Требования, предъявляемые к воде
Прежде, чем стать продуктом питания, то есть питьевой, любая вода должна подвергаться нескольким стадиям очистки и соответствовать множеству показателей, среди которых отметим главные:- вкус
- привкус
- запах
- жесткость
- цветность
- содержание железа и марганца
- мутность
- водородный показатель
- микробиологические характеристики
Кроме того, в каждой отрасли промышленности есть свои, специфические показатели пригодности этой жидкости для технических целей.
Количественные характеристики качества воды
Пригодность воды для пищевых целей регламентируется ГОСТами и санитарно-эпидемиологическими правилами и нормами (сокращенно СанПин). В таблице приведены основные органолептические показатели, по которым определяется качество воды.
Показатели | Единица измерения | Количество (менее) |
---|---|---|
Вкус | балл | 2 |
Привкус | балл | 2 |
Запах | балл | 2 |
Жесткость | мг-экв/дм3 | 7 |
Цветность | градус | 20 |
Железо | мг/дм3 | 0,3 |
Марганец | мг/дм3 | 0,1 |
Мутность | ЕМФ | 2,6 |
ПН | единица | 6,5-8,5 |
Сульфаты | мг/дм3 | 250 |
Медь | мг/дм3 | 1,0 |
Хлориды | мг/дм3 | 250 |
По решению местных санитарно-эпидемиологических органов некоторые из этих показателей могут изменяться в сторону увеличения или уменьшения в зависимости от конкретных климатических и других условий.
Водоочистка и водоподготовка
Пресная вода составляет лишь один процент от общего количества воды на Земле, а питьевой воды на планете всего 0,12%. Уже сейчас ее катастрофически не хватает во многих странах мира, и дефицит постоянно растет. Специалисты-экологи утверждают, что не количество пищи, а количество воды для питья станет естественным ограничителем численности людей на нашей планете.
Ситуация осложняется тем, что все больше качественной воды необходимо для нужд промышленности и сельского хозяйства. В некоторых промышленных областях требования к качеству технической воды превосходят таковые к качеству питьевой. Здесь можно назвать медицинскую, фармацевтическую промышленность, производство благородных металлов и редкоземельных металлов сверхвысокой чистоты для микроэлектроники методом электролиза и другие производства.
Специалисты употребляют два понятия: водоподготовка и водоочистка. Эти два термина практически обозначают одно и то же, но слово «водоподготовка» чаще употребляется в промышленности, где эта операция является частью технологического процесса производства, а «водоочистка» более уместна в быту.
В промышленных масштабах воду очищают с помощью таких методов, как:- отстой
- фильтрация
- коагуляция
- седиментация
- хлорирование
- озонирование
- обработка ультрафиолетовым излучением
- ионизация
- фторирование
- биоремедиация
Конкретное использование того или иного метода очистки зависит от многих факторов. Часто применяют несколько способов обработки воды для получения нужных показателей ее качества. Мы не будем подробно рассматривать промышленные способы водоподготовки. В данной статье нас интересуют методы очистки воды для питья.
Существуют традиционные способы очистки питьевой воды, такие, как: отстой, процеживание, кипячение, обеззараживание с помощью природных средств, но они уже не обеспечивают должного качества напитка. Это качество достижимо в домашних условиях только с использованием различных фильтров.
Часто говорят, что водопроводная вода вполне подходит для питья, ее качество контролируют соответствующие службы, санитарные врачи и гигиенисты. Да, это так для воды, находящейся на входе водонапорной системы. Но эта система имеет протяженность в десятки километров. Стальные трубы отдают в воду ржавчину, вредные примеси, содержащиеся в стали.
На верхних и нижних участках водопроводной трассы водные потоки скользят по верхним слоям воды, а нижние остаются неподвижными. Образуются зоны застоя, в которых и развивается вредная микрофлора, черви, грибки. При повышении давления в трубах или при ремонтах, когда изменяется их положение, клубки червей вдруг появляются в раковинах. Картина весьма неприятная.
Работники водоканалов часто страхуют себя от неприятностей, поэтому содержание вредного хлора в трубах нередко превышает все мыслимые нормы.
Вот почему использование бытовых фильтров — лучший способ уберечь себя от многих болезней.
