Оборудование для очистки воды

Как правило, вода, поступающая из скважины или, допустим, из муниципальной водопроводной системы, требует предварительной обработки. Цель – доведение качества воды до нормативов. Основные неприятности, с которыми приходится сталкиваться, следующие:

• Наличие в воде нерастворенных механических частиц, песка, взвесей, ржавчины, а также коллоидных веществ. Их присутствие в воде приводит к ускоренному абразивному износу сантехники и труб, к их засорению.

• Присутствие в воде растворенного железа и марганца. Такая вода первоначально прозрачна, но при отстаивании или нагреве приобретает желтовато-бурую окраску, что становится причиной ржавых подтеков на сантехнике. При повышенном содержании железа вода приобретает характерный «железистый» привкус.

• Жесткость, которая определяется количеством растворенных в воде солей кальция и магния. При их высоком содержании возможно выпадение осадка и появление белесых разводов на поверхности ванны, мойки и т.д. Соли кальция и магния, называемые также солями жесткости, являются причиной возникновения всем хорошо известной накипи. Сравнительно безобидная в чайнике накипь, откладываясь на стенках водонагревательных устройств (бойлеров, колонок и т.п.), а также на стенках труб в линии горячей воды, нарушает процесс теплообмена. Это приводит к перегреву нагревательных элементов, перерасходу электроэнергии и газа. Отложение накипи становится причиной аварий водонагревателей.

• Наличие в воде неприятного привкуса, запаха и цветности. На эти три параметра, которые принято называть органолептическими показателями, могут оказывать влияние находящиеся в воде органические вещества, остаточный хлор, сероводород.

• Бактериологическая загрязненность. Вызвана наличием в воде различных микробов или бактерий. Некоторые из них могут представлять непосредственную угрозу здоровью и жизни человека. Причем даже сравнительно безопасные бактерии в процессе своей жизнедеятельности выделяют органические вещества, которые не только влияют на органолептические показатели воды, но и, вступая в химические реакции (например, с хлором), способны создавать ядовитые и канцерогенные соединения.

Задачу доведения качества воды до нужного уровня решают с помощью соответствующих систем очистки воды. Такие системы принято подразделять на те, которые устанавливаются в точке входа (там, где вода поступает в дом), и те, которые ставятся в точке пользования (например, на кухне). Первые делают воду «хозяйственно-бытовой» (с ней нормально работает стиральная машина, можно помыть посуду, ополоснуться под душем). Вторые – готовят питьевую воду.

Фильтры для воды. Сейчас существует целый ряд устройств, позволяющих решать практически любые проблемы с водой. С некоторой долей условности их можно назвать фильтрами. Фильтры, в свою очередь, классифицированы по свойствам и целям своего применения – в зависимости от тех конкретных проблем, для устранения которых они предназначены. При этом фильтры одного класса могут отличаться друг от друга как по принципу действия, так и по конструктивному исполнению. Самые распространенные – механические, химические, адсорбционные и мембранные методы очистки.

Чтобы лучше понять принципы построения бытовых, а также коммерческих и промышленных систем, нужно знать, что такое «Типовая схема водоочистки» (рис. 9). Показана схема для жилого дома, но она достаточно универсальна практически для всех применений.

Рис. 9 . Типовая схема водоочистки: 1 - Фильтр осадочный; 2 - Фильтр обезжелезивания; 3 – Умягчитель; 4 - Бак-солерастворитель; 5 - Фильтр угольный; 6 - Ультрафиолетовый стерилизатор; 7 - Система подготовки питьевой воды

Осадочные фильтры. Предназначены для удаления из воды механических частиц, песка, взвесей, ржавчины, а также коллоидных веществ. Для удаления относительно крупных частиц (свыше 20-50 микрон) применяют сетчатые или дисковые фильтры грубой очистки. Недостаток – сравнительно низкая грязеемкость. Поэтому при сильном загрязнении воды или большой производительности они требуют частой промывки, что нетехнологично. В этих случаях целесообразно применение автоматизированных систем засыпного типа. В качестве фильтрующей среды применяют в основном обезвоженный алюмосиликат, обеспечивающий фильтрацию частиц от 20 микрон. Для более тонкой очистки (от 5 микрон) применяют засыпку из специальной керамики.

