Чистая вода в квартире и коттедже
Опубликовано: 11 августа 2010 г.
119
М. Лукьянцев
Современные технологии позволяют получить воду любой степени чистоты. Но прежде чем планировать меры по очистке, необходимо решить, насколько они экономически оправданы, сколько воды и какого качества требуется потребителю.
Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.
Российские требования к питьевой воде регламентированы рядом нормативных документов (СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения», СанПиН 2.1.4.1175-02 «Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников»). Как правило, вода в системах централизованного водоснабжения соответствует нормам. Но массовое распространение бытовой техники различного назначения, чувствительной к образованию накипи, а также желание иметь питьевую воду лучшего качества подталкивают многих горожан к поиску средств дополнительной очистки водопроводной воды.
После системы водоподготовки в воде содержатся: остатки (в допустимых концентрациях) исходных примесей и реагентов, примененных в процессе водоподготовки, и их производные (например, продукты хлорирования и озонирования); механические примеси и продукты коррозии, попавшие в воду при транспортировке по трубопроводам.
Вопросы водоподготовки для владельцев загородного жилья еще более актуальны. Качество воды из местных источников (колодцев, артезианских скважин) обычно не только существенно отклоняется от установленных санитарных норм, но и подвержено значительным сезонным колебаниям. Отопительные системы загородных домов также требуют применения воды, очищенной от механических примесей, солей жесткости и соединений железа.
Насадки и настольные фильтры
Один из простейших способов доочистки питьевой воды – применение фильтровнасадок, подключающихся к водоразборному крану. Устройства этого типа включают два основных элемента – собственно насадку на кран и корпус, в котором располагается фильтрующий элемент. Как правило, такое оборудование конструктивно подразделяется на съемные и стационарные фильтры. В первом случае на смесителе водоразборного крана постоянно находится лишь насадка с резьбой, на которую по мере возникновения потребности в очищенной воде навинчивается корпус. Стационарные фильтры-насадки находятся на кране постоянно. Включение и выключение режима фильтрации в зависимости от модели производятся либо поворотом корпуса фильтра, либо специальным переключателем. Сорбирующим веществом служит, как правило, активированный уголь. Также используются ионообменные материалы, полимеры со специальной пространственной структурой. Возможно оснащение прибора механическим предфильтром. Фильтры для холодной и горячей воды имеют различные исполнения.
Несколько более сложной конструкцией обладают настольные фильтрынасадки, также подразделяемые на съемные и стационарные. Первые, по мере надобности, подключаются к установленной на кране насадке посредством гибкого шланга; переключение режимов во вторых осуществляется переключателем. В сменных кассетах настольных фильтров применяются активированный уголь, ионообменные смолы, неорганические сорбенты. Для уничтожения бактерий может использоваться серебро.
На российском рынке представлены насадки и настольные фильтры производства Brita (Германия), Instapure (США), «Аквафор», «БМТ», «Гейзер», «Термоксид» (Россия) и др. Среди предлагаемого многообразия этого типа устройств отметим настольный фильтр-насадку «Барьер-Оптима» производства «Меттэм-Технологии» (Балашиха, Московская обл.), снабженный микропроцессорным индикатором ресурса сменной кассеты.
«Кувшины»
Фильтры-кувшины – одно из самых популярных решений доочистки воды в бытовых условиях. Они не требуют подключения к водопроводу и могут применяться не только дома, но и на природе. Очищаемая вода наливается в съемную верхнюю часть «кувшина» – воронку. Пройдя через фильтрующий элемент, вода поступает в сборную чашу. Обычно «кувшины» имеют прозрачный корпус, позволяющий визуально контролировать количество очищенной воды в чаше. Фильтры-кувшины оснащаются сменными многофункциональными картриджами на основе активированного угля с применением ионообменных смол, обезжелезивающих компонентов (например, «Дамфер»), серебра. Это позволяет удалять механические и органические примеси, остаточный хлор, а также умягчать воду. (Как правило, умягчение достигается путем натрий-катионирования. Но, например, в картриджах Maxtra компании Brita (Германия) используется ионообменная смола в Н-форме.)
