Типові схеми очищення води для житлового будинку фільтри для води і їх відмінності один від одного зворотньоосмотичні

Типові схеми очищення води для житлового будинку фільтри для води і їх відмінності один від одного зворотньоосмотичні

Влітку Москва нагадувала пустелю Сахару. Не в тому сенсі, що всім нам було дуже гаряче (принаймні в червні-липні), а в тому, що наші водоканального служби мають шкідливу звичку влітку воду в містечку вимикати. Відмінно ще, що тільки жарку. Але мова тут піде не про проблеми водопостачання як такого. Мається на увазі, що вода у вас вдома, квартирі, кабінеті, на підприємстві, та й взагалі в містечку все-таки є.

Зазвичай, вода, що надходить зі свердловини або, припустимо, з міської водопровідної системи, просить підготовчої обробки. Мета – доведення властивості води нормативам. А які ці нормативи і, як слід, яка вода вважається непоганий? Приміром, багато москвичів, а особливо москвички вважають, що відмінна вода – прозора, без аромату і шкідливих домішок. Ще дуже модні і популярні дискусії на тему «як би не напитися водиці з важкими металами або радіонуклєїда. А те козенятком станеш »… І це вірно. Але тільки в загальних рисах. По суті судити про якість води та її відповідність або невідповідність встановленим нормам можна лише на підставі дуже повного хім і бактеріологічного аналізу. Лише на базі цього аналізу можна робити остаточний висновок про «водяний» дилемі або комплексі проблем.

Головні проблеми, з якими доводиться стикатися нам з вами (і нашої сантехніці), наступні:

Наявність у воді нерозчинених механічних частинок, піску, суспензій, іржі, також колоїдних речовин. Їхня присутність у воді призводить до прискореного абразивного зносу сантехніки і труб, в їх засмічення.

Присутність у воді розчиненого заліза і марганцю. Така вода спочатку прозора, але при відстоюванні або нагріві набуває жовтувато-буре забарвлення, що стає передумовою іржавих патьоків на сантехніці. При підвищеному вмісті заліза вода набуває відповідний «залізистий» присмак.

Твердість, яка визначається кількістю розчинених у воді солей кальцію і магнію. При їх високому вмісті може бути випадання осаду і виникнення білястих розлучень на поверхні ванни, мийки і т.д. Солі кальцію і магнію, іменовані також солями жорсткості, є передумовою появи всім добре відомої накипу. Порівнянно безпечна в чайнику накип, відкладаючись на стінах водонагрівальних пристроїв (бойлерів, колонок тощо), також на стінах труб в смуги спекотної води, порушує процес теплообміну. Це призводить до перегріву нагрівальних частин, перевитрати електроенергії і газу. Відкладення накипу стає передумовою до 90% аварій водонагрівачів.

Наявність у воді противного присмаку, аромату і кольоровості. На ці три параметри, які прийнято іменувати органолептичними показниками, можуть впливати знаходяться у воді органічні речовини, залишковий хлор, сірководень.

Бактеріологічне забруднення. Викликана наявністю у воді різних бактерій або мікробів. Деякі їх можуть представляти конкретну небезпеку здоров'ю і життю людини. При цьому навіть порівнянно безпечні бактерії в процесі своєї життєдіяльності виділяють органічні речовини, які не тільки лише впливають на органолептичні властивості води, та й, вступаючи в хімічні реакції (наприклад, з хлором), здатні створювати отруйні і канцерогенні з'єднання.

Природно, наведений вище перелік не вичерпує всього різноманіття проблем, що виникають з водою. Це тільки найголовніші. При цьому, всупереч розхожій думці, можливість і небезпека попити водички, яка містить важкі метали, нітратати, пестициди, радіонукліди тощо, досить мала, хоча і не виключена.

Типова схема водоочищення

1 – Фільтр осадовий

2 – фільтр знезалізнення

3 – Умягчитель

4 – бак-солерозчинник

5 – Фільтр вугільний

6 – Ультрафіолетовий стерилізатор

7 – система підготовки питної води

Проблема по суті в іншому. Якщо ви вирішили обрати систему чистки води для власного житла, то неодмінно необхідно врахувати, що цю воду ви будете використовувати як для прання та миття посуду, так і для пиття і приготування їжі. Зрозуміло, що вимоги до чистоти води в першому і другому випадках повинні бути різні. По іншому – або ви розтрачувати питну воду на господарські потреби або п'єте воду, що не пройшла належної чистки. Задачку доведення властивості води до відповідного рівня вирішують за допомогою відповідних систем чистки води. Такі системи прийнято ділити на тих, які встановлюються в точці входу (там, де вода надходить у будинок), і ті, які ставляться в точці використання (наприклад, на кухні). 1-і роблять воду «господарсько-побутової» (з нею нормально працює пральна машина, можна промити посуд, сполоснути під душем). Другі – готують питну воду.

