Напірні фільтри: методи очищення питної води, ступені фільтрації, сорбційні матеріали, різновиди пристроїв. Практичні рекомендації.
Настільний фільтр серії "Водний Доктор", що використовує в якості заключної ступені очищення "трековую мембрану"
Модель "Аквафор-Модерн" компактна і приваблива
Знімний фільтр-насадка "Аквафор В300"
Знімний фільтр-насадка "Струмочок MINI-люкс"
За все життя людина випиває приблизно 50 тонн води. Чи варто пояснювати, наскільки важливу роль відіграє її якість?
Цей оглядовий матеріал продовжує серію публікацій, що стартувала статтею "Фільтр для води - примха чи необхідність". Ветой статті йшлося про якість питної води, що тече з кранів наших квартир (системи муніципального водопостачання) і власних будинків (автономний водопровід), і в ній ми прийшли до невтішного висновку, що воду з власного джерела потрібно очищати, а муніціпальную- доочіщать.
Всі побутові фільтри, пропоновані сучасним ринком, ми умовно розділили на дві категорії: накопичувальні і напірні.
В фільтрах-накопичувачах очищення відбувається при природному просочуванні води через фільтруючий елемент. До них відносяться як глечики ємністю від 1,5 до 3,5 л, так і їх більш місткі побратими об'ємом 5-15л, про які ми розповіли в минулий раз.
напірні фільтри відрізняються тим, що для просочування води через фільтруючі елементи потрібно тиск. Їх, в свою чергу, можна розділити на дві групи:
фільтри, що використовують класичні методи очищення: механічну фільтрацію (грубу, тонку і ультратонку), сорбцію, іонний обмін і окислення (про кожного з них ми також вже докладно розповіли);
фільтри на основі зворотного осмосу, в яких фільтруюча мембрана затримує практично всі речовини, крім молекул води. Це, можна сказати, універсальний спосіб очищення, що дозволяє отримати воду максимальної чистоти.
Щоб не перевантажувати вас інформацією, сьогодні ми зупинимося на фільтрах першої групи, які використовують класичні методи очищення, а статтю про обратноосмотічеськіх системах опублікуємо пізніше.
Недоліки міської води
Вода, що надходить у водопровід і яка з крана міської квартири, як правило, проходить непогану підготовку і відповідає вимогам СанПіН 2.1.4.1074-01 (докладніше це питання висвітлювався статті "Фільтр для води - примха чи необхідність"). З точки зору мікробіології вона прийнятна. Але органолептичні властивості водопровідної води-який смак, запах, цветность- далеко не завжди влаштовують споживачів. Це пов'язано з тим, що в ній присутні хлор і продукти його взаємодії з органічними сполуками; механічні суспензії (мул, пісок, іржа); продукти вторинного забруднення.Кпоследнім крім мулу, піску та іржі відносяться розчинені гази, органічні сполуки, нафтопродукти іт.п. Наявність у воді продуктів вторинного забруднення пов'язане з ситуацією, яка склалася в комунальному господарстві: які труби, коли і як прокладені, чи давно ремонтувалися водопровідні мережі і т.д.
думка фахівців
Вадим Андрійович Куликівський, кандидат фізико-математичних наук, генеральний директор компанії «ВОДА ВІТЧИЗНИ».
Який вугільний сорбент краще?
- У фільтрах для очищення питної води застосовується три типи вугільних сорбентів: гранульований насипний, пресований і волокнистий (вуглеволокно).
Впервом випадку гранулят просто засипається в корпус. При проходженні через цю засипку та частина води, яка тече вздовж стінок, очищається приблизно в 2 рази гірше, ніж та, яка йде через центр. Але вода завжди намагається йти по шляху найменшого сопротівленія- уздовж стінок контейнера або через найбільші «дірки» між гранулами. Пресований вугілля поводиться трохи краще, ніж насипний, але все ж зберігає деякі його недоліки: можливі великі пори і рух уздовж стінок.
Углеволокністого фільтри мають велику сорбційну ємність, або, кажучи простіше, можуть поглинути більшу кількість забруднень на одиницю власної ваги. Мають вони і кращу кінетику. Пояснюється це тим, що "посадочні майданчики", на яких осідають забруднення, в углеволокністого фільтрах доступніше. Вгранулірованном вугіллі доступні в основному зовнішні пори, дістатися же до внутрішніх пір забруднень складно. У зв'язку з цим гранульовані сорбенти мають так званої усталостью- це коли "посадочні майданчики" в зовнішніх порах вже зайняті, і хоча сорбент міг би взяти ще досить велика кількість забруднень за рахунок внутрішньої пористості, але не може-до неї немає доступу.
