Стория возникновения любого города, любого населённого пункта неразрывно связана с водой. Одним из основных условий благоустройства города является хорошее водоснабжение. Вода нужна для питья и приготовления пищи, для промышленных целей, для орошения зелёных насаждений, для удаления нечистот по каналам за пределы города, для поливки улиц и т. д.
В зависимости от того, идёт ли вода в пищу, подаётся в паровой котёл, используется как растворитель в производстве или предназначается для точных научных исследований, она должна быть в той или иной степени освобождена от примесей.
Вода, употребляемая для питья, не должна содержать вредных для здоровья веществ. Она должна быть бесцветна, прозрачна, прохладна (летняя температура воды должна быть не выше 10-12 градусов), лишена всякого запаха и постороннего вкуса.
При оценке качества питьевой воды в первую очередь следует выяснить, не загрязнена ли она отбросами животного происхождения, потому что это может явиться причиной заражения питьевой воды болезнетворными микробами. Резкие изменения температуры колодезной воды, наличие загрязнений или внезапное помутнение её могут служить признаком того, что в водоносный слой попали сточные воды.
Встречающиеся в питьевой воде минеральные соли, как правило, безвредны для здоровья, но если вода содержит их очень много, она становится невкусной.
Большая жёсткость нежелательна и в воде, употребляемой для мытья и стирки. При мытье в жёсткой воде требуется большее количество мыла, так как часть его образует нерастворимые в воде соединения с солями кальция, магния, железа. Это и есть тот процесс, который мы обычно называем «свёртыванием» мыла. Кроме того, стирка в такой воде понижает носкость тканей: ткани деЛаются жёсткими и хрупкими и легче рвутся в местах сгибов. Так же действует жёсткая вода и на волосы, делая их ломкими и клейкими.
Нельзя пользоваться жёсткой водой и для питания даровых котлов. Присутствие в ней солей, особенно солей кальция и магния, ведёт к быстрому разрушению стенок котла. Образование накипи утолщает стенки котла и приводит к излишнему расходу топлива. В технической литературе можно встретить такие цифры перерасхода топлива: при слое накипи толщиной в один миллиметр перерасход топлива составляет 1,5 процента, при слое в три миллиметра - 5 процентов, а при слое накипи в 5 миллиметров - до 8 процентов.
Различные производства предъявляют к воде самые разнообразные требования. Так, например, при обработке шерсти и шёлка требуется вода, совершенно лишённая солей кальция, магния, железа. В воде, используемой в бумажном производстве, не должно быть солей железа: они могут дать пятна на бумаге. Нежелательны и примеси органических веществ: при загнивании они могут вызвать образонание в бумаге грибков.
В крахмальном производстве требуется совершенно прозрачная и бесцветная вода, не содержащая железа не имеющая запаха и каких бы то ни было растительных остатков - травы, листьев, водорослей и так далее; в противном случае крахмал при сушке станет бурым. Вода должна быть свободна от различных возбудителей брожения - дрожжевых и споровых грибков, сообщающих крахмалу неприятный гнилостный запах.
Вода, применяемая при сахароварении, должна содержать как можно меньше солей: соли затрудняют варку и кристаллизацию сахара и увеличивают его зольность.
Пивоваренное производство также требует прозрачной воды, без запаха, не загрязнённой вредными минеральными солями и органическими загнивающими веществами.
Интересно, что состав воды диктует производство того или другого сорта пива. Светлые сорта пива получаются только тогда, когда используется вода, бедная углекислыми солями, тёмные же сорта пива требуют, наоборот, воды, в которой имеются преимущественно эти соли. Если в Мюнхене (Германия) варят тёмные сорта пива, то вовсе не потому, что население предпочитает их другим, а потому, что местная вода богата углекислыми солями.
Однако человек сравнительно редко приспосабливается к свойствам той воды, которую предоставляет в его распоряжение природа. В большинстве случаев он находит средства и приёмы для очистки воды в той степени, конечно, в какой это ему нужно.
Отсутствие поблизости больших открытых водоёмов с чистой водой давно заставило человека искать хорошую воду в недрах земли. С незапамятных времён человек начал рыть колодцы и добывать грунтовую воду.
Вода неглубоких колодцев может быть загрязнена поверхностными водами, просачивающимися через грунт; поэтому желательно устраивать возможно более глубокие колодцы. Хорошую воду с больших глубин обычно дают так называемые артезианские колодцы. Схема устройства такого колодца показана на рисунке 8.-
Вода рек, озёр и других пресных водоёмов также широко используется для водоснабжения. Однако она
Часто загрязнена илом, а в крупных населённых пунктах -" нередко и сточными водами. Эти примеси делают её непригодной не только для питья, но и для ряда промышленных целей.
Интересно отметить, что вода способна самоочищаться. Если канализационная вода спускается в большую реку, то уже на расстоянии нескольких десятков километров вниз по течению речная вода становится такой же чистой, как и до спуска сточных вод. Благодаря растворённому в воде кислороду и деятельности некоторых видов бактерий органические вещества канализационной воды разрушаются. Уменьшается и количество бактерий, принесённых сточными водами: бактерии или пожираются простейшими
Животными рек или оседают на дно вместе со взвешенными к воде частицами и там погибают. Но часть бактерий - а среди них и болезнетворные бактерии - продолжает оставаться в воде довольно долгое время. Кроме того, в воде остаются вредные вещества из сточных вод химических заводов. Поэтому на естественное обеззараживание воды подобных водоёмов полагаться нельзя и необхо димо искусственно очищать воду.
Прежде чем поступить в водопроводную сеть, вода подвергается специальной очистке на водоочистительной станции. Сначала она отстаивается, а затем направляется в огромные подземные фильтры-бассейны, выложенные каким-нибудь водонепроницаемым материалом. На дно бассейна насыпан толстый слой гравия, а затем песка. Вода просачивается через этот слой и собирается в расположенных на дне сборных трубах, откуда поступает в водопроводную сеть. Однако свежий, хорошо промытый песок - плохой фильтр, поэтому вначале профильтрованная
Вода выбрасывается. Но вода, проходя через фильтр, оставляет на песчинках илистую плёнку, которая только со временем делает фильтр вполне «созревшим». Такой фильтр задерживает и взвешенные в воде частицы и до
99 процентов всех содержащихся в ней бактерий.
В значительной степени воду можно очистить, пользуясь весьма простым фильтром. Его устройство показано на рисунке 9. Поверх гравия укладывается слой песка
Или мешок с ватой, чистыми древесными опилками или измельчённым углём.
При очень сильном загрязнении воды, особенно во время половодья, даже самого тщательного фильтрования бывает недостаточно. В таких случаях перед фильтрованием прибегают к химической очистке: к воде прибавляют сернокислую соль алюминия. Эта соль в воде разлагается и образует более или менее крупные хлопья. Хлопья захватывают взвешенные частички и медленно падают с ними на дно отстойника.
Иногда воду «смягчают», выделяя из неё известковые соли путём добавки соды. Наша промышленность выпускает специальные водосмягчители, в состав которых входят вещества, связывающие известковые соли и тем самым заметно уменьшающие их вредное действие. Применение водосмягчителей позволяет иногда значительно улучшить условия работы различных промышленных установок, снизить расход мыла при стирке и т. д.
