В развитых странах установка системы очистки воды на входе в квартиру или дом является неотъемлемым этапом благоустройства жилья, а фильтры для очистки воды относятся к бытовой технике первой необходимости. Мы предлагаем вам ответы на наиболее важные и интересные технические вопросы в области водоподготовки, а также ознакомиться с современным водоочистным оборудованием для квартир и коттеджей.
Механические примеси. В требованиях к качеству воды за них отвечает показатель мутности. Это самые крупные примеси, представляющие собой взвешенные в воде частицы песка, глины, ила, ржавчины и других веществ.
Вода с разной степенью мутности (единицы НЕФ).
Использование в быту воды, содержащей механические примеси, в течение короткого времени приводит к целому ряду повреждений сантехнического оборудования и бытовой техники:
забиванию форсунок душевых распылителей и кранов, гидромассажных панелей, сопел джакузи, устройств для полива, а также защитных фильтров бытовых приборов;
появлению отложений на внутренних поверхностях труб и, следовательно, к снижению их коррозионной устойчивости;
засорению и ускорению абразивного износа металлических швов и стыков, а также к выходу из строя клапанов и другой запорной арматуры;
появлению на сантехнике и кухонных поверхностях пятен грязи и налёта.
Жесткость воды. Этими словами производители стиральных и посудомоечных машин небезосновательно пугают с экранов телевизоров доверчивых домохозяек. Жесткость воды вызывают растворённые в ней соли кальция и магния. Часть этих солей при нагревании выпадает в осадок (временная жесткость), тем самым вызывая образование накипи на теплопередающих поверхностях. Согласно действующему нормативу на питьевую воду (СанПиН 10-124 РБ 99), показатель общей жесткости воды не должен превышать 7 мг-экв/л. Такая вода действительно не представляет угрозы для здоровья человека, однако, способна в сравнительно короткие сроки повредить бытовую технику и сантехническое оборудование. Железо и Марганец являются неотъемлемой составляющей практически любой артезианской и колодезной воды, поскольку входят в состав распространённых пород и минералов, контактирующих с природными водами. В период весеннего половодья концентрации этих элементов могут превышать нормативные и в водопроводной воде. Железо и марганец присутствуют в природных водах в виде минеральных и органических соединений, которые делают её коррозионно агрессивной. Их наличие придаёт воде металлический привкус и запах, сохраняющиеся в еде и напитках. Кроме того, эти примеси приводят к образованию желтых и черных пятен на сантехнике, порче одежды при стирке и образованию железистых отложений в трубах.
Минерализация. Характеризуется показателем сухого остатка и определяется количеством растворенных в воде минеральных веществ. В природной воде это чаще всего хлориды, сульфаты, карбонаты и гидрокарбонаты кальция, магния, натрия и калия. Высокое содержание сульфатов и хлоридов – одна из причин активной коррозии оборудования. Прежде всего эти примеси вызывают точечную коррозию трубопроводов и соединений. Кроме того, высокоминерализованная вода затрудняет уборку помещений, оставляя на всех поверхностях разводы и белесые пятна.
Хлор и Сероводород. Обнаружить сероводород в воде из скважин не составляет труда – он придаёт ей запах "тухлых яиц". Неприятные особенности этого газа – высокая растворимость и низкий порог ощутимости. Даже при малых концентрациях, соответствующих нормативам, вода может обладать резким неприятным запахом. Запах хлора характерен для водопроводной воды, поскольку его соединения применяются для дезинфекции воды водоканалами. Хлоргаз крайне токсичен и может вызвать серьезные раздражения слизистых оболочек и кожи даже во время принятия душа или ванны.
Нитраты. Чаще всего присутствуют в колодезной воде, особенно в районах активного сельскохозяйственного производства. Они вызывают кислородное голодание тканей организма. Нитраты коварны тем, что придают воде прекрасные вкусовые качества и чрезвычайно плохо удаляются системами очистки питьевой воды. Именно поэтому проблему нитратов необходимо решать на стадии очистки воды для всего дома.
Органические примеси. Характеризуются показателем окисляемости и являются одной из основных проблем водопроводной воды. Причина этого – высокое содержание в поверхностных водах природных органических веществ, продуктов разложения растений и животных. Эти примеси придают воде желтый или зеленоватый оттенок, а значит - использование такой воды в быту способно вызвать дискомфорт у любителей чистоты.
