Фильтры для воды – качество и надежность

9 августа 2017

Устанавливая в квартире или офисе дорогостоящую сантехнику, стиральную машину, подогреватель воды, другую бытовую технику, подключенную к водопроводу, имеет смысл позаботиться о качестве поступающей воды. Известно, что излишняя жесткость воды, механические включения и большое содержание железа не лучшим образом отражается как на внешнем виде аппаратов и сантехнических приборов, так и на сроке их службы. Также давно не требуется убеждать кого-либо во влиянии, оказываемом водой на наше здоровье.

Магистральные фильтры для воды

Для избавления водопроводной воды, поступающей в дом, от механических примесей применяются магистральные фильтры, встроенные напрямую в водопроводную сеть. Фильтр подбирается в первую очередь по пропускной способности в зависимости от необходимого количества воды.

Важно и то, какое влияние оказывает фильтр на давление воды в системе, поскольку даже лучшие модели снижают давление на 0.1 – 0.5 бар. Хотя это совсем небольшая цифра, она может быть довольно актуальна для водопроводов с низким напором воды, в таких случаях к выбору фильтра надо подходить с особым вниманием.

Установка фильтров механической очистки помогает значительно увеличить период бесперебойной работы кранов, трубопроводов, всего сантехнического оборудования, снижает риск поломки подключенной к системе водопровода бытовой техники. Вложенные в приобретение магистральных фильтров средства окупаются быстро и многократно.

Фильтры грубой очистки

Предотвратить попадание в трубопровод песка, ржавчины и других механических загрязнений помогают сетчатые фильтры для воды, установленные на входе. Установка фильтров также исключает резкие перепады давления, предохраняя подключенную технику от гидроударов, которые могут стать причиной протечек. Для грубой очистки предназначены сетки с размером ячейки 100 - 500 микрон; фильтр может иметь несколько ступеней очистки, где в каждой последующей ступени используется все более мелкая сетка.

Сетку необходимо периодически промывать, иначе с увеличением осадка на сетке давление воды будет падать. Для очистки сетки применяются методы обратной и прямоточной промывки. Наиболее современные фильтры обладают системой обратной промывки.

Принципиальная схема работы

Сетка фильтра задерживает поступающие примеси и накапливает их в чаше, в нижней части которой находится шаровой кран. Разные модели фильтров рассчитаны на ручную промывку фильтра или с помощью автоматического устройства. При включении промывки вода очищается на дополнительном участке сетки, затем поступает во вращающуюся турбину. Ускоренный в турбине поток воды промывает сетку изнутри, очищая её от накопившихся загрязнений, затем сливается в канализацию или отдельную емкость. Прозрачная колба помогает установить степень загрязнения сетки. Чтобы включить режим промывки, достаточно повернуть ручку шарового крана.

Для автоматической промывки фильтр дополнительно оборудуется специальным механизмом (аппаратом промывки), открывающим шаровой кран. При открытии крана вода обратным потоком промывает сетку, грязь смывается водой в дренаж. Работает промывка в течение 25 секунд. Аппарат промывки можно программировать на определенное время, которое определяется в зависимости от скорости загрязнения сетки. Периодичность промывки устанавливается от 3-х месяцев до нескольких минут. Аппарат промывки может запускаться также при изменении перепада давления или другому сигналу.

Основные узлы фильтра:

корпус со встроенным в него манометром, измеряющим давление в системе; .

прозрачная колба с сеткой (для горячей воды применяется латунная); .

резьбовые соединения для установки в водопроводную сеть; .

турбина для очистки фильтра, повышающая качество очистки фильтра; .

дренажный штуцер с шаровым краном.

Преимущества фильтров обратной промывки

Важным достоинством этого вида фильтров является то, что во время промывки фильтра очищенная вода продолжает подаваться в систему.

Фильтр с помощью поворотного фланца можно устанавливать и на горизонтальном участке водопровода, и на вертикальном чашей вниз.

Сетка фильтра производится из нержавеющей стали, сетка сменная, её легко заменить без снятия фильтра.

Компактные размеры позволяют установку практически в любом месте.

Благодаря значительному запасу прочности может применяться при высоком давлении воды.

Отдельные модели фильтров имеют редукторы давления, защищающие систему от ненормативного повышения давления.