Для окончательной очистки питьевую воду перед впуском в водопроводную сеть дезинфицируют, употребляя для уничтожения оставшихся бактерий чаще всего озон, хлор или хлорную известь, а иногда и ультрафиолетовое облучение.
Очистку воды, предназначенной для питания паровых котлов и для других технических целей, обычно производят химическими способами. Среди них особенно нужно отметить способ очистки, успешно разрабатываемый советскими учёными. Это - очистка с помощью особых веществ, называемых ионитами. Ионитами могут служить некоторые минералы (например, натриево-алюминиевая соль кремневой кислоты - пермутит), а также искусственные смолы. При фильтровании воды через иониты можно заменить вредные соли, содержащиеся в воде, на соли более безобидные для того или другого производства. Иониты позволяют также провести полное опреснение воды. В настоящее время иониты ещё не получили широкого распространения, но успешное применение их в ряде производств и для бытовых целей указывает на то, что ионитам несомненно принадлежит будущее.
Снабжение населённых пунктов чистой водой - сложная и ответственная задача. Чистая вода так же важна для здоровья человека, как и свежий воздух. Однако в капиталистических странах вопрос об охране здоровья населения не интересует правителей. В Англии, например, промышленники, не утруждая себя заботами о здоровье населения, долгое время спускали сточные воды со своих фабрик и заводов прямо в реки. В результате промышленные отбросы сделали воду рек Англии совершенно непригодной для питья. Известен следующий случай. От реки Темзы однажды исходило такое зловоние, что парламент был вынужден прекратить заседание; парламентская комиссия составила протокол о чрезмерном загрязнении Темзы, написав протокол водой из этой реки, а в заключение выразила сожаление, что не может в качестве второго доказательства приложить к протоколу запах, исходящий от Темзы!
В городах капиталистических стран есть благоустроенные кварталы с прекрасной канализационной сетью, сияющие чистотой. Эти кварталы существуют только для тех, у кого есть деньги. Но есть и другие кварталы, кварталы рабочих окраин, утопающие в грязи и зловонии. Ещё Энгельс писал о них так: «Современное естествознание показало, что так называемые «дурные кварталы», в которых скучены рабочие, представляют очаги всех тех эпидемий, которые периодически посещают наши города. Холера, тиф и тифозная горячка, оспа и другие заразные болезни распространяют свои бактерии в зачумлённом воздухе и отравленной воде этих рабочих кварталов; там они почти никогда не исчезают, развиваются, едва только условия позволяют это, в эпидемические массовые болезни и выходят за пределы своих очагов в более богатые воздухом и здоровые части города, населённые господами капиталистами. Господа капиталисты не могут безнаказанно доставлять себе удовольствие обрекать на эпидемические заболевания рабочий класс; последствия падают на них самих, и смерть косит свои жертвы среди капиталистов так же беспощадно, как среди рабочих...
С тех пор, как наука установила этот факт, человеколюбивые буржуа возгорелись пламенным соревнованием в заботе о здоровье своих рабочих... В Германии, по обыкновению, понадобился гораздо более продолжительный срок, пока постоянно существующие и здесь источники заразы развивались до такой степени, которая необходима, чтобы расшевелить сонную крупную буржуазию».
Кое-где пытались сносить такие «дурные» кварталы и на их месте создавать широкие улицы и скверы. Но грязные жилища рабочих снова возникали в других местах. По существу, они только переносились с одного места на другое.
Пока существует капитализм, бессмысленны всякие разговоры о серьёзном улучшении условий жизни рабочих. Только в стране социализма эта задача является одной из основных общегосударственных задач.
В дореволюционной России водопровод был в 215 городах, а канализация только в 20. При Советской власти к концу второй пятилетки число водопроводов уже было удвоено и значительно расширена канализационная сеть. Законодательством Советского Союза запрещается спуск сточных промышленных вод и других нечистот в поверхностные водоёмы без предварительной очистки, а в отдельных случаях - и дезинфекции.
Москва ещё с конца XVIII века пользовалась прекрасной ключевой водой из источников близ Мытищ. Но Мытищинская водоподъёмная станция не могла давать больше 2 миллионов вёдер воды в сутки. Этого количества воды нехватало для быстро растущего города. В начале нашего столетия был построен Рублёвский водопровод, черпавший воду из верхнего течения реки Москвы.
До Великой Октябрьской социалистической революции на каждого москвича приходилось меньше 100 литров воды в сутки, включая сюда расход воды промышленными предприятиями, потреблявшими основную её массу.
В настоящее время канал имени Москвы приносит столице в изобилии чистую волжскую воду. На каждого жителя Москвы приходится свыше 600 литров воды в сутки.
Водопроводная вода чиста, безвредна и приятна на вкус. Только воды некоторых ключей могут состязаться
|
Рис. 10. Перегонный куб. |
С ней в этом отношении. Но и водопроводная вода далеко не везде может быть использована. Например, для аптек, фотографий и многих научных лабораторий вода из водопровода непригодна - ведь в ней всегда есть небольшое количество растворённых солей и некоторые органические вещества. Каким же путём освободиться от них?
Обычное фильтрование и химическая очистка здесь не помогут. Поэтому воду перегоняют. Перегонка воды производится в специальных аппаратах. На рисунке 10 показан часто употребляющийся для этой цели перегонный куб. Он состоит из котла с крышкой и пароотводной трубкой и холодильника в виде спирали, охлаждаемого снаружи проточной холодной водой. В котле кипит вода. Пары её поступают в холодильник и охлаждаются на холодных стенках змеевика. Капельки воды вытекают в приёмник. Этот процесс называется дестилляцией, а получаемая вода - дестиллированной.
Однако и очищенная такой перегонкой вода все ещё недостаточно чиста, - она содержит и летучие органические вещества, которые перегоняются вместе с водой, и растворённый воздух. Кроме того, нужно помнить, что вода - весьма активное химическое вещество. Хотя и в незначительной степени, вода разъедает стенки металлических сосудов.
Разъедает или, как говорят, «выщелачивает» вода и стекло и фарфор.
Освободиться от летучих органических веществ не представляет труда: в перегонный куб добавляют марганцовокислый калий, легко окисляющий эти вещества в нелетучие соединения. Но избежать действия воды на стенки перегонного аппарата из обычного материала нельзя. Поэтому воду, полученную после первой перегонки с марганцовокислым калием в обычном аппарате (медном, лужёном, оловянном, стеклянном или фарфоровом), вновь перегоняют, пользуясь приборами, сделанными из платины, на которую вода не действует.
Полученная таким путём вода содержит в себе только растворённый воздух. Для удаления его воду долго кипятят, а затем охлаждают в безвоздушном пространстве.
Такая вода уже совершенно чиста. Хранится она в запаянных платиновых сосудах, без доступа воздуха.
Как видите, получение совершенно чистой воды - довольно сложная и дорогая операция. Однако при изучении свойств воды подобной очистки избежать нельзя.
