Другие названия – грубая очистка, механическая фильтрация. Является первым и необходимым этапом подготовки воды. Целью механической фильтрации является удаление из воды крупных загрязнений, таких как песок, частицы окалины и т.д. Служит для предохранения оборудования очистки воды и запорной арматуры от повреждений. Чаще всего осуществляется на патронных фильтрах с сетчатой фильтрующей перегородкой.

Является основной технологической стадией процесса предварительной очистки воды, в результате которой из воды извлекаются не только дисперсные вещества, но и коллоидные примеси. Осуществляется на скорых насыпных напорных фильтрах механической очистки серии AN. В качестве загрузки используются кварцевый песок, гидроантрацит, кальцит и т.д. Принцип действия основан на объемной фильтрации через слой зернистого материала. Процесс чаще всего совмещается с процессами коагуляции и флотации.

Имеет приоритетное распространение в качестве одной из основных стадий процесса предварительной очистки воды. Предназначены для защиты последующих стадий очистки воды (чаще всего ионного обмена и мембранной очистки) от железа и марганца. Принцип действия основан на ускорении реакции окисления растворенных форм железа и марганца при прохождении смеси воды и окислителя через зернистый слой каталитического материала – каталитическое обезжелезивание. При этом растворенные формы железа и марганца переходят в труднорастворимые и задерживаются на фильтрующей загрузке. Процесс осуществляется на скорых насыпных напорных фильтрах каталитического обезжелезивания серии BR. В качестве окислителя используют кислород воздуха (аэрация воды), озон, химические вещества (окислители): гипохлорит натрия, перманганат калия, перекись водорода путем их пропорционального дозирования с помощью насосов-дозаторов.

Используется для улучшения вкусовых качеств воды, удаления из воды нежелательных неорганических соединений (сероводорода, сульфидов, меркаптанов, солей тяжелых металлов, хлора, и пр.), а также органических веществ естественного и искусственного происхождения (хлорорганических веществ, полисахаридов, нефтепродуктов, алифатических спиртов, полифенолов, СПАВ, пестицидов и пр.). Принцип действия основан на адсорбции перечисленных веществ с помощью адсорбентов: активных углях, цеолитах, молекулярных ситах, шунгите и т.д. В промышленных масштабах осуществляется на скорых насыпных напорных фильтрах адсорбционной очистки серии AC, в быту и для мелкосерийного производства на патронных фильтрах с использованием сорбционно-фильтрующих элементов или насыпных картриджей.

Используется для удаления солей жесткости (катионов кальция (Ca²⁺) и магния (Mg²⁺)) из воды ионным обменом (Na-катионированием воды). В качестве фильтрующего материала используется сильнокислотный катионит, находящийся в Na-форме. Он удаляет ионы кальция и магния из воды, замещая их ионами натрия. Метод относится к методам периодического действия, т.е. после исчерпания емкости катионита проводится его регенерация раствором поваренной соли (NaCl). В промышленных масштабах осуществляется на скорых насыпных напорных фильтрах умягчения серии VAS, в коттеджах и для мелкосерийного производства на скорых насыпных напорных фильтрах умягчения серии VAK, в быту на патронных фильтрах с использованием сорбционно-фильтрующих элементов или насыпных картриджей. При получении питающей воды для котлов часто используют двухступенчатое умягчение.

Коагулирование (коагуляция) примесей воды – процесс укрупнения коллоидных и диспергированных частиц, происходящий вследствие их слипания. Осуществляется за счет пропорционального дозирования в воду растворов специальных химических веществ (коагулянтов) с помощью насосов-дозаторов. Коагуляция завершается образованием видимых невооруженным глазом хлопьев и выпадением их в осадок при отстаивании. В результате коагуляции вода становится прозрачнее, обесцвечивается.

