Фільтри грубої і тонкої очистки води

Погодьтеся, що коли йде мова про криниці, то у більшості зз зразу виникає стійка асоціація з ідеально чистою і смачною питною водою. Напевно, вагомий внесок у цю усталену думку внесли літературні твори – дуже часто у них згадується «кришталево чиста кринична вода». Крім того, у багатьох є власний досвід, коли під час походу за літній спеці величезним задоволенням стають кілька ковтків холодної води з ліпшого джерела – вона дійсно здається дивовижно чистою і свіжою.

Але ось у тих людей, які користуються водою з колодязя або свердловини постійно, часто на цей рахунок існує і інша думка. На жаль, але якість автономних джерел водопостачання дуже часто далеко не тільки від ідеалу, а й від встановлених допустимих санітарних норм. І для того щоб використання джерела було абсолютно безпечним і комфортним, застосовують спеціальні системи водопідготовки, які включають різноманітні по виконанню і за принципами роботи фільтри грубої і тонкої очистки води.

Для чого потрібні фільтри грубої і тонкої очистки води?

Автономні джерела водопостачання вкрай рідко можуть «похвалитися» абсолютною чистотою води. Від тих чи інших типів забруднень не застраховані ні поверхневі водоносні шари, з яких харчуються колодязі, ні глибинні, до яких пробурені свердловини. Все це має пояснення – подібні прояви викликаються і цілком звичайними природними процесами, і техногенними факторами, до яких, до речі, нерідко доводиться відносити порушення технологій будівництва та обладнання точок водозабору або порушення правил їх експлуатації.

Як створюються джерела автономного водопостачання?

Для кожного типу водозабору існують власні правила його створення та обладнання. У спеціальних публікаціях нашого порталу можна знайти чимало корисної інформації про те, як самостійно викопати і облаштувати колодязь, пробурити водоносную свердловину, і про те, як потім від точок водозабору провести водопровід у будинок.

• Якими особливостями може відрізнятися вода з колодязів?

Найбільш близкорасположенные до поверхні землі водоносні шари, природно, є і в максимальній мірі вразливими до зовнішніх негативних впливів.

— В першу чергу, навіть на найбільш сприятливих з точки зору екології ділянках постійно йде «біологічний кругообіг» — грунт збагачується органікою, безперервно відбувається природний процес її розкладання, а це саме по собі – ідеальні умови для розвитку мікробіологічних форм життя. Само собою, все це «багате різноманіття мікроорганізмів, у тому числі – і вираженого патогенного характеру, має всі шанси просочитися в використовуваний джерело води.

— Друга складова проблеми – це поверхневі забруднення грунтових шарів промисловими викидами, вихлопами автомобілів, розлитими нафтопродуктами, хімікатами агротехнічного або навіть побутового застосування. Все це активно переноситься разом з талою або зливової водою, вбирається в грунт і цілком може потрапити у верхні водоносні шари. Нерідко цьому сприяє і неправильне обладнання колодязя, зокрема, неякісна його зовнішня гідроізоляція.

В результаті вода з колодязя, навіть досить глибокого, близько 20 метрів, може «віддавати» нафтопродуктами, мати виражений гнильний запах або характерний «аромат» сірководню. Буває, що навіть органолептично, на дотик, вода має слизову консистенцію або «цвіте» – це явна ознака рясного вмісту бактерій. Але запах – запах, а практично визначити неможливо без спеціальних лабораторних досліджень, але від цього не стають менш небезпечними є солі важких металів, нітритні або нітратні сполуки, отрутохімікати та інші забруднюючі воду компоненти. І плюс до всього – що відкладається поступово на дні колодязя іл ілі намываемые піщані відкладення. Одним словом, використання води з колодязя без очищення пов’язане з дуже високими ризиками.

• А що можна сказати про свердловини?

Тут, здавалося б, все повинно відбуватися більш благополучно? Поверхневі забруднення в нижні водоносні шари практично не проникають, вираженої біологічної активності – теж немає. Однак, далеко не все так «гладко».

Насамперед, слід зазначити, що деякі види мікроорганізмів не тільки виживають на значних глибинах, але ще і активно розмножуються в таких умовах. Мова йде про так званих серобактериях, наявність яких нерідко призводить до досить поширеного явища – вода з «чистою», здавалося б, свердловина через певний проміжок часу починає пахнути сірководнем.

А друге те, що свердловинах притаманна інша крайність – це надмірна мінералізація води. Постійний контакт водоносних шарів з пластами різних геологічних порід викликає насичення воли солями – сульфідами, карбонатами, хлоридами кальцію і магнію, розчиненим залізом, іншими неорганічними компонентами, в залежності від будови ґрунтів в конкретному регіоні. Така вода має виражену жорсткість, і стає причиною цілого ряду проблем при її побутовому використанні.

Розгорнуту картину станом вживаної води, особливо в тому випадку, коли особливих зовнішніх проявів немає, здатний дати тільки лабораторний аналіз. На його основі можна буде правильно спланувати систему фільтрації та очищення води для конкретних умов. При цьому слід пам’ятати, що стан автономних джерел буває сильно залежним від часу року і усталеної погоди, так що для достовірності картини, швидше за все, доведеться протестувати кілька проб, рознесених за часом і припадають на найбільш «екстремальні» періоди – масове весняне танення снігу, пік спекотної посушливої погоди і затяжні осінні дощі.

Проблема очищення води, у багатьох своїх аспектах, безпосередньо стосується і власників навіть того житла, яке підключено до центральної системи водопостачання. Навіть при якісномногоуровневом процесі водопідготовки на центральному водозаборі і насосных станціях, на шляху прямування до споживачів якість може істотно знижуватися – з-за незадовільного стану старих зношених водопровідних комунікацій.

Різноманітність пристрою точного кондиціютб для фільтрації та очищення води дуже велика. Але все ж можна виділити дві основні групи.

