Специальные методы улучшения качества воды

Специальные методы улучшения качества питьевой воды: умягчение, обезжелезивание, опреснение, дегазация, фторирование, дефторирование и дезактивация.

Способы умягчения жесткой воды (более 20⁰ жесткости): 1). Кипячение (устраняется карбонатная жесткость); 2). Добавление извести (устраняется карбонатная жесткость), 3). Коагуляция с последующей фильтрацией (устраняется карбонатная жесткость): Al₂(SO₄)₃ + Ca(HCO₃)₂ = 2Al(OH)₃ + 3CaSO₄ + 6CO₂; 4). Добавление соды (некарбонатная жесткость переводится в карбонатную с последующим удалением карбонатной), 5). Фильтрация через ионообменные смолы (катионитный фильтр) – т.н. "глубокое умягчение" за счет обмена катионов кальция и магния на катионы водорода, натрия и пр.[1]

Способы обезжелезивания воды, содержащей ионы железа в концентрации превышающей ПДК = 0,3 мг/л, основаны на окислении железа растворимых солей до Fe³⁺ и образования нерастворимого в воде соединения Fe(OH)₃. В качестве окислителей используют кислород воздуха или хлор, насыщая воду барботированием[2] окислителя или разбрызгиванием (аэрацией[3]) воды.

Опреснение (удаление избытка минеральных солей) применяют для морской воды, содержащей ионы Cl^-, Na⁺, SO₄^2-, Mg²⁺, а также Ca²⁺, K⁺, и горько-соленой воды, содержащих помимо избытка хлоридов избыток сульфатов в концентрации более 500 мг/л и встречающихся в регионах с высокой засоленностью почв в степной, полупустынной и пустынной зоне.

Основные способы опреснения: 1). Перегонка (дистилляция) морской или соленой воды с содержанием солей более 10 г/л – получение дистиллята с последующим добавлением известковых солей до нормальной концентрации, характерной для питьевой воды; 2). Электродиализ соленой воды с содержанием солей 2,5-10 г/л; 3). Гиперфильтрация (обратный осмос) воды с содержанием солей 2,5-10 г/л; 4). Фильтрация соленой воды с содержанием солей менее 2,5 г/л через ионообменные смолы; 5). Вымораживание соленой воды с содержанием солей менее 2,5 г/л, основанное на разнице температуры замерзания чистой воды и рассола.

Дегазация применяется для воды, насыщенной вредными или плохо пахнущими газами – сероводородом H₂S, метаном СН₄, углекислым газом CO₂, радоном и другими. Наиболее приемлемым способом дегазации является аэрация, осуществляемая барботированием воздуха через воду или разбрызгиванием воды.

Фторирование применяется для воды с концентрацией фторидов <1 мг/л (в зонах с холодным и умеренным климатом), <0,5-0,6 мг/л (в зонах с теплым и жарким климатом) в регионах с высокой заболеваемостью (более 25%) кариесом зубов. Фторирование воды исключает другие способы введения фтора в организм. Основной способ фторирования питьевой воды – добавление наиболее дешевых, хорошо растворимых в воде, нетоксичных и не содержащих вредных примесей фторида натрия NaF, кремнефтористого натрия Na₂SiF₆ или аммония (NH₄)₂SiF₆. На водопроводных станциях соединения фтора вводят в воду после коагуляции, отстаивания и фильтрации; при использовании артезианской воды – в резервуар для хранения чистой воды.