Дестиллированная вода имеет неприятный вкус. Поэтому её не применяют для питья. Кроме того, дестиллированная вода вредна для организма: продолжительное
Употребление воды, лишённой солей, понижает солевой состав клеточного сока и приводит иногда к тяжёлым заболеваниям. Тем не менее в некоторых случаях перегонкой пользуются для получения питьевой воды. Например, в Баку, где грунтовые воды загрязнены нефтью, водопроводная сеть одно время питалась перегнанной морской водой. Однако к этой воде специально добавляли некоторые соли и насыщали её воздухом.
Ода как растворитель имеет огромное значение и в промышленности и в быту. Трудно найти какое-нибудь производство, в котором вода не использовалась бы как растворитель. Возьмём, например, производство сахара. Горячая вода извлекает из тонких стружек сахарной свёклы сахар; затем, после очистки, раствор упаривается, и из него выделяются кристаллы сахара. Без воды работа сахарного завода немыслима. Невозможно себе представить выделку кожи, травление и крашение различных тканей, мыловарение и множество других производств без использования водных растворов различных веществ.
Вода как растворитель представляет особенно большой интерес для химии.
Химики очень часто применяют воду для очистки получаемых ими продуктов. Эта очистка основана на том, что большинство веществ растворяется в горячей воде лучше, чем в холодной. Так, например, в 100 граммах воды при температуре в 100 градусов растворяется 342 грамма едкого натрия, а при 20 градусах - 109 граммов; при
100 градусах в том же количестве воды растворяется 291 грамм борной кислоты, а при 20 градусах - около 40 граммов. Желая получить чистое вещество, поступают так. Загрязнённое вещество растворяют в горячей воде до тех пор, пока не получится насыщенный раствор, то-есть такой, в котором вещество больше уже не растворяется. Затем фильтрованием удаляют нерастворимые примеси и охлаждают жидкость. При этом образуется пересыщенный раствор, из которого по мере понижения температуры выпадает всё больше и больше чистых кристаллов вещества. Растворимые же примеси остаются в растворе. Растворение и кристаллизацию повторяют несколько раз в зависимости от того, насколько чистый продукт надо получить, Если растворимость изменяется с повышением температуры незначительно (как, например, у поваренной соли: при 100 градусах в 100 граммах воды растворяется 39,1 грамма соли, а при нуле градусов - 35,6 грамма), профильтрованный раствор упаривают. Так получают, например, выварочную соль.
Однако вода ценна не только как средство для очистки вещества. Очень часто она играет незаменимую роль как единственно возможная среда для протекания тех или иных химических процессов.
Одним из условий возникновения реакции является столкновение участвующих в ней молекул. В случае если взаимодействуют газообразные вещества или жидкости, такое столкновение осуществляется легко: молекулы
Газов и жидкостей достаточно подвижны. Но как провести реакцию между твёрдыми веществами? Ведь в них движение частиц весьма стеснено, так как каждая из них закреплена в определённом месте кристалла, где она может только колебаться. Вы можете насыпать в стакан немного соды и лимонной или щавелевой кислоты, но реакции между ними не дождётесь: эта смесь может простоять без всяких изменений сколь угодно долго. Как же быть? Здесь на помощь снова приходит вода. Прибавьте в тот же стакан воды. Сода и кислота растворятся в воде, и мельчайшие частички их получат возможность сталкиваться друг с другом. Между ними моментально начнётся химическая реакция, которую легко заметить по выделению из раствора пузырьков одного из продуктов реакции - углекислого газа.
Известно, что очень крепкую серную кислоту можно свободно перевозить в стальных цистернах - корпус цистерны ею не разрушается. Но если серная кислота разбавлена водой, стальные цистерны использовать уже нельзя, так как водный раствор серной кислоты легко разъедает железо.
Вещества не взаимодействуют друг с другом, если они не растворены, - гласит старинное правило химиков.
Вода отличается ещё одним важным свойством: она сама способна соединяться с очень многими веществами, быть активным участником различных химических процессов.
Вода способна соединяться с простыми веществами как металлами, так и неметаллами.
Например, неметалл хлор даёт с водой смесь кислот: соляную и хлорноватистую. Если хлор пропускать через воду, к которой прибавлен едкий натр, то в результате реакции получается «жавелевая вода», хорошее белящее средство.
С натрием, калием и некоторыми другими металлами вода бурно взаимодействует. При этом получаются едкие щёлочи и выделяется газ водород.
Вода вступает в реакции и со многими сложными веществами. Мы здесь укажем только несколько примеров этих реакций, приводящих к образованию очень важных в химической промышленности веществ - оснований (или гидроокисей) и кислот.
Всем знакома негашёная известь. Это - соединение металла кальция с кислородом или окись кальция. Её получают накаливанием известняка и используют в качестве строительного материала.
Если негашёную известь облить водой, то вода химически соединится с нею. Этот процесс называется гашением, а получающийся продукт - гашёной известью, или гидроокисью кальция. Она находит широкое техническое применение. Таким же способом - соединением окислов металлов с водой - могут быть получены и многие другие гидроокиси.
При взаимодействии воды с неметаллическими окислами получаются также необходимые для промышленности продукты - кислоты. Так, окисел (двуокись) азота, растворяясь в воде, образует азотную и азотистую кислоты. Эта реакция используется в химической промышленности для получения азотной кислоты. Она же приводит к образованию аммиачной селитры в воздухе во время грозы.
Не менее важна реакция между водой и трёхокисью серы: продукт этой реакции - серная кислота, имеющая применение во многих отраслях промышленности.
И основания и кислоты, как мы видим, образуются при участии воды. Вода входит в состав этих веществ как неотъемлемая часть; это - так называемая конституционная вода. Выделить конституционную воду, не разрушая вещества, нельзя.
Но есть такие соединения, в которых взаимодействующие молекулы сохраняют некоторую самостоятельность. Это - так называемые кристаллогидраты. Они получаются при кристаллизации веществ из водных растворов. Частицы растворённого вещества прочно удерживают около себя молекулы воды, и эти молекулы входят в состав выделяющихся из раствора кристаллов.
Содержащаяся в кристаллах вода, кристаллизационная вода, находится в соединении с молекулами вещества в строго определённых количествах. Так, в кристаллах медного купороса каждая молекула купороса связывает одну, три или пять молекул воды, в кристаллах соды - десять молекул, в кристаллах азотнокислого олова - двадцать молекул воды. Поваренная соль, сахар и многие другие вещества кристаллизуются без воды. Исследования тепловых, электрических и других свойств кристаллогидратов показали, что кристаллизационная вода ведёт себя как твёрдое вещество.
Процесс потери кристаллизационной воды называется выветриванием.
Некоторые безводные кристаллы очень жадно притягивают к себе воду, причём притягивают её в гораздо большем количестве, чем это нужно для образования соответствующего кристаллогидрата; в результате этого они расплываются. Так расплываются, например, поташ, хлористый кальций. Эти вещества используются как поглотители влаги при высушивании различных химических продуктов.
Нам осталось сказать ещё об одном важном для химии свойстве воды - о её способности ускорять течение различных реакций.
Многие химические реакции протекают с неизмеримо малой скоростью, но в присутствии даже ничтожных количеств определённых веществ идут в сотни и тысячи раз быстрее. Вещества, которые ускоряют течение химической реакции, но сами не входят в состав конечных продуктов реакции, называются катализаторами. К числу катализаторов относится и вода.