• Перша – це фільтри грубого очищення води, тобто її механічної фільтрації від зважених твердих домішок. Без цього «кордону» використання яких би то не було систем доочистки буде або неможливим, або є вкрай неефективним.
• Друга група – пристрої тонкого очищення, яких вже буде прямо залежати від якості конкретного джерела води. Про це буде розказано нижче.

Фільтри механічної очистки води

Як вже говорилося, без системи грубої фільтрації обійтися, напевно, в принципі неможливо, якою б чистотою води ні славився її джерело. Ніхто і ніщо не може гарантувати попадання дрібних піщинок або мулу, органічних волокон, часток окалини, зірвалися з стін фрагментів вапняного нальоту і т. п. Такі суспензії і неприємні самі по собі, і призводять до заростання труб, особливо на фітингах або поворотах, і швидко виводять з ладу сантехніку. Абразивний вплив твердих включень «з’їдає» гумові і полімерні ущільнення, пошкоджує керамічні деталі кранів або картриджів змішувачів. Серйозно може постраждати від цього і велика побутова техніка – пральні або посудомийні машини, бойлери, колонки та інші прилади.

Якщо використовується автономне джерело водопостачання, то, як правило, перший рубіж механічної очистки розташований вже на самій погружном насосі або на кінці забірного рукава. При виборі насосного обладнання цей момент обов’язково враховують – виходячи з особливостей колодязя, відкритого водоймища або свердловини.

Як правильно вибрати насос для автономного водопостачання?

Насосне обладнання, що використовується для забезпечення житлового будинку водою, повинно відповідати цілому ряду вимог. Рекомендації по вибору насоса для свердловини можна знайти в спеціальній публікації порталу.

Безумовно, на цьому етапі первинної фільтрації видаляються тільки великі суспензії, і про прийнятну чистоті води говорити поки не доводиться. Ось саме тепер перебуває робота для фільтрів грубого очищення.

Фільтри первинної механічної очистки води — грязьовики

Принцип їх роботи простий. Вода проходить через пористу структуру того чи іншого типу, яка не пропускає далі зважені тверді включення. Діаметр (розмір) осередки сітки зумовлює глибину очищення. Як правило, якщо розмова йде про фільтрах грубого очищення, то мається на увазі утримання частинок розміром від 100 мкм і вище. Втім, часто зустрічаються вироби, які також називають фільтрами грубого очищення, але володіють здібностями відокремлювати включення діаметром близько 50 мкм.

У багатьох фільтрах грубого очищення додатково використовується і інший принцип — їх конструкція така, що потік води потрапляє у розширюється простір, де різко втрачає в швидкості, і самі великі частинки осідають на дно під дією гравітаційних сил. Зазвичай такі фільтри ставлять на передові позиції», перед врізкою в водопровідну систему приватного або навіть міського багатоповерхового будинку.

Якщо є можливість, то можна встановити два, а то і більше фільтрів грубого очищення, природно, з поступовим зниженням розміру комірки сітки – так буде досягатися оптимальний результат з найменшою імовірністю швидкого виходу пристроїв з ладу або без необхідності проведення частих промивок.

• Фільтри, що першими зустрічають потік води з джерела, очищають його від найбільш великих включень, нерідко називають цілком зрозумілим терміном – грязевиками. Вони можуть відрізнятися розмірами, способом врізки в трубу — бути фланцевими або муфтовыми (різьбовими), особливостями конструкції. Так, бувають грязьовики у формі вертикально розташованого циліндра – у них якраз і використовується принцип гравітаційного осідання осаду. Дуже поширені так звані «косі» грязьовики, з характерною конфігурацією фільтрувальної камери, розташованої похило до труби.

Всі подібні грязьовики потребують регулярної перевірки й очищення від скупчився осаду (шламу). Для цього вони оснащуються різьбовими або фланцевими пробками, після зняття якої з’являється доступ до фільтруючому сітчастому елементу та накопичувальної камері. Нерідко під пробкою розташовані і магнітні вставки, які притягують до себе залізовмісні тверді частинки, підвищуючи тим самим якість фільтрації.

Грязьовики – важливий елемент систем водопроводу та опалення

Більшість використовуваних в побутових умовах пристроїв такого класу цілком підходить і для водопровідних труб, і для контурів опалення. Більш детально про фільтрах-грязевиках можна дізнатися в спеціальній публікації порталу.

Сітчасті фільтри механічної очистки

Набагато зручніший у використанні, і в регулярному обслуговуванні сітчасті промивні фільтри.

Вони складаються з металевого корпусу (поз. 1) з різьбовими муфтами або патрубками для врізання в трубу (поз. 2). Багато фільтри відразу комплектуються накидними гайками («американками»), які гранично спрощують процес монтажу і дозволяють вільно знімати виріб при необхідності.

Знизу на герметично накручений металевий або прозорий пластиковий стакан (поз. 3). Всередині нього розміщено сітка, зазвичай виконана їх харчової нержавійки (поз. 4). Знизу склянку закінчується краном і зливним патрубком, що дозволяє проводити промивання фільтра потоком води.

Більш якісною, безумовно, є зворотна промивка – потік води, спрямований з протилежного боку, набагато краще чистить комірки сітки. У деяких моделях фільтрів ця функція закладена в їх конструкцію. Якщо ні, то можна просто організувати при монтажі трубної розводки зворотний петлю, що дозволяє тимчасово передавати потік води при промивці.

Багато фільтри оснащені манометром (поз. 6), що показує тиск у водопроводі. Манометрів може бути і два, на вході і на виході – різниця показників дає можливість судити про ступінь засміченості фільтруючого елемента. Нерідко такий фільтр поєднаний з редуктором тиску – це дає можливість регулювати рівень напору води, що буває важливо для побутової техніки, підключеної до водопроводу.

