Фильтр для воды
Фильтр для воды удаляет примеси, снижая загрязнение воды с помощью тонкого физического барьера, химического или биологического процесса. Фильтры очищают воду в разной степени для таких целей, как: обеспечение сельскохозяйственного орошения , доступной питьевой воды , общественных и частных аквариумов , а также безопасного использования прудов и бассейнов .
Методы фильтрации
[ редактировать ]В фильтрах используются просеивание , адсорбция , ионный обмен , биопленки и другие процессы для удаления нежелательных веществ из воды. В отличие от сита или экрана , фильтр потенциально может удалять частицы, намного меньшие, чем отверстия, через которые проходит вода, такие как нитраты или микробы, такие как Cryptosporidium . [1]
Среди методов фильтрации ярким примером является седиментация , используемая для отделения твердых и взвешенных веществ из воды. [2] и обработка активированным углем , при которой обычно через кусок ткани проливают кипяченую воду для улавливания нежелательных остатков. [3] использование техники для проведения работ по обессоливанию и очистке воды путем переброски ее в резервуары Дополнительно применяется многократной фильтрации. Этот метод предназначен для фильтрации воды в больших масштабах, например, для обслуживания целых городов. [2]
Эти три метода особенно актуальны, поскольку они возникли на протяжении веков и являются основой для многих современных методов фильтрации, используемых сегодня.
Типы
[ редактировать ]Фильтры для водоочистных сооружений
[ редактировать ]
Типы фильтров для воды для муниципальных и других крупных систем очистки включают фильтры с сетчатым фильтром , сетчатые фильтры , дисковые фильтры , медленные песочные фильтры , быстрые песочные фильтры , тканевые фильтры , [4] и биологические фильтры, такие как очистители водорослей . [5]
Фильтры для точек использования
[ редактировать ]
Фильтры для домашнего использования включают фильтры с гранулированным активированным углем, используемые для угольной фильтрации , глубинные фильтры , фильтры из металлических сплавов , микропористые керамические фильтры , угольные блоки , мембраны для микрофильтрации и ультрафильтрации . Некоторые фильтры используют более одного метода фильтрации. Примером этого является многобарьерная система. Кувшинные фильтры можно использовать для небольших объемов питьевой воды. Некоторые чайники имеют встроенные фильтры, в первую очередь для уменьшения накипи образования .
Портативные фильтры для воды
[ редактировать ]Фильтры для воды используются туристами, [6] организации по оказанию помощи во время чрезвычайных гуманитарных ситуаций и военные силы. Эти фильтры обычно небольшие, портативные и легкие (1–2 фунта (0,45–0,91 кг) или меньше). Они обычно фильтруют воду с помощью механического ручного насоса, хотя некоторые используют сифонную капельную систему для пропускания воды, а другие встроены в бутылки с водой. Грязная вода прокачивается по гибкой силиконовой трубке с сетчатым фильтром через специальный фильтр и попадает в контейнер. Эти фильтры удаляют бактерии , простейшие и микробные цисты , которые могут вызвать заболевания. Фильтры могут иметь мелкие сетки, которые необходимо заменять или чистить, а керамические фильтры для воды необходимо подвергать шлифовке снаружи, если они засоряются примесями.
Эти фильтры для воды не следует путать с устройствами или таблетками для дезинфекции воды, которые удаляют или убивают такие вирусы, как гепатит А и ротавирус .
Керамические фильтры для воды
[ редактировать ]Керамические фильтры представляют собой недорогие решения для фильтрации воды и широко используются, несмотря на то, что это один из старейших методов фильтрации. [7] Эти фильтры встречаются не только в жилых домах, но и используются в промышленном строительстве (в качестве высокотемпературных фильтров) для ряда процессов. [8]
Обычные керамические фильтры, используемые для ежедневного потребления воды, известные как фильтры свечного типа, работают под действием силы тяжести и центральной свечи, что значительно увеличивает процесс фильтрации.