Типичные проблемы воды.
Водопроводная вода:
Механические примеси (песок, ржавчина, глина и др.)
Хлор
Органические примеси
Жесткость
Артезианская вода:
Механические примеси
Жесткость
Железо и марганец
Сероводород
Нитраты
Минерализация
Перед выбором системы очистки, воду необходимо проанализировать в специализированной лаборатории и, основываясь на результатах анализа, принимать решение об установке того или иного оборудования.
Первое, что необходимо знать специалисту – как правильно рассчитать производительность системы, исходя из потребностей в очищенной воде. Для этого нужно оценить максимальный расход воды в доме, т. е. количество воды в литрах, которое может расходоваться за единицу времени, если одновременно открыть все краны. Для этого достаточно иметь в виду, что один открытый кран обеспечивает расход воды от 8 до 10 литров в минуту. Таким образом, для квартиры с одним санузлом и кухней достаточно установить фильтр производительностью 16–20 литров в минуту или 1,0–1,2 м3/час. Важно выбрать фильтр нужной производительности, поскольку, в случае её превышения, качество очищенной воды резко ухудшится. Производительность фильтров определяет их размеры. Для небольших квартир существуют специальные компактные аппараты, так называемые "кабинеты", которые могут встраиваться в интерьер. Для частных домов и коттеджей, в связи с большим водопотреблением, используются аппараты больших размеров. Обычно их размещают в котельных или специальных бытовых помещениях.
Очистка от механических примесей. Начнем с механических примесей, наличие которых легко определить "на глаз" по помутнению воды в стакане или осадку на сетке крана. Для решения этой проблемы применяют механические фильтры. В механических фильтрах вода проходит через пористый материал или сетку, поры или размер ячеек которых не превышают 100 мкм (микрон). Удаление частиц размером более 100 мкм, обеспечивает надежную защиту трубопроводов и бытовой техники. Механические фильтры бывают двух типов: картриджные (полипропиленовые или веревочные) и сетчатые (из нержавеющей стали).
Для подземной воды лучше всего использовать картриджные ильтры, т.к. они надежно "впитывают" загрязнение любого характера, практически не меняя своей пропускной способности. Сетчатые фильтры целесообразно применять для водопроводной воды, которая обычно содержит меньше механических примесей. Эти фильтры обычно оборудованы устройствами промывки сетки, т.е. при их эксплуатации не нужна регулярная замена фильтрующих элементов, в отличие от картриджных. При выборе механического фильтра, следует иметь в виду, что при очистке воды с высоким содержанием железа, сетка сетчатых фильтров достаточно быстро загрязняется вплоть до блокирования фильтрации воды.
Механические фильтры обоих типов требуют минимального обслуживания, с которым легко справляется сам пользователь. В картриджном фильтре замену фильтрующего элемента необходимо производить, если показания манометров до и после фильтра отличаются на 1 атм, но не реже чем раз в полгода. Для сетчатых фильтров достаточно периодически на 1–2 минуты открывать кран промывки. Частота промывки определяется количеством накопившихся на сетке примесей. В многоэтажных домах рекомендуется использование сетчатых фильтров с клапанами понижения давления, которые нейтрализуют скачки давления в водопроводе.
На следующем этапе из воды удаляют растворенные минеральные примеси: соли кальция и магния, соединения железа и марганца, нитраты, аммоний или снижают общее солесодержание в зависимости от состава воды.
Удаление железа, марганца и органических соединений. Как уже отмечалось, для скважинной воды типичной проблемой является присутствие соединений железа и марганца. Существует несколько методов обезжелезивания и деманганизации. В настоящее время для обезжелезивания воды применяют два типа фильтров, которые отличаются по цене и принципу функционирования: безреагентные и реагентные.
Наиболее распространен метод обезжелезивания воды с применением кислорода воздуха. Такой метод называется безреагентным. Для растворения кислорода воздуха в воде производится аэрация: с помощью компрессора воздух под нагнетается в аэрационную колонну, в которой разбивается на мелкие пузырьки. Благодаря большой площади поверхности пузырьков воздуха и высокому давлению в воде растворяется достаточное количество кислорода, необходимое для окисления и удаления железа. Далее обогащенная кислородом вода поступает в фильтр обезжелезивания. Большим преимуществом безреагентных систем очистки от железа является отсутствие эксплуатационных затрат, связанных с наличием реагентов. Обезжелезивание скважинной воды производят, как правило, именно таким методом.
