Текст: Кира Истратова

Сегодня во всем мире, в том числе и в России, тестируются инновационные методы очистки и обеззараживания воды — разработчики предлагают достаточно широкий выбор альтернатив «хлорки». Питьевая вода должна соответствовать самым жестким гигиеническим нормативам, которые в последнее время все больше ужесточаются. Это и неудивительно, ведь, по данным ВОЗ, около 80% болезней связано с плохим качеством питьевой воды.

Сито для воды
Список передовых методов очистки воды сегодня возглавляет обратный осмос. Этот процесс подразумевает пропуск воды, например, водопроводной, под давлением через полупроницаемую мембрану. Размер пор мембраны меньше размера молекул бактерий и вирусов, поэтому последние попросту «отсеиваются» из жидкости. Ни один из современных методов очистки не позволяет получить воду такого же высокого качества. Самыми современными мембранными методами очистки воды считаются ультрафильтрация и нанофильтрация.
Друг от друга эти системы отличатся размерами пор мембраны, а также способом очищения скопившихся на фильтре веществ. Поры нанофильтрационных мембран в 10-50 раз меньше ультрафильтационных. Эта особенность позволяет нанофильтрам очищать воду практически ото всех примесей, в том числе молекул неорганических веществ (кальция, магния, меди, марганца и так далее). Однако остатки задержанных из воды загрязнений в таких система смываются химическим способом — с использованием специального реагента. Этот факт, хоть и незначительно, но все же влияет на качество очищенной воды. Поэтому наиболее приоритетным способом очистки воды на сегодняшний день считается ультрафильтрация, где для очищения мембран применяется метод обратных промывок: воду пропускают в направлении, обратном направлению фильтрования — без использования дополнительных реагентов.
Во Франции, США, Швеции и Голландии в настоящий момент уже функционируют крупные мембранные установки, где осуществляется массовая фильтрация воды. Их производительность — от 2 000 до 10 000 м³/ч. С помощью подобных установок удается снабжать производства и учреждения, где к качеству воды предъявляются особенно жесткие требования (больницы, предприятия фармацевтической и пищевой промышленности).
Стадия мембранной ультрафильтрации в настоящий момент включена в систему очистки некоторых водопроводных станций Москвы. Дополнительно здесь внедрены технологии удаления азота и фосфора, а также системы ультрафиолетового обеззараживания. Такое сочетание инноваций гарантирует, что вода будет соответствовать всем российским и европейским санитарно-гигиеническим нормам. 
Сегодня в научных кругах ведутся споры относительно эффективности использования мембранных методов очистки воды, суть которых можно обозначить русской идиомой «лучшее — враг хорошего». Мембранные фильтры работают настолько хорошо, что вода на выходе получается обессоленной, что, по версии некоторых специалистов, не идет на пользу человеческому организму: идеально чистая вода не только не обогащает его необходимыми минеральными веществами, но и вымывает содержащиеся. Впрочем, этот вопрос сегодня значится в списке дискуссионных.

Угольная чистота
В список приоритетных современных методов очистки воды входит также сорбция на активированном угле. При контакте с водой уголь поглощает многие примеси, в том числе, хлор, соли металлов и микроорганизмы.
Свойства активированного угля обусловлены его пористой структурой. Исходя из размеров пор, выделяются три их вида: микропоры (не более 2 нм), мезопоры (2-50 нм), и макропоры (более 50 нм). В зависимости от сорта активированного угля может преобладать тот или иной тип пор. Большую долю микропор имеет активированный уголь, полученный из скорлупы кокосового ореха. Именно этот уголь чаще всего применяется в системах водоочистки. Значительной долей мезопор отличается активированный уголь, полученный из каменного угля. А для древесного угля характерна большая доля макропор.
Промышленная угольная фильтрация является достаточно эффективным, недорогим, но, к сожалению,  несамостоятельным способом очистки воды. С помощью угля можно избавить питьевую воду от того же хлора, а также улучшить органолептические показатели, такие как вкус, цвет и запах. Защитить ото всех болезнетворных микроорганизмов, присутствующих в воде, уголь не может: поры этого фильтра оказываются слишком крупными для решения подобных задач.

P align=justify>Текст: Кира Истратова

Сегодня во всем мире, в том числе и в России, тестируются инновационные методы очистки и обеззараживания воды — разработчики предлагают достаточно широкий выбор альтернатив «хлорки». Питьевая вода должна соответствовать самым жестким гигиеническим нормативам, которые в последнее время все больше ужесточаются. Это и неудивительно, ведь, по данным ВОЗ, около 80% болезней связано с плохим качеством питьевой воды.