Маркировка фильтров для воды
Существует много видов загрязнений воды. Это и механические загрязнения в виде обрывков листьев, кусочков дерева, камешков, размокшей бумаги, песка, мусора. Это различные нерастворимые соли кальция, магния, фосфора, железа и других элементов. Это ядовитые примеси ртути, мышьяка, свинца, стронция. Это включения вредных газов: хлора, фтора, сероводорода, аммиака, меркаптана. Это представители вредоносной микрофлоры: бактерии, микробы, вирусы. Это микроорганизмы: амебы, инфузории, нематоды, черви, грибки. В воде присутствуют радиоактивные соединения радия, стронция, урана, плутония, йода. Все эти вредности должны быть удалены. Для этого существуют разные виды фильтров.
Конечно, водопроводная вода значительно облегчает эту задачу, но далеко не решает ее полностью. Она служит лишь неким полуфабрикатом для дальнейшей обработки. Поэтому производятся различные виды фильтров, которые в той или иной степени решают эту проблему.
Все фильтры делятся на два больших класса: фильтры для очистки воды, предназначенной для технических целей, и фильтры, готовящие воду для питья.
Так называемые бытовые фильтры разделяются на несколько видов:- фильтры-кувшины
- фильтры грубой очистки
- фильтры предварительной очистки
- магистральные фильтры
- фильтры для очистки от железа и марганца
- фильтры обратного осмоса
- фильтры под мойку
- умягчители воды
Все они имеют конструкцию разной степени сложности, работают на разных физических и химических принципах, осуществляют очистку разной степени глубины с помощью различных картриджей. Какой картридж для фильтра лучше, определяется условиями работы аппарата.
Фильтр-кувшин
Наиболее простая, удобная и дешевая модель фильтра. Выполнена в виде пластмассовой емкости, напоминающей форму кувшина или графина с крышкой. Имеется приемная чаша-воронка, на дне которой смонтирован картридж. На емкости нанесена градуировка объема помещаемой жидкости. Картридж очищает от 170 до 450 литров жидкости и замещается новым.
Рабочим веществом картриджа является уголь, удаляющий хлор и блокирующий развитие микроорганизмов.
Ионообменная смола удаляет железо, магний, кальций и смягчает воду. Также улучшается вкус, цвет, запах жидкости — за счет устранения органики удаляются механические примеси.
Преимущество этой модели заключается в небольших размерах, легкости перемещения с места на место, дизайне, позволяющем использовать фильтр в любом интерьере, и небольшой цене изделия.
Недостатки проявляются в небольшой степени очистки, частой замене картриджей.
Фильтр грубой очистки
Если вода насыщена механическими примесями — ржавчиной, известковыми включениями, окалиной, — возникает необходимость поставить на трубу фильтр грубой очистки. Такая ситуация характерна в загородных домах, на дачах, где вода берется из скважин и в ней обнаруживается грязь, остатки органических веществ, песок, глина.
Принцип работы такого фильтра следующий:
Устанавливается сетка, на которой остаются частицы, превышающие размеры ее ячейки. Чем меньше ячейка, тем меньше размеры частиц, которые она задерживает. Как правило, сетка имеет ячейки размером 400-450 микрон. Она достаточно эффективно задерживает не только механические примеси, но и некоторые виды червей, нематод.
В качестве альтернативного варианта используется фильтр с прозрачной колбой и картриджем из нитей или волокон полипропилена.
Фильтры грубой очистки более эффективно удаляют примеси за счет того, что в них имеется резервуар, в котором ввиду оседания частиц происходит более качественная фильтрация жидкости.
К достоинствам такого типа фильтров можно отнести долговечность аппарата, доходящую до 30 лет службы. Недостаток заключается только в механической очистке, необходимости вскрывать крышку и промывать сетку. В случае применения картриджа необходимость промывки отпадает — нужна только замена использованного элемента.
