Обзор методов очистки воды: опреснение воды фильтрацией

В предыдущем выпуске серии мы подробно рассмотрели методы опреснения воды, за исключением опреснения воды фильтрацией. В этом выпуске будут рассмотрены именно методы опреснения воды фильтрацией.

Опреснение воды фильтрацией

В процессе фильтрации используется множество различных фильтрующих устройств в зависимости от цели применения. Наиболее часто используемые фильтры:

Фильтры-корректоры pH

Это фильтры способные изменять кислотно-щелочное равновесие (рН) проходящей сквозь них жидкости. Необходимость в изменении pH воды возникает в двух случаях: 1. для борьбы с коррозией, т.к. вода с высоким и низким pH обладает высокими коррозийными свойствами; 2. для обеспечения оптимального режима эксплуатации систем очистки воды, так как для нормальной работы некоторых видов фильтрующих сред требуется определенное значение рН.

Фильтры-обезжелезиватели

Эти фильтры предназначены для удаления железа и марганца из воды. В качестве реактива в большинстве таких фильтров используется двуокись марганца, который служит катализатором реакции окисления, при которой растворенные железо и марганец переходят в нерастворимую форму и выпадают в осадок. Этот осадок задерживается фильтрующей средой и в дальнейшем вымывается в дренаж при обратной промывке.

Фильтры-умягчители

Они предназначены для снижения жесткости воды. Благодаря применению специальных засыпок фильтры этого типа могут обладать комплексным действием и способны удалять из воды определенные количества железа, марганца, нитратов, нитритов, сульфатов, солей тяжелых металлов.

Угольные фильтры

Активированный уголь уже достаточно давно применяется в водоочистке для улучшения некоторых показателей воды. В частности такими фильтрами удаляется многие неприятные привкусы и запахи, некоторые органические примеси и т.п. Сейчас вместо активированного угля стали использовать уголь скорлупы кокосовых орехов, адсорбционная способность которого в 4 раза выше. Уже разработаны и другие сорбенты.

Угольные фильтры достаточно дешевы и поэтому приобрели довольно большое распространение. Однако их применение имеет ряд больших недостатков:

1. Маленькая пропускная способность. Это связано с тем, что качество фильтрации сильно зависит от скорости прохождения воды через него. Чем ниже скорость, тем лучше фильтрация, и наоборот, при увеличении скорости не только снижается качество фильтрации, но и может произойти сброс адсорбированных ранее примесей. В результате неправильной эксплуатации вода может даже ухудшить свой состав в результате этого сброса.
2. Биообрастание. При фильтрации происходит накопление большого количества органических веществ, которые являются питательной средой для многих микроорганизмов. В результате, через некоторое время использования можно получить более опасную в бактериологическом отношении воду, чем исходная водопроводная. На некоторые современные фильтры наносятся специальные антисептические присадки, задачей которых является предотвращение роста бактерий. Но это «палка о двух концах». Безопасность этих присадок для здоровья тоже является большим вопросом. К примеру, серебрение угля повышает содержание в воде серебра, которое является тяжелым металлом.
3. Залповые выбросы загрязнений. Это сбросы уже накопленных загрязнений органической и неорганической природы, а также микроорганизмов, обильно развивающихся внутри фильтра, которые происходят при изменении скорости тока жидкости, или по другим причинам. В результате потребитель может получить воду далеко не того качества, которое ожидалось.

Исходя из этих особенностей, в современных системах очистки воды угольные фильтры используются исключительно для предварительной подготовки воды, которая затем подвергается более качественной очистке. Примером такой системы являются обратноосмотические системы, основной рабочей частью которых является специальная мембрана, но для того чтобы увеличить срок ее службы используются несколько угольных фильтров предварительной фильтрации.

Фильтры механической очистки

Предназначены для удаления грубых частиц размером больше 1 микрона. Это могут быть частицы песка, взвеси, ржавчина, коллоидные вещества. Некоторые бактерии (размером 1-2 микрона) также могут отфильтровываться таким фильтром.

Такие фильтры используются обычно в качестве префильтров грубой фильтрации в более сложных системах водоподготовки. Их недостатком является сравнительно низкая грязеемкость, поэтому при сильном загрязнении воды или больший производительности системы они требуют частой промывки.

Фильтры микрофильтрации

Это фильтры с порами от 0,03 до 2 микрон. В эту категорию входят мембранные фильтры, способные удалить большинство бактерий, волокна асбеста, некоторые вирусы и сажу. Это также довольно грубая фильтрация, но приборы, использующие ее, довольно дешевы и поэтому пользуются популярностью.

Фильтры ультрафильтрации

Более тонкие и высокотехнологичные фильтры. Они способны отфильтровывать частицы размером от 0,003 до 0,1 микрона, т.е. способны отфильтровать даже мелкие вирусные частицы и некоторые бактериальные токсины.

Фильтры нанофильтрации

Позволяют осуществлять довольно качественную фильтрацию частиц размером от 0,0006 до 0,009 микрон, а это уже гербициды, пестициды, токсины, синтетические краски. Это более высокотехнологичные мембраны способные освободить воду от большинства опасных примесей. Но даже этим мембранам не под силу освободить воду от ионов тяжелых металлов и различных солей.

В следующем выпуске будет рассмотрен метод обратноосмотической фильтрации.

Недавние выпуски