Сито для воды
Список передовых методов очистки воды сегодня возглавляет обратный осмос. Этот процесс подразумевает пропуск воды, например, водопроводной, под давлением через полупроницаемую мембрану. Размер пор мембраны меньше размера молекул бактерий и вирусов, поэтому последние попросту «отсеиваются» из жидкости. Ни один из современных методов очистки не позволяет получить воду такого же высокого качества. Самыми современными мембранными методами очистки воды считаются ультрафильтрация и нанофильтрация.
Друг от друга эти системы отличатся размерами пор мембраны, а также способом очищения скопившихся на фильтре веществ. Поры нанофильтрационных мембран в 10-50 раз меньше ультрафильтационных. Эта особенность позволяет нанофильтрам очищать воду практически ото всех примесей, в том числе молекул неорганических веществ (кальция, магния, меди, марганца и так далее). Однако остатки задержанных из воды загрязнений в таких система смываются химическим способом — с использованием специального реагента. Этот факт, хоть и незначительно, но все же влияет на качество очищенной воды. Поэтому наиболее приоритетным способом очистки воды на сегодняшний день считается ультрафильтрация, где для очищения мембран применяется метод обратных промывок: воду пропускают в направлении, обратном направлению фильтрования — без использования дополнительных реагентов.
Во Франции, США, Швеции и Голландии в настоящий момент уже функционируют крупные мембранные установки, где осуществляется массовая фильтрация воды. Их производительность — от 2 000 до 10 000 м³/ч. С помощью подобных установок удается снабжать производства и учреждения, где к качеству воды предъявляются особенно жесткие требования (больницы, предприятия фармацевтической и пищевой промышленности).
Стадия мембранной ультрафильтрации в настоящий момент включена в систему очистки некоторых водопроводных станций Москвы. Дополнительно здесь внедрены технологии удаления азота и фосфора, а также системы ультрафиолетового обеззараживания. Такое сочетание инноваций гарантирует, что вода будет соответствовать всем российским и европейским санитарно-гигиеническим нормам. 
Сегодня в научных кругах ведутся споры относительно эффективности использования мембранных методов очистки воды, суть которых можно обозначить русской идиомой «лучшее — враг хорошего». Мембранные фильтры работают настолько хорошо, что вода на выходе получается обессоленной, что, по версии некоторых специалистов, не идет на пользу человеческому организму: идеально чистая вода не только не обогащает его необходимыми минеральными веществами, но и вымывает содержащиеся. Впрочем, этот вопрос сегодня значится в списке дискуссионных.

Угольная чистота
В список приоритетных современных методов очистки воды входит также сорбция на активированном угле. При контакте с водой уголь поглощает многие примеси, в том числе, хлор, соли металлов и микроорганизмы.
Свойства активированного угля обусловлены его пористой структурой. Исходя из размеров пор, выделяются три их вида: микропоры (не более 2 нм), мезопоры (2-50 нм), и макропоры (более 50 нм). В зависимости от сорта активированного угля может преобладать тот или иной тип пор. Большую долю микропор имеет активированный уголь, полученный из скорлупы кокосового ореха. Именно этот уголь чаще всего применяется в системах водоочистки. Значительной долей мезопор отличается активированный уголь, полученный из каменного угля. А для древесного угля характерна большая доля макропор.
Промышленная угольная фильтрация является достаточно эффективным, недорогим, но, к сожалению,  несамостоятельным способом очистки воды. С помощью угля можно избавить питьевую воду от того же хлора, а также улучшить органолептические показатели, такие как вкус, цвет и запах. Защитить ото всех болезнетворных микроорганизмов, присутствующих в воде, уголь не может: поры этого фильтра оказываются слишком крупными для решения подобных задач.

Лучистые технологии
Ее один современный метод очистки воды, который сегодня набирает популярность, — это ультрафиолетовые обеззараживание. Такие системы очистки установлены, например, на водоканале Ростова-на-Дону. Донскую воду едва ли можно назвать чистой: в различных районах класс качества колеблется от 3-го (умеренно грязная) до 6-го (очень грязная), и водоканалу уже не раз приходилось платить штрафы. В связи с этим и был реализован комплекс мероприятий по внедрению новых технологий очистки.
Установкой для ультрафиолетового облучения воды ростовский водоканал остался доволен. Его помощью предприятие сократило потребление электроэнергии (на 10% по сравнению с системами хлорной очистки), избавилось от необходимости приобретать дорогостоящие реагенты и получило очищенную воду без изменений ее химического состава.
Единственным недостатком метода является то, что его необходимо сочетать с другими способами очистки. В Ростове-на-Дону, в частности, используется еще и система электролиза с участием поваренной соли.