Каталитическое действие воды весьма разносторонне. Мы знаем, что железо на воздухе ржавеет, гремучий газ при нагревании взрывается, плавиковая кислота разъедает стекло, натрий и фосфор быстро окисляются на воздухе, хлор активно действует на металлы... Оказывается, что во всех этих случаях катализатором является вода.
При полном отсутствии влаги скорость этих процессов ничтожна. Сухой гремучий газ, например, не взрывается даже при значительном нагревании, а железо в воздухе, лишённом воды, становится таким же устойчивым, как золото или платина.
Можно сказать, что если бы вода не обладала каталитическим действием, мы составили бы совершенно иное представление о химических свойствах многих окружающих нас веществ.
Аждый знает, что поднять ведро воды на второй или третий этаж нелегко. Работу, которую нужно затратить на подъём груза вертикально вверх, в физике подсчитывают так: величину действующей силы умножают на пройденный телом путь. Если ведро с водой весит 10 килограммов и его надо поднять на высоту 5 метров, то для этого должна быть затрачена работа 10X5 = 50 килограммометров. Здоровый человек совершит эту работу без особых затруднений. Однако если ему придётся без отдыха совершать такую «прогулку» вверх и вниз раз десять, он почувствует усталость.
Работа, затрачиваемая на подъём воды, не пропадает: поднятая на определённую высоту вода заключает в себе больше энергии, чем га же вода, находящаяся внизу. При падении воды эта энергия снова превращается в работу. Обратите внимание, как падающие с крыши капли дождевой вод£>1 со временем проделывают на земле или даже на каменной панели целые канавки. «Вода камень точит»- метко говорит пословица.
А какую поистине грандиозную работу совершает вода в природе! Миллионы миллионов тонн воды в виде дождя и снега падают ежегодно на землю с высоты сотен метров. И если бы мы попытались подсчитать, сколько энергии таит в себе вся эта вода, собранная в одну тучу на высоте в 1 километр, то увидели бы, что для получения такого количества энергии необходимо сжечь миллиарды тонн нефти.
И эта энергия не пропадает бесследно для земли - с течением времени вода сильно изменяет её облик.
Вы, конечно, видели овраги, бороздящие наши равнины. Это результат действия воды. Начиная, может быть, с маленькой колеи, оставленной колесом телеги, вода медленно, но настойчиво размывает почву и прорывает в конце концов глубокий овраг.
Много земли уносится в моря водами рек.
Подземная вода роет себе дорогу в горных породах, вымывая миллионы кубических метров камня, создавая огромные пустоты в виде пещер, вызывая оползни и обвалы.
А ливни, особенно весной, в горах! В июле 1921 года город Алма-Ата испытал последствия такого ливня. У истоков реки Алмаатинки тогда ещё лежал снег. Про-
Шёл ливень. Большой оползень запрудил русло реки выше города. Через несколько часов напор воды прорвал эту плотину, и на город ринулась лавина из воды, гальки, громадных валунов, деревьев и обломков смытых в верховьях реки строений»
Нельзя ли разрушительную силу воды превратить в силу созидающую, заставить падающую воду служить человеку?
Использовать всю энергию природной воды, конечно, не представляется возможным. Но часть её может быть поставлена на службу человеку. Это - энергия быстро текущих рек и водопадов, энергия так называемого «белого угля». Только одни наиболее крупные реки и водопады на всём земном шаре могут дать в одну секунду столько энергии, сколько получается от сжигания почти двухсот тонн нефти. Вот какое богатство представляет вода, текущая с возвышенностей суши к морю! И это богатство неистощимо, оно непрерывно восполняется. Но чтобы воспользоваться им, человек должен управлять по своему желанию огромными массами воды: направлять бурные потоки в определённые русла и заставлять падающую воду совершать полезную работу.
Было время, когда человек был бессилен перед водной стихией. Дождевые ручьи вели свою медленную разрушительную деятельность на его полях, прорывая глубокие овраги. Весенние воды и ливни отнимали у него самую плодородную почву, размывая и унося её с собой. Неисчислимые бедствия приносили человеку наводнения.
Прошли века упорного труда, прежде чем человек научился сопротивляться этим грозным силам и подчинять своей воле водную стихию.
Чтобы проследить историю использования водных сил в нашей стране, нам придётся заглянуть в седую старину. Много веков назад на Руси строились водяные мельницы - мукомольные, крупорушки, сукновальни. В XVII-XVIII веках водяные колёса стали использоваться, на медеплавильных заводах и доменных печах; к концу XVIII века в России было уже более трёх тысяч «вододействующих» предприятий. Русские «водяные люди» умели сооружать прочные плотины, стойко выдерживающие напор весенних вод. На Урале и теперь действуют плотины, созданные 200 лет назад замечательными русскими мастерами.
В начале XVIII века в России началось сооружение каналов. Пётр I создал первый водный путь, соединивший Каспий с Балтийским морем. Решив построить канал в Вышнем-Волочке, между Твердой и Цной (для соединения Волги с бассейном Балтики), Пётр I выписал из Голландии шлюзовых мастеров. Амстердамские инженеры к 1709 году закончили работу, но выполнили её очень плохо: канал оказался слишком мелким для крупных судов. Прошло десять лет. Русский строитель Михаил Иванович Сердюков начал по собственному проекту работу на канале. Сердюков соорудил регулирующее водохранилище, шлюзы и каналы и в 1722 году успешно закончил дело. К середине XVIII века по новому водному пути ежегодно шло до 12 миллионов пудов товаров.
Для развития русской гидротехники много сделал замечательный строитель Козьма Дмитриевич Фролов. Обычно заводы строились непосредственно у плотин, причём каждое водяное колесо приводило в действие какой - нибудь один механизм: молот, мельницу, воздуходувные мехи и т. д. В 1763-1765 годах на Алтае, на речке Корба - лихе Фролов соорудил плотину нового типа и направил воду речки в длинный канал, вдоль которого построил три завода для измельчения и промывки руд, содержащих серебро и золото. Этим удалённым от русла Корбалихи заводам уже не угрожало половодье, столь страшное для заводов, построенных близ плотины. Кроме того, Фролов впервые в мире превратил водяной двигатель в центральный мотор, соединённый с помощью приводов со всеми рабочими и транспортными механизмами предприятия. Заводы Фролова явились прообразом самого совершенного из современных предприятий - завода-автомата.
В восьмидесятых годах XVIII века на Алтае, на Змеиногорском руднике Фролов построил подземную гидросиловую установку. Вода от сооружённой Фроловым плотины на речке Змеёвке (эта плотина работает и ныне) проходила путь в 2200 метров и приводила в движение водяное колесо лесопильной мельницы и гигантские подземные колёса водоподъёмников и рудоподъёмников. Установка Фролова является самым совершенным инженерным сооружением XVIII века.
По масштабам использования водной энергии Россия долго была одной из передовых стран. Русские учёные и инженеры внесли большой вклад в развитие гидроэнер-
Гетики и гидротехники. Среди них и великий русский учёный М. В. Ломоносов и его современники петербургские академики Д. Бернулли и Л. Эйлер, а позднее В. Ф. До- бротворский, Б. Е. Веденеев, Г. О. Графтио, И. Г. Александров, Б. Р. Бахметьев, В. Е. Тимонов и др.