Визнаним лідером з виробництва подібних сітчастих фільтрів є компанія «Нonеywell». Її ассортимент чрезвычайно широкий – від найпростіших недорогих типів до оснащені механізмом зворотного промивання, або навіть здійснюють самоочиску – зворотну промивку у автоматичному режимі, у міру засмічення фільтруючого елемента.

Деякі моделі сітчастих фільтрів «Нonеywell» представлені в таблиці:

Модель	Ілюстрація	Короткий опис	Розмір осередку фільтруючої	Габарити (монтажна довжина × висота), маса	Середня вартість
FF06 1/2″ AA (miniplus)		Зовнішнє різьбове з’єднання½», «американки» в комплекті. Латунний корпус, прозорий стакан з ударостійкого пластику. Для холодної води – до 40°С. Максимальний розхід води – 1,5 м3/год. Тиск в системі: до 1,6 Мпа. Додаткового оснащення немає.	100 мкм	140×158 мм, 0,7 кг	2740 руб.
FF06 3/4″ AAM (miniplus)		З’єднання¾». Латунні корпус і склянку. Може використовуватися як для холодної, так і гарячої води – верхня межа 80°С. Максимальний витрата – 3,0 м3/год, тиск – 2,5 Мпа. Додаткового оснащення немає	100 мкм	158×180 мм, 1,0 кг	3880 руб.
FK06 1/2″ AA		З’єднання½». Латунний корпус і прозорий ударостійкий склянку. Для холодної води – до 40°С. Максимальний тиск на вході – 1,6 Мпа. Вбудований редуктор тиску з діапазоном регулювання на виході від 0,16 до 0,6 Мпа. Піковий витрата – 1,8 м3/год. Передбачені два посадочні отвори для встановлення манометрів на вході і виході.	100 мкм	140×245 мм, 0,7 кг	5200 руб.
FK06 3/4″ AAM		Фільтр для очищення холодної і гарячої води. Металевий непрозорий склянку. З’єднання¾». Робочий тиск на вході – 2,5 Мпа. Вбудований редуктор з діапазоном від 0,15 до 0,6 Мпа на виході. Витрата піковий для побутового використання – до 2,9 м3/год.	100 мкм	160×245 мм, 1,0 кг	7950 руб.
F74С 1″ AA		Фільтр сітчастий магістральний для очищення холодної води (до 30°С). З’єднання 1″. Вбудований механізм зворотного промивання фільтрованою водою. Можливість підключення приводу автоматичної промивки. Кільце-пам’ятка про необхідність обслуговування. Витрата 4,0 м3/год. Робочий тиск – від 0,15 до 1.6 Мпа. Вбудований манометр.	Залежно від модифікації: АА – 100 мкм; АС – 50 мкм; АD – 200 мкм.	105×324 мм, 3,2 кг	11650 руб
F76S 1/2″ AA		Фільтр для холодної води із приєднанням½», але високими показниками продуктивності – до 3,2 м3/год. Механізм зворотного промивання з ручним керуванням або з автоматичним режимом очищення по заданому часу (блок купується окремо). Вбудований манометр.	За бажанням споживача використовується сітка з широкого розмірного діапазону: В – 20 мкм; З – 50 мкм; А – 100 мкм; D – 200 мкм. Допустимо застосування вкладишів в зборі з сітками: Е – 300 мкм; F – 500 мкм.	140×449 мм, 2,9 кг	13850 руб.

Сітчасті фільтри «Нonеywell» відрізняються високою якістю, і завжди супроводжуються паспортом вироби з обов’язковою гарантією виробника. Купувати їх у спеціалізованих магазинах, щоб не нарватися на підробку, яких, на жаль, чимало.

Відео: фільтр сітчастий «Нonеywell»

Фільтри механічної очистки картриджного типу

Дуже зручні у використанні фільтри механічної очистки патронного (картриджноготипу. Серед побутових пристроїв вони займають одну з лідируючих позицій за рахунок невисокої ціни та простоти в експлуатації.

Конструктивно вони складаються з корпусу (поз. 1) з різьбовими гніздами для підключення до водопроводу на½; ¾ або 1 дюйм (поз.2). Корпус зазвичай оснащений системою підвісу його на стіну на кронштейні (поз. 3) або консолі. Зазвичай зверху корпуса розташована кнопка або пробка (поз.4) для стравлювання тиску у фільтрі при його обслуговуванні. Знизу до корпусу кріпиться циліндр (стакан) з металу, непрозорого або прозорого пластика (поз. 5). З’єднання герметизується кільцевою прокладкою і накидною різьбовою муфтою (поз. 6) (в деяких моделях сама колба має різьбове з’єднання з корпусом). В комплекті фільтра йде спеціальний ключ (поз. 70) для герметичного обтиску склянки.

Всередині склянки встановлюється змінний картридж (патрон). Це завжди – порожнистий циліндр, стінки якого виконують фільтруючу функцію. Вода при русі через фільтр надходить в зовнішній обсяг склянки, проникає крізь верстати патрона в його внутрішню порожнину, і вже звідти рухається до вихідного отвору фільтра. Природно, конструкція фільтра і картриджа передбачає щільне їх прилягання один до одного, щоб вода не знаходила собі «лазівки» для вільного проходу.

Матеріал і форма виконання фільтруючих стінок циліндричного картриджа може відрізнятися. Так, можна придбати фільтруючий елемент з намотаних поліпропіленових ниток (поз. а), з спіненого губчастого поліпропілену (поз. в), поліпропіленової гофри. Поліпропілен обраний в якості матеріалу невипадково – він хімічно інертний і має сертифікацію для використання в харчовій промисловості і в медичних цілях, тобто нездатний чинити негативний вплив на воду, уживану в питних цілях.

Зрозуміло, що такі картриджі мають певний ресурс використання, і після його вироблення підлягають заміні. Але можна придбати патрон і з сітчастою структурою, яка піддається обслуговування – очищенні і промиванні (поз. б).