Соленая вода
Еще одно оригинальное и современное решение для дезинфекции воды — электролиз с участием поваренной соли. Специально созданная для этого станция позволяет получить из полутора тонн соли 350 кг активного хлора, который очищает воду. Эта технология считается одной из самых экологичных в мире: никаких выбросов, никаких аварий с утечкой отравляющих веществ. Кроме того, этот метод экономичен, ведь в качестве исходного сырья выступает дешевая поваренная соль. Главный солевой недостаток заключается в том, что таким способом невозможно получить идеально чистую воду, и, для того чтобы сделать ее пригодной для питья, придется применить дополнительные методы очистки — ту же фильтрацию, например.
Использование солевого электролиза для очистки питьевой виды является одним из новых методов, хотя сегодня специалисты отдают предпочтение не химическим, а механическим  системам дезинфекции. Это связано с тем, что любой реагент помимо основного вещества, работающего на очистку воды, неизбежно содержит примеси. Эти вещества едва ли можно назвать безвредными: здесь могут быть ртуть, свинец, кадмий, мышьяк и другие элементы, относящихся к первому и второму классам канцерогенности. Разумеется, их количество настолько мало, что сами по себе эти вещества не смогут стать причиной развития заболевания, однако здесь свою роль может сыграть совокупность факторов.
Как бы то ни было, солевой электролиз сегодня используется на водопроводных станциях Москвы и Санкт-Петербурга. Российским пионером в этой области стал городок Балаково в Саратовской области, где технология используется с 2011 года.

Газ грозы
Безвредным химическим методом очистки считается озонирование воды. Из курса физики все помнят, что озон является сильнейшим окислителем. Этот элемент способен уничтожить — попросту выжечь, перевести в окисл — все металлы кроме золота и платины, а также молекулы бактерий и вирусов, в том числе и таких серьезных врагов человеческого здоровья, как кишечная палочка и возбудитель брюшного тифа. При этом озон не придает воде дополнительных вкусов и запахов, но зато обогащает кислородом и сохраняет присутствующие в воде минералы. 
В последние годы озон начал применяться в системах водоочистки, однако в масштабных водопроводных сетях использовать его пока не научились. Главная сложность состоит в том, что молекулы озона нестойкие и очень быстро превращаются в О₂, поэтому поддерживать стерильность воды они не могут. Это значит, что после озонирования воду нужно беречь от попадания в нее каких бы то ни было элементов, что невозможно, учитывая состояние большинства российских водопроводов. Еще одна преграда на озоновом пути — высокая стоимость оборудования. Для производства озона требуются специальные коррозионностойкие материалы, так как остаточный озон разрушает металлические трубы и оборудование.
Всеми этими особенностями и обусловлена область применения озоновой дезинфекции: водоочистка для бассейнов и частные системы доочистки питьевой воды.

Всем миром
Наиболее эффективным способом очистки питьевой воды является совмещение нескольких методов: от древних песочных фильтров до обратного осмоса. Около десятка российских водоканалов сегодня действительно практикуют такую многоступенчатую систему. Однако большинство систем водоочистки в нашей стране функционируют еще с 60-х годов прошлого века. Строились они, естественно, не по современным нормам, а по советским СанПиНам. Да и вообще, срок службы трубопроводов небезграничен: по данным «Роскоммунэнерго», около 23% трубопроводов России сегодня отработали нормативный срок или находятся предаварийном состоянии. Несмотря на то, что теплоэнергетические предприятия ежегодно производят замену трубопроводов, повсеместно растет количество так называемых «ветхих» тепловых сетей, требующих замены.  Чтобы модернизировать их во всей России придется потратить 9,1 трлн рублей — такие цифры приводят специалисты Министерства регионального развития РФ. Это означает, что без частных инвестиций организация современных систем очистки в масштабах страны попросту нереальна. Проекты частно-государственного партнерства сегодня реализуются: например, частичная реконструкция Южно-Уральского водозабора Оренбурга, осуществляющаяся при участии частных вложений, должна быть завершена в этом году. Вообще же, по оценкам экспертов, частные инвесторы могут занять до 30% рынка водоснабжения России.