Una variedad de métodos de purificación de agua. Informe: Métodos domésticos de purificación de agua Mini proyecto métodos de purificación de agua en la vida cotidiana
El agua de pozos y fuentes naturales tiene una serie de componentes disueltos y materia en suspensión. Para obtener un líquido que pueda utilizarse en la industria, en el hogar y para beber, es necesario purificarlo minuciosamente. Los métodos modernos de purificación del agua son muy diversos. Se dividen en varios grupos según la naturaleza de los procesos que ocurren. Utilizando métodos, se crean dispositivos que proporcionan una limpieza óptima. Este proceso requiere un enfoque integrado, por lo que se utilizan varios métodos adecuados a la vez.
Arroz. 1 Algunos métodos de tratamiento de agua
Los métodos físicos se basan en procesos físicos apropiados que afectan el agua y los contaminantes presentes. Normalmente, estos métodos se utilizan para eliminar inclusiones grandes e insolubles. En ocasiones también afectan a sustancias disueltas y objetos biológicos. Los principales métodos físicos de purificación son la ebullición, la sedimentación, la filtración y el tratamiento ultravioleta.
Hirviendo
Durante el proceso de ebullición, el agua se expone a altas temperaturas. Como resultado de este efecto, se eliminan los microorganismos, algunas sales disueltas precipitan formando incrustaciones. Con una ebullición prolongada, se pueden descomponer sustancias más estables, por ejemplo, compuestos de cloro. El método es sencillo y óptimo para uso doméstico, pero sólo purifica volúmenes de agua relativamente pequeños.
Abogacía
En este caso, se utiliza el efecto de la gravedad natural sobre inclusiones mecánicas relativamente grandes. Bajo la influencia de su propia gravedad, se hunden hasta el fondo del recipiente, formando una capa de sedimento. El agua se sedimenta en tanques de sedimentación especiales. Estos contenedores están equipados con dispositivos para recoger y eliminar el sedimento resultante.
Filtración
Cuando el agua pasa a través de material con poros u otros agujeros, algunos de los contaminantes quedan retenidos. Las partículas que son más grandes que los poros o las células permanecen en la superficie. Según el grado de purificación se distinguen filtración gruesa y fina. Durante una limpieza profunda, sólo se retienen las partículas grandes. El proceso fino retiene inclusiones que tienen un tamaño de sólo unas pocas micras.
Arroz. 2 niveles de filtración tratamiento ultravioleta
El uso de radiación ultravioleta elimina los contaminantes biológicos. La luz de este espectro afecta a las moléculas básicas, lo que provoca la muerte de los microorganismos. Vale la pena considerar que el agua que se purifica de las materias en suspensión se trata con luz ultravioleta, es decir, Se ha realizado una depuración preliminar del agua. Las inclusiones sólidas crean una sombra que protege a las bacterias de la luz ultravioleta.
Métodos químicos de tratamiento del agua.
Los métodos químicos de purificación del agua se basan en reacciones de oxidación-reducción y neutralización. Como resultado de la interacción de reactivos especiales con contaminantes, se produce una reacción, cuyo resultado es un precipitado insoluble, descomposición en componentes gaseosos o la aparición de componentes inofensivos.
Neutralización
El uso de este método asegura la eliminación de un ambiente ácido o alcalino y acerca sus indicadores a la neutralidad. Los reactivos se agregan al agua con un cierto nivel de acidez para crear un ambiente ácido o alcalino. Para neutralizar el ambiente ácido se utilizan compuestos alcalinos: carbonato de sodio, hidróxido de sodio y algunos otros. Para eliminar el ambiente alcalino se eligen soluciones de determinados ácidos u óxidos de carbono, azufre y nitrógeno. Estos últimos, cuando se disuelven en agua, forman ácidos débiles. Las reacciones de neutralización suelen ser métodos químicos para tratar aguas residuales. Al preparar agua potable a partir de fuentes naturales, no se requiere ningún cambio en la reacción, inicialmente es cercana a la neutralidad.
Procesos de oxidación y reducción.
La oxidación se utiliza con mayor frecuencia en la purificación del agua. En el proceso de reacción con agentes oxidantes, los compuestos contaminantes se convierten en componentes inofensivos. Pueden ser sólidos, gaseosos o solubles. Los compuestos de cloro, el ozono y algunas otras sustancias actúan como fuertes agentes oxidantes.