Розміри переважної більшості картриджів витримані в єдиних стандартах: SLIМ LINE або BIG ВLUE з довжиною 5, 10 або 20 дюймів.

Розмір фільтруючої осередку подібних картриджів може бути настільки малий (близько 1 ÷ 5 мкм), що навіть важко їх назвати фільтрами грубого очищення. Це, швидше, система тонкої механічної фільтрації. Але щоб такий пристрій не забивалося швидко великими включеннями, його рекомендується встановлювати після вже згаданих грязьовиків або сітчастих фільтрів.

Єдиний недолік такої схеми – це необхідність придбання змінного картриджа. Однак, вартість їх невисока, і дозволити собі регулярну заміну фільтруючого елемента зможе кожен.

Модель	Ілюстрація	Основні характеристики	Розмір осередку фільтруючої	Ціна
PS-1M (5М; 10М; 20М)		Стандарт «Slim Line», розмір 10″ (254 мм). Фільтраційний матеріал – спінений поліпропілен. Для холодної води (від +2 до +35°С). Ресурс – до 10 м3, а заміна не рідше 1 разу на 6 місяців. Рекомендована продуктивність – до 10 л/хв.	В залежності від моделі – 1; 5; 10 або 20 мкм	75 руб.
PP-1M (5М; 10М; 20М)		Всі дані – аналогічні зазначеним вище. Відмінність – фільтруючий елемент з намотаного поліпропіленового шнура («мотузка»).	В залежності від моделі – 1; 5; 10 або 20 мкм	90 руб.
EL-5M (20М)		Відмінність – фільтруючий елемент з гофрованого нетканого поліпропіленового полотна. Картридж витримує до 6 циклів промивки. Швидкість фільтрації — до 20 л/хв.	В залежності від моделі – 5 або 20 мкм	200 руб.
NET-10		Картридж стандарту «Slim Line» з сітчастою полімерної структурою, що припускає регулярне обслуговування (промивання). Швидкість фільтрації – до 50 л/хв.	150 мкм	220 руб.
PS-5M-10BB (10М, 20М)		Стандарт «Big Blue», довжина 10″. Матеріал – спінені поліпропілен. Рекомендований витрата – до 15 л/хв. Ресурс – до 20 м3, але з обов’язковою заміною раз на півроку.	В залежності від моделі – 5; 10 або 20 мкм	280 руб.
PP-5M-10BB (10М; 20М)		Те ж саме, але з намотувального поліпропілену.	В залежності від моделі – 5; 10 або 20 мкм	370 руб.
EL-5M-10BB (20М)		Відмінність – фільтруючий елемент їх поліпропіленової гофри з можливістю проведення до 6 промивок. Швидкість фільтрації – до 30 л/хв.	В залежності від моделі – 5 або 20 мкм	500 руб.
NETSS-10BB		Сітчастий фільтр з нержавіючої сталі, стандарту «Big Blue» довжиною 10″. Швидкість фільтрації – до 200 л/хв.	150 мкм	3000 руб.

Для більш продуктивних фільтрів стандарту «Big Blue» з довжиною 20 дюймів також випускаються відповідні картриджі, в цілому повторюють будову елемента і розмір осередків моделей, зазначених у таблиці. Природно, у них більший ресурс – до 40 м3, вище швидкість фільтрації. Але періодичність зміни (або промивання – для обслуговуваних моделей) все одно витримується єдиної – не рідше 1 разу на 6 місяців. Відповідно, вище і ціна виробів.

Дуже велику зручність фільтрів стандартів SLIМ LINE і BIG ВLUE ще і в тому, що їх корпусу у повній мірі універсальні – у них можу використовуватися картриджі не тільки для механічної очистки води, але і для більш глибокої, про яку мова піде в наступному розділі.

Фільтри та пристрої тонкої очистки води

Видалення з маси води, що надходить твердих включень зовсім не вирішує всіх проблем. Як вже говорилося, особливу проблему складають розчинені в рідині мінеральні або органічні речовини, що знаходяться в ній мікроорганізми – все це може зробити воду непридатною для харчових потреб, небезпечної для вживання або, в кращому випадку, істотно знизити її смакові якості.

Існує кілька основних технологій тонкого очищення води, які реалізовані в різних фільтруючих приладах або змінних картриджів до них. Доцільність застосування специфічних фільтрів залежить виключно від результатів аналізу основного джерела води.

Очищення води від заліза

Багато незручностей і серйозних неприємностей може спричинити надмірний вміст заліза в надходить воді. На жаль, дуже часто воно перевищує встановлену Санпін гранично допустиму концентрацію – 0,3 мг/літр.

Залізо в складі води може приймати різні форми:

• Завжди присутній розчинене залізо у вільній двовалентній формі (Fe+2). Воно абсолютно не помітно візуально, і ніяк не піддається звичайної механічної фільтрації.
• Взаємодія двовалентного заліза з киснем повітря або розчиненим у воді викликає його перехід в трехвалентную форму. Це вже – дрібнодисперсна консистенція, зважена в товщі рідини. Той самий іржавий наліт, який залишає вода – це прояв саме такий хімічної форми заліза. Піддається відстоювання і тонкої фільтрації.

• Органічне колоїдне залізо – хоча і є суспензією, але настільки мілкою, що відстоювання і фільтрації практично не піддається.
• Залізо у формі гідроксиду – нерозчинний осад, що легко видаляється механічної фільтрацією.
• Дуже незвичайна форма – бактеріальне залізо. Воно проявляється слизовими нальотами на стінках судин або тонкою плівкою на поверхні води. По суті – це колонії бактерій і продукти їх життєдіяльності – ці мікроорганізми, що харчуються за рахунок енергії, що виділяється в процесі перетворення двовалентної форми в трехвалентную.