Полировка воды
[ редактировать ]Термин «полировка воды» может относиться к любому процессу, который удаляет мелкие (обычно микроскопические) частицы материала или удаляет очень низкие концентрации растворенного материала из воды. Процесс и его значение варьируются от ситуации к обстановке: производитель аквариумных фильтров может заявлять, что его фильтры очищают воду, улавливая «микрочастицы» нейлоновыми или полиэфирными подушечками, точно так же, как инженер-химик может использовать этот термин для обозначения удаления магнитных смол из раствора путем пропускания раствора через слой магнитных частиц. [9] В этом смысле очистка воды — это просто еще один термин для систем фильтрации воды во всем доме. Полировка также широко применяется на водоочистных станциях. [10]
История
[ редактировать ]4000 лет назад в Индии и Китае индусы разработали первые стандарты питьевой воды. Индусы нагревали грязную воду, кипятя ее и подвергая воздействию солнечного света или семь раз погружая в горячие куски меди, затем фильтруя ее через глиняные сосуды и охлаждая. Это была продуманная процедура, позволяющая получить стерилизованную питьевую воду и сохранить ее эстетический вид. Этот метод был ориентирован на отдельных лиц и домохозяйства, а не на использование в качестве общественного источника воды.
2000 лет назад в системах фильтрации питьевой воды майя использовались кристаллический кварц и цеолит . Оба минерала используются в современной фильтрации воды. «Фильтры удаляли бы из воды вредные микробы, соединения, богатые азотом, тяжелые металлы, такие как ртуть, и другие токсины». [11]
Египтяне впервые открыли принцип коагуляции при очистке воды после 1500 г. до н.э. Они адаптировали химическое вещество под названием квасцы для осаждения взвешенных частиц.
Персидский инженер Аль-Караджи ( ок. 953 – ок. 1029 ) написал книгу «Извлечение скрытых вод» , в которой дал раннее описание процесса фильтрации воды. [12]
До изобретения микроскопа существование микроскопической жизни было неизвестно. Прошло более 200 лет, прежде чем был изобретен микроскоп и стала ясна связь между микроорганизмами и болезнями. В середине XIX века было доказано, что холера передается через зараженную воду. В конце 19 века теория Луи Пастера о частицах патогена наконец установила причинно-следственную связь между микроорганизмами и болезнями. Фильтрация как метод очистки воды была создана в 18 веке, а первая муниципальная станция очистки воды была построена в Шотландии в 1832 году. Однако в то время эстетическая ценность воды была важна, и эффективных стандартов качества воды не существовало до тех пор, пока конец 19 века. [13]
В XIX и XX веках фильтры для воды для бытового водоснабжения обычно делились на медленные песочные фильтры и быстрые песочные фильтры (также называемые механическими фильтрами и американскими фильтрами). Хотя до 1800 года существовало множество небольших систем фильтрации воды, Пейсли, Шотландия, обычно считается первым городом, получившим фильтрованную воду для всего города. Фильтр Пейсли начал работу в 1804 году и представлял собой ранний тип медленного песочного фильтра. На протяжении 1800-х годов в Великобритании и на европейском континенте были построены сотни медленных песочных фильтров. Песчаный фильтр периодического действия медленного действия был построен и эксплуатировался в Лоуренсе, штат Массачусетс, в 1893 году из-за продолжающихся эпидемий брюшного тифа , вызванных загрязнением системы водоснабжения сточными водами. [14] Первый песочный фильтр непрерывного действия был разработан Алленом Хейзеном для города Олбани, штат Нью-Йорк, в 1897 году. [15] Наиболее полная история фильтрации воды была опубликована Мозесом Н. Бейкером в 1948 году и переиздана в 1981 году. [14]
В 1800-х годах механическая фильтрация была промышленным процессом, который зависел от добавления сульфата алюминия перед процессом фильтрации. Скорость механической фильтрации обычно была более чем в 60 раз выше, чем у медленных песчаных фильтров, поэтому требовалось значительно меньше земельного участка. Первая современная установка механической фильтрации в США была построена в Литтл-Фолс, штат Нью-Джерси , для компании East Jersey Water Company. Джордж Фуллер спроектировал и руководил строительством завода, который был введен в эксплуатацию в 1902 году. [16] В 1924 году Джон Р. Бэйлис разработал вспомогательную систему обратной промывки с фиксированной решеткой, которая состояла из труб с соплами, которые впрыскивали струи воды в фильтрующий материал во время расширения. [17]
См. также
[ редактировать ]- Обратная промывка (очистка воды)
- Угольная фильтрация
- Дистилляция
- Кинетическая деградация флюсовых сред
- Фильтр для воды в месте использования
- Очистка воды в точках использования
- Обратный осмос
- Установка обратного осмоса
- Сепаратор песка
- Отстойник
- Санитарная обработка бассейна
- Умягчение воды
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Выбор домашних фильтров для воды и других систем очистки воды | Питьевая вода | Здоровая вода» . Центры по контролю и профилактике заболеваний . 08.02.2021. Архивировано из оригинала 12 ноября 2022 г. Проверено 12 ноября 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б Мэйс, Ларри В. (01 мая 2013 г.). «Краткая история фильтрации/осаждения воды» . Водоснабжение . 13 (3): 735–742. дои : 10.2166/ws.2013.102 . ISSN 1606-9749 . Архивировано из оригинала 12 ноября 2022 г. Проверено 12 ноября 2022 г.
