Сырая вода - Raw water
Сырая вода - это вода, обнаруженная в окружающей среде, которая не подвергалась обработке и в которой не были удалены какие-либо минералы, ионы, частицы, бактерии или паразиты. К сырой воде относятся дождевая вода , грунтовые воды , вода из инфильтрационных колодцев и вода из таких водоемов, как озера и реки .
Сырая вода обычно небезопасна для потребления человеком из-за наличия загрязняющих веществ. Серьезной проблемой для здоровья в некоторых развивающихся странах является использование сырой воды для питья и приготовления пищи.
Без обработки сырая вода может использоваться для орошения , строительства или очистки. Фермеры используют его для полива посевов и поения скота , храня его в искусственных озерах или водохранилищах в течение длительных периодов времени. Строительная промышленность может использовать сырую воду для производства цемента или для гашения грунтовых дорог, чтобы предотвратить поднятие пыли. Сырая вода также может использоваться для смыва туалетов и мытья автомобилей, а также для любых других целей, которые не требуют ее потребления людьми. Вода в этой форме считается сырой, в отличие от воды, которая была обработана перед употреблением, например питьевой воды или воды, которая использовалась в промышленных процессах, например сточных вод .
Смыв сырой водой - это метод экономии воды, при котором сырая вода используется для смыва туалетов.
Состав
Состав сырой воды варьируется от природы, но обычно содержит один или несколько из следующих значительных загрязняющих веществ в виде растворенных ионов, частиц и живых организмов:
- Гуминовая кислота и другие сложные кислоты, образующиеся при гниении растений. Они встречаются в торфе и почве и могут вызывать обесцвечивание и металлический привкус воды.
- Минералы, делающие воду жесткой . Наиболее распространены карбонаты кальция и магния.
- Частицы глины и ила .
- Патогенные бактерии , вирусы , простейшие и их цисты. ( болезни, передающиеся через воду )
- Соль , которая делает воду солоноватой , имея больше соленость , чем пресной воды, но не так сильно , как морская вода.
К другим, менее распространенным загрязнителям сырой воды относятся:
- Природные радиоактивные частицы.
- Перфторированные алкильные кислоты, такие как перфтороктановая кислота , представляют собой группу загрязнителей , обнаруженных в сточных водах по всей Европе . Есть опасения, что эти химические вещества могут загрязнить источники сырой воды, которые обычно используются для питьевой воды.
- Соединения, разрушающие эндокринную систему ; химические вещества, которые могут влиять на эндокринную систему, вызывая раковые опухоли , врожденные дефекты и другие нарушения развития.
Эти загрязнители могут быть вредными для людей, если они пьют сырую воду, содержащую их, или если вода не обрабатывается должным образом перед употреблением. Загрязняющие вещества также могут оказывать влияние на местную экосистему. Например, химические вещества, нарушающие эндокринную систему, могут оказывать вредное воздействие на популяции рыб, обитающих в естественных озерах и реках . Эти растущие опасения по поводу здоровья привели к разработке руководящих принципов, таких как HACCP ( анализ рисков и критические контрольные точки ), для производства безопасной питьевой воды из сточных вод и неочищенной воды, а также к исследованию альтернатив устойчивого водоснабжения.
Уход
Сырая вода может использоваться для многих целей, таких как охлаждающая вода , вода для ополаскивания и химического производства, очищенная вода и питьевая вода . Однако из-за возможных загрязнений сырая вода должна быть очищена, прежде чем она будет разрешена для потребления человеком или промышленного использования. Обработка неочищенной воды состоит из нескольких этапов и различных методов.
Обратный осмос
Обратный осмос используется для производства деминерализованной воды более 30 лет. При обратном осмосе вода транспортируется через мембрану под высоким давлением, оставляя продукт, состоящий в основном из воды и концентрата, содержащего большинство других компонентов, таких как минералы и нежелательные остатки . Многие загрязнители, включая железо , марганец , аммоний , следы пестицидов и лекарств , органические микрозагрязнители и радиоактивные частицы, можно удалить только с помощью обратного осмоса. Эта эффективность сделала обратный осмос основным методом очистки воды , который часто используется в сочетании с другими методами в качестве окончательной очистки. Недостатком обратного осмоса является то, что удаление из воды большинства минералов может отрицательно сказаться на ее вкусовых качествах. Минералы иногда добавляют в питьевую воду, которая уже была профильтрована, для улучшения ее вкуса.
Обычная предварительная обработка
Традиционный метод очистки воды - это сложный, многоступенчатый процесс, который использовался много лет. Обычно он состоит из пяти основных шагов. Во-первых, в сырой воде устанавливают щелочность и pH с добавлением гашеной извести и диоксида углерода . Во-вторых, твердые частицы объединяются с сульфатом алюминия и другими коагулянтами , такими как полимеры , по которым вода течет каскадом, в котором химические вещества и сырая вода смешиваются с коагулянтами. В-третьих, вода медленно перемешивается в осветлителях, где более крупные частицы оседают на дно и периодически удаляются ( осаждение ). В-четвертых, вода направляется из осветлителей в фильтры (например, антрацитовый и песочный фильтр ), чтобы улавливать любые более мелкие частицы, уцелевшие в процессе осветления. Наконец, гидроксид натрия добавляется для регулирования конечного pH / щелочности, гипохлорит натрия для дезинфекции и фторид для фторирования . Этот процесс часто используется в качестве метода предварительной обработки, в то время как другие процессы, такие как обратный осмос, используются для окончательной обработки. Недостатком этого метода является использование в процессе фильтрации химических веществ, таких как озон , флокулянты , перекись водорода , известь и хлор . Эти химические вещества могут быть опасны при неправильном использовании или если они остаются в воде после полной обработки. Это требует особых мер предосторожности, и каждый шаг процесса необходимо контролировать для достижения общей оптимальной производительности. Необходимость в сложной системе управления традиционным лечением может привести к его финансовым затратам. Это привело к разработке альтернативных методов предварительной обработки и очистки сырой воды.