Наскільки небезпечно перевищення концентрації заліза у воді?

• В принципі, корисний в помірних дозах для організму людини елемент, при великому змісті часто викликає порушення обмінних процесів, дисфункцію нирок, печінки, наднирників, щитовидної залози. Може негативно змінитися склад крові, що призведе до тяжких і частих алергічних проявів. А залізобактерії нерідко стають причиною серйозних отруєнь або хронічних розладів системи травлення.
• Вода з підвищеним вмістом заліза стає неприємною на смак.
• Тверді форми заліза, якщо їх не видалити з води, призводять до поступового засмічення труб і швидкого зносу сантехнічних і побутових приладів.
• Після прання на білизні можуть залишатися жовті плями. Раковини і ванни постійно будуть мати неохайний вигляд.

Існує чимало технологій знезалізнення, але багато з них застосовні тільки в промислових масштабах – на станціях підготовки води. А яким чином можна позбутися від заліза у воді на побутовому рівні?

• Аерація і подальшою фільтрацією

Раз двовалентне залізо при реакції з киснем переходить у нерозчинну трехвалентную форму, значить необхідно створити умови для максимального контакту води з повітрям. Один із способів – аерація (барботация) – пропускання дрібних повітряних бульбашок через воду. Це реалізується в аераційних колонах.

У таку колону подається вода з джерела, через яку постійно пропускається нагнітається компресором повітря. Управління зазвичай здійснюється в автоматичному режимі – при відкритті крана спрацьовує датчик потоку, що передає сигнал управління на запустиладоомпрессора.

Аерація, крім знезалізнення, здатна виконати ще ряд корисних функцій. Так, бульбашки повітря здатні захопити і вивести в дренаж дрібні тверді включення мінеральної або органічної природи – знижується навантаження для подальших ланцюга фільтруючих пристроїв. Крім того, це дає ефект у боротьбі з сірководнем – про це буде розказано нижче.

Аэрационную колону, якщо вона потрібна, звичайно розміщують після магістрального фільтра грубої очистки. Це – досить дорогі вироби (зазвичай вартість повного комплекту аерації навіть мінімальної продуктивності починається з позначки в 30 тисяч рублів), але в умовах, коли автономний джерело не відрізняється чистотою води, без них обійтися складно.

• Знезалізнення за реагентної технології

Швидке окислення заліза і перехід його у придатний для механічної фільтрації стан можуть бути викликані спеціальними потужними окислювальними компонентами – яскравий приклад того звичайна марганцівка (перманганат калію). Проте, такий спосіб вимагає дуже точного дозування, постійного поповнення реагенту, і при найменшому порушенні технології не є цілком безпечним для організму людини. На побутовому рівні він не використовується.

• Безреагентної метод очищення від заліза

Це – найбільш широко застосовувана технологія. Сенс її в тому, що вода контактує зі спеціальною засипанням, яка сама по собі не вступає в реакцію, але стимулює використання кисню, що міститься у воді для окислення заліза.

Засипка може бути, як мінеральної (наприклад, доломіт, цеоліт, глауконіт), так і синтетичної або комплексною («Pyrolox», «МЖФ», «ВIRM», «МGS»).

Такі очисники можуть бути виконані у вигляді колон, або ж у формі картриджів до вже згадуваним фільтрів патронного типу.

Характерно, що в процесі окислення заліза компонентна засипка практично не витрачається. Перейшло у тверду фазу залізо або залишається в самій засипці, або видаляється далі по ходу води у сорбційного або тонкому механічному фільтрі. Засипний склад легко регенерується — очищається промиванням води. Правда, картриджі для знезалізнення – одноразові, і регенерації, на жаль, не підлягають.

Модель	Ілюстрація	Основні характеристики	Ціна
Колона для знезалізнення Clack 1054		На основі безреагентного наповнювача «Superferox». Ручний клапан промивки. Обсяг наповнювача я — 40 л, дренажного гравію – 10 кг. Об’єм води для регенерації – 300 к. Діаметр труб приєднання до водопроводу — 1″, до дренажу – ½». Висота установки – 1520 мм, глибина – 550 мм. Маса – 40 кг	18000 руб.
Колона для знезалізнення Runxin 1054		На основі безреагентного наповнювача «Superferox». Автоматична промивка реагенту і дренажу. Продуктивність 0,9 м3. Висота установки – 1520 мм, глибина – 550 мм. Маса – 40 кг	26900 руб.
Картридж для знезалізнення IR-10		Стандарту «Slim Line» довжиною 10″. Засипка — BIRM. Продуктивність – до 2 л/хв. Ресурс – 4 м3 або півроку експлуатації.	380 руб.
Картридж для знезалізнення IR-10BB		Стандарту «Big Blue» довжиною 10″. Засипка — BIRM. Продуктивність – до 8 л/хв. Ресурс – 12 м3 або півроку експлуатації.	1200 руб.
Картридж для знезалізнення IR-20BB		Стандарту «Big Blue» довжиною 20″. Засипка — BIRM. Продуктивність – до 15 л/хв. Ресурс – 24 м3 або півроку експлуатації.	2300 руб.

Є у безреагентного методу свої недоліки:

• Є певні обмеження за хімічним складом води – зокрема, за її кислотності та концентрації лужних складових. Це обов’язково зазначається у паспортах виробів. Також необхідно до такого знезалізнення позбутися від підвищеної концентрації розчиненого сірководню.
• «Власного» кисню води може бути недостатньо для якісного очищення її від заліза таким методом. Вихід – рекомендована попередня аерація.
• Таке очищення не робить ніякого впливу на біохімічних, в тому числі – патогенний склад води. Потрібно подальше знезараження.
• Система в ході експлуатації потребує регулярного обслуговування – промивання та прочищення. Нехтування цими операціями може закінчитися виходом з ладу обладнання – втратою засипанням своїх каталітичних якостей.

