Purificarea apei

Procese tipice de tratare a apei potabile

Obiective

Obiectivele tratării sunt de a elimina constituenții nedoriți din apă și de a o face potabilă sau potrivită pentru un scop specific în industrie sau aplicații medicale. Sunt disponibile tehnici foarte variate pentru a elimina contaminanți precum solidele fine, microorganismele și unele materiale anorganice și organice dizolvate, sau poluanții farmaceutici persistenți din mediul înconjurător. Alegerea metodei va depinde de calitatea apei care se tratează, de costul procesului de tratare și de standardele de calitate așteptate pentru apa prelucrată.

Procesele de mai jos sunt cele utilizate în mod obișnuit în stațiile de purificare a apei. Este posibil ca unele sau majoritatea să nu fie folosite, în funcție de amploarea stației și de calitatea apei brute (sursă).

Pretratare

1. Pompare și reținere – Majoritatea apei trebuie pompată de la sursă sau dirijată în conducte sau rezervoare de reținere. Pentru a evita adăugarea de contaminanți în apă, această infrastructură fizică trebuie să fie realizată din materiale adecvate și construită astfel încât să nu se producă o contaminare accidentală.
2. Tritare (vezi și filtru de filtrare) – Primul pas în purificarea apei de suprafață este îndepărtarea resturilor mari, cum ar fi bețe, frunze, gunoaie și alte particule mari care pot interfera cu etapele ulterioare de purificare. Cea mai mare parte a apelor subterane de adâncime nu are nevoie de cernere înainte de alte etape de purificare.
3. Stocare – Apa din râuri poate fi, de asemenea, stocată în rezervoare de mal pentru perioade cuprinse între câteva zile și multe luni pentru a permite purificarea biologică naturală. Acest lucru este deosebit de important dacă tratarea se face prin filtre lente de nisip. Rezervoarele de stocare oferă, de asemenea, un tampon împotriva unor perioade scurte de secetă sau pentru a permite menținerea alimentării cu apă în timpul unor incidente de poluare tranzitorii în râul sursă.
4. Pre-clorurare – În multe uzine, apa de intrare a fost clorurată pentru a minimiza dezvoltarea organismelor de murdărire pe conducte și rezervoare. Din cauza potențialelor efecte negative asupra calității (a se vedea mai jos clor), acest lucru a fost în mare parte întrerupt.

ajustarea pH-ului

Apa pură are un pH apropiat de 7 (nici alcalină, nici acidă). Apa de mare poate avea valori ale pH-ului care variază între 7,5 și 8,4 (moderat alcalină). Apa dulce poate avea valori de pH foarte variate, în funcție de geologia bazinului de drenaj sau a acviferului și de influența aportului de contaminanți (ploi acide). În cazul în care apa este acidă (mai mică de 7), se poate adăuga var, cenușă de sodă sau hidroxid de sodiu pentru a crește pH-ul în timpul proceselor de purificare a apei. Adăugarea de var crește concentrația de ioni de calciu, crescând astfel duritatea apei. Pentru apele foarte acide, degazoarele cu tiraj forțat pot fi o modalitate eficientă de creștere a pH-ului, prin extragerea dioxidului de carbon dizolvat din apă. Alcalinizarea apei ajută procesele de coagulare și floculare să funcționeze eficient și, de asemenea, ajută la minimizarea riscului de dizolvare a plumbului din țevile de plumb și din lipiturile de plumb din fitingurile de țevi. O alcalinitate suficientă reduce, de asemenea, corozivitatea apei pentru țevile de fier. În anumite circumstanțe, se poate adăuga acid (acid carbonic, acid clorhidric sau acid sulfuric) la apele alcaline pentru a reduce pH-ul. Apa alcalină (peste pH 7,0) nu înseamnă neapărat că plumbul sau cuprul din sistemul de instalații sanitare nu se va dizolva în apă. Capacitatea apei de a precipita carbonatul de calciu pentru a proteja suprafețele metalice și a reduce probabilitatea ca metalele toxice să fie dizolvate în apă este funcție de pH, conținutul de minerale, temperatură, alcalinitate și concentrația de calciu.

Coagulare și floculare

Una dintre primele etape în majoritatea proceselor convenționale de purificare a apei este adăugarea de substanțe chimice pentru a ajuta la îndepărtarea particulelor suspendate în apă. Particulele pot fi anorganice, cum ar fi argila și nămolul, sau organice, cum ar fi algele, bacteriile, virușii, protozoarele și materia organică naturală. Particulele anorganice și organice contribuie la turbiditatea și culoarea apei.