Однако к началу XX века Россия сильно отстала от Западной Европы. В это время энергия падающей воды стала использоваться для получения электрической энергии.
В 1917 году у нас было всего три гидроэлектростанции общей мощностью около пяти тысяч киловатт, в то время как гидроэлектростанции Европы давали четыре миллиона киловатт.
С первых же дней победы Великой Октябрьской социалистической революции В. И. Ленин выдвинул задачу электрификации страны: «Только тогда, когда страна будет электрифицирована, когда под промышленность, сельское хозяйство и транспорт будет подведена техническая база современной крупной промышленности, только тогда мы победим окончательно». В годы гражданской войны по замыслу В. И. Ленина был разработан план электрификации нашей Родины, план ГОЭЛРО. По этому плану больше одной трети электрической энергии должен давать «белый уголь». Преимущества «белого угля» перед другими источниками энергии огромны - электроэнергия, полученная на гидростанциях, в несколько раз дешевле электроэнергии, которую дают, например, тепловые станции.
По плану ГОЭЛРО за 15 лет нужно было выстроить - девять крупных электростанций. К 1935 году Советский Союз имел их девятнадцать. В 1926 году дал ток в город Ленина первенец советской гидротехники - Волховская гидроэлектростанция. В 1932 году вступила в строй крупнейшая в Европе Днепровская гидростанция.
С 1928 года до начала Великой Отечественной войны было построено 39 гидроэлектростанций.
Когда будет закончено строительство величайших в мире Куйбышевской и Сталинградской электростанций, одна только Волга даст стране электроэнергии больше, чем все гидроэлектростанции Канады. А ведь новые электростанции на Волге - это только часть великих строек коммунизма. Мощные гидроэлектростанции будут построены на Главном Туркменском канале, в устье Аму-Дарьи, на Днепре, на Дону. Директивы XIX съезда партии по
Пятому пятилетнему плану предусматривают ввод в действие новых больших электростанций: Камской, Горьковской, Мингечаурской, Усть-Каменогорской и других, а также строительство Чебоксарской, Боткинской, Бухтар - минской и других. Это - громадный вклад в наше социалистическое хозяйство, который позволит в недалёком будущем предпринять ещё более грандиозное строительство. Имеется проект поворота течения западносибирских рек - Оби и Енисея - в Среднюю Азию. Осуществление такого проекта - это новые крупные гидростанции, новый водный путь от Каспийского до Карского моря и до Байкала, смягчение климата Западной Сибири и полное преобразование природы засушливых и пустынных земель, составляющих почти седьмую часть всей нашей территории.
Так советский человек покоряет водную стихию.
Нашу страну можно назвать страной белого угля. Таких запасов белого угля, как у нас, нет нигде в мире. Мы обладаем одной шестой частью его мирового запаса - 300 миллионов киловатт. Это несколько больше, чем во всех государствах Западной Европы и в четыре с половиной раза больше, чем в США и Канаде, вместе взятых.
Наша Родина - страна с самой передовой в мире, социалистической системой хозяйства. У нас нет частной собственности на землю, на воду, на орудия производства. Все богатства страны принадлежат народу. Строительство электростанций-гигантов, создание новых мощных рек - каналов, орошение и обводнение миллионов гектаров засушливых земель - это общегосударственные задачи, задачи самого народа. Вот почему в советской державе ведётся созидательная работа в таких грандиозных масштабах, которые невозможны ни в одной капиталистической стране.
Есть в природе ещё один источник громадных количеств энергии, - это морские приливы, или, как иногда говорят, «синий уголь». В приливах участвуют одновременно огромные массы воды (в некоторых местах разница между уровнями полной и малой воды превышает 15 метров). По величине энергии синий уголь во много раз превосходит белый. Использование мощных источников этой энергии представляется очень заманчивым.
Известно много проектов гидроэлектростанций с применением синего угля, однако до сих пор синий уголь нигде не используется в крупных масштабах. Связано это с тем, что подъём воды совершается в море два раза в сутки, и сооружение электростанций, использующих этот подъём, очень сложно и дорого. Кроме того, станции часто пришлось бы строить там, где нет близко ни городов, ни промышленных центров, ни других крупных потребителей электроэнергии.
В Северном Ледовитом океане и в Тихом океане, омывающих северные и восточные берега нашей родины, наблюдаются большие приливы, но в Балтийском, Чёрном и Каспийском морях они почти неуловимы и не имеют практического значения. В настоящее время сила приливов используется в основном в судоходстве - для входа больших морских кораблей в устья рек и для подъёма судов в доки.
Чистая натуральная вода — удовольствие дорогое.Чистой водой считается та, которая берется из чистых природных источников. Например, тающие ледники или артезианские скважины. , согласно требованиям международных стандартов, должна разливаться в тару непосредственно из скважин. Однако, к сожалению, есть много скважин, которые не охраняются должным образом, и в которых не ведется должный учет .
Однако воду из природного источника далеко не всегда можно назвать чистой. Любой источник воды нужно проверять. Он должен соответствовать химическим нормативам, и если там были обнаружены недопустимые с точки зрения лабораторного анализа для качества питьевой воды отклонения, значит, эту воду нельзя использовать.
Как ни странно, наиболее действенными остаются народные методы очистки воды.
Наиболее распространенными методами очистки воды в домашних условиях является отстаивание, замораживание с последующим оттаиванием и кипячение.
Самый простой способ получить чистую заключается в ее отстаивании на протяжении нескольких часов. Некоторые опускают при этом в емкость с водой какой-либо серебряный предмет — ложечку или ювелирное изделие из серебра, но в идеале для отстаивания воды нужно использовать серебряную посуду — тогда эффект будет максимально результативный. Однако были известны случаи так называемого «отравления серебром» — когда в организме наблюдался переизбыток ионов серебра. Так что старайтесь использовать такой метод очистки только в экстренных случаях, когда другие способы недоступны.
По мнению экспертов, талая вода действительно может считаться чистой. Но лишь в том случае, если замораживание проходит по специальной технологии. Вода набирается из-под крана в небольшую емкость, и ставиться в морозильник. Через 2-3 часа на поверхности образуется лед. Это замерзает тяжелая вредная вода. От этой воды надо избавиться. Оставшаяся жидкость переливается в чистую посуду, и ставится в морозильник еще на 2-3 часа. Через 2-3 часа все соли и примеси, которые есть в воде, должны осесть на дно. Наша цель — ледяная верхушка. Именно она должна обладать чудесными свойствами. Эта и способствует повышению иммунитета.
Талый снег. Обязательным условием потребления талой воды является экологически чистый район. Талая вода из холодильника гораздо чище и мягче водопроводной. Однако главное неудобство — в сложности приготовления.
При кипячении воды нужно учитывать тот момент, что хлор, которым обеззараживают водопроводную воду, при высоких температурах образует различные вредные соединения. А трубы, по которым вода поступает в квартиры, могут быть старыми и ржавыми — в результате мы получаем воду с избытком железа, который в процессе кипячения не устраняется.
В некоторых случаях необходимо получить чистую воду, даже питьевую воду, в экстремальных условиях (например, в походах). Что делать, если воды нет?