Производительность фильтров с обратной промывкой колеблется от 1,8 до 21.2 м3/час, рабочее давление от 16 до 25 бар, поэтому выбрать подходящий по всем параметрам прибор не представляет проблемы.

Магистральные фильтры тонкой очистки

Используются с целью механической очистки воды, снижения ее мутности и цветности. Делятся на сетчатые и картриджные фильтры. Сетчатые фильтры для воды задерживают частицы до 20 микрон, оборудуются системами промывки. Фильтры патронные (картриджные) после загрязнения промывке не подлежат, их приходится заменять новыми.

В бытовых условиях чаще применяются картриджные фильтры для воды, они способны задерживать частицы величиной не менее 1 микрона, наиболее употребляемые картриджи имеют порог фильтрации 5 микрон. Если фильтр устанавливается на линию горячей воды, к нему предъявляются особые требования.

Корпус фильтра, называемый колбой, изготавливается в зависимости от назначения из прочного пластика или различных марок нержавеющей стали. Колба разбирается, в неё вставляется картридж, содержащий фильтрующий материал. Материалом для заполнения картриджа может быть вспененный или плетеный пропилен, выпускаются также намоточные и гофрированные картриджи.

При установке фильтра необходимо обеспечить к нему свободный доступ, так как колбу периодически приходится разбирать для замены картриджа.

Если есть необходимость избавиться от органических загрязнений, солей жесткости или хлора, используют двухступенчатые, иногда трехступенчатые фильтры для воды со специальными картриджами, предназначенными для нейтрализации этих примесей.

В случае установки многоступенчатых фильтров можно добиться экономии на покупке средств бытовой химии против накипи.

Экономичность фильтра определяется тем, как долго прослужит сменный картридж. Срок его работы определяется не только и не столько качеством фильтра, но в первую очередь составом воды. Когда в составе воды присутствует слишком заметное количество примесей, применение таких фильтров нецелесообразно, потому что приходится слишком часто заменять сменные детали. Особенно это актуально, если для водоснабжения применяется вода из артезианских скважин, обычно богатая соединениями железа и солями тяжелых деталей. Для такой воды подходят мембранные фильтры, основанные на принципах обратного осмоса.

Фильтры обратного осмоса

Воду с присутствием множества растворенных примесей, очищают фильтрами обратного осмоса. Они включают в себя полунепроницаемую мембрану, преодолевая которую с помощью давления, вода теряет практически все примеси. Мембрану способны преодолеть в основном молекулы воды и растворенных в воде газов, а также очень небольшое количество ионов легких металлов. Поскольку растворенные примеси задерживаются мембраной, вода, прошедшая фильтр, по составу приближается к дистиллированной. Задерживает мембрана основную массу вирусов и бактерий.

Принцип работы фильтра

Если растворы с различным содержанием соли разделить полунепроницаемой мембраной, то начинается следующий процесс. Молекулы воды из более насыщенного раствора будут проникать в менее насыщенный до тех пор, пока не произойдет выравнивание её содержания в растворах. Это явление называется осмосом; протекает при одинаковом давлении с двух сторон мембраны. Если же на раствор с большим содержанием соли оказывается внешнее давление, превышающее осмотическое, молекулы движутся в менее насыщенный раствор, то есть в обратном направлении (обратный осмос).

Мембрана для фильтров изготавливается из полимерных материалов. Это композитный материал, состоящий из двух слоев, имеющих различную плотность. Для того чтобы защитить мембрану от повреждений, в конструкцию фильтров входят системы механической очистки от нерастворимых соединений.

Чтобы предотвратить забивания мембраны, поток воды направлен вдоль мембраны, таким образом он смывает отложившиеся на нее примеси. Поэтому выходной поток воды разделен на две части: очищенную воду и концентрат, не прошедший через мембрану.

Для использования профильтрованной воды в пищевых целях выпускается ряд моделей с минерализаторами, добавляющими в воду необходимые нам минералы. Регулярное употребление очищенной от минералов воды способствует вымыванию из организма минеральных веществ, приводящее к различным заболеваниям.

В комплектацию некоторых фильтров входит накопительный бак, в котором хранится очищенная вода, и угольный фильтр, улучшающий вкус воды. Фильтры, имеющие большую производительность, обходятся без бака и являются проточными.

К достоинствам мембранных фильтров относятся:

отсутствие постоянно заменяемых деталей;

эффективная очистка без применения химических реактивов;

достаточно длительный срок службы;

простое обслуживание.