Ведущие компании-производители предлагают для своих «кувшинов» картриджи нескольких типов, предназначенные для доочистки воды различного состава – «стандартной», с повышенным содержанием солей жесткости, соединений железа, нефтепродуктов. Ресурс картриджа может контролироваться с помощью цифрового или календарного индикатора.
В некоторых «кувшинах» реализован многоступенчатый процесс очистки. Так, в микрофильтре Coolmart CM 301 компании Doonam Biotech (Южная Корея) подготовка воды производится в четыре этапа. Предварительная грубая очистка обеспечивается микропористым (ресурс – от 2 до 6 мес) или керамическим (ресурс – до 1 года) фильтром. Основной фильтр (ресурс – от 6 мес до 1 года) содержит активированный кокосовый уголь и цеолит. После него вода поступает в элемент, содержащий песок, кораллы и серебро. Происходят уничтожение бактерий и адсорбция тяжелых металлов, а также лучшение органолептических свойств воды. На последнем этапе вода проходит через магнитное устройство.
В нашей стране доступны фильтрыкувшины производства Anna (Польша), Binatone (Великобритания), BioRay (Южная Корея), Brita (Германия), «Аквафор», «Гейзер», «Меттэм-Технологии», «Новая Вода» (Россия) и др.
Стационарные фильтры с отдельным краном
Стационарные бытовые фильтры устанавливают под мойкой и подключают к трубопроводу холодной воды. Они состоят из одного или нескольких модулей очистки, через которые последовательно проходит водопроводная вода. Такие системы обладают относительно высоким ресурсом и позволяют сразу получать очищенную воду. Конструктивно многоступенчатый фильтр представляет собой несколько закрепленных на едином кронштейне колб со сменными картриджами с выводом отдельного крана. Как правило, в первом (осадочном) модуле такого фильтра происходит механическая очистка воды. Для этого могут использоваться картриджи на основе вспененного полипропилена, нетканого полиэстера или волокнистого полипропилена. На последующих ступенях вода взаимодействует с ионообменными материалами и активированным углем.
Одно из преимуществ модульной компоновки – возможность гибкой настройки фильтровальной установки под актуальный состав воды. Сегодня в России предлагаются стационарные картриджные фильтры производства Atoll, Aquafilter, eSpring (США), НПП «Вита-Жизнь» (Украина), «Гейзер», «Новая Вода», «Техпром ПСТ» (Россия) и др. Многоступенчатые системы компании «Аквафор» (Санкт-Петербург) могут дооснащаться электронным индикатором ресурса, устанавливаемым между фильтром и отдельным краном для чистой воды. Такой индикатор отображает скорость фильтрации воды, оставшееся количество воды, которое может быть отфильтровано, а также количество дней до замены модуля. При истощении ресурса подается звуковой сигнал.
Мембранные системы
В настоящее время установки на основе мембранных технологий – ультрафильтрации и обратного осмоса – широко применяются в водоочистке. Общий элемент всех таких установок – синтетическая мембрана, подбираемая производителем в зависимости от решаемой задачи. Так, в установках обратного осмоса используются мембраны с размерами пор 0,0001–0,001 мкм. Они эффективно задерживают даже ионы и малые молекулы и позволяют получить практически дистиллированную воду; могут применяться для опреснения морской воды. Для ультрафильтрации используют мембраны с размерами пор 0,01–0,1 мкм, удерживающие макромолекулы, бактерии и вирусы. Такие установки позволяют сохранить изначальный минеральный состав очищаемой воды. В зависимости от конструкции, они подключаются либо к водопроводу холодной воды, либо напрямую к крану.