Рассмотрим несколько возможных вариантов:
1. Нет источника воды
В этом случае наиболее приемлемы следующие способы получения чистой воды:
Получение воды конденсацией паров из вырытой ямы
Для этого вырывается яма диаметром 50-60 см и чуть меньшей глубины. Берется полиэтиленовая пленка, укладывается поверх и прижимается по углам, в центр также помещается груз, под пленкой в этом месте помещается емкость для сбора воды, которая и наполняется конденсатом (обычно за ночь). Способ пригоден для получения питьевой воды даже в засохших местах. Много воды не получить, но ее будет достаточно, чтобы утолить жажду.
Получение воды конденсацией из свежих зеленых веток
Способ практически аналогичный вышеприведенному: полиэтиленовой пленкой укрываются зеленые (лиственные) ветки так, чтобы испарившаяся влага, конденсируясь, собиралась в емкость. Вполне пригодная питьевая вода.
Получение воды сбором росы
Чистой тряпицей (носовым платком, например) проводим по травяному покрову, затем намокшую тряпицу отжимаем в подходящую емкость. Повторяем эти операции несколько раз. Этот способ не очень гигиеничен, но некоторое количество воды получить вполне возможно.
2. Есть источник воды, но она грязная
Если по близости имеется вода, но она грязная, то ее необходимо очистить. Первоначально необходимо подручными средствами отфильтровать воду от механических загрязнений, поскольку основная масса болезнетворных микроорганизмов живет именно на их поверхности.
Как очистить воду от механических примесей и мутности
Это можно сделать, например, следующим образом. Загрязненную воду можно отфильтровать через слой грунта или песка, если рядом с источником грязной воды выкопать ямку и дать ей заполниться. Вычерпав воду и повторив наполнения ямки несколько раз, получим очищенную от мути и механических примесей воду.
Другой доступный способ фильтрования воды - сделать самодельный фильтр из пластиковой бутыли, железной банки, или, в крайнем случае, из связанного в узел куска ткани, которые послойно заполняются песком, углем от прогоревшего костра и мхом. При медленном осторожном приливании сверху загрязненной воды, снизу будет капать очищенная вода. Медленно, но зато получаем более чистую воду, чем при фильтровании через слой грунта. Органолептические свойства этой воды будут уже значительно лучше исходной. Но чтобы очищенная вода была безопасна для здоровья, необходимо ее продезинфицировать (провести ее обеззараживание).
Как обеззараживать воду в полевых условиях
Вторым этапом очистки является обеззараживание воды подручными средствами.
Можно использовать заранее взятые в аптеке специальные таблетки для обеззараживания воды, такие как: пантоцид, акватабс, Isosun G, Halazone (поинтересуйтесь, что предлагает для этого аптечная сеть). Одна такая таблетка после полного ее растворения способна обработать (обеззаразить) до одного литра воды за 15 - 20 минут.
Если таковых таблеток в распоряжении нет - в качестве дезинфектанта подойдет марганцовка (перманганат калия), который берется из расчета 0,1 г на 1 л (на конце ножа - для приготовления слабо розового раствора), время обработки не менее 5-ти минут. Или использовать йод из расчета 3-4 капли стандартной 5% настойки на 1 л воды.
После перемешивания и отстаивания в течение примерно одного часа, вода становится пригодной для питья. Однако не забывайте о том, что передозировка йода нежелательна вследствие его токсичности.
3. Термическое обеззараживание воды кипячением
Чтобы использовать полученную в полевых условиях воду для питья, не принося вреда здоровью, проще и лучше всего подвергнуть воду термической обработке (прокипятить) для заключительной стадии очистки. Это важно даже при использовании дезинфицирующих таблеток или добавок.
В качестве обеззараживающей добавки при кипячении можно дополнительно использовать дикорастущие травы, обладающие дезинфицирующими свойствами, такие, как листья ромашки, чистотела, брусники, клюквы, зверобоя, подорожника и других (однако, не стоит в этом переусердствовать, не забывая о биологической активности таких трав, особенно если у вас на них аллергия).
Вам понадобится
- - бытовой фильтр;
- - серебро;
- - шунгит;
- - активированный уголь;
- - морозильная камера;
- - травы.
Инструкция
Купите в аптеке активированный уголь и опустите его в водопроводную воду из расчета 1 таблетка на литр воды. Чтобы вода очистилась от вредных примесей, ей надо постоять с не менее 8 часов. Уголь нейтрализует вещества, удалит металлический привкус, обеспечит воде приятный мягкий вкус.
Также можно в аптеке шунгит – природный минерал. Промойте его проточной водой (с него должна стечь черная пыль), насыпьте в емкость и налейте то количество воды, которое указано в инструкции к минералу. Вода должна постоять сутки. Пусть вас не пугают в виде коллоидных образований или , которые могут выпасть по истечении этого времени. Это «поработал» шунгит – прекрасный адсорбент, вбирающий пестициды, биотоксины, тяжелые металлы и примеси, содержащиеся в воде.
Поставьте емкость с водой (не стеклянную) в морозилку. После замерзания достаньте и проделайте следующее: накалите на огне тонкую спицу и проткните замерзшую воду (по сути, кусок льда). Это не чудачество, а часть процедуры по получению чистой и безопасной для здоровья воды. Дело в том, что в центре льдинки, в которую превратилась вода, обычно остается незамерзшая жидкость - в ней-то и сконцентрированы все вредоносные вещества. Эту вредную воду надо просто слить, что вы легко проделаете после прокола горячей спицей. Остальной лед поставьте оттаивать (не стоит разогревать его на огне, лучше пусть растает естественным путем). Полученная талая вода не только гарантированно чистая, она еще и полезная, помогает бороться с некоторыми заболеваниями.
Возьмите серебряную вещь и опустите в емкость с водой. Этот способ очистки известен давно, однако следует знать, что при этом происходит не очищение воды, а дезинфекция. Специалисты утверждают, что это разные вещи, т.к. будут уничтожены бактерии и микробы, но никуда не исчезнут вредные примеси, если таковые присутствуют в воде. И еще: маленькое серебряное колечко или серебряная монетка не справятся с дезинфекцией ведра воды. То есть серебряная вещица должна иметь довольно большую поверхность, чтобы выполнить ту задачу, которую на нее возложили.
Купите бытовой фильтр. Он максимально надежно обеспечит очищение воды. В магазине поговорите с продавцом-консультантом, объясните, какой эффект вы хотели бы получить от фильтра – чтобы он убрал запах хлора, удалил примеси или произвел более глубокую обработку воды. Специалист вам все объяснит и порекомендует тот или иной аппарат. Возможно, вам придется по душе фильтр не кувшинного типа, а стационарный, который монтируется непосредственно под раковиной и представляет собой многоуровневую систему очистки воды обратного осмоса.
Наконец, если у вас под рукой не оказалось ни активированного угля, ни шунгита, ни серебра, ни фильтра, а находитесь вы в походе, причем, далеко от цивилизации, и единственный источник воды – ручей или речка, вы можете прибегнуть к помощи природных средств. Нарвите веток березы и рябины, листьев брусники, травы череды, крапивы и зверобоя. Поместите ветки, листья и травы в воду и дайте постоять некоторое время (не менее часа). Затем процедите и прокипятите на костре.