Adaosul de coagulanți anorganici, cum ar fi sulfatul de aluminiu (sau alunul) sau sărurile de fier (III), cum ar fi clorura de fier (III), determină mai multe interacțiuni chimice și fizice simultane pe și între particule. În câteva secunde, sarcinile negative de pe particule sunt neutralizate de coagulanții anorganici. De asemenea, în câteva secunde, încep să se formeze precipitații de hidroxid metalic din ioni de fier și aluminiu. Aceste precipitate se combină în particule mai mari în cadrul unor procese naturale, cum ar fi mișcarea browniană și prin amestecarea indusă, care este uneori denumită floculare. Hidroxizii metalici amorfi sunt cunoscuți sub denumirea de „floc”. Hidroxizii mari, amorfi de aluminiu și fier (III) adsorb și înglobează particulele în suspensie și facilitează îndepărtarea particulelor prin procese ulterioare de sedimentare și filtrare.:8.2-8.3

Hidroxizii de aluminiu se formează într-un interval de pH destul de îngust, de obicei: 5,5 până la aproximativ 7,7. Hidroxizii de fier (III) se pot forma într-un interval de pH mai larg, inclusiv la niveluri de pH mai mici decât cele eficiente pentru alaun, în mod obișnuit: 5,0 până la 8,5.:679

În literatura de specialitate, există multe dezbateri și confuzii cu privire la utilizarea termenilor de coagulare și floculare: Unde se termină coagularea și unde începe flocularea? În instalațiile de purificare a apei, există, de obicei, un proces unitar de amestecare rapidă, cu energie ridicată (timp de detenție în secunde), prin care se adaugă substanțele chimice coagulante, urmat de bazine de floculare (timpii de detenție variază între 15 și 45 de minute) în care intrările de energie redusă fac să se rotească palete mari sau alte dispozitive de amestecare blândă pentru a spori formarea flocului. De fapt, procesele de coagulare și floculare sunt în curs de desfășurare odată ce se adaugă coagulanții din săruri metalice.:74-5

Polimerii organici au fost dezvoltați în anii 1960 ca adjuvanți ai coagulanților și, în unele cazuri, ca înlocuitori ai coagulanților anorganici din săruri metalice. Polimerii organici sintetici sunt compuși cu greutate moleculară mare care poartă sarcini negative, pozitive sau neutre. Atunci când polimerii organici sunt adăugați la apa cu particule, compușii cu greutate moleculară mare se adsorb pe suprafețele particulelor și, prin unirea interparticulară, se unesc cu alte particule pentru a forma flocul. PolyDADMAC este un polimer organic cationic (încărcat pozitiv) popular utilizat în instalațiile de purificare a apei.:667-8

Sedimentarea

Apele care ies din bazinul de floculare pot intra în bazinul de sedimentare, numit și clarificator sau bazin de decantare. Acesta este un bazin mare cu viteze reduse ale apei, permițând floculării să se sedimenteze pe fund. Bazinul de sedimentare este cel mai bine amplasat în apropierea bazinului de floculare, astfel încât tranzitul dintre cele două procese să nu permită sedimentarea sau spargerea flocului. Bazinele de sedimentare pot fi dreptunghiulare, unde apa curge de la un capăt la altul, sau circulare, unde curgerea se face dinspre centru spre exterior. Ieșirea din bazinul de sedimentare se face, de obicei, peste un baraj, astfel încât doar un strat superior subțire de apă – cel mai îndepărtat de nămol – iese.

În 1904, Allen Hazen a arătat că eficiența unui proces de sedimentare este o funcție a vitezei de sedimentare a particulelor, a debitului prin bazin și a suprafeței bazinului. Rezervoarele de sedimentare sunt proiectate de obicei într-un interval de viteze de revărsare de la 0,5 la 1,0 galoane pe minut pe picior pătrat (sau de la 1,25 la 2,5 litri pe metru pătrat pe oră). În general, eficiența bazinelor de sedimentare nu este funcție de timpul de detenție sau de adâncimea bazinului. Deși, adâncimea bazinului trebuie să fie suficientă astfel încât curenții de apă să nu perturbe nămolul și să fie promovate interacțiunile dintre particulele sedimentate. Pe măsură ce concentrațiile de particule din apa sedimentată cresc în apropierea suprafeței nămolului de pe fundul bazinului, vitezele de sedimentare pot crește din cauza coliziunilor și aglomerării particulelor. Timpii tipici de detenție pentru sedimentare variază între 1,5 și 4 ore, iar adâncimea bazinului variază între 3 și 4,5 metri (10 și 15 picioare).:9.39-9.40:790-1:140-2, 171