Arroz. 3 Unidad de oxidación de ozono Purificación de agua mediante métodos físicos y químicos.
Los métodos de purificación de agua que pertenecen a este grupo incluyen métodos de influencia tanto físicos como químicos. Son muy diversos y ayudan a eliminar una parte importante de los contaminantes.
Flotación
En el proceso de purificación de agua por flotación, se hace pasar un gas, como aire, a través del líquido. Se crean burbujas en cuya superficie se adhieren partículas contaminantes hidrófobas. Las burbujas suben a la superficie y forman espuma. Esta capa de espuma con suciedad se elimina fácilmente. Además, se pueden usar reactivos que aumentan la hidrofobicidad o se adhieren y agrandan las partículas contaminantes.
Arroz. 4 Principio de flotación Sorción
La purificación del agua mediante el método de sorción se basa en la retención selectiva de sustancias. La adsorción se utiliza con mayor frecuencia cuando se produce retención en la superficie del sorbente. La sorción puede ser física o química. En el primer caso, se utilizan las fuerzas de interacción intermolecular y, en el segundo, enlaces químicos. Como sorbentes se suelen utilizar carbón activado, gel de sílice, zeolita y otros. Algunos tipos de adsorbentes se pueden recuperar, mientras que otros se eliminan después de la contaminación.
Extracción
El proceso de extracción se realiza utilizando un solvente que no se mezcla bien con el agua pero que disuelve mejor los contaminantes. Al entrar en contacto con el líquido que se está purificando, los contaminantes se transfieren al disolvente y se concentran en él. De esta forma se eliminan del agua los ácidos orgánicos y los fenoles.
El método de intercambio iónico se utiliza principalmente para eliminar las sales duras del agua. En algunos casos se utiliza para eliminar el hierro disuelto. El proceso implica el intercambio de iones entre agua y un material especial. Dichos materiales son resinas sintéticas especiales de intercambio iónico. Este método de purificación del agua se ha generalizado no sólo en la industria, sino también en la vida cotidiana. Hoy en día no será difícil adquirir un filtro con cartucho de intercambio iónico.
Arroz. 5 intercambio iónico
Otro método mediante el cual se purifica el agua potable es la ósmosis inversa. La limpieza requiere una membrana especial con poros muy finos. Sólo pequeñas moléculas pasan a través de los poros. Los contaminantes son más grandes que las moléculas de agua y, por lo tanto, no atraviesan la membrana. Esta filtración se realiza bajo presión. La solución resultante de contaminantes se elimina.
Arroz. 6 ósmosis inversa Métodos utilizados en filtros domésticos.
Todos estos métodos se utilizan para purificar líquidos, incluidas las aguas residuales. Pero en la mayoría de los casos, la gente está interesada en cómo purificar el agua en casa para fines alimentarios y domésticos. Purificar agua en casa no implica utilizar todos los métodos anteriores. Sólo algunos de ellos están implementados en dispositivos modernos. Es posible purificar el agua del grifo sin filtro. Este método está hirviendo. Sin embargo, mucho más a menudo el agua se limpia con dispositivos de filtrado especializados.
Los filtros utilizan métodos de purificación de agua potable como filtración mecánica, intercambio iónico, sorción y ósmosis inversa. A veces se utilizan algunos otros, pero con mucha menos frecuencia.
Todos estos métodos modernos de purificación de agua se implementan en filtros de flujo de cartucho. En tales dispositivos, el agua del grifo se purifica en varias etapas. En una primera etapa se realiza la filtración mecánica, luego se eliminan las sustancias disueltas mediante métodos de sorción e intercambio iónico y finalmente el agua se puede pasar a través de una membrana de ósmosis inversa.
La gente utiliza diferentes métodos para purificar el agua en casa. Sin embargo, no todo el mundo sabe cómo realizarlos correctamente y qué efectos secundarios pueden surgir.
Todos los métodos de purificación de agua se pueden dividir en dos grupos: purificación sin el uso de filtros y purificación mediante filtros.
Purificar el agua sin utilizar filtros.