Забивка пор мембраны и потеря проницаемости – серьезная проблема, возникающая при эксплуатации мембранных систем. Чтобы снизить механическую и химическую нагрузку на мембрану, процесс водоочистки разбивается на несколько последовательных этапов. Поэтому мембранные установки имеют многоступенчатое исполнение. На первом этапе очищаемая вода проходит через механический фильтр, избавляясь от взвесей, песка, нерастворимых химических соединений. Второй этап – сорбция активированным углем – служит для удаления хлора и его соединения, а также большей части органических соединений. Проходя через мембрану, вода избавляется от оставшихся органических соединений, тяжелых металлов и микроорганизмов; задержанный концентрат сбрасывается в канализацию. На завершающем этапе происходит очистка воды от запахов и газов. Возможно применение дополнительного обеззараживания ультрафиолетовым излучением. Например, блоки обработки ультрафиолетом имеют некоторые модификации бытовых установок «Ключ-УФ» НПП «Мембранная техника и технология» (Москва).
При засорении мембраны ее регенерация осуществляется вручную или автоматически обратной промывкой или химическими методами. Для этого мембранные установки оснащаются блоком химической промывки с дозирующим насосом.
Фильтрационные установки на основе мембранных технологий для квартир и индивидуального жилья в России предлагают Atoll, Aquafilter, GE Osmonics (США), AquaPro (Тайвань), Bluefilters (Канада), «Альмус», «Аквафор», «Гейзер», «Новая Вода» (Россия) и др. Мировые лидеры производства рулонных мембранных элементов, используемых вомногих таких установках, – компании Dow Chemical (марка Filmtec) и Hydranautics (США).
Насыпные фильтры
Одно из распространенных решений водоподготовки в загородных домах – использование насыпных фильтров. Традиционной засыпкой в них служит кварцевый песок. При прохождении через насыпной фильтр вода очищается от механических примесей. Регенерация насыпных фильтров производится методом обратной промывки водой.
Применение в настоящее время засыпок новых типов позволило значительно повысить функциональность насыпных фильтров. В качестве засыпки используют природные минералы (например, гранитная крошка, цеолит), активированный уголь различного происхождения, синтетические ионообменные смолы. Тип засыпки выбирается исходя из состава исходной и назначения очищенной воды, а также места фильтра в системе водоподготовки. Самой эффективной, как правило, является многоступенчатая очистка с пропусканием воды через различные фильтрующие среды (например, механическая очистка песком, обезжелезивание Birm, сорбция активированным углем, умягчение ионообменным материалом). Она может быть реализована как последовательным прохождением очищаемой воды через несколько насыпных фильтров с однородными засыпками разного типа, так и многокомпонентной засыпкой в одном корпусе. (Отметим, что грамотный расчет многокомпонентной загрузки не по силам дилетанту и должен быть поручен профессионалу.)
Во время регенерации насыпного фильтра получение очищенной воды невозможно. Поэтому наряду с одиночными применяются двойные, работающие параллельно, а также сдвоенные, замещающие друг друга только на время регенерации. Большее количество параллельно подключенных фильтров для индивидуального жилья считается нецелесообразным.
В нашей стране представлена широкая гамма насыпных фильтров и засыпок отечественного и зарубежного производства. Например, предлагаются установки производства Ecowater, Rainsoft, WaterBoss (США); засыпки – производства Clack Corporation, Dow Chemical (США), Purolite (Великобритания), «Уралхимпласт», «Химимпэкс» (Россия).
Механические фильтры
Магистральные механические фильтры стационарно устанавливаются на входе воды в дом. Они задерживают механические нерастворимые примеси (ржавчину, песок, ил) и являются обязательным шагом водоподготовки технической и питьевой воды из местных источников (скважин, водоемов). Могут использоваться в качестве фильтров предварительной очистки для фильтров других типов, установленных перед точками водоразбора. Механические фильтры подразделяются на картриджные и промывные.
Картриджные фильтры имеют разборную пластиковую или из нержавеющей стали колбу стандарта Slim Line или Big Blue, в которую вставляется сменный фильтрующий элемент (как правило, одноразовый) на основе вспененного полипропилена или полипропиленового шнура. Пластиковые колбы для холодной и горячей воды принято окрашивать в разные цвета (для горячей воды, как правило, – в красный или черный). Такие фильтры в нашей стране предлагают Pentek (Бельгия), Aqua (Италия), SYR (Германия), «Гейзер» (Россия) и др.