Фильтры-обезжелезиватели. Фильтры этого класса предназначены главным образом для удаления из воды железа и марганца, находящихся в растворенном состоянии. В качестве фильтрующей среды используются различные вещества, включающие в свой состав двуокись марганца, которая служит катализатором реакции окисления, при которой растворенные в воде железо и/или марганец переходят в нерастворимую форму и выпадают в осадок, который задерживается в слое фильтрующей среды и в дальнейшем вымывается в дренаж при обратной промывке. В процессе окисления железа и марганца некоторые фильтры также эффективно удаляют растворенный в воде сероводород.

Фильтры-умягчители. Это обширный класс устройств, предназначенных для снижения жесткости воды. Благодаря применению специальных засыпок фильтры этого типа могут обладать комплексным действием и способны также удалять из воды определенные количества железа, марганца, нитратов, нитритов, сульфатов, солей тяжелых металлов, органических соединений.

Угольные фильтры. Активированный уголь уже давно применяется в водоочистке для улучшения органолептических показателей воды (устранения постороннего привкуса, запаха, цветности). Благодаря своей высокой адсорбционной способности активированный уголь эффективно поглощает остаточный хлор, растворенные газы, органические соединения.

Однако, так как накапливающаяся органика трудно выводится из угля при обратной промывке, возможен залповый сброс загрязнений в выходную линию. Для предотвращения этого явления засыпка из активированного угля требует периодической замены. В настоящее время для увеличения ресурса работы применяют активированный уголь из скорлупы кокоса, адсорбционная способность которого в 4 раза выше, чем угля, получаемого традиционными методами (например, из древесины березы).

Ультрафиолетовые стерилизаторы. Наиболее распространенным методом борьбы с бактериологическим загрязнением (наличием в воде микробов и бактерий) является облучение воды ультрафиолетом. При этом параметры излучения подобраны таким образом, что гарантируют почти полную стерилизацию воды. В качестве стерилизаторов этого типа широко применяются специальные ультрафиолетовые лампы, смонтированные в жестком корпусе, внутри которого протекает вода, подвергаясь воздействию ультрафиолетового излучения.

Обратноосмотические системы подготовки питьевой воды. Наиболее прогрессивные системы подготовки питьевой воды в настоящее время – обратноосмотические системы. Вода, получаемая с помощью таких установок, обладает прекрасными вкусовыми качествами. Ключевой компонент такой системы – полупроницаемая мембрана. От ее качества и материала, из которого мембрана сделана, зависит степень очистки воды, достигающая 98-99%.

Чтобы обеспечить нормальную работу системы, она комплектуется предварительными картриджными фильтрами, насосом и т.д. в зависимости от параметров исходной воды. Устанавливаются такие системы, как правило, на кухне и используются только для получения питьевой воды. Система обычно монтируется под мойкой и снабжена всей необходимой арматурой для врезки в линию холодной воды. Для чистой воды выводится отдельный кран.

Процесс обратного осмоса, как способ очистки воды, используется сначала 60-х годов. Первоначально он применялся для опреснения морской воды. Явление осмоса наблюдается, когда два соляных раствора с разными концентрациями разделены полупроницаемой мембраной. Эта мембрана пропускает молекулы и ионы определенного размера, но служит барьером для веществ с молекулами большего размера. Таким образом, молекулы воды способны проникать через мембрану, а молекулы растворенных в воде солей нет. Совершенствование технологии позволило применять обратноосмотические системы в домашних условиях. Сейчас в мире уже установлены тысячи таких систем.