打开水龙头，将水倒入水壶中，这会更容易吗？ 以河水为水，将其净化为饮用水，然后将脏污水转化为清洁水-还有什么比这更困难？ 而且更贵。 我们计算出河流中的水如何进入我们的水龙头，以及清洁它需要支付多少费用。
淡水的主要来源
我们星球的71％被水覆盖。 基本上是盐水，绝对不适合饮用。 在世界水总量中，
只有3％是新鲜的 。 如果从这一适度的量中除去两极的68％的冰和30％的地下淡水泉，那么永久冻土中的0.8％，湖泊中的0.2％，河流中的0.006％和大气中的剩余部分将被保留。 也就是说，地球上容易获得的淡水数量很少，最常见的是未经处理就不适合饮用。 因此，我们将以饮用水是一种昂贵而稀缺的资源为出发点。
俄罗斯的地表淡水数量最多，因此，大多数情况下，用于城市供水的水取自大湖泊和河流。 对于小型定居点，使用自流井。 但是，即使在河流相对较干净的地区或已钻探井的地区，也需要对水进行准备，然后才能将其用于中央供水，因为水中可能存在病毒，危险细菌，重金属和其他化学污染物。 因此，腺体水会侵袭肝脏和心血管系统，过量的氟化物会破坏牙齿和骨骼，燃烧垃圾留下的二恶英会损害神经系统并导致癌症，太硬的水会刺激肾结石的形成，并导致儿童和儿童的发育不良。引起贫血。 关于细菌和病毒，所以一切都清楚了-提供了疾病，过敏和消化系统疾病。 是的，用过的水也很容易清洗，而不仅仅是排回河里。
城市水处理周期包括两个阶段：从水体取水和用于输水管道的处理，然后处理产生的污水并将水排回到水体中。 即供水和排污。
供水用水处理
首先，以莫斯科为例，我们将弄清水是如何进入供水系统的。 根据Mosvodokanal网站，“莫斯科地区的集中供水主要来自地表水。 它们是Moskvoretsko-Vazuzskaya和Volzhskaya水系统，包括15个水库和供水路径-莫斯科河及其支流和以其命名的运河 莫斯科。” 首都取水站每天的总失水量为1100万立方米，几乎是消耗量的四倍。
莫斯科人从流经整个城市的莫斯科河中喝水，尽管起初这个想法很恐怖。 实际上，在四处水处理厂之一中，在运输河水进入公寓之前，水要经过全面处理。 从河流取水的地方是封闭的，并受到严格的保护-这些实际上是战略目标。
粗过滤后，将水进行臭氧处理，处理各种尺寸的有机物，并与混凝剂和絮凝剂混合。 这些试剂将剩余的污染物“敲除”成薄片，然后沉淀下来。 水与试剂的混合会在十分钟之内发生-随着时间的推移，不会形成薄片，而混合时间越长，它们开始分解。 沉淀后，水再次被臭氧化并送去过滤。
污泥剥落后的细流水。 资料来源：Mosvodokanal过滤器是两米厚的沙子层，水可以自然流过。 这样的过滤器每天大约需要通过背部的净水清洁一次。 然后，将水倒入另一个水箱中，水在其自身重量下也流过一个半米的木炭层。
纯化的最后阶段是能够保留大小仅为0.01微米的颗粒的膜（这不是错别字）。 每小时，用反流的水清洗膜。 从这一刻起，水被认为可以饮用，即对健康完全安全。 每四个小时在所有阶段进行一次水分析，并且在风险增加的情况下（例如，春季洪水）每小时进行一次。
膜模块及其内容。 资料来源：Mosvodokanal顺便说一句，他们不能用氯清洁水-在最后要添加氯，或者说是安全的次氯酸钠，以防止在通过城市管道时污染水。 至少在莫斯科，官方认为冷自来水完全安全，无需额外纯化和沸腾。
污水处理
将河水转化为饮用水并不容易，但是将污水净化为清洁，环保的水甚至更加困难。 首都有四个水处理厂，下水道的污水在那里流过。 现代化之后，其中最大，最现代化的Kuryanovskaya每天可处理
310万立方米 。 必要时，吕伯特西人的建筑物将另外获得300万立方米，泽列诺格拉茨克和布托夫斯基-22万立方米。 也就是说，将莫斯科的废水转化为清洁安全水的处理设施的动力储备是该城市当前消耗量的两倍。
他们是这样工作的。 首先，管道通过管道流入处理设备的接收室-这些是大型水箱，直到最近才打开，难闻的气味从这些水箱散布到数千米左右。 幸运的是，莫斯科的废水处理厂被特殊的覆盖物覆盖，因此附近房屋的居民终于能够忘记下水道的气味。
带有大量碎屑的难以忍受的脏水排入下水道，需要进行粗略的机械清洁，在此过程中，所有肉眼可见的异物都会被清除。 将干燥的残渣压榨并运输到存储垃圾填埋场。
此外，在沉淀池中，一部分泥浆自然沉降，然后可以将仍然脏且有臭味的水送去曝气。 在此过程中，在曝气池中（这不是错字！），水与特殊的污泥和细菌混合，从而“消耗”了大多数污染物和有机物。