Фильтрующим элементов в промывных фильтрах служит металлическая либо полимерная сетка. Также фильтры могут оснащаться манометром и редукционным клапаном понижения выходного давления. В зависимости от направления потока промывной воды при регенерации фильтра, различают фильтры с прямой и обратной промывкой. Режим промывки включается вручную поворотом шарового клапана; сброс промывной воды осуществляется в емкость или в канализацию. Установка специальных приводов позволяет осуществлять промывку в автоматическом режиме – по перепаду давления воды в фильтре, в соответствии с заданным интервалом или по внешнему управляющему сигналу. Промывные фильтры для холодной и горячей воды имеют различные исполнения.
Этот вид оборудования не требует замены расходных материалов, надежен и удобен в обслуживании. Эксплуатационные сроки современных механических фильтров измеряются десятилетиями. Так, компания BWT (Германия) предоставляет 30-летний срок гарантии на свои механические сетчатые фильтры обратной промывки серии Infinity. В России доступны промывные механические фильтры производства Honeywell Braukman, SYR (Германия), IMT (Швейцария), RBM (Италия) и других компаний.
Наряду с картриджными и промывными для водоочистки от механических примесей в индивидуальном секторе применяют дисковые фильтры. Фильтрующим элементом в них служат полимерные диски с нанесенными на поверхности канавками, ширина которых соответствует размеру задерживаемых частиц. Под давлением воды диски прижимаются друг к другу, образуя объемную сетчатую структуру. При промывке диски разжимаются и освобождают задержанные загрязнения, которые смываются водой. В России предлагаются дисковые фильтры производства Arkal (Израиль).
Устройства защиты от накипи
Предназначение магнитных преобразователей воды – защита узлов отопительной и другой техники от известковых отложений. В зависимости от конструкции, монтаж прибора на трубопровод производится накладкой либо врезкой. Под воздействием магнитного поля кристаллы солей жесткости меняют форму и становятся мельче, образуя хлопья. В России доступны магнитные преобразователи воды производства Ametek (США), Aquamax, RBM (Италия), BWT (Германия), Mediagon (Швейцария), «Магнитные водные системы», «Магниты и водные системы», «Рунга» (Россия) и других компаний.
Еще один способ борьбы с известковыми отложениями – использование приборов для обработки воды электромагнитными волнами (диапазон применяемых частот – 1–10 кГц). В состав преобразователя, как правило, входят частотный генератор и микропроцессор в едином корпусе, провода-излучатели и блок электропитания. По намотанным на трубопровод излучателям передаются сигналы, меняющие структуру солей жесткости в протекающей воде и разрушающие старые отложения. В нашей стране приборы этого типа выпускают, например, компании «АНН» (Уфа), «Машимпекс», «Экосервис-Технохим», «Экмон», «Энирис-СГ» (Москва); предлагают – Aquatech (Словакия), Trebema (Швеция), Water King (Великобритания). Недавно в России были представлены приборы марки Vulkan германской фирмы Christiani Wassertechnik, воздействующие на соли жесткости высокочастотными (около 2,1 кГц) импульсами.
Эффективность применения перечисленных противонакипных устройств защиты может снижаться из-за высокой турбулентности, продолжительного хранения воды при высокой температуре (водонагреватели) и других факторов. Следует также иметь в виду, что подобные приборы не изменяют химический состав воды и не могут рассматриваться в качестве альтернативы умягчающим фильтрам, если требуется мягкая вода.
Предотвращение образования минеральных отложений и коррозии может быть также достигнуто добавлением в воду специальных реагентов. Такие аппараты-дозаторы в нашей стране предлагают, в частности, немецкая BWT и CIB Ital из Италии.
Статья напечатана в журнале «Аква-Терм» #4(38) 2007