На даний момент існує цілий ряд пристроїв, що дозволяють вирішувати фактично будь-які завдання з водою. З якоїсь дещицею умовності їх можна іменувати фільтрами. Фільтри, у свою чергу, класифіковані за властивостями і цілям власного впровадження – залежно від тих конкретних проблем, для усунення яких вони передбачені. При всьому цьому фільтри одного класу можуть відрізнятися один від одного як за принципом дії, так і за конструктивним виконанням. Найпоширеніші – механічні, хім, адсорбційні і мембранні способи чищення.

Щоб краще усвідомити принципи побудови побутових, також комерційних і промислових систем, необхідно знати, що таке «Типова схема водоочищення». Тут ми наводимо схему для дому, але вона досить універсальна фактично для всіх застосувань.

Отже, якими бувають фільтри і чим вони відрізняються один від одного?

Осадові фільтри.

Створені для видалення з води механічних частинок, піску, суспензій, іржі, також колоїдних речовин. Для видалення щодо великих частинок (вище 20-50 мікрон) використовують сітчасті або дискові фільтри грубого чистки. Недолік – порівняно низька грязеемкость. Тому при сильному забрудненні води або великої продуктивності вони вимагають частої промивки, що нетехнологічно. У цих випадках доцільно застосування автоматичних систем засипного типу. В якості фільтруючого середовища використовують в головному зневоднений алюмосилікат, що забезпечує фільтрацію частинок від 20 мікрон. Для більш вузької чистки (від 5 мікрон) використовують засипку із спеціальної кераміки Makrolite.

Фільтри для видалення заліза.

Фільтри цього класу передбачені головним чином для видалення з води заліза і марганцю, перебувають у розчиненому стані. В якості фільтруючого середовища використовуються різні речовини, що включають в свій склад двоокис марганцю (Birm, Filox, Greensand і т.п.). Двоокис марганцю служить каталізатором реакції окислення, при якій розчинені у воді залізо і / або марганець перебігають в нерозчинну форму і випадають в осад, який затримується в шарі фільтруючого середовища і в майбутньому вимивається в дренаж при зворотному промиванні. В процесі окислення заліза і марганцю деякі фільтри також відмінно прибирають розчинений у воді сірководень. Деякі з фільтруючих середовищ вимагають регенерації перманганатом калію. При великих концентраціях заліза і / або марганцю використовують особливі методики, сприяючі їх більш насиченому окислення.

Фільтри-пом'якшувачі.

Це широкий клас пристроїв, створених для зниження жорсткості води. Завдяки застосуванню особливих засипок фільтри цього типу можуть володіти всеохоплюючим дією і здатні також видаляти з води певні кількості заліза, марганцю, нітратів, нітритів, сульфатів, солей важких металів, органічних сполук. Фільтри цього типу вимагають регенерації сольовим речовиною, і тому забезпечені особливим баком для виготовлення регенеруючого розчину (сольовий бак).

Вугільні фільтри.

Активоване вугілля вже здавна застосовується в водоочистці для поліпшення органолептичних характеристик води (усунення стороннього присмаку, аромату, кольоровості). Завдяки своїй високій адсорбційної можливості активоване вугілля відмінно поглинає залишковий хлор, розчинені гази, органічні сполуки.

Але, тому що накопичується органіка важко виводиться з вугілля при зворотному промиванні, імовірний залповий скид забруднень у вихідну лінію. Для запобігання цьому явищу засипка з активованого вугілля просить повторюваної підміни. У поточний час для зростання ресурсу роботи використовують активоване вугілля з шкаралупи кокоса, адсорбційна здатність якого в 4 рази вище, ніж вугілля, одержуваного класичними методами (наприклад, з деревної породи берези). Для боротьби з біологічним заростанням використовують також особливі вугілля з бактеріостатичними присадками.