Читайте в статье:
Нередко бывает так, что вода, поступающая в дом из автономного или поселкового водопровода, не соответствует качеству питьевой. Выходом из положения может стать организация собственной системы водоподготовки, основанной на принципе обратного осмоса, что позволяет получать чистую, пригодную для питья воду
Качество и состав воды
Природная вода, содержащая в себе взвешенные частицы (песок, ржавчину и пр.) и растворенные неорганические и органические вещества, нуждается в очищении. Основная задача — не удалить из нее абсолютно все примеси, а свести их наличие к предельно допустимым концентрациям (ПДК). Безопасны ли для человека те или иные показатели, можно узнать, сверившись с «СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». При содержании примесей ниже их ПДК и отсутствии бактериального загрязнения воду можно считать пригодной для питья. Соответственно, если допустимые значения превышены, такую воду используют лишь для хозяйственно-бытовых нужд, и даже в этом случае она должна быть очищена от твердых включений, а также от избытка железа и солей жесткости.
Химический и бактериологический анализ
Чтобы определить качество поступающей в дом воды, необходимо провести ее химическое и бактериологическое исследование.
Скважинная вода из общей (поселковой) сети, разумеется, должна быть проверена на безопасность, но надо иметь в виду, что после очистки на центральном водозаборном узле она может быть загрязнена при прохождении по трубам, состояние которых зачастую оставляет желать лучшего. Пробы воды из своего колодца или скважины следует периодически сдавать на анализ, так как ее состав может меняться в зависимости от времени года (осадки, таяние снега и т. п.).
Анализ можно заказать в лабораториях специализированных организаций, например в Главном контрольно-испытательном центре питьевой воды (ГИЦ ПВ) или Научно-производственном центре (НПЦ) «Звезда», либо в крупных компаниях, монтирующих системы водоподготовки.
Количество позиций, по которым проводят исследование, определяется в зависимости от источника водоснабжения и характерных для конкретной местности видов загрязнений. Чем подробнее анализ, тем больше уверенности в том, что будут обнаружены все превышающие ПДК примеси. Обычно эксперты рекомендуют делать анализ по 22 показателям химического состава воды, но если заказчик изъявляет желание проверить пробы на наличие редко встречающихся примесей, перечень показателей будет расширен. Кроме того, специалист лаборатории может подсказать, следует ли проводить дополнительные исследования (например, на суммарное альфа- и бета-излучение).
Результаты исследования представляют собой протокол с показателями качества воды, в котором выделены примеси, превышающие величины ПДК. Если, скажем, «зашкаливает» общее содержание железа, то можно самостоятельно установить мощный обезжелезивающий фильтр на вводе в дом водопровода. Но чаще всего таких показателей несколько, и потребуются фильтры разного типа. Для их подбора следует обратиться к специалистам по системам водоподготовки. После монтажа фильтрационной установки необходимо провести повторное исследование воды.
Стоимость химического анализа колеблется от 600 до 3000 руб., а сроки — от 12 ч до 2-3 дней. Но если компания будет монтировать тот комплект фильтров, который она подбирает сама на основании проведенных ею же исследований, то обе пробы воды — исходная и контрольная — обойдутся заказчику бесплатно
Анализ на бактерии обязательно следует провести, если источником воды является колодец, песчаная скважина и тем более родник. В скважинах, пробуренных на известняк, бактериальные загрязнения отсутствуют. Но поскольку они могут попасть в водопровод при монтаже очистной системы, перед ее пуском баканализ воды будет не лишним.
Каким количеством питьевой воды должен быть обеспечен дом ежедневно?
Питьевая вода - это жидкость, состоящая из взаимосвязанных молекул водорода и кислорода с присутствием (в необходимых количествах) различных полезных микроэлементов. В таком виде она нормализует обмен веществ в организме человека: кальций укрепляет кости, суставы и связки; фосфор требуется для функционирования центральной нервной системы; магний стабилизирует сердечный ритм; калий нужен почкам, натрий - мышцам и т. д.
Для сохранения естественной структуры воды ее следует пить «сырой» (из-под крана), а не кипяченой. Так, многие врачи рекомендуют выпивать стакан некипяченой воды натощак. В течение же дня каждый член семьи обычно потребляет 2-3 л питьевой воды. Плюс еще столько же расходуется на приготовление пищи. Таким образом, в среднем для семьи из пяти человек требуется 20-25 л питьевой воды в сутки, с учетом того, что стирка, мытье посуды, умывание, прием душа и прочие туалетные процедуры осуществляются с применением технической воды.
Две стадии водоподготовки
Если кроме «обычных» загрязнений (соединения железа, мутность, сероводород, соли жесткости) вода содержит еще и тяжелые металлы, фтор, бор, кремний и т. п., рекомендуется проводить две стадии водоподготовки. На первом этапе вода, проходя через основную фильтрационную установку, очищается от типичных загрязнений и бактерий. Чем больше превышена ПДК по той или иной примеси, тем выше должна быть производительность фильтра для ее удаления. (В частности, во многих районах Подмосковья, где вода отличается очень высоким содержанием железа, для очистки от этой примеси применяют двухступенчатые фильтры.) Вода, прошедшая первую стадию подготовки, может использоваться для хозяйственных нужд.
Чтобы вода была пригодна для питья, она должна пройти вторую стадию водоподготовки. На данном этапе имеет смысл подвергать обработке не всю поступающую в дом воду, а лишь ее часть (иначе очень большой объем воды будет просто уходить в дренаж: отношение получаемой питьевой воды к сливаемой в дренаж может достигать 1:10). Для этой цели отлично подойдет компактная установка с обратноосмотической мембраной, которую обычно дополняют системой проточных фильтров разного типа (от 2 до 5 штук): так, фильтр механической очистки задерживает крупные частицы загрязнений, предотвращая засорение мембранных ячеек, а сорбционный фильтр удаляет из воды хлор, разрушительно действующий на материал мембраны.
Постепенно любые фильтры засоряются удаляемыми примесями, и время от времени их необходимо менять. Периодичность этой процедуры зависит от состава и температуры исходной воды, а также от расхода питьевой воды. Основанием для незамедлительной замены фильтров является резкое падение производительности установки либо появление у питьевой воды постороннего вкуса или запаха
Как правило, установку обратноосмотической очистки помещают под кухонной мойкой и ставят либо отдельный кран для питьевой воды, либо специальный кран с двумя изливами — для питьевой воды и для технической.
Системы обратного осмоса разных марок отличаются производительностью, количеством фильтров перед мембраной, габаритами, перечнем дополнительных функций и типом гидробака для сбора питьевой воды.
Чаще всего выбирают установки, обеспечивающие подачу до 7-10 л/ч (до 190 л/сут) воды. При бóльших потребностях ничто не мешает использовать несколько таких установок или одну с производительностью 280 или 380 л/сут.
Что такое обратный осмос?