Placi sau tuburi plate înclinate pot fi adăugate la bazinele de sedimentare tradiționale pentru a îmbunătăți performanța de îndepărtare a particulelor. Plăcile și tuburile înclinate măresc drastic suprafața disponibilă pentru ca particulele să fie îndepărtate, în concordanță cu teoria originală a lui Hazen. Cantitatea de suprafață de sol ocupată de un bazin de sedimentare cu plăci sau tuburi înclinate poate fi mult mai mică decât un bazin de sedimentare convențional.

Stocarea și îndepărtarea nămolului

Pe măsură ce particulele se depun pe fundul unui bazin de sedimentare, se formează un strat de nămol pe fundul bazinului, care trebuie îndepărtat și tratat. Cantitatea de nămol generată este semnificativă, adesea între 3 și 5 % din volumul total de apă care trebuie tratată. Costul tratării și eliminării nămolului poate avea un impact asupra costului de operare a unei stații de tratare a apei. Bazinul de sedimentare poate fi echipat cu dispozitive mecanice de curățare care îi curăță continuu fundul, sau bazinul poate fi scos periodic din funcțiune și curățat manual.

Clarificatoare cu pătură de flocoane

O subcategorie a sedimentării este îndepărtarea particulelor prin prinderea într-un strat de flocoane în suspensie pe măsură ce apa este forțată în sus. Avantajul major al clarificatoarelor cu pătură de floc este că ocupă o suprafață mai mică decât sedimentarea convențională. Dezavantajele constau în faptul că eficiența îndepărtării particulelor poate fi foarte variabilă, în funcție de schimbările în calitatea apei influente și de debitul apei influente.:835-6

Flotație cu aer dizolvat

Când particulele care trebuie îndepărtate nu se depun ușor din soluție, se utilizează adesea flotația cu aer dizolvat (DAF). După procesele de coagulare și floculare, apa curge în rezervoarele DAF, unde difuzoarele de aer de pe fundul rezervorului creează bule fine care se atașează la flocoane, rezultând o masă plutitoare de flocoane concentrate. Pătura de floc plutitoare este îndepărtată de la suprafață, iar apa clarificată este retrasă de pe fundul bazinului DAF.Rezervele de apă care sunt deosebit de vulnerabile la înflorirea algelor unicelulare și rezervele de apă cu turbiditate scăzută și culoare ridicată utilizează adesea DAF. 9.46

Filtrare

După ce se separă cea mai mare parte a flocului, apa este filtrată ca etapă finală pentru a îndepărta particulele rămase în suspensie și flocul nefixat.

Filtre rapide cu nisip

Vedere în plan decupat a unui filtru rapid tipic cu nisip

Cel mai comun tip de filtru este un filtru rapid cu nisip. Apa se deplasează pe verticală prin nisip, care are adesea un strat de cărbune activ sau cărbune antracit deasupra nisipului. Stratul superior îndepărtează compușii organici, care contribuie la gust și miros. Spațiul dintre particulele de nisip este mai mare decât cele mai mici particule în suspensie, astfel încât simpla filtrare nu este suficientă. Majoritatea particulelor trec prin straturile de suprafață, dar sunt prinse în spațiile poroase sau aderă la particulele de nisip. Filtrarea eficientă se extinde în adâncimea filtrului. Această proprietate a filtrului este esențială pentru funcționarea sa: dacă stratul superior de nisip ar bloca toate particulele, filtrul s-ar înfundă rapid.

Pentru a curăța filtrul, apa este trecută rapid în sus prin filtru, în sens opus direcției normale (numită spălare inversă sau spălare inversă) pentru a elimina particulele încorporate sau nedorite. Înainte de această etapă, aerul comprimat poate fi suflat în sus prin partea inferioară a filtrului pentru a sparge mediul filtrant compactat pentru a ajuta procesul de spălare inversă; acest lucru este cunoscut sub numele de curățare cu aer. Această apă contaminată poate fi eliminată, împreună cu nămolul din bazinul de sedimentare, sau poate fi reciclată prin amestecarea cu apa brută care intră în instalație, deși acest lucru este adesea considerat o practică proastă, deoarece reintroduce o concentrație ridicată de bacterii în apa brută.