Ультрафіолетові стерилізатори.

Найбільш поширеним способом боротьби з бактеріологічним забрудненням (наявністю у воді бактерій і мікробів) є опромінення води ультрафіолетом. При всьому цьому характеристики випромінювання підібрані таким макаром, що гарантують практично повну стерилізацію води. В якості стерилізаторів цього типу широко використовуються особливі ультрафіолетові лампи, змонтовані в жорсткому корпусі, усередині якого протікає вода, піддаючись впливу ультрафіолетового випромінювання.

Системи підготовки питної води

Більш прогресивні системи підготовки питної води в поточний час – зворотньоосмотичні системи. Вода, що отримується за допомогою таких установок, володіє гарними смаковими властивостями. Головний компонент такої системи – напівпроникна мембрана. Від її властивості і матеріалу, з якого мембрана виготовлена, залежить ступінь чищення води, досягає 98-99%. Щоб забезпечити нормальну роботу системи, вона оснащується підготовчими картриджними фільтрами, насосом і т.д. залежно від характеристик початкової води. Встановлюються такі системи, зазвичай, на кухні і вживаються тільки для отримання питної води. В якості таких систем відомі, наприклад, установки компанії Topway Global International, США. Система зазвичай встановлюється під миттям і забезпечена всією потрібною арматурою для врізки в лінію прохолодної води. Для чистої води виводиться окремий кран.

У вас на дому це буде виглядати приблизно бо показано на фото.

Ці системи відмінно підходять, якщо потрібна підготовка питної води в міських квартирах або – як остання ступінь системи чистки води – для установки підготовки питної води в особняку (див. Типову схему чищення води). Системи TGI відрізняються гарним дизайном і високою якістю, що підтверджує присвоєний їм особливий символ властивості інтернаціональної асоціації Water Quality Association.

Системи TGI відмінно працюють на водопровідній воді. Як досягається така висока ступінь чистки? Основна причина – застосування в якості основного елемента мембрани зворотного осмосу (RO). Вода проходить через систему картриджів і напівпроникну обратноосмотічеськую мембрану і очищається від розчинених у ній солей, механічних домішок і мікробів. У підсумку виходить чиста питна вода з гарним смаком, за своїми властивостями близька до талої льодовикової води. Конкретно така вода вважається більш екологічно безпечною для людини. При цьому, в процесі чищення не вживаються ніякі хімікати.

Головні завдання з водою і передумови, що їх викликають

ПроблемаУточненіеПрічіна

Корозійно-активна вода з високим вмістом кисню

Вихід з ладу мідних труб і корозія бронзової арматури, особливо від спекотної води, при практично нейтральному рівні рН. У місцях з'єднань можуть з'являтися зелені патьоки.

Киснева корозія з'являється при використанні поверхневих вод або, навпаки, води з найглибших свердловин в пустельних районах. При нагріванні такої води виділяється величезна кількість кисню, впливає на залізні поверхні.

Руднична (особливо кисла) вода

Нереально приростити рівень рН за допомогою кальциту. Зеленуваті й бурі патьоки.

Попадання в поверхневі води мінеральних кислот HSO4 і HCl з рудничних вод.

Жорстка вода

Зростає витрата миючих засобів і відкладається вапняна накип (білосніжний наліт на трубах, сантехніці, в системі опалення, в миючих машинах і чайниках).

Наявність у воді солей кальцію (вапняк) і магнію в кількостях, що перевершують 50 мг / л (у перерахунку за CaCo3).

Механічні нерозчинені частинки

Осад на раковинах і трубах. Абразивний ефект при використанні води.

Через фільтр механічного чищення проходить зайву кількість дрібнодисперсного піску або інших механічних частинок.

Запах рибний, затхлий, землистий або деревний

Присутність у поверхневих водах органічних сполук, зазвичай, безпечних для людини.

Запах хлору

Міська водопровідна вода.

Сильне хлорування води.

Запах тухлих яєць

Освіта чорних плям на посуді і предметах з срібла. Наявність жовтих, темних плям на поверхні ванни і раковини. Зміна кольору кави, чаю та інших напоїв. Противний присмак приготовленої їжі, її неапетитний вигляд.

1. Наявність у воді розчиненого сірководню (H2S).

2. Наявність у воді сульфурних мікробів, що викликають виникнення слідів сірководню.

Запах миючих засобів

Вода піниться. Запах септика.