Для того щоб сорбент все-таки зміг прийняти нову порцію забруднень, йому треба просто "відпочити" від фільтрації води. Під час "відпочинку" частина забруднень, захоплена зовнішніми порами, перейде за рахунок дифузії у внутрішні пори (концентрація вирівняється), в результаті чого звільняться "посадочні майданчики" на зовнішньому шарі, фільтр буде знову готовий до роботи. Для волокнистого сорбенту явища "втоми" в принципі не существует- вугільні волокна дуже тонкі, і тому "посадочні місця" на них набагато доступніше. Урезультаті сорбційна ємність у вугільного волокна в 4-7 разів більше, ніж у гранульованого. Крім того, вугільне волокно, на відміну від гранул, досить рухомо, і навіть якщо десь між волокнами виникне «канал», вода, прямуючи в нього, втягне за собою і волокна, залікувавши, таким чином, дефект.
Правда, є у вуглеволокна один істотний недолік його вартість в 2-3 рази перевищує номінальну вартість гранульованого вугілля. Висока ціна фільтрів на основі вуглеволокна відлякує покупців. Ізря. Якщо прорахувати вартість 1 л води, очищеної за допомогою вуглеволокна і грануляту, то перша величина вийде приблизно в 1,5-2 рази менше, ніж друга (у вуглеволокна більше сорбційна ємність). Так що і з точки зору економіки вуглеволокно краще.
Альтернативна думка
Володимир Миколайович Федотов, генеральний директор компанії «МЕТТЕМ-ТЕХНОЛОГІЇ»:
- У волокнистих сорбентів дійсно дещо краще кінетика сорбції. Це загальновідомо. Що ж стосується ємності сорбентів різного виду, то в перерахунку на одиницю ваги вона у них всіх приблизно однакова. Але кокосове вугілля значно дешевше. Недарма в продукції найбільших світових виробників досить рідко можна зустріти вироби з наповненням з вугільного волокна.
двоступенева фільтрація
Опитані нами фахівці зійшлися на думці, що для боротьби з перерахованими вище недоліками в більшості випадків (тобто при нормальному складі води, підтвердженому її хімічним аналізом) необхідно і достатньо, щоб напірний фільтр мав дві ступені. Перша ступінь-механічна очистка, при якій віддаляються продукти вторинного забруднення. Друга ступінь-для видалення хлору і продуктів його взаємодії з органікою, органічних речовин і розчинених газів.
Попереднє очищення збільшує термін служби другого ступеня, точніше, не допускає зменшення ефективності її дії внаслідок забивання взвесями, які приносить водою.
Істотно продовжити життя домашнього фільтра, особливо його першого ступеня, можна, встановивши в систему подачі води фільтр попереднього очищення: сітчастий (з розміром осередків 50-100мкм) або картріджний тонкого очищення (з розміром пір 5-10мкм). Ще краще використовувати і те і інше. Це дозволить сміливо придбати напірний фільтр без першого ступеня і, звичайно ж, благотворно позначиться на стані сантехнічних і використовують воду побутових приладів. Якщо поблизу джерела питної води в будинку, на кухні стоять пральна і посудомийна машини, можна піти і від зворотного: придбати фільтр з потужною ступенем попередньої очистки (є й такі) і живити від неї пральну і посудомийну машини та іншу техніку. На питні ж потреби такий фільтр відбирає лише невелику частину води, що пройшла передочистку.
Другий ступінь очищення пристроїв, пропонованих ринком, може працювати по одному з двох принципів: сорбції на активованому вугіллі або спеціальному полімері і ультратонкої фільтрації.
сорбційні матеріали
У напірних фільтрах застосовується активоване вугілля трьох видів: гранульований засипної, пресований вугілля і вуглеволокно. Більшість виробників використовують перші два види. Причому вугілля використовується кокосовий, а не березовий, так як він має більшу сорбційною ємністю. Углеволокно застосовують дві російські фірми: «АКВАФОР» (волокно «Аквальон») і «ВОДА ВІТЧИЗНИ».Компанія "ГЕЙЗЕР" винайшла і успішно застосовує в якості фільтруючого матеріалу синтезований за оригінальною методикою полімер, з розгалуженою лабіринтовою структурою і порами від 0,1 до 3,5мкм. За заявою виробника, цей матеріал володіє комбінованим дією, що поєднує адсорбцію, іонний обмін і механічну фільтрацію. Крім того, для нього характерний ефект квазіумягченія- навіть при великій жорсткості води накипу не утворюється, а осад легко змивається водою.