Câteva instalații de tratare a apei utilizează filtre sub presiune. Acestea funcționează pe același principiu ca și filtrele gravitaționale rapide, diferind prin faptul că mediul filtrant este închis într-un vas de oțel și apa este forțată să treacă prin el sub presiune.

Vantaje:

• Filtrează particule mult mai mici decât o pot face filtrele de hârtie și de nisip.
• Filtrează practic toate particulele mai mari decât dimensiunile porilor lor specificate.
• Sunt destul de subțiri și astfel lichidele curg prin ele destul de rapid.
• Sunt rezonabil de rezistente și astfel pot rezista la diferențe de presiune prin ele de obicei de 2-5 atmosfere.
• Ele pot fi curățate (spălare inversă) și refolosite.

Filtre lente cu nisip

Filtrare „artificială” lentă (o variantă a filtrării pe maluri) în sol la uzina de purificare a apei Káraný, Republica Cehă

Un profil al straturilor de pietriș, nisip și nisip fin folosite într-o uzină de filtrare lentă cu nisip.

Filtrele lente cu nisip pot fi folosite acolo unde există suficient teren și spațiu, deoarece apa curge foarte încet prin filtre. Aceste filtre se bazează mai degrabă pe procesele de tratare biologică pentru acțiunea lor decât pe filtrarea fizică. Ele sunt construite cu grijă folosind straturi de nisip gradat, cu cel mai grosier nisip, împreună cu ceva pietriș, la bază și cel mai fin nisip la partea superioară. Canalele de scurgere de la bază transportă apa tratată pentru dezinfectare. Filtrarea depinde de dezvoltarea unui strat biologic subțire, numit strat zoogleal sau Schmutzdecke, pe suprafața filtrului. Un filtru lent cu nisip eficient poate rămâne în funcțiune timp de mai multe săptămâni sau chiar luni, dacă pretratarea este bine concepută, și produce apă cu un nivel foarte scăzut de nutrienți disponibili, pe care metodele fizice de tratare rareori îl ating. Nivelurile foarte scăzute de nutrienți permit ca apa să fie trimisă în condiții de siguranță prin sistemele de distribuție cu niveluri foarte scăzute de dezinfectanți, reducând astfel iritarea consumatorilor din cauza nivelurilor ofensatoare de clor și a subproduselor de clor. Filtrele lente cu nisip nu sunt spălate înapoi; ele sunt întreținute prin răzuirea stratului superior de nisip atunci când debitul este în cele din urmă obstrucționat de creșterea biologică.

O formă specifică de filtru lent cu nisip „la scară largă” este procesul de filtrare pe maluri, în care sedimentele naturale de pe malul unui râu sunt folosite pentru a asigura o primă etapă de filtrare a contaminanților. Deși, de obicei, nu este suficient de curată pentru a fi folosită direct pentru apă potabilă, apa obținută din puțurile de extracție asociate este mult mai puțin problematică decât apa de râu luată direct din râu.

Filtrare cu membrană

Filtrele cu membrană sunt utilizate pe scară largă pentru filtrarea atât a apei potabile, cât și a apelor uzate. Pentru apa potabilă, filtrele cu membrană pot elimina practic toate particulele mai mari de 0,2 μm – inclusiv giardia și cryptosporidium. Filtrele cu membrană reprezintă o formă eficientă de tratare terțiară atunci când se dorește reutilizarea apei în industrie, în scopuri casnice limitate sau înainte de a o deversa într-un râu care este folosit de orașele situate mai în aval. Acestea sunt utilizate pe scară largă în industrie, în special pentru prepararea băuturilor (inclusiv a apei îmbuteliate). Cu toate acestea, nicio filtrare nu poate elimina substanțele care sunt de fapt dizolvate în apă, cum ar fi fosfații, nitrații și ionii de metale grele.

Eliminarea ionilor și a altor substanțe dizolvate

Membranele de ultrafiltrare utilizează membrane polimerice cu pori microscopici formați chimic care pot fi utilizate pentru a filtra substanțele dizolvate, evitând utilizarea de coagulanți. Tipul de mediu membranar determină câtă presiune este necesară pentru a conduce apa prin el și ce dimensiuni de microorganisme pot fi filtrate.

