Водоочистка

То, что вода может способствовать распространению болезней, знали еще древние греки. Реформатор античной медицины врач Гиппократ (ок. 460 — ок. 370 до н.э.) советовал кипятить или фильтровать загрязненную воду, прежде чем пить. Тем не менее, даже 150 лет назад многие люди еще не верили в то, что болезни могут распространяться с водой и поэтому, не задумываясь, сбрасывали все отходы в ту же реку, из которой они или их соседи брали воду для питья.

В 1872 было обнаружено, что фильтрование воды через слой песка является хорошим способом ее очистки и делает ее относительно безопасной для питья. В начале 20 в. в практику было введено химическое обеззараживание воды с помощью хлора или его соединений. Сначала использовали гипохлориты кальция или натрия, позднее их заменили газообразным хлором.

Без специальной обработки использовать для питья можно только воду из глубинных источников, по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы (СЭС). Без специального разрешения СЭС нельзя использовать родниковую воду, особенно из родников, находящихся в черте крупных городов и вблизи промышленных предприятий.

Некоторые природные воды с повышенным содержанием растворенных веществ (минеральные воды) используются в лечебных целях.

Для использования природной воды из других источников в качестве питьевой, ее предварительно очищают, при этом удаляются как болезнетворные организмы, так и вредные химические вещества. Кроме того, водоочистка предназначена для того, чтобы сделать ее приятной на вкус.

Чтобы в систему водоснабжения не попали рыба, мусор и различные крупные предметы, на пути воды ставят фильтр грубой очистки — сетку. Неприятный вкус и запах могут быть удалены с помощью аэрации — насыщения воды кислородом воздуха. Для этого воду разбрызгивают при помощи ряда фонтанов или пропускают через сетку. Это способствует удалению растворенных в ней газов, например сероводорода. Затем проводят первое хлорирование.

Вода рек, водохранилищ и озер обычно бывает мутной, так как в ней содержится большое количество взвешенных частиц. Чтобы их удалить (осветлить воду), к ней добавляют соли алюминия или железа. Образующаяся хлопьевидная масса гидроксида алюминия или железа захватывает частицы примесей. На этой стадии очистки нередко добавляют небольшое количество крошки активированного угля. После отстаивания воду фильтруют через слой песка и сетчатые фильтры.

Наличие в воде болезнетворных микроорганизмов и вирусов делает ее непригодной для питья, поэтому воду еще раз дезинфицируют. Чаще всего для этого используют хлор, который, будучи сильным окислителем, убивает опасные микроорганизмы. Хлор взаимодействует также с аммиаком, который может содержаться в воде. Хлор добавляется в избытке, по сравнению с уровнем, при котором гибнут все микроорганизмы и окисляется присутствующий в воде аммиак. Избыток хлора можно легко определить с помощью иод-крахмального теста. К недостаткам хлорирования относится возможность взаимодействия хлора с растворенными в воде углеводородами с образованием хлорированных углеводородов, некоторые из них канцерогенны. Для обеззараживания воды используют также озонирование и ультрафиолетовое облучение. Озон не создает постороннего вкуса и запаха, разрушает углеводороды, однако продукты реакций озона с органическими веществами, содержащимися в воде, например, альдегиды, представляют определенную опасность для здоровья. Поэтому, чтобы окислить органические примеси полностью (до углекислого газа и воды), при озонировании должен использоваться заведомый избыток озона. Важно, что озон более дорогой окислитель, чем хлор.

Вода, очищенная на современных водопроводных станциях, например в Москве, соответствует Государственному стандарту. Качество такой воды вполне достаточно, чтобы не использовать бытовые фильтры, которые зачастую способствуют не дополнительной очистке, а, наоборот, загрязнению микроорганизмами, размножающимися на применяемых в фильтрах сорбентах.

Пресная природная вода может быть жесткой или мягкой. При нагревании жесткой воды на стенках сосуда образуется накипь, представляющая собой смесь малорастворимых карбонатов. Это приводит, в частности, к нарушению работы водяных котлов и теплосетей. В жесткой воде мыло не образует пену, плохо развариваются овощи, не заваривается чай. Жесткость воды определяется присутствием катионов кальция и магния. Гидрокарбонаты этих металлов создают временную, а хлориды и сульфаты — постоянную жесткость. Существуют различные способы устранения жесткости воды.