Фильтрация воды

• Зачем необходима фильтрация воды?
• Виды фильтрации воды
• Фильтрация воды в походных условиях

Без воды не было бы жизни. Но далеко не каждая вода подходит для поддержания жизнедеятельности в организме человека. И если в экстремальных ситуациях к выбору животворящей влаги можно подходить без особой переборчивости, то в обычной жизни лучше употреблять воду наилучшего качества.

Минеральные воды с помощью фильтров все-таки приготовить не удастся, а ведь именно минералка считается той самой комбинацией из воды и минеральных солей, которая так необходима для нормального метаболизма, кислотно-щелочного и водно-солевого равновесия в нашем организме. В то же время обычную водопроводную воду для питья или приготовления пищи необходимо прогонять через различные системы фильтрации воды.

Зачем необходима фильтрация воды?

Очистка воды выполняется с целью устранить содержание в ней взвешенных веществ, механических нерастворимых частиц. Так уменьшается ее цветность, изымаются примеси, хлор и его производные, тяжелые металлы, а также вирусы и бактерии. Как результат вода соответствует гигиеническим требованиям к качеству питьевой воды.

Повлиять на цветность и мутность воды можно путем ее отстаивания в специальных резервуарах - отстойниках. Однако очень мелкие частицы взвешенных веществ и гуминовые соединения не выпадают из воды даже при длительном отстаивании, а потому в воду добавляют химические реагенты. Частицы так называемых коагулянтов, взаимодействуя со взвешенными веществами и гуминовыми соединениями, связывают их в хлопья, они-то и оседают на дне отстойника.

Для самой простой фильтрации воды применяются медленные и скорые фильтры. Например, слой песка пропускает воду со скоростью 0,1-0,3 м/час, и задерживает в себе при этом взвешенные вещества, личинки и яйца глистов, значительное количество бактерий. Медленные фильтры не затребуют предварительной коагуляции воды. Используются на малых водопроводах, например, в сельских населенных пунктах. Скорые фильтры работают уже со скоростью 5-8 м/час, а фильтрацию воды улучшает добавление коагулянтов. Для большей производительности задействуются двухслойные (песок + дробленый антрацит) и двухпоточные фильтры, а еще контактные осветлители (вода + раствор коагулянты). Особой популярностью пользуются сооружения, в которых коагуляция и образование хлопьев происходит в толще фильтрующего слоя.

Фильтрация питьевой воды не должна ограничиваться коагуляцией и отстаиванием. Это сделает ее прозрачной, но на бактериальное загрязнение не всегда повлияет должным образом. Окончательное обеззараживание воды выполняется путем ее хлорирования. Для этого применяется газообразный хлор, хлорная известь, хлорамин, пантоцид, двуокись хлора. Альтернативой или дополнением к хлорированию может быть воздействия озоном, ультрафиолетовыми бактерицидными лучами, высокоинтенсивным ультразвуком, ультракороткими радиоволнами, радиоактивным излучением серебра и меди. Хлорирование может быть и двойным - до и после очистки воды. Если вода после хлорирования рискует оказаться неприятной на запах или вкус, в процесс рекомендуют включить аммиак или аммонийные соли.

Фильтрация воды, кроме всего прочего, позволяет и смягчить ее. Чтобы в осадок выпали соли кальция и магния, воду кипятят, но если применить ионообменную фильтрацию воды, результат будет наиболее совершенным.

Следует подытожить, какие же именно потенциально вреднее для организма человека компоненты воды, задерживают в себе фильтры для воды:

• марганец и железо - в ограниченных количествах эти микроэлементы организму нужны, но в природных водах их может содержаться чересчур много; как минимум это негативно отражается на вкусе и запахе воды;
• тяжелые металлы - кадмий и медь, мышьяк и ртуть, свинец и прочие также безвредны в малых количествах, но они способны накапливаться в организме;
• кальций и магний - по сути, их содержание безвредно, но если воду с высокой их концентрацией использовать для приготовления пищи, то есть кипятить, то соли этих минералов выпадут в осадок;
• натрий и калий - их содержание нередко делает воду лечебной, ей свойственен соленый или горьковатый вкус; фильтрация таких вод чем-то схожа с опреснением морской воды;
• азотные соединения - аммоний, нитраты и нитриты, вот что по-настоящему опасно способностью к различного рода интоксикациям;
• бактерии и продукты их жизнедеятельности - одни из них погибают при кипячении воды, другие же могут быть выведены только высококачественными системами фильтрации воды; если этого не сделать, есть риск заболеть самыми разными, чаще всего кишечными заболеваниями.

Виды фильтрации воды

Фильтры для воды разделяют на бытовые, промышленные, туристические. Бытовая фильтрация воды позволяет очистить холодную и горячую воду в магистральной системе подачи, а также подготовить воду для питья. Туристические фильтры - это различные тонкости для приготовления воды в нестандартных, порой экстремальных условиях, а также портативные устройства - малогабаритные, но и предназначенные для совсем небольших количеств перегоняемой через них воды.