Esta opción es la más común y asequible, ya que la purificación del agua no requiere la compra de dispositivos adicionales además de los utensilios de cocina habituales. Los métodos más comunes incluyen:
- Hirviendo
- Abogacía
- Congelación
Hirviendo
Todos sabemos desde la infancia que no podemos beber agua cruda, sino sólo agua hervida. La ebullición se utiliza para destruir materia orgánica (virus, bacterias, microorganismos, etc.), eliminar el cloro y otros gases de baja temperatura (radón, amoniaco, etc.). Hervir ayuda a purificar el agua hasta cierto punto, pero este proceso tiene varios efectos secundarios. La primera es que al hervir, la estructura del agua cambia, es decir. se vuelve "muerto" a medida que el oxígeno se evapora. Cuanto más hervimos agua, más patógenos mueren en ella, pero más inútil se vuelve para el cuerpo humano. En segundo lugar, dado que el agua se evapora durante la ebullición, aumenta la concentración de sales. Se depositan en las paredes de la tetera en forma de incrustaciones y cal y entran en el cuerpo humano tras el consumo posterior de agua de la tetera.
Como sabes, las sales tienden a acumularse en el organismo, lo que conduce a una variedad de enfermedades, que van desde enfermedades de las articulaciones, formación de cálculos renales y fosilización del hígado (cirrosis), hasta arteriosclerosis, infartos y muchas otras. etc. Además, muchos virus pueden sobrevivir fácilmente al agua hirviendo, ya que se requieren temperaturas mucho más altas para destruirlos. También tenga en cuenta que el agua hirviendo solo elimina el cloro gaseoso. Los estudios de laboratorio han confirmado el hecho de que después de hervir el agua del grifo se forma cloroformo adicional (que causa cáncer), incluso si el agua se eliminó del cloroformo purgándola con un gas inerte antes de hervir.
Conclusión. Después de hervir, bebemos agua "muerta", que contiene finas partículas en suspensión y partículas mecánicas, sales de metales pesados, cloro y organoclorados (cloroformo), virus, etc.
Abogacía
La sedimentación se utiliza para eliminar el cloro del agua. Normalmente, esto se hace vertiendo agua del grifo en un balde grande y dejándolo allí durante varias horas. Sin mezclar el agua en un balde, la eliminación del cloro gaseoso se produce aproximadamente a 1/3 de la profundidad de la superficie del agua, por lo que para obtener un efecto notable es necesario seguir los métodos de sedimentación desarrollados.
Conclusión. La eficacia de este método de purificación del agua deja mucho que desear. Después de reposar, es necesario hervir el agua.
Congelación
Este método se utiliza para la purificación eficaz del agua mediante su recristalización. Este método es mucho más eficaz que hervir e incluso destilar, ya que el fenol, los clorofenoles y los organoclorados ligeros (varios compuestos que contienen cloro son el peor veneno) se destilan junto con el vapor de agua (notaremos este último para los amantes del agua destilada). .
Mucha gente entiende este método de la siguiente manera: vierta agua en un plato y póngalo en el refrigerador hasta que aparezca hielo, luego saque el plato del refrigerador y descongélelo para beber. Observemos de inmediato que el efecto de la purificación del agua mediante el método anterior es cero, ya que la congelación es un proceso muy complejo y largo, cuya efectividad depende completamente del estricto cumplimiento de los métodos desarrollados.
Este método se basa en la ley química, según la cual cuando un líquido se congela, primero cristaliza la sustancia principal en el lugar más frío y, por último, en el lugar menos frío se solidifica todo lo que estaba disuelto en la sustancia principal. Este fenómeno se puede observar en el ejemplo de una vela. En una vela apagada, lejos de la mecha, se obtiene parafina limpia y transparente, y en el medio, donde ardía la mecha, se acumula hollín y la cera se ensucia). Todas las sustancias líquidas obedecen esta ley. Lo principal aquí es asegurar una congelación lenta del agua y conducirla de modo que haya más en un lugar del recipiente que en otro. Dado que este método ocupa varias páginas, no lo presentaremos aquí. (Puede obtener más información en el libro: ¡Precaución! ¡Agua del grifo! Su contaminación química y métodos de purificación adicional en el hogar./ Skorobogatov G.A., Kalinin A.I. - San Petersburgo: Editorial de la Universidad de San Petersburgo, 2003.) Permítanos solo Tenga en cuenta que preparar agua mediante el método de congelación puede durar varias horas con un seguimiento constante del proceso. De lo contrario, la eficiencia disminuye drásticamente.