Фильтры предварительной очистки
По конструкции и принципу работы близки к фильтрам грубой очистки, но их основное назначение заключается в другом. Предварительная очистка воды такими фильтрами осуществляется перед подачей в сантехнические и нагревательные приборы, а так же в посудомоечные и стиральные машины. Изготовляются в двух вариантах очистительного элемента: сетки или картриджа. Ячейка сетки имеет размер 30-55 микрон, картридж устраняет мусор свыше 5-10 микрон. При использовании картриджа фильтр производит не только механическую, но и химическую очистку — в том случае, если в составе картриджа имеется ионообменная смола, серебро и активированный уголь.
Задача такого фильтра — уберечь технические приборы от крупных механических частиц, способных повредить бытовые машины и приборы. Эти фильтры более совершенны, оборудованы системой промывки сеток и клапанами, регулирующими давление жидкости. Они легко очищаются, просты в обслуживании, долговечны. Недостаток заключается в том, что удаляются только сравнительно крупные механические частицы.
Магистральные фильтры
Фильтр, который непосредственно соединен с водопроводом, называется магистральным. Он представляет собой металлический или пластмассовый корпус в виде колбы с очистительным элементом. В зависимости от типа установленного в нем картриджа аппарат может отфильтровывать хлор, различные примеси и механические частицы.
Магистральный фильтр может работать с разной глубиной очистки.
Одноступенчатые аппараты фильтруют мелкий мусор, ржавчину, окалину, глину, песок.
Двухступенчатые дополнительно улавливают хлор, органические частицы, удаляют неприятный запах.
Трехступенчатые магистральные фильтры осуществляют еще более тонкую очистку с удалением железа, марганца, с уменьшением жесткости воды.
Такие приборы обеспечивают производительность 25-35 литров в минуту. Они бывают сетчатые, гофрированные, намоточные, пропиленовые.
Как выбрать картридж для магистрального фильтра
Такой фильтр относится к наиболее распространенным. Универсального картриджа к нему нет, потому что он фильтрует обычную водопроводную воду, которая требует очистки от многих примесей. Картриджи бывают сетчатые, гофрированные, намоточные, пропиленовые.
Прежде чем выбирать картридж, необходимо произвести анализ воды и выяснить, какие из примесей в наибольшей степени превышают норму, а потом приобрести картридж, который эти примеси удаляет. Для смягчения жесткой воды применяют картриджи БС, для удаления железа — БА, излишний хлор удаляют с помощью картриджа с активированным углем, а кальций и магний удаляют картриджем с полифосфатом.
Кроме того, следует учитывать и такие параметры, как:- производительность
- степень очистки
- гидравлические потери, которые создает картридж
- тип магистрали
- тип корпуса
Если расход воды незначителен, то выбирают корпус диаметром 115-130 мм. Для полного удаления всех примесей выбирают магистральный фильтр с зернистой загрузкой, в которой присутствуют кварцевый песок, мраморная крошка, керамзит, полимеры, горные породы, антрацит.
Фильтры, очищающие от железа и марганца
Для лучшего понимания принципа нужно знать, что железо в жидкости может находиться в четырех состояниях:- двухвалентном
- трехвалентном
- бактериальном
- коллоидном
Для очищения используется картридж с ионообменной смолой и кальцитом. В результате химического взаимодействия двухвалентное железо переходит в трехвалентное, ионы которого значительно больше по размерам. Они уже улавливаются фильтром грубой очистки. Одновременно улавливаются ионы бактериального и коллоидного железа.
Ионообменники эффективны при концентрации железа не более 2,1 мг/л. При более высокой концентрации молекулы трехвалентного железа быстро забивают ячейки картриджа, и его необходимо часто менять. Здесь выгодно применять фильтры обратного осмоса.
Фильтры обратного осмоса
Это самая сложная, самая дорогостоящая, но и самая эффективная система очищения воды. Она состоит из валика, на который намотан толстый слой мембранного полотна. Сверху он покрыт защитной непроницаемой пленкой. К образовавшемуся цилиндру подведены входной и выходной патрубки с уплотнительным кольцом.
Размер ячейки мембраны составляет 0,0001 микрона. Через нее проходят только молекулы воды и газов: кислорода и водорода, все остальное остается снаружи. Степень очистки достигает 99%.
Чтобы мембрана быстро не загрязнялась, система дополнительно снабжена тремя колбами предварительной очистки. Эти колбы соответствуют трем ступеням очистки. В каждой из них — свой картридж, выполняющий определенную функцию очистки.
