Очистка воды от примесей I группы
Процессы: осветление (удаление взвешенных веществ), обеззараживание или дезинфекция (прекращение жизнедеятельности бактерий).
Способы:
- Механическая очистка:
- отстаивание (седиментация) — удаление взвесей в гравитационном поле (под действием сил тяжести). Этим методом удаляется крупная взвесь;
- центрифугирование — удаление взвесей в поле центробежных сил, создаваемых вращением воды в гидроциклонах или центрифугах). При этом изымается грубая и средняя взвесь;
- флотация — прикрепление частиц к пузырькам газа с последующим всплытием образовавшихся агрегатов на поверхность воды и удалением пены. Способ применяется для удаления гидрофобных взвешенных частиц, планктона, чаще — нефтепродуктов, масел, жиров, поверхностно-активных веществ (ПАВ);
- фильтрование — пропускание воды через пористый слой для изъятия из нее планктона, крупной и мелкой взвеси.
- Физико-химическая очистка — агрегация (укрупнение) примесей путем коагуляции или флокуляции с последующим отстаиванием, флотацией или фильтрованием. Этим методом удаляются тонкодисперсные взвеси.
- Бактерицидная очистка — методы предназначены для нарушения обменных процессов в клетках микробов (метаболизма), что вызывает их гибель:
- обработка воды окислителями (хлором, озоном);
- обработка воды ионами тяжелых металлов (серебро, медь, свинец и пр.);
- облучение воды ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком, ионизирующими излучениями;
- термообработка (кипячение).
- Биологическая очистка заключается в разведении рыб и моллюсков для уничтожения водорослей и планктона.
Очистка воды от примесей II группы
Процессы: обесцвечивание, окисление органики, обеззараживание.
Способы:
- Физико-химические:
- агрегация коллоидных примесей агрегацией или флокуляцией с последующим отстаиванием, флотацией, фильтрованием;
- адсорбция;
- воздействие сильными окислителями (хлором, озоном, перманганатом калия), разрушающими органические коллоидные соединения.
- Вирулицидная обработка — уничтожение вирусов. Осуществляется методами бактерицидной очистки.
- Биохимическая очистка — окисление органических примесей с переводом их в минеральные соединения в процессе жизнедеятельности специально культивируемых микроорганизмов.
Очистка воды от примесей III группы
Процессы: окисление органики, дезодорация (устранение запахов), дегазация (удаление газов).
Способы:
- Физико-химические:
- окисление органических примесей;
- адсорбция молекулярных примесей на активированном угле, силикагеле и других сорбентах;
- экстракция примесей с помощью различных экстрагентов;
- эвапорация — отгонка летучих примесей «острым» (высокотемпературным) паром.
- ультрафильтрация через мембраны с порами, пропускающими молекулы воды и задерживающими более крупные молекулы примесей.
- Аэрирование — создание большой поверхности контакта воды с воздухом за счет:
- барботажа (продувки слоя воды воздухом);
- разбрызгивания воды в атмосфере.
Аэрирование применяется в основном для удаления растворенных газов.
- Биохимическая очистка.
Очистка воды от примесей IV группы
Процессы: деминерализация (удаление растворенных солей), опреснение (неглубокая очистка от солей до состояния пресной воды), обессоливание (глубокая очистка от солей), умягчение (устранение жесткости), подщелачивание и подкисление, нейтрализация, обезжелезивание и др.
Способы:
- Физико-химические:
- обработка реагентами с переводом ионов в малодиссоциированные соединения;
- ионный обмен с помощью ионитов, извлекающих из воды ионы растворенных солей.
- электродиализ — разделение катионов и анионов в постоянном электрическом поле;
- гиперфильтрация (обратный осмос) — продавливание под большим давлением воды с ионными примесями через полупроницаемые мембраны, которые пропускают воду и задерживают ионы солей.
- Физические методы:
- термический — нагрев воды для выделения солей карбонатной жесткости;
- изменение фазового состояния воды для ее обессоливания: перевод в газообразное состояние с последующей конденсацией (дистилляция) и перевод в твердую фазу вымораживанием с последующим оттаиванием и разделением на лед и рассол; образованием газгидратов обработкой жидкими газами-хладагентами (метан, фреон) при определенных температуре и давлении;
- магнитная обработка.
- Биохимическая очистка воды от ионов железа, сульфатов, хроматов и нитратов специфическими бактериями.
Если в основу классификации методов очистки воды брать не свойства примесей, а тип воздействия на них, то способы можно разделить на следующие группы:
- механическая очистка (процеживание, седиментация);
- физические методы (дистилляция, вымораживание, агрегирование);
- химические методы (нейтрализация, ионный обмен);
- физико-химические методы (коагуляция, адсорбция);
- биохимическая, биологическая и биоцидная очистка.
К отмеченным процессам можно добавить вспомогательные, сопутствующие очистке: смешение, хлопьеобразование, диффузия, обезвоживание, сушка, охлаждение.