- ^ Древние водные технологии . Ларри В. Мэйс. Дордрехт: Спрингер. 2010. ISBN 978-90-481-8632-7 . OCLC 654396308 . Архивировано из оригинала 30 сентября 2023 г. Проверено 20 марта 2023 г.
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка ) - ^ «Виды фильтров» . Общественный колледж Маунтин-Эмпайр . Архивировано из оригинала 9 января 2008 года . Проверено 1 октября 2008 г.
- ^ Криттенден, Джон К.; и др., ред. (2005). Водоочистка: принципы и конструкция (2-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Уайли. ISBN 0-471-11018-3 .
- ^ Лидем, Тим (20 апреля 2015 г.). Поход по западному побережью острова Ванкувер: обновленный и полный путеводитель . Книги Грейстоуна. ISBN 978-1-77164-147-0 . Архивировано из оригинала 09.11.2023 . Проверено 4 ноября 2020 г.
- ^ Сурибабу, ЧР; Сударсан, Дж.С.; Нитиянантам, С. (28 октября 2019 г.). «Эксплуатационные и технические характеристики свечного керамического фильтра для очистки воды» . Международный журнал энергетики и водных ресурсов . Международный журнал энергетики и водных ресурсов (2020) 4. 4 : 37–45. дои : 10.1007/s42108-019-00043-7 . Проверено 4 декабря 2022 г.
- ^ Лунфэй Лю; Чжунли Цзи; Синь Луань (9 декабря 2019 г.). «Многокритериальная оптимизационная модель высокотемпературного керамического фильтра» . Корейский журнал химической инженерии . Корейский J. Chem. англ., 37(5). 37 (5): 883–890. дои : 10.1007/s11814-019-0461-1 . Проверено 4 декабря 2022 г.
- ^ «Процесс полировки воды». Архивировано 27 апреля 2020 г. в Wayback Machine (описание патента). Проверено 26 ноября 2009 г.
- ^ «Системы скрубберов водорослевого газона для контроля загрязнения» (PDF) . Гидроментия . Архивировано (PDF) из оригинала 24 сентября 2015 г. Проверено 30 июня 2016 г.
- ^ Миллер, Майкл (22 октября 2020 г.). «Древние майя строили сложные фильтры для воды» . Физика.орг . Архивировано из оригинала 29 ноября 2020 г. Проверено 3 декабря 2020 г.
- ^ Атаие-Аштиани, Бехзад; Симмонс, Крейг Т. (15 августа 2019 г.). «Тысячелетний учебник по гидрогеологии «Добыча скрытых вод» персидского математика и инженера Абубакра Мохаммада Караджи (ок. 953–ок. 1029)» . Дискуссии по гидрологии и наукам о системе Земли : 1–19. дои : 10.5194/hess-2019-407 . ISSN 1027-5606 .
- ^ «История водоочистки» . Вода Буффало . Архивировано из оригинала 04 декабря 2022 г. Проверено 4 декабря 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б Бейкер, Моисей Н. (1981). В поисках чистой воды: история очистки воды от самых ранних записей до двадцатого века. 2-е издание. Том. 1. Денвер: Американская ассоциация водопроводных предприятий, 64–80.
- ^ «Аллен Хейзен». (1930). Жур. Американская ассоциация водопроводных предприятий. 22:9, 1268–70.
- ^ Фуллер, Джордж В. (1902). «Фильтрационные работы компании East Jersey Water Company в Литтл-Фолс, штат Нью-Джерси». Сделки ASCE. 29 (февраль)): 153-202.
- ^ Бэйлис, Джон Р. (1959). «Обзор конструкции фильтрующего слоя и методов промывки». Журнал AWWA. 51:11 1433-54.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с фильтрами для воды, на Викискладе?