На сегодняшний день разработано несколько видов фильтрации воды:

• Механическая. Чаще всего это компоненты многоступенчатых фильтров, аппараты с сетчатыми или дисковыми фильтрами грубой очистки, намоточные картриджи из полипропилена или полимерной пены. Они способны удержать в себе достаточно крупные частицы, так называемые взвеси.
• Ионообменные. Устройства с возможностью ионного обмена способны смягчить воду. Применяются как природные иониты и катиониты, так и синтетические ионообменные смолы. Очищает воду от двухвалентных металлов (в частности железа), ионов кальция и магния. Вместе с тем выводит из воды растворенный в ней марганец.
• Обратного осмоса. Пожалуй, самый оптимальный вариант фильтрации воды. Позволяет избавить ее от нежелательной микрофлоры и вредных веществ (нитратов, нитритов, мышьяка, цианидов, асбеста, фтора, свинца, сульфатов, железа, хлора). Поток воды продавливается через обратноосмотическую мембрану, но важно отметить, что такой метод подчистую удаляет из воды не только вредные, но и полезные организму соли. Если воду, очищенную обратным осмосом, подвергнуть минерализации, она абсолютно пригодна для употребления.
• Биологическая. Здесь ведущую роль выполняют микроорганизмы, принимающие участие в обменных процессах. Они чистят воду от органических веществ, раскладывая их на нитраты. Активно потреблять в пищу такую воду нельзя, она требует дополнительных ступеней фильтрации, как минимум механической (от остатков тех же растений или микрофлоры).
• Физико-химическая, а точнее сорбция. В ходе этого процесса адсорбенты, будучи твердым материалом, поглощают примеси, содержащиеся в жидкостях. Адсорбентов необходимо в разы меньше, чем пропускается через них жидкости. Используются, например, зола, торф, опилка, глина, но самым эффективным адсорбентом считается активированный уголь.
• Электрическая, например, озонирование воды. Обогащение воды озоном позволяет избавить ее от окисляемых загрязнений, среди них и железо с марганцем, и сероводород с хлором, и другие хлорорганические соединения, нефтепродукты, соли тяжелых металлов и азотные соединения. Такая фильтрация воды позитивно сказывается на мутности, цветности, привкусе и запахе воды. Улучшается ее биологическое и химическое потребление кислорода, перманганатная окисляемость.

Фильтрация воды в походных условиях

Фильтрация воды в походных условиях должна состоять и из очистки воды, и из ее обеззараживания. Пригодная для употребления вода - прозрачная, без цвета, запаха и вкуса.

Самый простой фильтр сооружают из консервной банки или пластиковой бутылки, где выполняется несколько отверстий в днище или пробке. В емкость насыпают мелкий песок или древесный уголь (из перегоревшего на высоких температурах костра из дров лиственных пород), отверстия не лишне замостить лоскутом натуральной ткани. Вода заливается сверху, может понадобиться повторить процесс несколько раз с заменой фильтрующего компонента, если вода чересчур грязная. Лить воду в фильтр следует по центру и небольшими порциями, чтобы она свободно протекала.

Если под рукой нет ни емкости, ни угля/песка, можно применить такой метод фильтрации воды как «земляной насос». Понадобится водоем, откуда будет черпаться вода, а также шанцевый инструмент, им может выступать лопатка или нож, или же заостренный кол. Инструментом на расстоянии 0,5-1 м от водоема выкапывается глубокая ямка (до 0,5 м в глубину), которая должна с течением времени наполниться водой. Вода вычерпывается, она будет мутной. Но в имеющемся углублении снова начнет скапливаться вода и она уже будет на порядок чище. Снова вычерпав ее оттуда, нужно дождаться пока образующаяся в ямке вода не будет надлежащей прозрачности, без привкуса и запаха.

Фильтр для воды в походных условиях можно изготовить и из средств, содержащихся в аптечке, которую непременно нужно иметь при себе каждому туристу. Комплектация очень простая - воронка, кусочек ваты или марли, таблетки активированного угля.

Так вода очищается, но не всегда обеззараживается. Очищенную с помощью самодельных фильтров воду не лишне обеззаразить посредством простого кипячения. Это самый простой способ дезинфекции воды. Воду из относительно чистого источника достаточно прокипятить 10 минут, а из очевидно грязного - около получаса. Чтобы усилить обеззараживающий эффект и тем самым сократить длительность кипячения в емкость с водой можно добавить ветки хвойных растений (200 грамм на ведро), кору дуба или бересту (200 грамм на ведро), вымытый ягель (2 жмени на ведро), траву календулы или арники (200 грамм на ведро), траву полевой фиалки или тысячелистника (300 грамм на ведро). Кипяченую воду необходимо отстоять около получаса, затем слить, а осадок выбросить.

Специальными средствами для приготовления питьевой воды в полевых условиях оказываются «Пантоцид», «Акватабс», «Аквасепт», «Гидрохлоназон». В их составе активный хлор, при растворении дезинфицирующий воду. Одной таблетки достаточно на 0,5-0,75 л воды. Действие происходит в течение получаса, после чего воду можно использовать по назначению. Альтернативой специальным препаратам может быть марганцовка, йод и поваренная соль, которую для обеззараживания добавляют в воду, прогнанную через подручные фильтры.