Tuvimos la oportunidad de probar agua que las amas de casa pasaron varias horas intentando preparar congelándola. Era un poco mejor que el agua del grifo. Esto confirma una vez más que la congelación es un proceso difícil, que tiene sus propias sutilezas y no todas las recomendaciones aquí conducen al efecto esperado.
Purificación de agua mediante filtros.
Se utilizan varios filtros para eliminar las impurezas nocivas del agua. En la vida cotidiana, se utilizan ampliamente diversas jarras y accesorios para grifos.
El agua se utiliza constantemente en la vida cotidiana, pero lo que sale del grifo no siempre es seguro, por lo que para eliminar del agua las impurezas nocivas existen ciertas métodos de purificación de agua en la vida cotidiana, por ejemplo, hervir, sedimentar, congelar y filtrar utilizando diversas tecnologías modernas.
Hirviendo
El método más accesible y común para purificar el agua en la vida cotidiana es, por supuesto, hervirla. Debe hervirse durante al menos 15 minutos y luego dejarse reposar y enfriar antes de su uso. Debido a la ebullición prolongada en agua, muchas bacterias y microorganismos mueren, pero todavía hay aquellos que pueden soportar una ebullición prolongada. Este método de purificación suaviza el agua, porque las sales duras se vuelven insolubles y se depositan en las paredes del hervidor, el cloro y otros gases disueltos se evaporan, pero es imposible almacenar dicha agua durante mucho tiempo, porque las bacterias comienzan a multiplicarse rápidamente en él. Este método de purificación del agua es imperfecto, porque prácticamente no hay oxígeno en el agua y, bajo la influencia de las altas temperaturas, el cloro puede formar compuestos tóxicos que son peligrosos para la salud humana y, por supuesto, hervir no puede eliminar el agua de tales sustancias mecánicas. impurezas como arena, óxido y otros.
Abogacía
Purificar el agua en casa mediante sedimentación también es bastante problemático, porque el agua debe dejarse reposar durante al menos 7 horas, pero si se deja reposar por más tiempo, las bacterias se multiplican activamente en ella. Solo se pueden utilizar las capas superiores de agua sedimentada y el resto contiene sustancias nocivas, cloro y otras impurezas. Además, dicha agua necesariamente necesita un procesamiento adicional, por ejemplo, hervir o congelar.
Congelación
Uno mas Manera de purificar el agua en casa. se congela y se cree que el agua pura y sin impurezas se congela primero, y esto es lo que la gente debe beber. El líquido que no se congela contiene impurezas y hay que verterlo. La congelación es una buena forma de limpiar y suavizar, pero es un proceso bastante laborioso y costoso.
Filtración
La filtración se considera el método más eficaz y moderno de purificación del agua. Especialistas experimentados seleccionan filtros en función de la calidad del agua de origen para lograr el grado de purificación requerido. Las tecnologías innovadoras y progresivas permiten reducir la concentración de contaminantes y sustancias nocivas y eliminar por completo los microorganismos, bacterias y virus patógenos. Los filtros mecánicos le permiten purificar el agua de impurezas mecánicas: arena, incrustaciones y otros desechos mecánicos. Los filtros con sistema de ósmosis inversa permiten ablandar y eliminar todas las impurezas innecesarias.
Una gran selección de los sistemas de filtración más eficientes utilizando los más modernos. Maneras de purificar el agua en casa., te permitirá obtener agua limpia de alta calidad, que no se puede comparar con la congelación, y más aún con una simple sedimentación y una ebullición prolongada.
Existe una amplia variedad de filtros en el mercado: filtros tipo jarra independientes, filtros de flujo continuo con varias etapas de limpieza, accesorios para filtros de grifo y filtros tipo membrana. Los filtros de purificación de agua de flujo se diferencian de los filtros de jarra independientes en que están integrados en el sistema de suministro de agua. También se distinguen por una larga vida útil de los cartuchos reemplazables y la presencia de un grifo separado para agua limpia.
Separación de filtros utilizados en la vida cotidiana según principio de funcionamiento.