ультрафільтрація
Ультрафільтрація здійснюється за допомогою мембран різних типів, наприклад керамічних і «трекових». На останніх варто зупинитися більш докладно.
Фірма "ЕКОМЕМБРАНИ" пропонує нову технологію "Водний Доктор", суть якої-багатоступенева попереднє очищення і остаточна тонка доочістка- ультрафільтрація за допомогою "трекової мембрани". Сама "трекові мембрана" - це полімерна плівка, особливо оброблена для отримання найдрібніших пор "треків" (мікротрубочок) діаметром 0,2-0,3мкм. Вони розташовуються в плівці з щільністю до 400 млн на 1см2. За твердженням виробника, технологія "Водний Доктор" дозволяє очистити воду від залишкового хлору і хлорорганики, розчиненої органіки (у тому числі нафтопродуктів), дво- і тривалентного заліза, алюмінію, на 100% очищає воду від будь-яких бактерій і патогенних бактерійних агентів, значно знижує концентрацію пестицидів, важких металів (підтверджено сертифікатом). При цьому в воді зберігаються корисні речовини і мікроелементи. "Трекова мембрана" може застосовуватися для води з підвищеною загрязненностью- там, де інші фільтри вичерпають ресурс надзвичайно швидко.
думка фахівців
Борис Євгенович Рябчиков, співробітник ГНЦ РФ ВНДІ неорганічних матеріалів, доктор технічних наук, автор книги "Сучасні методи підготовки води для промислового та побутового використання" (2004р., Видавництво «ДеЛи»).
Коли міняти картридж?
Багато фірм встановлюють два значення ресурсного показника-в літражі і в часі експлуатації (від двухмесяцев до року). Як правило, часовий параметр визначається з наступного розрахунку: береться середнє споживання води на добу однією людиною і множиться на кількість членів сім'ї-виходить середньодобове споживання сім'ї. Потім термін експлуатації фільтру в літражі ділиться на величину середньодобового споживання, і таким чином обчислюється термін заміни картриджа. Ну і, звичайно ж, терміни заміни визначаються міркуваннями мікробіологічної безпеки. Так, якщо використовується вода, м'яко кажучи, поганої якості, зрозуміло, що в ній присутня певна кількість мікробів. Навіть якщо ваш фільтр не пропустить їх, це не означає, що все тут же загинуть. Вони оселяться на картриджі (особливо мікроби люблять вугільні картриджі) і можуть почати розмножуватися. Адже що таке домашній фільтр? Він стоїть в теплі, і всередині його постійно знаходиться вода. "Тепло і вогко" - це та сама середовище, яке для розвитку мікробів вкрай сприятлива. Як кажуть фахівці, фільтр починає «обростати шубою».
Якщо ви користуєтеся фільтром постійно (в нього постійно надходять нові порції хлорованої води), швидкість обростання буде не дуже високою. Але коли ви з якихось причин тривалий час фільтром не користуєтеся (відрядження іт.п.), швидкість обростання може збільшитися багаторазово. Урезультаті на виході з фільтра в воді може виявитися просто колосальна кількість токсінов- продуктів життєдіяльності мікроорганізмів. Зрозуміло, що пити таку воду просто небезпечно.
Щоб знизити швидкість обростання, збільшивши тим самим термін життя вугільних картриджів, багато виробників додають в них срібло. Але не слід думати, що срібло-це панацея від усіх лих. Втех безпечних для здоров'я людини кількостях, в яких воно міститься в картриджі, срібло мікроби не убівает- воно тільки значно знижує швидкість їх розвитку. Саме тому не варто сліпо довіряти рекламним закликам деяких горе-виробників і продавців: "Наш фільтр повністю знищує мікроорганізми!" Щоб срібло початок знищувати мікробів, воно повинно міститися у воді в кількостях, що перевищують ГДК (0,05 мг / л), але цього не може бути, оскільки в таких кількостях воно стає практично таким же отрутою, як все важкі метали (ГДК на нього ввели зовсім не дарма!). Зрозуміло, що на це не піде жоден виробник.