Ультрафильтрация
Ультрафильтрация - это процесс мембранной фильтрации, который является альтернативой традиционной предварительной обработке. В этом методе вода предварительно фильтруется только обычным сетчатым фильтром, а затем фильтруется под высоким давлением через мембрану, отделяющую воду от загрязняющих веществ внутри нее. Ультрафильтрация может использоваться сама по себе для очистки воды или в качестве предварительной обработки для обратного осмоса. Его преимущества по сравнению с традиционной предварительной обработкой включают: очень высокое качество воды независимо от загрязняющих веществ в исходной неочищенной воде, более простую конструкцию и более гибкую установку, которая упрощает автоматизацию, меньшее использование химикатов и отсутствие конечного продукта. от вирусов и микроорганизмов .
Предварительная обработка биопленки и динамический мембранный реактор из биодиатомита
Метод фильтрации через биопленочную мембрану используется для удаления вредных химических побочных продуктов, таких как NH4 + -N, общий азот и растворенные органические вещества , которые могут образоваться в процессе дезинфекции. Предварительная очистка биопленки является необходимым этапом очистки воды во многих частях мира из-за ее низкой стоимости эксплуатации и эффективности удаления загрязняющих веществ . В этом процессе микроорганизмы удаляют из сырой и сточной воды загрязнители, вредные для человека, но питательные для них. Биодиатомитовая динамическая мембранная фильтрация в реакторе сочетает в себе динамическую мембранную технологию для очистки сточных вод и микробные колонии, которые образуют частицы диатомита для очистки воды. Эти методы разрабатываются в Китае в рамках решения проблем страны с загрязнением .
Мутность
Мутность - это то, насколько мутной или мутной вода кажется из-за взвешенных частиц . Чем больше взвешенных частиц, тем выше мутность. Мутность используется для визуального измерения качества воды. В сырой воде очень часто встречается помутнение. Высокая степень мутности сырой воды обусловлена:
- Повышенный расход из-за сильного дождя
- Весенний оборот водных масс
- Банковская эрозия
- Ресуспензия отложений на мелководных участках
- Временное увеличение от более мутных участков
Мутность и проблемы со здоровьем
Во время пиков мутности патогены чаще обнаруживаются в сырой воде. Это может способствовать распространению болезней . Когда мутность увеличивается, количество посещений больниц пожилыми людьми (старше 65 лет) с желудочно-кишечными заболеваниями также увеличивается. Даже место с системой фильтрации воды , что стандарты встречаются может иметь эндемические от желудочно - кишечных заболеваний , или через воду инфекционных заболеваний . Госпитализированные составляют небольшой процент от общей заболеваемости, вызванной этими заболеваниями.
Контроль мутности
Контроль земель, окружающих источники сырой воды, является ключом к снижению мутности. Необходимо регулярно посещать районы с высокой степенью ресуспендирования и эрозии отложений, а также необходимы фильтры и другие устройства для улавливания взвешенных частиц. Сетки, улавливающие частицы и мусор, необходимо регулярно очищать. Промывку водяных насосов следует производить при минимальной потребности. Это дает воде время для осаждения и уменьшения мутности до того, как она понадобится в больших количествах. «Снижение мутности лучше всего достигается, когда вода проходит через ряд химических и физических методов очистки, прежде чем попасть в фильтр».
Бутилированная продукция
Примерно в 2017 году неочищенная родниковая вода, описанная как «натуральная пробиотическая» сырая вода, стала коммерческим продуктом, распространяемым через магазины здорового питания, но эксперты выразили обеспокоенность в отношении общественного здравоохранения по поводу возможного появления вредных бактерий, вирусов и паразитов, таких как лямблии . Одно предприятие по производству сырой воды в Соединенных Штатах даже заявило, что методы, используемые производителями бутилированной и родниковой воды, могут изменить молекулярную структуру воды . Причуду высмеивали на The Daily Show в апреле 2018 года в сегменте, который включал интервью с Марион Нестле .
Смотрите также
Рекомендации
Дополнительные источники
- Кларк, JA; и другие. (1982). «Характеристика индикаторных бактерий в городской неочищенной воде, питьевой воде и новых основных пробах воды». Канадский журнал микробиологии . 28 (9): 1002–1013. DOI : 10.1139 / m82-150 . PMID 6754044 .
- ЛеШевалье, МВт; и другие. (Ноябрь 1980 г.). «Подсчет и характеристика стандартных бактерий на чашках в хлорированной и сырой воде» . Прикладная и экологическая микробиология . 40 (5): 922–930. DOI : 10,1128 / AEM.40.5.922-930.1980 . PMC 291691 . PMID 7447444 .