- Electroquímica: la purificación del agua se produce bajo la influencia de un campo eléctrico, que asegura el paso de reacciones redox, como resultado de las cuales se destruyen microorganismos, compuestos tóxicos, sustancias orgánicas e iones de metales pesados. Ventajas: no es necesario reemplazar los materiales filtrantes. Desventajas: alto costo y el agua no se puede beber durante varias horas después de la purificación, porque aumenta su acidez.
- Mecánicos: microfiltros (para limpiar grandes impurezas) y ultrafiltros, que son capaces de atrapar bacterias muy pequeñas. Son económicos, pero la eficiencia de la purificación del agua es insuficiente.
- Basado en la ósmosis inversa: el uso de membranas de película delgada semipermeables deja pasar solo las moléculas de agua y elimina todas las impurezas.
- Sortivos: a menudo funcionan con carbón activado, reducen el color, eliminan los olores, pero no eliminan metales pesados y radiactivos.
Para cada familia Purificación del agua- una de las tareas más importantes de la ecología doméstica. Se ha demostrado desde hace tiempo que lo que bebemos afecta directamente a la salud del organismo, determina su resistencia, aumenta o disminuye el riesgo de todas las enfermedades. Este problema es aún más importante en el espacio postsoviético, donde los métodos industriales de purificación de agua están obsoletos desde hace mucho tiempo y no proporcionan una calidad adecuada en el sistema centralizado de suministro de agua. Es fundamental que aborde este problema usted mismo.
Por otra parte, esta cuestión no puede resolverse sin una preparación teórica seria. No todo el mundo sabe cuán diversos métodos de purificación de agua en la vida cotidiana sobre su composición, cuál de estos métodos debe usarse y cuáles deben usarse con extrema precaución o evitarse por completo. Entonces, consideremos los mecanismos básicos de desinfección y eliminación de sustancias nocivas, sus características y aplicaciones específicas.
Destilación de agua
Todavía existe un debate entre los científicos sobre cuán aceptables son los métodos domésticos de purificación de agua basados en la destilación. Algunos expertos hablan de su peligro, mientras que otros insisten en que tales medidas son preferibles para la salud humana. Sin embargo, hoy en día la mayoría de los investigadores coinciden en que destilación del agua más perjudicial que beneficioso. Afirman que el agua perfectamente limpia no contiene los microelementos necesarios y, además, elimina las sales beneficiosas del cuerpo. Numerosos experimentos muestran que estos métodos de purificación del agua conducen con el tiempo a alteraciones en el funcionamiento del sistema cardiovascular y del tracto gastrointestinal.
Agua hirviendo
en cada familia agua hirviendo- una técnica básica para desinfectarlo para su posterior consumo o cocción. Afortunadamente, no se puede discutir la eficacia de este método. Además de destruir bacterias y patógenos, la ebullición elimina (evapora o coagula) algunas sustancias indeseables de la composición, incl. - parte del cloro libre. Por otro lado, los métodos térmicos de purificación del agua potable aumentan la concentración de sales de metales pesados, algunas sustancias orgánicas y pesticidas. Además, en un líquido hirviendo, el cloro contenido en compuestos orgánicos puede provocar la formación de dioxina, un veneno peligroso. Por lo tanto, hervir el agua no debe considerarse en ningún caso como el único método de protección suficiente en la vida cotidiana.
sedimentación del agua
Un mito muy común es que asentamiento de agua- un método universal que le permite combatir casi todos los contaminantes conocidos. De hecho, los métodos mecánicos de purificación del agua mediante sedimentación pueden reducir la concentración de cloro. Sin embargo, el contenido de muchas otras sales, radionucleidos, compuestos orgánicos y otras sustancias nocivas no cambia en absoluto. Por tanto, la sedimentación sólo es adecuada como medida adicional y no como método principal para mejorar la calidad del agua.
Filtración de agua
Por supuesto, hoy filtración de agua es la mejor opción para uso doméstico. Sin embargo, es importante tener en cuenta que los métodos modernos de purificación de agua mediante filtración son muy diversos. Los filtros de carbón, bactericidas, de membrana y combinados se encuentran ampliamente disponibles a la venta. Cada uno de ellos tiene sus propias propiedades únicas y es más eficaz en una situación determinada. En este sentido, siempre es importante conocer al enemigo de vista: comprender qué impurezas representan el mayor peligro en un área determinada y, en función de esta información, elegir un filtro. De lo contrario, el efecto de su uso será mínimo.
