Для того, чтобы сырая вода стала питьевой водой в результате сложных процедур очистки, из нее сначала должны быть удалены физические части примесей. Используется явление, называемое коагуляцией, но оно не во всех случаях одинаково эффективно. Чтобы водоочистные сооружения могли настроить процесс очистки по мере необходимости, они должны протестировать воду. Однако до сих пор у них не было исчерпывающего руководства по этому вопросу.
В наших поверхностных водах растворено огромное количество инородных веществ. Современные аналитические методы позволяют обнаруживать все: от пестицидов, наноматериалов и микропластика до остатков лекарств, антидепрессантов и различных гормонов. В воде все эти вещества встречаются в очень малых концентрациях, но для многих из них ученые понятия не имеют, какие биологические эффекты они могут оказывать. Поэтому желательно эффективно очищать сырую воду.
Разная вода, разные требования к очистке
Физическим явлением, которое используется при очистке воды, является так называемая коагуляция или агломерация. Принцип прост: в воду, содержащую примеси, добавляется вещество, которое преодолевает силы отталкивания частей примесей, содержащихся в воде. Это вещество технически называется коагулянтом. Благодаря этому частицы могут быть объединены в более крупные единицы, так называемые хлопья, которые затем легко удаляются из воды или отфильтровываются.Однако процесс коагуляции не всегда эффективен и надежен. На его эффективность большое влияние оказывает природа самих примесей. Тип используемого коагулянта также является переменной величиной. Влияние оказывает температура воды, ее pH или, например, способ и интенсивность перемешивания воды во время очистки. Чтобы водники могли определить, насколько эффективной будет водоподготовка, они должны правильно подобрать ее параметры. И тесты используются для этого.
Грязная очистка
Одним из таких основных и наиболее широко используемых тестов в мире является модельный (или оптимизационный) тест стекла. Его процедура известна с 1920 года и до сих пор используется в различных модификациях. «Это абсолютно важный и незаменимый тест, используемый для оптимизации основных технологических параметров водоподготовки», — объясняет Мартин Пивоконский, директор Института гидродинамики АНКР и главный автор книги.
Тест модельного стекла представляет собой серию лабораторных тестов, которые имитируют весь процесс очистки на небольшой пробе воды. С его помощью можно определить наиболее эффективный тип коагулянта, а также определить ряд перечисленных переменных, влияющих на процесс очистки.Хотя это основной инструмент в очистке воды, его использование не совсем распространено. «Проведение таких испытаний стекла не является частью обычной практики при эксплуатации водоочистных сооружений», — добавляет ученый. Многие очистные сооружения не проверяют эффективность очистки воды, а полагаются на свой предыдущий опыт или управляют ее очисткой, основываясь на ощущениях водников.
Но качество воды за последнее десятилетие в целом ухудшилось, и постоянно появляются новые виды загрязнения. Технологии водоподготовки должны реагировать на эти изменения. Неэффективная очистка не только снижает качество технической воды, но и увеличивает эксплуатационные расходы при очистке. Грязная вода забивает фильтры, которые нужно чаще менять. «Если мы используем новейшие знания и правильно устанавливаем параметры водоподготовки, весь процесс может быть очень эффективным и относительно дешевым», — отмечает Мартин Пивоконски. «Однако всегда необходимо соблюдать определенные условия, потому что каждая вода отличается».
За более чистую воду в нашей жизни
Новое руководство от специалистов Института гидродинамики АНКР позволяет всем технологам водного хозяйства проводить испытания стекла, независимо от их опыта. «В течение многих лет мы работали над унификацией методологии, чтобы тесты были просты в использовании и в то же время давали соответствующие результаты», — заключает Мартин Пивоконски, добавляя, что сам тест не требует специального оборудования. «Кроме того, подготовка занимает не более двух часов», — заключает он.