Schimbul de ioni: Sistemele de schimb de ioni utilizează coloane umplute cu rășini schimbătoare de ioni sau zeolite pentru a înlocui ionii nedoriți. Cel mai frecvent caz este cel al dedurizării apei, care constă în îndepărtarea ionilor Ca2+ și Mg2+, înlocuindu-i cu ioni benigni (favorabili săpunului) Na+ sau K+. Rășinile schimbătoare de ioni sunt, de asemenea, utilizate pentru a elimina ionii toxici, cum ar fi nitriții, plumbul, mercurul, arsenicul și mulți alții.

Amuierea precipitativă::13.12-13.58 Apa bogată în duritate (ioni de calciu și magneziu) este tratată cu var (oxid de calciu) și/sau sodă (carbonat de sodiu) pentru a precipita carbonatul de calciu din soluție utilizând efectul de ioni comuni.

Electrodeionizare: Apa este trecută între un electrod pozitiv și un electrod negativ. Membranele schimbătoare de ioni permit ca numai ionii pozitivi să migreze din apa tratată spre electrodul negativ și numai ionii negativi spre electrodul pozitiv. Apa deionizată de înaltă puritate este produsă în mod continuu, similar cu tratamentul prin schimb de ioni. Eliminarea completă a ionilor din apă este posibilă dacă sunt îndeplinite condițiile potrivite. În mod normal, apa este pretratată cu o unitate de osmoză inversă pentru a elimina contaminanții organici neionici și cu membrane de transfer de gaz pentru a elimina dioxidul de carbon. O recuperare a apei de 99% este posibilă dacă fluxul de concentrat este alimentat la intrarea RO.

Dezinfecție

Pompe utilizate pentru a adăuga cantitățile necesare de substanțe chimice la apa limpede la o stație de purificare a apei înainte de distribuție. De la stânga la dreapta: hipoclorit de sodiu pentru dezinfecție, ortofosfat de zinc ca inhibitor de coroziune, hidroxid de sodiu pentru ajustarea pH-ului și fluorură pentru prevenirea cariilor dentare.

Dezinfecția se realizează atât prin filtrarea microorganismelor dăunătoare, cât și prin adăugarea de substanțe chimice dezinfectante. Apa este dezinfectată pentru a ucide orice agenți patogeni care trec prin filtre și pentru a furniza o doză reziduală de dezinfectant pentru a ucide sau inactiva microorganismele potențial dăunătoare în sistemele de stocare și distribuție. Printre agenții patogeni posibili se numără viruși, bacterii, inclusiv Salmonella, Cholera, Campylobacter și Shigella, și protozoare, inclusiv Giardia lamblia și alte criptosporidii. După introducerea oricărui agent de dezinfecție chimică, apa este de obicei ținută în stocare temporară – adesea numită rezervor de contact sau puț transparent – pentru a permite ca acțiunea de dezinfecție să se completeze.

Dezinfecția cu clor

Cea mai frecventă metodă de dezinfecție implică o anumită formă de clor sau compuși ai acestuia, cum ar fi cloramina sau dioxidul de clor. Clorul este un oxidant puternic care ucide rapid multe microorganisme dăunătoare. Deoarece clorul este un gaz toxic, există pericolul unei eliberări asociate cu utilizarea sa. Această problemă este evitată prin utilizarea hipocloritului de sodiu, care este o soluție relativ ieftină utilizată în înălbitorul de uz casnic care eliberează clor liber atunci când este dizolvat în apă. Soluțiile de clor pot fi generate la fața locului prin electroliza soluțiilor de sare obișnuite. O formă solidă, hipocloritul de calciu, eliberează clor la contactul cu apa. Cu toate acestea, manipularea solidului necesită mai mult contact uman de rutină prin deschiderea pungilor și turnarea acestuia decât utilizarea buteliilor de gaz sau a înălbitorului, care sunt mai ușor de automatizat. Generarea de hipoclorit de sodiu lichid este ieftină și, de asemenea, mai sigură decât utilizarea clorului gazos sau solid. Nivelurile de clor de până la 4 miligrame pe litru (4 părți la milion) sunt considerate sigure în apa potabilă.