К их недостаткам можно отнести то, что для бесперебойной работы фильтра требуется хороший напор воды, от которого напрямую зависит качество очистки.

Среди мембранных фильтров заслуженной популярностью пользуются фильтры «Atoll», «Kinetico», «Гейзер», «Аквафор».

Проточные фильтры для воды

В отличие от магистральных проточные фильтры используются только для получения питьевой воды, при этом часто прибегают к установке проточных фильтров под мойку. Работают эти фильтры по принципу абсорбции, в качестве абсорбентов обычно выступают полипропиленовые материалы и активированный уголь. Их применение дает отличный результат при том условии, что по составу вода не сильно выходит за пределы нормы или предварительно очищена специальными методами.

Водопроводная вода, прошедшая очистку на водозаборной станции, обычно более или менее отвечает соответствующим нормам, но из-за ненадлежащего состояния городских водопроводов может приобретать крайне нежелательные примеси. К этому надо добавить присутствие хлора и его соединений, от которых необходимо избавиться. Если же вода берется из скважины, без предварительной очистки не обойтись.

Проточные фильтры способны справиться с очисткой воды от мути, ржавчины, органических примесей, соединений хлора и пестицидов. Фильтры поглощают неприятные запахи и посторонние привкусы, поэтому прошедшая через фильтр вода становиться намного вкуснее.

Применяются при необходимости повышения качества водопроводной воды, не рассчитаны на очистку воды с большим содержанием примесей. Работают при небольшом давлении воды, производительность их не слишком высока.

Проточные фильтры состоят из одного или нескольких картриджей; вода очищается, последовательно переходя из одного картриджа в другой. Каждая ступень выполняет свою задачу:

Удаление механических частиц, придающих воде мутность. С этим хорошо справляются полипропиленовые фильтры для воды различных конструкций.

Поглощение хлорсодержащих и органических соединений. Чаще всего используются фильтры на основе активированного угля. На второй ступени уголь применяется гранулированный.

Улучшение вкуса и запаха производится с помощью порошкового угольного фильтра.

Картриджи проточных фильтров могут работать без замены в лучшем случае полгода, если не заменить их вовремя, вода может стать непригодной для питья.

Картриджные фильтры

Фильтр состоит из корпуса (колбы) и помещенного в него фильтрующего элемента. Некоторые фильтры для воды оборудованы специальным контейнером, в который помещается фильтрующий элемент. В зависимости от предназначения, конструкции и материала фильтры подразделяются на несколько групп.

Сетчатые фильтры для воды

Картриджи предназначены для очистки от нерастворимых загрязнений. Материалом сетки является полиэстер или нержавеющая сталь. Для изготовления сетки используются только материалы для пищевых продуктов. Сетка бывает гофрированная или гладкая, по форме цилиндрическая. Основным достоинством подобных фильтров считается возможность их повторного использования после промывки.

Металлическая сетка выдерживает температуры до 100°C, не разрушается соединениями хлора и другими окислителями. Полиэстровая сетка может иметь более мелкие отверстия, поэтому эффективность очистки у неё выше.

Лепестковые (гофрированные)

Применяется картридж для удаления взвешенных частиц, благодаря большой поверхности имеет высокую эффективность. Выпускаются как одноразовые модели фильтров, так и многоразовые, последние можно промывать несколько раз. В качестве материала чаще всего используется полипропилен, полиэстер и нетканая целлюлоза. У каждого из этих материалов есть свои недостатки и преимущества.

Полипропилен выдерживает более высокие температуры, хорошо задерживает мелкие частицы, но регенерировать его достаточно сложно.

Целлюлоза, напротив, хорошо поддается регенерации, но эффективность очистки у нее ниже, к тому же она имеет недостаточную жесткость.

Фильтр из нетканого полиэстера обладает высокой устойчивостью к химическому воздействию, хорошо поддается многократной очистке, но не выдерживает высоких температур; к тому же это не дешевый материал.

К несомненным преимуществам гофрированных материалов относится очень небольшая потеря давления после фильтра.

Угольные

Это адсорбционные фильтры, поглощающие соединения хлора и тяжелые металлы. Уголь, применяемый для фильтров, предварительно проходит специальную обработку – активируется. При обработке угля имеющиеся в его структуре мельчайшие отверстия (поры) очищаются, при этом повышается его удельная поверхность. Большая поверхность позволяет материалу удерживать значительное число молекул, из которых состоят нежелательные примеси.