Производительность таких фильтров колеблется от 150 до 300 литров в сутки. На выходе получают практически дистиллированную воду. Чтобы повысить биологическую ценность, в нее добавляют строго фиксированное количество кальция, магния и натрия.
Интересно отметить, что в нашем организме многие системы жизнеобеспечения действуют на принципах обратного осмоса.
Недостатком является медленная скорость очищения, высокий расход воды и повышенная стоимость.
Проточные фильтры и фильтры под мойку
В проточный фильтр входят следующие компоненты:
- фильтр грубой очистки
- картридж из активированного угля, углубляющий очистку
- картридж из ионообменной смолы, завершающий очистку удалением солей кальция, магния, железа и понижающий жесткость воды
Для уничтожения микроорганизмов установлена лампа ультрафиолетового излучения.
Проточные аппараты отличаются высокой производительностью, намного меньше потребляют воды по сравнению с обратноосмотическими системами, удачно сочетаются с мойками. К недостаткам следует отнести высокую стоимость, стационарность, неудобство обслуживания.
Умягчение воды и умягчители
Умягчение — это процесс уменьшения жесткости воды. Под жесткостью воды подразумевают количество растворенных в ней солей кальция и магния. Другие соли — железа, марганца, стронция, бария — также влияют на жесткость, но в очень небольшой степени и практически не учитываются при ее определении.
Вода считается мягкой, если в ней находится не более 1,5 мг-экв/л солей. Не более 2,5 — средняя степень жесткости, более 5мг-экв/л — жесткая.
Жесткая вода вредно действует на организм человека: появляется мочекаменная болезнь, артриты различной природы. Минеральные отложения в кровеносных сосудах являются одной из причин возникновения атеросклероза. Излишняя жесткость также сокращает сроки службы оборудования, связанного с водой, поэтому меры по умягчению воды необходимы.
Многие типы фильтров в той или иной мере умягчают воду, но, если она чересчур жесткая, применяются специальные фильтры, которые называются умягчителями. Они работают на принципе замещения тяжелых ионов кальция и магния на легкие ионы калия или натрия. Эти щелочноземельные металлы образуют растворимые соли, которые легко выпадают в осадок и удаляются, тем самым понижая жесткость жидкости.
По такому принципу работают регенеративные ионообменные фильтры. Магнитные фильтры работают по-другому — в их корпус встроены магниты. Сам аппарат устанавливается в трубу. Наведенное магнитное поле влияет на водный поток таким образом, что соли кальция и магния перестают кристаллизоваться и оседать на стенках нагревательных приборов и трубах сантехнических устройств.
Виды картриджей для фильтров воды
Как мы видим, картриджи используются во всех видах фильтров для воды, даже в тех, где применяются мембраны. Маркировка картриджей для воды предлагает следующие их виды:- Механические. В основном работают в фильтрах грубой очистки с размером ячейки от 5 до 50 мкм. Фильтрующий материал — вспененный пропилен.
- Угольные. Отфильтровывают хлор, органику, токсины. Рабочее вещество — брикетированный (спрессованный) активированный уголь из скорлупы кокосов.
- Умягчительные. Основное назначение — снижение жесткости воды. Наполнители — ионообменные смолы: катеонит и анионит.
- Картриджи для извлечения солей железа, марганца и окалины. Рабочее вещество — ионообменные смолы, специальная каталитическая засыпка, которая применяется при высоком рН и небольшой концентрации железа.
- Минерализаторы. Обогащают воду после глубокой очистки, добавляя калий, кальций, хлор, магний, сульфаты, железо, фтор.
- Корректоры РН. Подщелачивают или подкисляют воду при необходимости. Наполнители — глинозем, цеолит.
Есть еще картриджи, работающие в особых условиях: повышенной температуры, давления, радиоактивности и так далее.
Обзор картриджей для фильтров воды не является исчерпывающим. Отдельные фирмы-производители изготовляют картриджи собственной конструкции.