1. Витік з систем знезараження в підземні водоносні пласти.

2. Випадкове потрапляння мийних засобів у систему подачі води або свердловину.

Запах бензину або нафтопродуктів (вуглеводні)

Витік у водоносний шар з ємностей для зберігання бензину або нафтопродуктів

Запах метану або каламутна вода.

Підсумок розкладання органіки в районах нафтовидобутку, якщо житловий масив побудований на місці старенької звалища, відходи якої потрапляють в джерело водопостачання.

Запах фенолу (хім запах)

Попадання промислових стічних вод у системи водопостачання.

Солонуватий присмак

Вода час від часу надає проносне дію.

1. Високий вміст солей натрію або магнію (NaCl, NaSO4, MgSO4).

2. Невірне функціонування пом'якшувача (сольовий розчин потрапляє у вихідну лінію).

Присмак лугу

Плями на дюралевій посуді.

Найвищий рівень загального солевмісту (TDS) і завищена лужність вхідної води.

Залізний присмак

Завищена кислотність

1. Рівень рН нижче 4,5 через кислотності неорганічного походження.

2. Високий вміст заліза (вище 3,0 мг / л)

Корозія нержавіючих поверхонь

Потемніння і корозія раковин, сантехніки та деталей посудомийних машин, зроблених з нержавіючої сталі.

1. Дуже високий вміст хлоридів.

2. Високотемпературна осушення робить концентрацію хлоридів, прискорюючу корозію.

Каламутність.

1. Суспензії з бруду, мулу, глини у воді.

2. Пісок, маленький гравій, грязьовий або глинистий осад.

3. Пластівці іржі у воді, червоний колір води і бурий осад.

4. У воді сіруваті ниткоподібні волокна.

1. Суспензії в поверхневих водах (ставки, озера, джерела), особливо після дощів.

2. Несе пісок з ще непромитих новітньої свердловини або дефектний сітчастий екран.

3. Вода з підвищеною кислотністю вимиває залізо з трубопроводів.

4. У початковій воді міститься органіка – водні рослини і т.д.

Кисла вода

Зеленуваті патьоки на раковині та інших фаянсових поверхнях. Синьо-зелений відтінок води.

Підсумок реакції води з високим вмістом двоокису вуглецю (при рівні рН нижче 6,8) з мідними і бронзовими трубами і Фиттинга.

Залозиста вода

Вода з крана прохолодної води надходить прозора, але з плином часу, особливо при нагріванні, набуває бурого забарвлення. Білизна при пранні набуває жовтуватий відтінок. Потемніння кави, чаю та інших напоїв.

Наявність у воді розчиненого (двовалентного заліза) у кількості вище 0,3 мг / л. Залізо в концентраціях вище 0,3 мг / л викликає бурі патьоки на водопровідній арматурі, сантехніці, плями на посуді і білизну після прання.

Вода червонувато-бурого кольору

Практично відразу при відстоюванні на дні ємності осідають бурі частинки.

Окислене залізо. Залізо «вимивається» зі старих труб при рівні рН нижче 6,6.

Карий колер води

Осад не доводиться.

Органічне (бактеріальне) залізо.

Червонуватий колір

У воді зберігається червоний колір після 24 годин відстоювання.

Колоїдне залізо.

Жовтувата вода

Вода набуває жовтуватий відтінок після пом'якшувача. Жовтуваті розводи на тканині, порцеляні.

У воді знаходиться танін (гумусова кислота), який є нешкідливим органічною сполукою. Зустрічається у воді, що проходить через торф'янистих грунтах або шар рослинного перегною.

Чорнуватий колер води

Чорнуваті розводи на білизні або сантехніці. Вміст марганцю вище 0,05 мг / л викликає плями.

Взаємодія двоокису вуглецю або органічних речовин з грунтами, що містять марганець. Зазвичай зустрічається в купе з залізом.

Вода молочного кольору.

Каламутна вода.

1. Освіта суспензії з опадів при нагріванні.

2. У воді міститься багато повітря через несправний насоса.

3. У питну воду потрапив коагулянт через його передозування в очисній системі.

4. У воді знаходиться метан (СН4).

Осмос і зворотний осмос

Процес оборотного осмосу, як метод чищення води, вживається спочатку 60-х років. Спочатку він застосовувався для опріснення морської води. Зараз за принципом зворотного осмосу в світі виконуються сотні тисяч тонн питної води в день.