Вобщем, щоб уберегтися від біди, необхідно свято (підкреслюю!) Дотримуватися термінів заміни картріджей- як по літражу, так і за календарем. Щоб полегшити вирішення завдання, варто придбати фільтр з системою індикації. Це може бути як простенький індикатор дати наступної заміни, так і повністю автоматична система, яка сама сигналізує про необхідність вживати заходів. Ітемов і іншими індикаторами зараз комплектують свої фільтри не тільки зарубіжні, а й вітчизняні виробники (шкода, що поки не всі!).
Справедливості заради варто згадати і про зовсім прості системах, як їх називають виробники, «самоіндікаціі». Працюють вони просто: при виробленні ресурсу фільтр знижує (причому досить різко) натиск очищеної води. Але такі системи «індикації» можуть виявитися зовсім не безпечними. Наприклад, при малих кількостях суспензій у воді фільтр скине напір набагато пізніше того, як вугільний картридж виробить свій ресурс. Так що, як то кажуть, на «самоіндікацію» сподівайся, а сам ...
Ів висновок про існуючі способи боротьби з бактеріями, що поселилися в фільтрі. Деякі фірми комплектують свої і трехкорпусние моделі ультрафіолетовою лампою, що допомагає справлятися з цією бідою. Іеслі у вас з'явилося стійке бажання мати на домашньому фільтрі ще й ультрафіолетове знезараження, а в будинку вже є цілком влаштовує вас фільтр, міняти його на новий, з УФ-обробкою, зовсім не обов'язково. Досить окремо придбати систему знезараження і вбудувати її між фільтром і краном для чистої води. Такі компактні УФ-пристрої пропонують на нашому ринку фірми AQUAPRO (Південна Корея), "Національні Водні Ресурси" ( "НВР", Росія), R-CAN (Канада) та інші. Ртутно-кварцова лампа поміщена в корпус з нержавіючої сталі, розрахований на тиск 10 атм. і забезпечений двома штуцерами для підключення води (швидкороз'ємні з'єднання під пластикову трубку). Ресурс лампи- 9000 годин (приблизно 1 рік експлуатації). Продуктивність від 4 до 30 л / хв. Пристрій забезпечений блоком живлення (220В) і контролером, який буде вмикати / вимикати лампу при відкритті / закритті крана для чистої води (економить ресурс лампи). Споживана потужність-від 10 до 200Вт. Вкомплект поставки входять пластикові кліпси для кріплення УФ-знезаражувачі на стіну. Ціна на ці пристрої коливається від $ 150 до $ 330. Вбиту зазвичай використовують найменш потужні, і тому найбільш дешеві.
Жорстка і «залізна» вода
Не можна не враховувати, що вода міських водопроводів може сильно варіюватися в межах встановлених норм. Простіше кажучи, в кожному місті вода своя, а в великих містах відмінності спостерігаються між будь-якими двома районами. Ці відмінності полягають у підвищенні жорсткості або вмісту заліза, а іноді і в тому і в іншому.
Серед пропонованих сучасним ринком картріджних фільтрів є конструкції, які врятують і від цих напастей. Виробники йдуть двома шляхами. Впервом випадку додають в картридж шар ионообменного матеріалу (гранульованого або волокнистого). У другому створюють додаткову третю сходинку знезалізнення або пом'якшення, а іноді і обидві разом (фільтр стає трьох- або чотириступінчатим). Зрозуміло, що ємність, наприклад, по солям жорсткості у фільтрів з добавкою невеликого прошарку значно менше, ніж у фільтрів, в яких пом'якшення присвячена ціла щабель. Але і в тому і в іншому випадку слід мати на увазі, що рятують фільтри лише тоді, коли перевищення ГДК по вмісту солей жорсткості і заліза не дуже велике. Якщо вода дуже жорстка (7мг-екв / л) або в ній багато заліза (1 мг / л), фільтри, що продаються в роздрібній мережі, навряд чи спасут- ємність картриджа невелика, а часто міняти його-справа руйнівною).
Допомогти може хіба що власна станція водоочистки, керована вручну або автоматично і обладнана для регенерації пом'якшувач або обезжелезіватель великої місткості. Але такі станції створюються під конкретне замовлення відповідно до аналізу води і коштують досить дорого.
Використовувані в даний час для доочищення водопровідної води фільтри по конструктивним ознаками можна умовно розділити на три групи: фільтри-насадки на кран, настільні фільтри і фільтри, що встановлюються під мийкою. Окаждой з цих груп піде мова в трьох наступних статтях.