Багато системи очищення дуже тісно функціонально пов’язані між собою. Так, безреагентної метод знезалізнення води успішно діє і на розчинені солі магнію, які стають причиною підвищеної її жорсткості. Так само, як і інші методи очищення (наприклад, іонообмінний або за технологією зворотного осмосу) впливають і на вміст заліза у воді.

Способи очищення води від сірководню

Неприємний Запах сірководню вже сам по собі, і така вода малопридатна для побутового і харчового використання. Однак, небезпека навіть більш серйозна, ніж здається на перший погляд.

Це – дуже токсична сполука, і навіть невелика доза, що потрапила організм з водою чи навіть через органи дихання, може викликати запаморочення, нудоту, більш серйозні ураження нервової системи з дуже сумними наслідками. Справа в тому, що сірководень входить в незворотну реакцію з червоними кров’яними тільцями, які уражаються і перестають виконувати основну функцію – доставку кисню з тканин і систем організму.

Є ще одна характерна особливість – цей газ, навіть при не дуже частих контактах, знижує чутливість смакових і нюхових рецепторів, і людина просто перестає звертати на нього увагу. І патологічне його дія триває непоміченим, до тих пір, поки не проявиться явними ознаками отруєння.

Є у сірководню ще одне негативне властивість – він різко знижує стійкість металевих труб до корозії – підвищується іх хрупкость, руйнуються стінки, виходять з ладу вентилі і т. п.

Одним словом, якщо аналіз показує наявність сірководню понад допустимих норм (більше 0,03 мг/літр), або з’явився характерний запах, слід вживати заходів.

Вже згадувалося, що сірководень може проявитися в скважине не відразу, а з плином часу – це говорить про появу колоній серобактерий. Вони, до речі, можуть «звити гніздо» і в нагрівальних пристроях – раптово чистий, здавалося б, бойлер починає видавати на виході характерний «аромат».

Які методи застосовуються для того, щоб позбутися від сірководню:

• Вже згадана вище аерація стає досить ефективним засобом і в цьому випадку:

— По-перше, цей газ погано розчиняється у воді, і потік повітряних бульбашок здатний «забирати» його з собою вгору, а потім він через клапан аераційної колони виходить в атмосферу. Таке своєрідне «провітрювання» води.

— По-друге, оббили кисню у воді – це вкрай несприятливе середовище для серобактерий, колонії яких в таких умовах починаю гинути.

— І в-третє, саме з’єднання за рахунок молекул водню є активним відновником, вступаючи в реакцію з вільним киснем. На виході виходить вода і сірчаний осад, який потім нескладно видалити механічної фільтрацією.

• Існують досить складні і вимагають особливої кваліфікації персоналу технології хімічної і біохімічної очистки води від сірководню. В умовах автономного водопостачання вони не використовуються.
• Сорбційне очищення – ете, що широко використовується і в промислових масштабах, і у побуті.

Спеціальні сорбційні засипки, як правило – на основі активованого вугілля, здатні вивести з води хімічно небезпечні сполуки, в тому числі хлор і сірководень, стати каталізатором для окисних процесів, і навіть фільтруючої «гратами» для тонкої механічної очистки. Ретельно підібрані склади стають нездоланним бар’єром і для різних патогенних мікроорганізмів.

Багато сорбційні засипання (наприклад, «Centaur» для виробництва якого використовуються певні породи кам’яного вугілля) мають чималий ресурс і здатні регенеруватися після певного промивок, звісно, до певної межі. Такі сорбційні фільтри можуть бути у вигляді колон – на потужних фільтруючих комплексах, або знову ж у формі змінних картриджів стандартного типорозміру.

Модель	Ілюстрація	Короткий опис	Орієнтовна ціна
Сорбційна колона CF-1054/F71B1-T		Сорбент – активоване вугілля кокосовий, кількість – 42 л. Продуктивність колони – до 0,7 м3/годину. Габарити 260 ×1550 мм, з’єднання – ¾ «.	17700 руб.
Картридж вугільний BL-10		Стандартний типорозмір «Slim Line», 10″. Швидкість фільтрації – до 2 л/хв. Ресурс – до 4 м3 або півроку експлуатації, без можливості регенерації	130 руб.
Картридж вугільний BL-10BB		Стандарт «Big Blue», 10″. Продуктивність – до 12 л/хв. Ресурс – до 12 м3 або півроку експлуатації, без регенерації.	450 руб.
Картридж вугільний GAC-KDF		Типорозмір — «Slim Line», 10″. Засипка – гранульоване активоване вугілля. Підвищена ступінь очищення, у тому числі і від важких металів за рахунок компонентної добавки KDF. Продуктивність – до 2 л/хв. Ресурс — – до 4 м3 або півроку експлуатації.	340 руб.
Картридж вугільний GAC-20BB		Стандарт «Big Blue», 20″. Гранульоване активоване вугілля. Продуктивність – до 20 л/хв. Ресурс – до 24 м3 або півроку експлуатації.	1200 руб.

Фільтри – пом’якшувачі води

Ще одна «хвороба» води – це її підвищена жорсткість, викликана високою концентрацією солей магнію (сульфати) і кальцію (зазвичай це гідрокарбонати). Солі інших металів хоч і присутні, але на фоні зазначених вище їх вплив невеликий.

Жорсткість більше характерна для свердловинної води, хоча це – не догма, і колодязна або водопровідна вода теж можуть мати підвищений градус жорсткості.

