один-два раза в квартал (три месяца). Понять, что картридж пора менять можно по его цвету если он коричневого черный, то его пара менять.