Второй по популярности метод обезжелезивания основывается на методе контактного фильтрования через гранулированный каталитический материал с предварительным добавлением в воду окислителя. В качестве таких окислителей, применяемых в системах очистки воды от железа, может использоваться, гипохлорит натрия, перманганат калия.
Умягчение. И для водопроводной, и для артезианской воды самой актуальной задачей является снижение жесткости воды. Для её решения применяется специальный фильтрующий материал – катионообменная смола (катионит). Смола поглощает ионы кальция и магния, в обмен на ионы натрия, которые переходят в воду. Для домашнего использования ионообменный материал засыпают в компактные полностью автоматические аппараты-умягчители. Процесс очистки осуществляется при прохождении воды через слой фильтрующего материала. В аппаратах также предусмотрена возможность автоматического удаления накопившихся примесей – регенерация фильтрующего материала. Для отмывки материала используется вода и поваренная соль, которая выпускается в таблетированном виде. Срок службы фильтрующего материала в среднем составляет около 5 лет.
Снижение солесодержания. Обратный осмос – это физический метод очистки воды, который основан на использовании специальных мембранных элементов. Мембраны пропускают молекулы воды и задерживают растворенные соли. В отличие от процессов умягчения, технологии обратного осмоса требуют дополнительного оборудования: накопительной емкости (бака), в которую направляется вода после очистки, и насосной станции. В случае использования данного метода очистки для получения питьевой воды необходимо помнить, что вода должна быть физиологически полноценной, и из нее в частности организм получает необходимые минералы и микроэлементы.
Очистка от нитратов. Отдельного внимания заслуживают нитраты в воде. Известно, что вода с нитратами наносит вред только при употреблении внутрь и совершенно безвредна при бытовом использовании. Далее мы обсудим особенности очистки воды от нитратов только потому, что их удаление с помощью фильтров питьевой воды ненадежно, не всегда эффективно и зачастую опасно для потребителя.
Для удаления нитратов используются два способа: специальные фильтрующие материалы – анионообменные смолы или обратный осмос. Второй способ значительно надежнее, но дороже. Применение смол требует более детального анализа исходной воды и тщательных расчетов. Не удивляйтесь, если Вас попросят провести дополнительные исследования воды на содержание хлоридов, сульфатов и гидрокарбонатов (показатель щелочность). Основная сложность очистки воды от нитратов состоит в том, что параллельно с их удалением также поглощаются сульфаты и гидрокарбонаты. Эти примеси конкурируют между собой, поэтому возможен случай, когда накопленные нитраты будут выталкиваться "конкурентами" в очищенную воду. В итоге потребитель получит воду, в которой содержание нитратов будет выше исходного. Тщательный расчет продолжительности работы фильтра требуется для того, чтобы вовремя его остановить и провести регенерацию. Важно отметить, что при высоком содержании нитратов (более 150 мг/л) может применяться комбинация перечисленных методов.
Удаление запахов. Завершающим этапом технологии подготовки воды для всего дома является удаление из воды запахов. Для очистки водопроводной воды от хлора используют активированные угли, произведенные из скорлупы кокосовых орехов. Угли обеспе-чивают идеальную воду для душа, ванной и просто для бытового применения. Обесхлореная вода не вызывает раздражений кожи и глаз.
Для удаления сероводорода, придающего скважинной воде запах тухлых яиц, используют специальный активированный уголь Centaur (Центавр). В больших концентрациях сероводород токсичен, однако даже при низком содержании он вызывает коррозии металлических предметов – столовых приборов, кухонных принадлежностей, ванн и др.
Активированные угли загружают в компактные аппараты, высотой 55 см и диаметром 30 см, которые могут использоваться для квартир и небольших коттеджей. Устройства работают полностью в автоматическом режиме. Удаление накопившихся примесей происходит путем промывки материала водой. Срок службы углей, как правило, не превышает 1,5 года. По истечении этого времени их заменяют на новые.
Безусловно, типового решения не существует, выбор оборудования водоподготовки осуществляется исходя из требований к воде, источника воды, анализа воды, производительности и т.д. Подбор должен осуществляться специалистами исходя из оптимизации затрат на установку и обслуживание оборудования водоподготовки.