Под осмосом (греч. оsµоўs - толчок) понимают перетекание растворителя (в данном случае воды) через полупроницаемую мембрану от слабого раствора в концентрированный. Ячейки мембраны настолько малы, что пропускают лишь небольшие молекулы воды, задерживая основную часть растворенных в ней веществ с более крупными молекулами. Концентрация раствора, находящегося по одну сторону мембраны, постепенно снижается за счет перетекания в него молекул чистой воды. При обратном осмосе давление, превышающее осмотическое, выталкивает молекулы воды через ту же мембрану, но в противоположном направлении, задерживая практически все содержащиеся в растворе вещества. Этот процесс используют для отделения от раствора чистой воды.
Гидробак для питьевой воды
После прохождения через обратноосмотическую мембрану вода поступает в бак объемом от 5 до 12 л. Он может находиться в одном корпусе с фильтрами или быть отдельностоящим (в напольном или настенном исполнении). При наполнении водой давление в баке повышается за счет гибкой перегородки, а как только оно достигнет определенной величины, процесс обратного осмоса прекращается. Когда происходит забор воды, давление падает, и процесс запускается снова.
Хранить питьевую воду в гидробаке дольше недели не стоит из-за возможности попадания туда примесей через перегородку и из воздуха
По способу давления на перегородку — воздухом или водой — гидробаки подразделяются на воздушно-водяные и водо-водяные. Соотношение питьевой и спускаемой в дренаж воды составляет у них 1:8-1:10 и 1:4-1:6 соответственно. Для обратного осмоса в баках первого типа требуется давление в системе не менее 3,5 бар, а для баков второго типа хватит и 2 бар. Если давления в водопроводе для воздушно-водяного бака недостаточно (например, оно достигает максимум 2,5 бара или держится на уровне всего 1 бар), рекомендуется использовать обратноосмотическую установку, оснащенную на входе повысительным насосом.
Комплектация установки и дополнительные функции
Большинство потребителей выбирают обратноосмотические установки с четырьмя фильтрами. Это два фильтра для предварительной очистки (их располагают перед мембраной), один, карбоновый, — для тонкой очистки воды и фильтр-минерализатор в качестве дополнительной опции. Все фильтры и мембрана имеют одинаковые размеры и выполнены в виде сменных картриджей, которые легко снимаются и вставляются на место.
Первым в дело вступает фильтр механической очистки, призванный задержать твердые включения (песок, окалина, ржавчина и пр.) размером свыше 5 мкм. Следующим барьером для загрязнений является фильтр, предназначенный для глубокой сорбционной очистки воды. Он устраняет из нее соединения хлора и марганца, а также умягчает ее (до 2 мг-экв/л и более). Если в воде отмечается высокое содержание хлора, то еще на первой ступени водоподготовки (для получения технической воды) необходимо использовать дополнительный угольный фильтр для его удаления.
Устанавливаемый уже после мембраны карбоновый фильтр окончательно делает воду собственно питьевой. На данном этапе удаляются следы примесей, могущие попасть в нее из перегородки гидробака.
Фильтрующие материалы для обратноосмотической установки постоянно совершенствуются всеми производителями картриджей. Основное направление разработок — расширение перечня удаляемых примесей, повышение качества очистки воды и производительности процесса
Вариант компоновки системы водоочистки в доме
Что касается фильтра-минерализатора, то это, как было сказано, дополнительный элемент системы. Он насыщает воду неорганическими солями, необходимыми для нормальной жизнедеятельности человека. Ведь чистая вода — совсем не значит «живая». При прохождении через мембрану из нее удаляются как вредные вещества, так и полезные, в результате чего по составу она становится почти дистиллированной. Для бытовой техники (утюги, парогенераторы, увлажнители и т. п.) это благо, но для нашего здоровья — нет. Постоянно пить такую воду медики не рекомендуют, и потому после очистки ее нужно обогащать полезными минералами и микроэлементами. Оптимальный уровень минерализации — не ниже 40 мг/дм³.
Еще одним дополнительным компонентом установки является подключаемый к электросети TDS-тестер (или солемер): он измеряет и выводит на ЖК-дисплей показатели жесткости воды, позволяя таким образом контролировать количество содержащихся в ней солей и минералов, определять ее электропроводность, оценивать производительность фильтрационной системы.
Полезной функцией будет и принудительная промывка обратноосмотической мембраны, мельчайшие ячейки которой постепенно засоряются отфильтрованными взвесями. Процедура запускается микропроцессором, самостоятельно определяющим сроки ее проведения, и продлевает рабочий ресурс мембраны в полтора-два раза.
Случается, что в «благополучных» прежде скважинах появляются загрязнения, которых там раньше не было. И фильтровальное оборудование, исправно работавшее с одним составом воды, дает сбои в новых условиях. Не стоит во всем винить старые фильтры. Для исправления ситуации достаточно провести анализ воды и сравнить его с первоначальным. Если разница велика, то нужно задуматься о серьезной модернизации очистной установки. Если же показатели близки, то, скорее всего, удастся обойтись изменениями в настройках оборудования и минимальными его доработками.
УФ-дезинфекция воды
Хотя система обратного осмоса способна задерживать бактерии и вирусы, содержащиеся в исходной воде, но весной велика опасность попадания в водопровод талых вод (в особенности при заборе из неглубокого колодца), в микробиологическом отношении отнюдь не небезопасных. Дезинфицировать такую воду рекомендуется с помощью специальной УФ-лампы, помещаемой после мембраны. Она инактивирует вирусы и штаммы бактерий (лишает их способности размножаться), а также устраняет неприятные запахи. Этот амальгамный источник света должен излучать в диапазоне 250-270 нм дозу не менее 25 мкВт.с/см², что гарантирует полную дезинфекцию воды, которой удается достичь только путем традиционного хлорирования. Лампу устанавливают в разрыв трубопровода, подающего питьевую воду к крану, и включают в электросеть. Обычно она рассчитана на 8000-9000 ч непрерывной работы, но ее защитную кварцевую гильзу следует периодически протирать.
| Показатель качества воды, единица измерения | Значение показателя | |||
| начальное | конечное |
|||
| Железо общее, мг/дм³ | ПНДФ 14.1:2.50-96 ГОСТ Р 51309-99 |
|||
| Нитраты, мг/дм³ | ФР.1.31.2005.01774 |
|||
| Жесткость общая, мг-экв/л | ГОСТ Р 52407-2005 |
|||
| Водородный показатель (рН), ед. | ПНДФ 14.1:2:3.4.121-97 |
|||
| Мутность, ЕМФ | ГОСТ 3351-74 |
|||
| Цветность, град. | ГОСТ Р 52769-2007 |
|||
| Привкус, баллы | ГОСТ 3351-74 |
|||
| Запах, баллы | ГОСТ 3351-74 |
|||
| Перманганатная окисляемость, мг/дм³ | ПНДФ 14.1:2:4.154-99 |
|||
| Аммиак (по азоту), мг/дм³ | ПНДФ 14.1:2.1-95 |
|||
| Фториды, мг/дм³ | ФР.1.31.2005.01774 |
|||
| Хлорид-ионы | ФР.1.31.2011.09216, 420 |
|||
| Сульфаты-ионы | ФР.1.31.2011.09212, 420 |
|||
| Сульфиды | В процессе аккредитации |
|||
| Марганец | ФР.1.31.2008.04343, 420 |
|||
| Сероводород | ||||