Флокуляция, вид коагуляции, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воде, образуют рыхлые хлопьевидные скопления – флокулы. Возникающие при этом агрегаты образуют хлопья, которые могут быть легко удалены отстаиванием или фильтрованием. Процесс осуществляют за счет пропорционального дозирования в воду растворов специальных химических веществ (флокулянтов) с помощью насосов-дозаторов, а также за счет тепловых, механических, электрических и пр. воздействий на обрабатываемую воду. Флокуляцию чаще всего совмещают с коагуляцией.

Основан на явлении обратного осмоса, т.е. на явлении перетекания молекул чистой воды из раствора при создании давления, превышающего осмотическое, в направлении от раствора к обессоленной воде через полупроницаемую мембранную перегородку. При этом поток исходной воды делится на два: пермеат – чистую (обессоленную) воду и концентрат, в котором находятся растворенные в исходной воде соли. Процесс осуществляют на установках обратного осмоса с помощью создания высокого давления на мембранных обратноосмотических модулях. Для промышленного обессоливания воды обратным осмосом используют установки обратного осмоса серии RO, для полупромышленного и мелкосерийного производства – установки обратного осмоса серии ARO, в быту – установки обратного осмоса серии AP. При получении ультрачистой воды для микроэлектроники, фармацевтики и медицины часто используют двухступенчатые установки обратного осмоса.

Основан на последовательном фильтровании воды через H⁺-катионитовый, а затем OH^--анионитовый фильтры. В H⁺-катионитовом фильтре содержащиеся в воде катионы обмениваются на водород-катионы, в OH^--анионитовом фильтре – анионы, образовавшихся кислот заменяются анионы OH^-. Метод относится к методам периодического действия, т.е. после исчерпания емкости ионитов проводится их регенерация: для катионита раствором кислоты (HCl или H₂SO₄), для анионитов – раствором щелочи (NaOH). Процесс осуществляется на скорых насыпных напорных фильтрах H⁺-катионирования и OH^--анионирования. Для удаления углекислого газа, образовавшегося в процессе H⁺-катионирования, между стадиями обессоливания воды применяют декарбонизаторы, т.е. устройства, позволяющие удалить CO₂ из воды за счет ее насыщения воздухом.

Основано на фильтровании воды через смесь H⁺-катионита и OH^--анионитов. Процесс похож на H⁺-катионирование и OH^--анионирование с той разницей, что эти два процесса совмещены в одном фильтрующем слое: смеси катионита и анионитов. Основным назначением процесса является получение ультрачистой воды с удельным сопротивлением 16-18 МОм. Метод относится к методам периодического действия, т.е. после исчерпания емкости ионитов после отделения катионита от анионитов проводится их раздельная регенерация: для катионита раствором кислоты (HCl или H₂SO₄), для анионитов – раствором щелочи (NaOH). Процесс осуществляется на фильтрах смешанного действия. В последнее время чаще используются готовые смеси ионитов, которые регенерации не подлежат. Для аппаратурного оформления такого процесса в промышленных масштабах используются фильтры смешанного действия серии VAM, для мелкосерийного производства патронные фильтры с насыпными картриджами.

Основным назначением процесса является получение ультрачистой воды с удельным сопротивлением 10-16 МОм. Основной движущей силой процесса электродеионизации является разность потенциалов постоянного электрического поля по обе стороны мембранного канала, который образован катионообменной и анионообменной мембранами и заполнен смесью катионита и анионитов. Разность потенциалов обеспечивает как перенос растворенных ионов из потока воды через ионоселективные мембраны, так и непрерывную регенерацию ионитов. Процесс осуществляется в установках электродеионизации воды. Для обеспечения устойчивой работы установок электродеионизации необходимо предварительно обессолить воду с помощью двухступенчатого обратного осмоса или ионного обмена.