在温暖的含氧水中，细菌可以更快地清洗水。 资料来源：Mosvodokanal沉淀污泥由吸水泵缓慢清除。 您一定已经看过治疗设施的照片，其中从中心到边缘在圆形水池中建造了一座桥。 这是ilosos，它像钟针一样缓慢旋转，并从底部收集淤泥。 污泥泵运行结束时，水已变得外观干净，但仍不安全。
污泥拖车是污水处理厂中最知名的部分。 资料来源：Mosvodokanal在最后阶段，用强大的石英灯对莫斯科废水处理厂的水进行消毒，然后倒入河中。 从形式上说，以前的下水道排水口比从河中获得的用于供水的主要处理水要干净。 顺便说一下，不可能对污水进行氯化或臭氧处理，否则残留的微量气体和化学物质将掉入河中，并与细菌一起破坏所有生物。
Mosvodokanal现代清洁的清晰示意图。 资料来源：Mosvodokanal口袋里的净水器
用于将任何水清洁到饮用水水平的便携式产品的想法一直很重要。 第一次世界大战期间，士兵们制造了沙子，砾石和砖块的过滤器；含氯和脱氯剂的药片则打算单独使用。 现在，用二氯异氰尿酸的钠盐对水进行消毒的药片正投入俄罗斯军方的RPI中。
这不是宣传st头-LifeStraw便携式过滤器确实可以让您从任何来源喝水。 好吧，或者几乎来自任何地方...来源：Vestergaard2008年，来自瑞士Vestergaard公司的LifeStraw管式过滤器是一项真正的突破，您可以通过它从几乎任何水库（甚至是水坑）中喝水。 LifeStraw和典型的碳过滤器之间的区别在于，使用的管状膜的孔径为0.2微米，比煤炭更能应付细菌和寄生虫。 早期版本的LifeStraw无法防御重金属和病毒，但是更新的
LifeStraw Flex能够将其过滤掉。 LifeStraw的不同版本的资源从1800到4000升不等，价格从19.95美元起。
一堆细管-这是LifeStraw膜过滤系统。 与莫斯科处理设施的膜过滤器完全相同。 资料来源：YouTube现在出售，您可以找到许多带有过滤器的旅游瓶和管，但是，值得注意过滤器元件。 如果在说明中仅提及煤，则不应冒险从水坑和立式水库中取水-限制自己取水。 煤对水进行除臭，除去重金属和氯，但会传播病毒和细菌。
净水要多少钱？
将数百万吨废物转化为水的科学技术听起来很不错，但如此复杂的过程要花多少钱？ 在莫斯科的
公开预算中 ，每年约有9亿卢布被分配用于废物的收集，处置和废水处理，而这仅仅是对现有基础设施的维护。 更新和建造新结构的成本可能高达数十亿美元。
尽管事实证明，尽管首都的人口在20年中增长了三分之一，但有效利用和经济措施已经使减少水的浪费成为可能，即使在莫斯科也是如此。 根据同一份Mosvodokanal的说法，莫斯科人在2018年花费了约300万立方米的水。 如果在1995年，该市每个居民每天向下水道倒水约450升，而现在则约为202升。
重要的是，在用于水处理的供水上花费了大量金钱这一事实。 例如，在美国，这是
所有用电量的4％ 。
更便宜吗？
如果供水公司手边没有便宜且环保的（稀有组合）能源，那么您必须做自己想做的事情，即使用当地的能源公司并按既定价格向他们付款。 将来可以通过升级站的设备来节省一些费用，但这需要大量的投资。 只有一种方法：在不影响治疗质量的前提下提高能量消耗效率。
对于日本来说，水处理的能源成本也成为一个问题-消耗该国0.7％的电力，该岛上的电力比俄罗斯贵得多。 东芝基础设施系统与解决方案公司水与环境系统首席专家Yukio Hiraoka
提出了全天动态改变空气流量以供水曝气
的想法 。 细菌生命所必需的通气，占处理设施电力的60％，但是，废水的流量随一天中的时间而变化-早晨和晚上的时间更多，晚上几乎没有新的排水管，对纯净水的过度通气不会产生任何东西。 因此，您可以在保持水净化效果的同时，改变空气供应，而不必以相同功率进行恒定曝气。
东芝附加曝气系统。 资料来源：东芝为了确定水的质量，使用了NH4-N标记，其含量表明出水已经准备好进行进一步处理。 基于这一事实，东芝创建了一种传感器，用于检查NH4-N的浓度和溶解在水中的氧气量。 专用软件读取传感器读数，并在必要时“拧紧阀门”，停止无意义的过度充气。
东芝的发展使空气流量减少了10.3％，这使它可以收回两年多一点的时间，并随后通过减少气泵的电力消耗来降低水处理成本。 东芝解决方案不需要重新配备处理设备，它只是一个传感器，计算机和软件，但是如果在全国范围内使用该解决方案，例如在俄罗斯，则水处理方面的节省将达到数十亿卢布。