Toate formele de clor sunt utilizate pe scară largă, în ciuda dezavantajelor lor respective. Un dezavantaj este că clorul din orice sursă reacționează cu compușii organici naturali din apă pentru a forma subproduse chimice potențial dăunătoare. Acești produși secundari, trihalometanii (THM) și acizii haloacetici (HAA), sunt amândoi cancerigeni în cantități mari și sunt reglementați de Agenția de Protecție a Mediului din Statele Unite (EPA) și de Inspectoratul pentru apă potabilă din Regatul Unit. Formarea THM-urilor și a acizilor haloacetici poate fi redusă la minimum prin eliminarea eficientă a cât mai multor substanțe organice din apă înainte de adăugarea clorului. Deși clorul este eficient în uciderea bacteriilor, are o eficacitate limitată împotriva protozoarelor patogene care formează chisturi în apă, cum ar fi Giardia lamblia și Cryptosporidium.

Dezinfecția cu dioxid de clor

Diestoxidul de clor este un dezinfectant cu acțiune mai rapidă decât clorul elementar. Este utilizat relativ rar deoarece, în anumite circumstanțe, poate crea cantități excesive de clorit, care este un produs secundar reglementat la niveluri scăzute admise în Statele Unite. Dioxidul de clor poate fi furnizat sub formă de soluție apoasă și adăugat la apă pentru a evita problemele de manipulare a gazului; acumulările de dioxid de clor gazos pot detona spontan.

Cloraminare

Utilizarea cloraminei este din ce în ce mai frecventă ca dezinfectant. Deși cloramina nu este un oxidant la fel de puternic, aceasta oferă un reziduu de durată mai lungă decât clorul liber, datorită potențialului său redox mai scăzut în comparație cu clorul liber. De asemenea, nu formează cu ușurință THM sau acizi haloacetici (subproduse de dezinfecție).

Este posibil să se transforme clorul în cloramină prin adăugarea de amoniac în apă după adăugarea clorului. Clorul și amoniacul reacționează pentru a forma cloramină. Sistemele de distribuție a apei dezinfectate cu cloramine pot suferi nitrificare, deoarece amoniacul este un nutrient pentru dezvoltarea bacteriilor, nitrații fiind generați ca produs secundar.

Dezinfecția cu ozon

Ozonul este o moleculă instabilă care cedează cu ușurință un atom de oxigen, oferind un agent oxidant puternic care este toxic pentru majoritatea organismelor din apă. Este un dezinfectant foarte puternic, cu spectru larg, care este utilizat pe scară largă în Europa și în câteva municipalități din Statele Unite și Canada. Dezinfecția cu ozon, sau ozonarea, este o metodă eficientă de inactivare a protozoarelor dăunătoare care formează chisturi. De asemenea, funcționează bine împotriva aproape tuturor celorlalți agenți patogeni. Ozonul se obține prin trecerea oxigenului prin lumină ultravioletă sau printr-o descărcare electrică „rece”. Pentru a utiliza ozonul ca dezinfectant, acesta trebuie să fie creat la fața locului și adăugat în apă prin contact cu bulele. Printre avantajele ozonului se numără producerea de mai puține produse secundare periculoase și absența problemelor de gust și miros (în comparație cu clorinarea). În apă nu rămâne ozon rezidual. În absența unui dezinfectant rezidual în apă, se poate adăuga clor sau cloramină de-a lungul unui sistem de distribuție pentru a elimina orice agenți patogeni potențiali din conductele de distribuție.

Ozonul a fost utilizat în instalațiile de apă potabilă încă din 1906, când a fost construită prima instalație industrială de ozonare în Nisa, Franța. Administrația americană pentru alimente și medicamente a acceptat ozonul ca fiind sigur; și este aplicat ca agent antimicrobiologic pentru tratarea, depozitarea și prelucrarea alimentelor. Cu toate acestea, deși prin ozonare se formează mai puțini subproduse, s-a descoperit că ozonul reacționează cu ionii de bromură din apă pentru a produce concentrații de bromat, suspectat a fi cancerigen. Bromura poate fi găsită în rezervele de apă dulce în concentrații suficiente pentru a produce (după ozonare) mai mult de 10 părți pe miliard (ppb) de bromat – nivelul maxim de contaminare stabilit de USEPA. Dezinfecția cu ozon este, de asemenea, energofagă.