В настоящее время – наиболее распространенный способ обеззараживания питьевой воды. Основан на способности свободного хлора и его соединений взаимодействовать с протеинами и амино-соединениями, содержащимися в оболочке бактерий и их внутриклеточном веществе. В результате такого взаимодействия происходят окислительные процессы, химические изменения внутриклеточного вещества, распад структуры клеток и гибель бактерий и микроорганизмов. Для обеззараживания питьевой воды применяют хлор, двуокись хлора, хлорамин, соли хлорноватистой кислоты и хлорную известь. Необходимая доза препарата определяется хлор-поглощаемостью воды (т.е. количеством хлора, необходимым для окисления и связывания в основном органических соединений, которые содержатся в воде) и устанавливается пробным хлорированием воды. Хлор вводят с избытком (остаточный хлор) с целью уничтожения микробов, попадающих в воду после её хлорирования. Содержание остаточного свободного хлора через 30 мин после хлорирования должно быть не менее 0,3 мг/л. Наиболее распространенным хлорсодержащим реагентом является гипохлорит натрия (NaOCl). Процесс хлорирования воды гипохлоритом натрия осуществляют за счет пропорционального дозирования его раствора в воду помощью насосов-дозаторов.

Метод ультрафиолетового обеззараживания воды является наиболее востребованным. Обеззараживающее воздействие ультрафиолетового (УФ) излучения с длиной волны 254 нм основано на необратимых повреждениях нуклеиновых кислот, а именно ДНК и РНК, которые содержатся во всех клетках живых организмов и являются носителями наследственной информации. В результате этого удвоение ДНК/РНК делается невозможным, а, следовательно, невозможно и размножение клеточного микроорганизма. Инактивированный таким образом микроорганизм уже не представляет никакой опасности для других «живых» организмов, в т.ч. для организма человека. Дозы ультрафиолета, применяемые для обеззараживания, зависят от физико-химических свойств воды; типа контролируемых микроорганизмов; исходного и требуемого уровней микроорганизмов. Процесс осуществляется на установках УФ-обеззараживания, состоящих из блока излучения закрытого типа и блока контроля и управления. Основным преимуществом УФ-обеззараживания является то, что оно не изменяет физико-химические показатели воды, привкус и запах воды.

Без корректировки химического состава воды редко обходится процесс подготовки воды практически для любой отрасли промышленности, особенно если в технологическую цепочку процесса очистки воды входят стадии мембранной очистки. Но лидирующие позиции в использовании «корректировки воды» занимают пищевая промышленность и теплоэнергетика. Для пищевых производств характерна необходимость получения воды с определенным химическим составом: жесткостью (а подчас с точным содержанием кальция и магния), щелочностью, значением рН, а последнее время с заданным содержанием йода, фтора, селена и прочих микроэлементов. В теплоэнергетике с помощью корректировки химического состава воды изменяют ее рН, коррозионную активность, снижают возможность накипеобразования и биообрастания (вода для водогрейных и паровых котлов, вода для оборотных систем водоснабжения, обработка систем парового конденсата и пр.). Процесс осуществляют за счет пропорционального дозирования в воду растворов химических веществ или добавок с помощью насосов-дозаторов.

Фильтрование воды на патронных фильтрах относится к процессу микрофильтрации и используется во всех технологических цепочках водоподготовки для тонкой очистки воды: после насыпных фильтров, перед УФ-стерилизаторами, обратным осмосом и другими баромембранными процессами, а также для фильтрования промывочной и подпиточной воды, фильтрования воды в быту. Основное назначение процесса – удаление из воды взвешенных веществ и коллоидных примесей, не удаленных процессами, предшествующими стадии микрофильтрации, или стадиями, на которых возможно образование взвешенных веществ. Главным достоинством процесса фильтрования на патронных фильтрах является то, что для улучшения качества воды он, как правило, не использует дополнительно ни химикатов, ни электричества – движущей силой процесса является перепад давления на фильтрующей перегородке. Осуществляется на фильтрующих модулях, состоящих из патронного фильтродержателя и одного или нескольких патронных фильтрующих элементов. Отдельные фильтрующие модули могут объединяться в каскадные установки микрофильтрации, которые служат для получения воды очень высокого качества (ультрачистой воды).