Характеристики картриджей для воды
По конструкции типы картриджей для фильтров воды делятся на:- вставляемые в корпус
- герметичные, неразборные
- подсоединяемые с помощью трубок
- разборные с засыпкой наполнителя
- быстросъемные
- гофрированные
- намоточные
- сетчатые
- пропиленовые
- десятидюймовые узкие
- десятидюймовые широкие
- двадцатидюймовые узкие
- двадцатидюймовые широкие
- специальных размеров
Ввиду того, что картриджи имеют американское происхождение, размеры определяются в дюймах. Дюйм равен 2,54 см.
Ресурс фильтрующего элемента
Если производительность картриджа определяется его способностью очищать количество жидкости в единицу времени, то ресурс очистительного устройства означает, сколько воды он может очистить, обеспечивая нужное качество жидкости. Степень фильтрации картриджей также влияет на их ресурс. Общее правило: чем тоньше очистка, тем меньше ресурс картриджа и срок его службы. Картридж кувшина заменяется один раз в два месяца. Картридж тройного фильтра — один раз в полугодие. Картридж предварительной очистки — через три месяца. Мембрана меняется раз в год. Это рекомендуемые сроки, они могут изменяться в ту или иную сторону в зависимости от качества исходной воды.
Производительность аппарата и его ресурс указываются в заводской инструкции к фильтру.
Картриджи для горячей воды
Картриджи для бытовых целей рассчитаны на температуру холодной воды до 40С. Для горячей воды предназначены отдельные устройства — они работают при температуре воды до 70С. Специальные сменные картриджи для проточных фильтров, устанавливаемых в промышленности, могут работать при 150С.
Как правильно выбрать картриджи для фильтра воды
Для того, чтобы подобрать картриджи для фильтра очистки воды, в первую очередь необходимо определиться с типом самого фильтра. Если врачи диагностировали у вас известковые отложения в аорте и венечных сосудах или камни в почках, или остеохондроз, то вам нужен фильтр с самой тонкой очисткой — с обратным осмосом. Он дороже прочих, но здоровье стоит того, чтобы на нем не экономить.
Если, наоборот, у вас остеопороз, а он чаще всего бывает у пожилых людей, то нужна минимальная очистка. Для этого подойдет фильтр-кувшин, фильтр грубой очистки, фильтр предварительной очистки, фильтр на кран. Пенсионерам они подойдут и по соображениям стоимости.
Для многодетной семьи хорошим выбором будет проточный фильтр, обеспечивающий большую производительность, или фильтр под мойку.
Типы фильтров диктуют и виды картриджей для воды. Как подобрать картриджи для фильтров воды, мы написали в разделе магистральных фильтров: подход к выбору один и тот же.
Какой картридж лучше для воды, решается в каждом конкретном случае. Вопрос уместен только для сменных картриджей, которые может заменить сам потребитель. Самый лучший — всегда тот, который установлен в данном фильтре. При изменении характеристик воды можно заменить и картридж, предварительно посоветовавшись со специалистом.
Производители фильтров и картриджей
Отлично зарекомендовала себя продукция отечественной фирмы «ИТА Фильтр». Компания изготовляет всю линейку бытовых фильтров. Покупателю не надо платить за громкий бренд, за импортные пошлины, за логистику. Всего этого нет в цене отечественного продукта, зато есть высокое качество, использование всех передовых технологий в области очистки воды, усовершенствования в виде усиленного оголовка фильтра, усиленных латунных резьбовых вставок, утолщенного прижимного кольца, системы защиты от протечек «Аквастоп» и других конструктивных улучшений. Большим спросом пользуются фильтры под мойку «Bravo Trio», «Нева», система обратного осмоса «IT-RO-A», магистральный фильтр «ИТА-21» и другие изделия этой фирмы.
Выводы
Великий популяризатор здорового образа жизни Поль Брэгг писал, что возраст и продолжительность жизни человека — это состояние его кровеносных сосудов. Можно и в 30 лет иметь сосуды дряхлого старика, а можно и в семьдесят обладать сосудами юноши. Человеческий организм намного чувствительней к качеству потребляемой воды, чем к качеству пищи. Как выглядит изнутри водопроводная труба или чайник, каждый знает. Примерно также выглядят человеческие «трубы» — сосуды, — если пользоваться неочищенной водой.
Поэтому не теряйте времени, не откладывайте на потом, а покупайте фильтр и пользуйтесь современными достижениями в области очистки воды.