Поліпшення технології дозволило використовувати зворотньоосмотичні системи в домашніх умовах. На даний момент у світі вже встановлені тисячі таких систем. Отримана оборотним осмосом вода має унікальну ступінь чистки.

Принцип дії

Явище осмосу лежить в базі обміну речовин всіх живих організмів. Конкретно завдяки осмосу в кожну живу клітину надходять поживні речовини і, навпаки, виводяться шлаки. Явище осмосу спостерігається, коли два соляних розчину з різними концентраціями розбиті напівпроникною мембраною. Ця мембрана пропускає молекули і іони певного розміру, але служить бар'єром для речовин з молекулами більшого розміру. Таким макаром, молекули води здатні просочуватися через мембрану, а молекули розчинених у воді солей немає.

Якщо по різні сторони напівпроникною мембрани знаходяться солесодержащие суміші з різною концентрацією, молекули води будуть пересуватися через мембрану із слабо концентрованого розчину в більш концентрований. Це викликають в більш концентрованому розчині збільшення рівня води. Через явища осмосу процес проникнення води через мембрану спостерігається навіть у цьому випадку, коли обидва розчину знаходяться під схожою зовнішнім тиском.

Різниця у висоті рівнів двох сумішей різної концентрації пропорційна силі, під дією якої вода проходить через мембрану. Ця сила називається «осмотичним тиском».

У разі, коли на розчин з більшою концентрацією вплине зовнішнє тиск, що перевищує осмотичний, молекули води почнуть рухатися через напівпроникну мембрану в оборотному напрямку, іншими словами з більш концентрованого розчину в найменш концентрований. Цей процес називається "оборотним осмосом". За цим принципом і працюють всі мембрани зворотного осмосу.

У процесі оборотного осмосу вода і розчинені в ній речовини діляться на молекулярному рівні, при всьому цьому з одного боку мембрани накопичується фактично абсолютно чиста вода, а всі забруднення залишаються по іншу її сторону. Таким макаром, зворотний осмос забезпечує ще більш вищу ступінь чищення, ніж більшість традиційних способів фільтрації, заснованих на фільтрації механічних частинок і адсорбції деяких речовин за допомогою активованого вугілля.

Застосування

У системах оборотного осмосу побутового призначення тиск води на мембрану відповідає тиску води в трубопроводі. У разі, якщо тиск зростає, потік води через мембрану збільшується теж.

На практиці мембрана стовідсотково не затримує розчинені у воді речовини. Вони потрапляють через мембрану, але в мізерно малих кількостях. Тому очищена вода все-таки містить малозначне кількість розчинених речовин. Принципово, що при підвищенні тиску на вході не відбувається зростання вмісту солей у воді після мембрани. Навпаки, більший тиск води не тільки лише нарощує продуктивність мембрани, та й покращує якість чищення. Іншими словами, чим вище тиск води на мембрані, тим більше чистої води найкращого властивості можна отримати.

Через мембрана може засмітитися і не робити працювати? Тому що в процесі чищення води концентрація солей з боку входу зростає. Для запобігання цього уздовж мембрани створюється примусовий потік води змиває «розсіл» в дренаж.

Є кілька причин, від яких залежить ефективність процесу зворотного осмосу у відношенні різних домішок і розчинених речовин. Це – тиск, температура, рівень рН, матеріал, з якого зроблена мембрана, і хім склад вхідної води.

Неорганічні речовини прекрасно відокремлюються зворотноосмотичної мембраною. Залежно від типу використовуваної мембрани (ацетатцеллюлозное або тонкоплівкова композитна) ступінь чищення становить по більшості неорганічних частин 85-98%. Мембрана зворотного осмосу видаляє з води і органічні речовини. При всьому цьому органічні речовини з молекулярною вагою більше 300 видаляються на сто відсотків, а з найменшим – можуть просочуватися через мембрану в малозначних кількостях. Великий розмір вірусів і мікробів фактично виключає можливість їх проникнення через мембрану. У той же час, мембрана пропускає розчинені у воді кисень та інші гази, що визначають її смак. У підсумку, на виході системи оборотного осмосу виходить найсвіжіша, смачна, так чиста вода, вона, строго кажучи, навіть не просить кип'ятіння.

Джерело: gradostroitel.com.ua