Які негативні наслідки має така вода:

• Швидке заростання посуду і побутових приладів накипом.
• Зниження смакових якостів води – вона починає гірчити, особливо після приготування їжі.
• Наголошується погана розчинність миючих засобів, прального порошку, зниження ефективності шампунів і гелів для душу. В результаті реакції з солями миючі засоби утворюют трудносмываемую нерозчинну плівку з шлаків, а це може закінчитися роздратуванням шкіри, хворобами волосся, проявами алергії.
• Тканини після прання в такій воді можуть швидко зношуватися – підвищується ламкість волокон.
• Заростання труб вапняним нальотом. Ще гірше, якщо їм покриваються нагрівальні елементи побутової техніки – різко знижується їх ККД, а самі Тени швидко перегорають. Крім того, ущільнення втрачають еластичність, що приводить до протікання.

Як можна знизити жорсткість води:

• Метод кип’ятіння не розглядаємо – він ніяк не відноситься до систем фільтрації.
• Технологію хімічного пом’якшення користовують на побутовому рівні з давніх пір, наприклад, додаючи у воду соду. Більш технологічний варіант – використання спеціальних хімічних пом’якшувачів за типом картриджних фільтрів, але тільки з кристалічною або таблетованій засипанням.

Частково розчинна засипка (найчастіше це поліфосфат натрію) поступово вимивається і вимагає регулярного поповнення.

Спосіб ефективний і перевірений. Але він більше підходить для побутової техніки (пральних або посудомийних машин), перед якою такі фільтри зазвичай і монтуються. Для харчових цілей необхідно інше рішення.

• Найдієвіший в даний час метод – це застосування технології іонного обміну. Атоми кальцію і магнію замінюються більш активним металом – натрієм, а його солі не роблять ніякого негативного впливу на склад і консистенцію води.

Для подібної реакції використовуються спеціальні штучні смоли – катіоніти, з виражено високим вмістом натрію. Реакція не вимагає ніяких особливих температурних і баричних режимів – все протікає «само собою». І ще одна важлива гідність – катіоніти цілком можуть регенеруватися після обробки їх концентрованим розчином зазвичай кухонної солі NaCl. При цьому іони магнію і кальцію звільняються і відводяться з водою в дренаж.

Подібна фільтрація реалізована в спеціальних іоннообмінних колонах — з можливістю регулярної промивання і регенерації смол (в ручному або автоматичному режимі).. Для патронних фільтрів використовуються картриджі з відповідним наповненням, але відновленню вони зазвичай не підлягають і експлуатуються до вироблення свого ресурсу.

• Окремо можна відзначити технологію магнітного пом’якшення води, хоча вона теж навряд чи відноситься до фільтрів.

Спеціальні компактні пристрої або врізаються в водопровід, або надягають зверху на труби. В різних пристроях застосовуються або потужні неодимові магніти постійні, або електромагніти – тоді вони вимагають підключення до харчування. Споживання енергії у них невелика, не більше 15 Вт, а закладений ресурс може становити до 10 і більше років.

Фізико-хімічний механізмагнитного впливу на солі до кінця не вивчений. Але факт залишається фактом – кристалізація солей магнію і кальцію відбувається не на поверхні труб або пріорів, а в самій воді, і цет твердый осад вже потім легко відфільтрувати механічно.

Модель	Ілюстрація	Короткий опис	Орієнтовна ціна
«Магнолія – Сілвер»		Оригінальний пом’якшувач магнітного дії у вигляді кулі, що укладається в пральну або посудомийну машину на час їх роботи	1200 руб.
«АкваЩит ДУ60»		Електромагнітний пом’якшувач води. Блок живлення і кабель для навивки на тіло водопровідної труби. Споживання – 5 Вт/год. Габарити блоку 150×100×70 мм Максимальний діаметр труби – до 60 мм.	8800 руб.
«Akvasoft ECO ONE»		Пом’якшувач з постійними магнітами. Встановлюється на трубах перед входом в побутові прилади. Продуктивність – до 0,6 м3 годину. Габарити 75×55 мм (для труби 16 мм)	1700 руб.
«Нова вода» В120		Пом’якшувач хімічного типу дії з насипним реагентом (поліфосфат натрію). Маса наповнювача – 235 р. Продуктивність – до 0,8 м3/год. Для нехарчового використання.	920 крб.
Колона іонообмінна «ATOLL EcoLife S-20»		Автоматична регенерація при безперервному водоспоживання. Продуктивність – до 1,8 м3/годину. Обсяг іонообмінної смоли – 20 л. Індикація рівня наповненості регенераційної сольовий засипки. Габарити: 870×350×510 мм	26000 руб.
Колона іонообмінна «EcoWaterESM 11»		Повна ступінь автоматизації процесу, можливість дистанційного контролю, інтелектуальна система управління з блоком аналізу витрат та прийняття рішення про необхідність регенерації. Продуктивність – 0,9 м3/год. Обсяг іонообмінної смоли – 11 літрів, ємність сольового бака – 25 кг.	43000 руб.
Пом’якшуючий картридж ST-10		Стандарт «Slim Line» 10″. Продуктивність – до 2 л/хв. Ресурс – 4 м3 або 6 місяців експлуатації. Не відновлюваний.	370 руб.
Пом’якшуючий картридж ST-10BB		Типорозмір «Big Blue», 10″. Продуктивність – до 8 л/хв. Ресурс – 12 м3 або 6 місяців експлуатації. Не відновлюваний.	850 руб.

Комплексні системи фільтрації та очищення води

Всі згадані вище ступені фільтрації, по мірі необхідності (на підставі лабораторних досліджень джерела), зазвичай об’єднуються в цілі комплекси, що забезпечують високоякісну очистку води. Єдиних «рецептів» тут немає, але для прикладу можна привести один з варіантів такої схеми:

 

Вода надходить із зовнішнього джерела (поз. 1) і відразу проходить через грязьовик або сітчастий фільтр механічного очищення (поз. 2).

Після первинної фільтрації потік потрапляє в аэрационную колону (поз. 3) в яку нагнітається повітря за допомогою компресора (поз. 4). Для того щоб компресор працював тільки в міру необхідності, він пов’язаний сигнальним кабелем з датчиком потоку, встановленим вже на виході із системи (поз. 5).