Dezinfecția cu ultraviolete

Lumina ultravioletă (UV) este foarte eficientă în inactivarea chisturilor, în apele cu turbiditate scăzută. Eficacitatea de dezinfecție a luminii UV scade pe măsură ce crește turbiditatea, ca urmare a absorbției, împrăștierii și umbririi provocate de solidele în suspensie. Principalul dezavantaj al utilizării radiației UV este că, la fel ca și tratamentul cu ozon, nu lasă dezinfectant rezidual în apă; prin urmare, este uneori necesar să se adauge un dezinfectant rezidual după procesul de dezinfecție primară. Acest lucru se face adesea prin adăugarea de cloramine, discutate mai sus ca dezinfectant primar. Atunci când sunt utilizate în acest mod, cloraminele oferă un dezinfectant rezidual eficient cu foarte puține dintre efectele negative ale clorinării.

Peste 2 milioane de persoane din 28 de țări în curs de dezvoltare folosesc dezinfecția solară pentru tratarea zilnică a apei potabile.

Radiații ionizante

Ca și UV, radiațiile ionizante (raze X, raze gamma și fascicule de electroni) au fost folosite pentru sterilizarea apei.

Bromurarea și iodarea

Bromul și iodul pot fi, de asemenea, folosite ca dezinfectanți. Cu toate acestea, clorul din apă este de peste trei ori mai eficient ca dezinfectant împotriva Escherichia coli decât o concentrație echivalentă de brom și de peste șase ori mai eficient decât o concentrație echivalentă de iod. Iodul este utilizat în mod obișnuit pentru purificarea portabilă a apei, iar bromul este obișnuit ca dezinfectant pentru piscine.

Purificarea portabilă a apei

Dispozitivele și metodele portabile de purificare a apei sunt disponibile pentru dezinfectarea și tratarea în situații de urgență sau în locații îndepărtate. Dezinfecția este obiectivul principal, deoarece considerațiile estetice, cum ar fi gustul, mirosul, aspectul și urme de contaminare chimică, nu afectează siguranța pe termen scurt a apei potabile.

Opțiuni suplimentare de tratament

1. Fluorizarea apei: în multe zone se adaugă fluor în apă cu scopul de a preveni cariile dentare. Fluorul este de obicei adăugat după procesul de dezinfecție. În SUA, fluorizarea se realizează de obicei prin adăugarea de acid hexafluorosilicicicic, care se descompune în apă, producând ioni de fluorură.
2. Condiționarea apei: Aceasta este o metodă de reducere a efectelor apei dure. În sistemele de apă supuse la încălzire se pot depune săruri de duritate, deoarece descompunerea ionilor de bicarbonat creează ioni de carbonat care precipită din soluție. Apa cu concentrații ridicate de săruri de duritate poate fi tratată cu cenușă de sodă (carbonat de sodiu) care precipită sărurile în exces, prin efectul de ioni comuni, producând carbonat de calciu de o puritate foarte ridicată. Carbonatul de calciu precipitat este vândut în mod tradițional producătorilor de pastă de dinți. Mai multe alte metode de tratare a apei industriale și rezidențiale sunt susținute (fără o acceptare științifică generală) ca incluzând utilizarea câmpurilor magnetice și/sau electrice care reduc efectele apei dure.
3. Reducerea plumbosolvenței: În zonele cu ape acidulate în mod natural și cu o conductivitate scăzută (de exemplu, precipitațiile de suprafață din munții montani cu roci ígnoase), apa poate fi capabilă să dizolve plumbul din orice țevi de plumb în care este transportată. Atât adăugarea unor cantități mici de ioni fosfat, cât și creșterea ușoară a pH-ului ajută la reducerea considerabilă a plumbo-solvenței prin crearea de săruri de plumb insolubile pe suprafețele interioare ale conductelor.
4. Eliminarea radiului: Unele surse de apă subterană conțin radiu, un element chimic radioactiv. Sursele tipice includ multe surse de apă subterană la nord de râul Illinois din Illinois, Statele Unite ale Americii. Radiul poate fi eliminat prin schimb de ioni, sau prin condiționarea apei. Fluxul de spălare sau nămolul care se produce este, totuși, un deșeu radioactiv de nivel scăzut.
5. Eliminarea fluorurilor: Deși fluorura este adăugată în apă în multe zone, unele zone ale lumii au niveluri excesive de fluorură naturală în sursa de apă. Nivelurile excesive pot fi toxice sau pot provoca efecte cosmetice nedorite, cum ar fi colorarea dinților. Metodele de reducere a nivelurilor de fluor este prin tratarea cu medii de filtrare din alumină activată și cărbune osos.

.