В зависимости от способа активирования можно получать материал с мелкими или более крупными порами. Уголь с мелкими порами более эффективен. Самыми мелкими порами обладает уголь, который производят из кокосовой скорлупы.

Так как уголь не способствует уничтожению вирусов и бактерий, выпускают фильтры со специальными добавками (такими, как серебро), препятствующими размножению бактерий. В фильтрах используется порошковый, гранулированный или прессованный уголь.

Гранулированные

Для гранулирования подходит уголь с мелкими порами, часто это уголь из кокосовой скорлупы. Достоинством гранул является малое выделение угольной пыли при хорошей сорбционной возможности.

Прессованные

Из прессованного угольного порошка производят карбон-блоки, которые могут состоять из угля нескольких видов. Кроме угля, в их состав входит измельченный пластик, который под воздействием высоких температур и давлением позволяет придавать изделию необходимую форму. Пористость блоков может быть различной, в зависимости от использованных добавок. Структура блока довольно плотная, поэтому вымывание угля из него не происходит.

Порошковые

Благодаря развитой рабочей поверхности это наиболее эффективные фильтры. Чтобы предотвратить вымывание угольного порошка из картриджа, на выходе устанавливается дополнительный фильтр.

Общим требованиям к угольным фильтрам является необходимость контакта его с водой в течение определенного времени, при увеличении скорости прохождения воды эффективность фильтра падает. Поэтому при установке фильтра обязательно нужно учитывать его производительность.

Угольные фильтры боятся перепадов давления, скачки давления могут вызывать попадание накопленных примесей в воду. Очень важно вовремя менять угольные фильтры, так как в просроченных картриджах могут размножаться бактерии.

Умягчители воды

Если в дом поступает артезианская или колодезная вода, как правило, имеющая большую жесткость, обычные фильтры не способны справиться с её очисткой. Бывает, что и водопроводная вода по жесткости не соответствует нормам. Жесткая вода в доме – это не только накипь в чайнике, но и преждевременный износ трубопроводов и запорной арматуры, поломки бытовой техники и неоправданно большой расход моющих средств. Чтобы уменьшить жесткость воды, применяются специальные фильтры для воды, использующие ионообменные смолы.

Основной причиной жесткости воды является присутствие в ней ионов магния, кальция. Ионообменные смолы способны удерживать на своей поверхности эти ионы, заменяя их ионами натрия. При прохождении воды через ионообменную установку содержание ионов натрия в ней постоянно уменьшается, поэтому через какое-то время смолу приходится менять или регенерировать. Ресурс работы умягчителя зависит как от объема и состава пропущенной воды, так и от качества наполнителя.

О качестве смолы говорит ее ионообменная емкость, которая определяется количеством соли, поглощаемой литром смолы. Чтобы определить ресурс картриджа, достаточно емкость разделить на жесткость воды (количество соли в мг-экв на литр воды).

О том, что ресурс картриджа исчерпан, можно догадаться по уменьшению потока воды через фильтр и ухудшению её качества.

Поскольку стоимость ионообменной смолы сравнима со стоимостью самого прибора, предпочтительно её регенерировать. Регенерация - это процесс обратный умягчению, для него используется раствор поваренной соли. При прохождении раствора соли смола поглощает ионы натрия, образовавшаяся жесткая вода сливается. Направление потока рассола в противоположном по отношению к воде направлении увеличивает эффективность этого процесса.

Регенерировать смолу можно многократно, но со временем на ней оседают ионы железа и других тяжелых металлов, которые не уходят при промывке, поэтому смолу приходится менять. .

Если регенерация смолы проводится в ручном режиме, готовится 10% раствор соли, заливается в картридж и оставляется на несколько часов, затем процедуру повторяют и далее промывают картридж умягченной водой. Гораздо проще пользоваться картриджами с автоматической регенерацией.

Для бесперебойного поступления очищенной воды во время регенерации некоторые умягчители имеют два параллельных блока, один из которых очищает воду, в другом в это же время происходит регенерация. К ним относятся, например, аппараты фирмы «Atoll». В них устанавливается модуль управления для автоматического включения процесса регенерации. Некоторые аппараты имеют электронный таймер. Умягчители «Atoll» предусматривают возможность регулирования степени умягчения, к тому же у них имеется режим ускоренной регенерации и функция смены воды после простоя аппарата.