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La vida tanto de los humanos como de toda la humanidad. Es por eso que la ciencia moderna trabaja constantemente para crear nuevos métodos de limpieza.
Los métodos dependen principalmente de la cantidad y calidad del líquido a purificar. Por ejemplo, en la industria se utilizan los mismos métodos, pero en casa se puede purificar el agua corriente de una forma completamente diferente.
Métodos industriales de purificación de agua.
El agua extraída de embalses o fuentes subterráneas pasa antes de ingresar al sistema de suministro de agua. Estos métodos también se utilizan en la depuración de aguas residuales, que es parte integral del funcionamiento de cualquier planta o fábrica industrial.
- Métodos mecánicos de purificación de agua.. El propio nombre del método indica exactamente qué propósito se persigue aquí. Utilizando una variedad de filtros, el agua se purifica de partículas innecesarias y dañinas. Para empezar, el líquido cae sobre la superficie del filtro, desde donde pasa por toda la alimentación, atrapando así partículas de cierto tamaño. Pero si este método puede usarse para eliminar contaminantes relativamente grandes, los filtros no pueden salvar las bacterias y las pequeñas partículas orgánicas.
- Cloración del agua. Un método de purificación bastante conocido que permite desinfectar el agua. Pero esta técnica también tiene su inconveniente, que todo el mundo conoce. Es simplemente imposible beber esa agua.
- Ozonización. Un método relativamente nuevo y bastante eficaz para purificar el agua, que permite eliminar los residuos orgánicos. El ozono también se considera un desinfectante muy potente. Desafortunadamente, este método es bastante caro y apenas comienza a ganar popularidad.
Lamentablemente, el agua suministrada a casas y apartamentos no siempre es de buena calidad. Por eso es necesario pensar en cómo mejorarlo en casa.
Métodos en casa
Como regla general, existen algunos problemas con el agua que sale del grifo. En primer lugar, contiene sales de magnesio y calcio, que lo hacen resistente. Otro peligro es la presencia de productos de degradación orgánica innecesarios, incluidos nitritos y amoníaco. El agua también puede contener impurezas de hierro y manganeso; este líquido adquiere un color amarillento. Muy a menudo, los depósitos de óxido en el agua son el resultado del óxido que se mueve a través de tuberías viejas. Y, por supuesto, uno de los principales problemas es el cloro.
Pero el agua se puede purificar y hacer apta para su uso por su cuenta. Existen varios métodos muy efectivos y comunes.
- Abogacía. Para que el agua quede limpia se debe colocar en un recipiente y dejar reposar al menos un día. Durante este tiempo, aproximadamente el 90% del cloro desaparecerá del líquido. Si se ha formado un sedimento rojizo en el fondo, es necesario filtrar el agua. Pero este método no funcionará si el líquido está saturado de bacterias y algas microscópicas.
- Hirviendo. Este método le permite ablandar significativamente el agua, ya que las sales de magnesio y calcio simplemente se depositarán en las paredes del plato. Durante la ebullición, todo el cloro desaparecerá del líquido. Además, las altas temperaturas ayudarán a destruir la mayoría de los microorganismos vivos. Pero si hay un alto nivel de sustancias orgánicas en el agua, no se puede hervir, ya que los compuestos nitrogenados reaccionarán rápidamente con el cloro.
- Filtros domésticos para potabilización de agua. Hoy nos ofrecen una gran selección de una amplia variedad de filtros. El funcionamiento de los filtros pasivos se basa en una simple filtración, cuando algunas de las partículas contaminantes simplemente se depositan en los poros. Por cierto, a menudo se utilizan como relleno para dicho filtro.
También existen filtros activos que contienen una determinada cantidad de sustancias. Estas sustancias, al pasar el agua, reaccionan con los contaminantes, neutralizándolos.
Vale la pena señalar que el filtro de agua debe elegirse con mucho cuidado. En primer lugar, déjate guiar por el problema de tu agua, ya sea dureza o presencia de materia orgánica.