Насичена кислородов вода переходить в колону знезалізнення (поз. 6). Випали в осад оксиди частково скидаються в дренаж (поз. 7), або затримуються на сітчастому фільтр грубої очистки (поз. 8).

Наступна колона – з іонообмінної смолою (поз. 9), для пом’якшення води. Тут також передбачена своя система дренажу (поз. 10) яка використовується при промиванні і регенерації смоли. Між цим і наступним рубежем знову встановлений фільтр грзабій очищення (поз. 11).

Наступна установка – це колона сорбційної очистки (поз. 12), яка видалить хімічні і біологічні складові, підвищить загальні органолептичні якості води. Система дренажу необхідна для регулярних промивок фільтруючої засипки.

Далі, по ходу руху води встановлений магістральний фільтр картриджного типу (поз. 14), який забезпечить остаточну тонку очистку води. Після цього потік розділяється.

Безпосередньо (поз. 15) вода йде для технічного та господарського використання. А для харчового (питного) застосування вона проходить ще і стадію ультрафіолетового знезараження спеціальної установки (поз. 16) де надійно знищуються всі патогенні мікроби. І вже потім (поз. 17) йде на харчовій водозабір.

Відео: ще один приклад системи водопідготовки в приватному будинку

Подібні схеми, зрозуміло, підходять для досить великих будинків та значного рівня споживання води. Однак, нічого не заважає зібрати її самостійно і в міській квартирі, використовуючи патронні фільтри і картриджі до них самого різного призначення.

Але в будь-якому випадку дуже важливо врахувати те, що продуктивність системи повинна повною мірою відповідати можливого сумарною витратою води. В іншому випадку ефективність очищення буде під великим питанням.

Загальна продуктивність системи фільтрації та очищення води

Для того, щоб у будь-який момент часу і на будь-якій точці водорозбору було забезпечено необхідну кількість пройшла очищення води, обов’язково оцінюється загальна продуктивність створюваної системи фільтрації. Характерна особливість – загальна продуктивність ніколи не може бути вище, ніж у окремої фільтруючого модуля, і, значить, повинна оцінюватися по самому «повільного» своєму елементу.

• В першу чергу необхідно оцінити загальний необхідний обсяг води, необхідний для забезпечення потреб всіх членів сім’ї. Наприклад, нормою добового споживання вважається приблизно 200 літрів на людину. Виходячи з цього, нескладно підрахувати, що, скажімо, для сім’ї з чотирьох чоловік потрібно 200 × 4 = 800 л або 0,8 м3 на добу.
• Витрачання води йде не постійно протягом доби. Отже, слід оцінити можливість фільтраційної системи видати цей обсяг за більш короткий термін. Зазвичай виходять з часу користування, дорівнює 10 годинам. Отже, у розглянутому випадку, при сумарній витраті в 800 л/добу, продуктивність повинна бути не нижче 800 / 10 = 80 л/год.
• Але і це ще не все — є поняття пікового споживання. Дуже малоймовірна, але все ж можлива ситуація, коли всі точки водоспоживання будинку включені одночасно. Витрата води в конкретний момент часу може досягти максимально можливого значення, яке суттєво перевищує розраховані вище

Для розрахунку пікового навантаження на систему водоочищення необхідно підсумувати усереднений витрата всіх точок водоспоживання будинку, які теоретично можуть бути включені одночасно. Далі, розрахунок виконуєте за формулою:

Qпик = ∑Q(1÷n) × kn

Qпик – пікове споживання.

∑Q(1÷n) – сума витрат води всіх точок водоспоживання, від першого до n-ної.

kn – поправочний коефіцієнт, що враховує загальну кількість точок водорозбору (n).

кн розраховується за наступною формулою:

kn = 1 / √ (n-1)

Значення витрат для різних точок водоспоживання зазвичай є вже розрахованою величиною, яку, наприклад, можна взяти з таблиці, наведеної нижче:

Тип точки водоспоживання	Максимальна витрата (л/с)
Змішувач кухонний	0.2
Змішувач для умивальника у ванній	0.1
Змішувач для ванної	0.25
Душова кабінка	0.25
Зливний бачок унітазу	0.1
Біде	0.1
Пральна машина	0.4
Посудомийна машина	0.2
Кран (¾») для господарських потреб (полив, миття автомобіля тощо)	0.35

Щоб не завантажувати відвідувача сайту самостійними розрахунками, знизу розміщений зручний калькулятор, що дозволяє миттєво отримати шукане значення пікового споживання води.

Калькулятор розрахунку пікового витрати води

Отримане значення продуктивності може здатися страшним – далеко не всяка система фільтрації здатна впоратися з таким навантаженням. Однак, слід розуміти, що мова йде саме про пікових, малоймовірних і дуже обмежених за часом витратах. Тим не менш, щоб не допустити надмірного навантаження на систему фільтрації, можна, наприклад, обладнати акумулюючі очищену воду ємності. А ще краще — намагатися не допускати пікових стрибків споживання, приймаючи якісь свої домашні «адміністративні» заходи.

А в тих випадках, коли багатоступінчаста очищена вода використовується лише для питних цілей і для приготування їжі, можна поступити простіше – придбати консольну установку, на якій вже розміщені необхідні фільтри.

Такі комплекти користуються великою затребуваністю – вони компактні і легко поміщаються в простір під мийкою на кухні. Найчастіше від них виходьт трубка на додатковий краник з подачею максимально очищеної питної води.

Як вибрати фільтр для будинку чи квартири?

У цій публікації не згадані фільтри вищої міри очищення – установки зворотного осмосу. Фільтрація тут відбувається буквально на молекулярному рівні, що зумовлює особливості конструкції таких установок. Але докладніше про них та про інших пристроях розказано в окремій публікації, присвяченій проблемам вибору фільтра для побутового використання.