Картриджные умягчители используют в тех случаях, когда требуется не так много очищенной воды. Для водоснабжения коттеджа или дома, где значительная потребность в воде, применяются ионообменные колонны, которые имеют несравнимо большую производительность. Надо заметить, что и по стоимости они отличаются очень сильно.

Обезжелезователи воды

Вода, содержащая растворимые соли железа, может казаться очень чистой, но в процессе отстаивания на дне емкости появляется бурый осадок. Почему это происходит? Дело в том, что растворимые соли железа легко окисляются на воздухе, переходя в нерастворимую форму. По этой причине значительные количества растворимых солей присутствуют только в подземных водах.

В водопроводной воде соли железа представлены в основном нерастворимыми соединениями, которые легко удаляются обычными фильтрами. Сложнее с солями растворимыми, удаление которых очень непростая технологическая задача. Решают эту задачу с помощью фильтров – обезжелезивателей, которые представлены тремя основными группами.

Безреагентные

В том случае, если вода содержит не более 50мг/л железа, используются обезжелезиватели, которые не содержат никаких химических веществ. Очистка от железа проводится кислородом воздуха с помощью аэрационной установки. При прохождении потока воздуха сквозь воду растворенные ионы металла окисляются, выпадают в осадок и в дальнейшем отфильтровывается. Такие установки раз в месяц очищают, пропуская воду в обратном направлении. Процесс регенерации занимает всего несколько минут.

Аэратор представляет собой колонну, в которой поток воздуха с помощью компрессора движется навстречу потоку воды. Для увеличения эффективности аэрации аппарат может заполняться специальной засыпкой, увеличивающей поверхность соприкосновения. Эти устройства рассчитаны для водоснабжения коттеджа или дома, очищают воду не только от железа, но также от тяжелых металлов, алюминия. При больших концентрациях железа они применяются для предварительной очистки.

Ионообменные фильтры для воды

Развитие технологий в последние годы позволило разработать ионообменные смолы, позволяющие избавиться от множества соединений, присутствие которых в воде нежелательно. Специализированные ионообменники могут улавливать все соединения железа, в том числе органические, задерживают также другие металлы и сероводород.

Обезжелезиватели такого типа применяют для воды, содержащей не слишком большие концентрации металла, служить они могут без замены до 4-х лет, периодически подвергаясь регенерации. Их можно использовать в многоступенчатых картриджных фильтрах совместно с умягчителями. Например, фильтры «Atoll» включают в себя как умягчительные модули, так и обезжелезивающие.

Реагентные фильтры для воды

Для удаления железа применяют аппараты, наполненные засыпкой с содержанием катализаторов окисления металла (оксидом марганца). В качестве засыпки применяются различные силикаты, обогащенные специальными добавками. Самыми эффективными считаются такие наполнители, как «Birm», «Сорбент АС», «Manganese GreenSand», «MTM».

Для регенерации обезжелезивателей периодически через аппарат противотоком пропускают воду или раствор, содержащий перманганат калия. Чаще всего этот процесс автоматизирован, для его включения используется блок управления.

Фильтры состоят из цилиндрического корпуса, наполненного гранулированной засыпкой. Корпус чаще всего пластиковый, отдельные модели изнутри ламинируются полиэтиленом. Значительно реже для корпусов применяется нержавеющая сталь, такие фильтры применяются для специальных целей. Для поддержки засыпки некоторые фильтры имеют гравийную подложку.

При контакте с водой входящий в состав засыпки оксид марганца ускоряет окисление металла, благодаря чему железо переходит в нерастворимую форму и остается на фильтре. Для повышения эффективности и срока службы обезжелезивателя поступающую в них воду первоначально пропускают через аэратор или озонируют, чтобы снизить содержание металла в воде.

При производстве обезжелезивателей многие производители используют в одном аппарате не один, а сразу несколько принципов очистки, в том числе и мембранные. Качественные фильтры для воды производят фирмы «Atoll», «Ecowater», «Runxin».

Чтобы правильно подобрать подходящую систему очистки от железа, особенно если вода артезианская, обязательно нужно проанализировать состав воды и получить консультацию специалиста. Только такой подход поможет минимизировать затраты и получать качественную воду.