Водоочистка в доме, коттедже, даче устанавливается для того, чтобы удалить неприятные запахи, изменить солесодержание на наличие железа и солей жесткости.
Превышение допустимых норм пагубно влияет на организм человека и на имеющуюся сантехнику.

Расчет фильтров

Расчет фильтров производится специалистом индивидуально для каждого из объектов.

Однако, обозначим общие черты и характерные отличия всех фильтров засыпного типа.

Каждый из фильтров очистки воды засыпного типа состоит, как правило, из емкости того или иного стандартного типоразмера и засыпанного в нее фильтрующего материала . На емкость монтируется автоматический клапан , управляющий направлением и скоростью потока фильтруемой воды в различных режимах работы фильтра (режим фильтрации, промывки, регенерации и т.д.), а также следящий за количеством профильтрованной воды и своевременностью проведения регенерации.

Чем больше водоразбор на объекте (квартира, дом, промышленный объект и т.п.), тем большего типоразмера емкость приходится применять. Так приходится поступать для того, чтобы обеспечить необходимое время контакта фильтруемой воды с фильтрующей загрузкой.

Степень загрязнения исходной воды, как правило, не влияет на выбор того или иного типоразмера емкости, а определяет частоту промывки (регенерации) фильтра и выбор того или иного фильтрующего материала. (Выбор фильтрующего материала и частота регенерации рекомендуются специалистом индивидуально в зависимости от результатов анализа воды).

Комплексная очистка воды

Современная система водоснабжения коттеджа представляет собой сложный комплекс устройств. Необходимыми составляющими такой системы являются не только насос, реле давления, манометр, гидроаккумулятор, обратный клапан и прочие необходимые для подачи воды приборы, но и комплексная, подобранная под состав воды система очистки воды.

Фильтры очистки воды классифицируются по своему применению и предназначены для решения следующих характерных проблем с водой:

механическая очистка - удаление нерастворенных загрязнений, взвешенных частиц глины, песчинок, ржавчины и т.п.;
удаление растворенных в воде газов, улучшение вкуса и запаха;
удаление взвешенного и растворенного железа и марганца;
умягчение воды;
удаление органических примесей;
обеззараживание воды;
питьевая доочистка воды.

Фильтры очистки воды классифицируются также по варианту исполнения и способу восстановления фильтрующих свойств. Как правило, это:

фильтры картриджного типа со сменными элементами;
сетчатые механические промывные фильтры с ручным или электрическим приводом промывки;
фильтры засыпного типа (обезжелезиватели, умягчители, угольники и др.) с автоматическим управлением на всех этапах: фильтрации, промывки и регенерации (восстановления фильтрующих свойств);
аэрационные колонны, состоящие из емкости, в которой вода принудительно смешивается с воздухом от водо-воздушного компрессора и воздухоотводного клапана для сброса из водной магистрали избытков воздуха вместе с посторонними газами;
ультрафиолетовые установки-обеззараживатели со сменными лампами;
фильтры питьевой доочистки воды мембранного типа на основе явления обратного осмоса.

Фильтр для воды грубой очистки предназначены для того, чтобы справиться с большим количеством крупных загрязнений.

По способу регенерации (восстановления фильтрующих свойств ) фильтры засыпного типа можно разделить на безреагентные и реагентные.

Безреагентные - это фильтры, не требующие для восстановления фильтрующих свойств каких бы то ни было реагентов, а восстанавливающиеся лишь только сильным потоком воды, обратным по направлению к потоку фильтрации (т.н. "обратная промывка"). Комплект такого фильтра содержат лишь емкость с засыпанной внутрь фильтрующим материалом и накручеченного на емкость управляющего клапана (т.н. "голова").

Реагентные - это фильтры, требующие для своей регенерации (помимо "обратной промывки") того или иного реагентного раствора (марганцовки, поваренной соли или другого химического раствора ). Комплект такого фильтра аналогичен безреагентному, однако, обязательно содержит в своем составе солевой бак для приготовления реагентного раствора.

Наиболее важная и достаточно трудная задача - удаление растворенных в воде железа и марганца. В качестве сорбента для обезжелезивания и деманганации воды используют природные или синтетические материалы, являющиеся катализатором окисления железа и марганца в более высокие валентные состояния (как правило, не растворимые в воде). Окисленные частицы осаждаются на поверхности или внутри гранул сорбента

Высокая жесткость воды определяется присутствием в ней большого количества ионов кальция и магния. Работа установки по умягчению воды основана на прохождении ее через емкости с ионообменной смолой (натрий-катионитом). Соли жесткости воды устраняются за счет замещения ионов кальция и магния, содержащихся в избытке в исходной воде на ионы натрия, которыми "богата" ионообменная смола.

Через определенное время эксплуатации фильтра для воды производится регенерация свойств ионообменной смолы с помощью раствора поваренной соли NaCl (содержащим в своем составе ионы натрия).

Таким образом практически все фильтры-умягчители являются реагентными.

Для улучшения органолептических показателей воды (вкуса, запаха, цвета), удаления хлора и вредных органических загрязнений используются угольные фильтры. Гранулированный активированный уголь за счет пористости обладает огромной активной поверхностью. Лучшим сырьем для активированного угля является скорлупа кокоса. Из нее получается уголь с высокими адсорбирующими свойствами.

К недостатками угольных фильтров можно отнести свойство активированного угля прекрасно "впитывать" загрязнения из воды при фильтрации и неохотно их "отдавать" при промывке. "Благодаря" этому свойству угля такие фильтры носят предпочтительно разовый характер. Т.е. для угольной очистки воды предпочтительно применять картриджные фильтры со сменными угольными элементами.

Очень эффективны установки для обеззараживания воды, основанные на облучении воды ультрафиолетовым излучением . При этом не используются какие-либо химические реагенты, вкус воды не изменяется.

Отдельную группу фильтров для воды тонкой очистки (питьевой доочистки) небольшого количества воды, предназначенной для питья и приготовления пищи, составляют системы обратного осмоса. Они содержат полупроницаемую мембрану, задерживающую до 98-99% загрязнений и пропускающую практически только молекулы воды и растворенного кислорода.

Типовые системы фильтрации

Фильтр осадочный
Фильтр обезжелезивания
Умягчитель
Бак-солерастворитель
Угольный фильтр
Ультрафиолетовый обеззараживатель
Система обратного осмоса питьевой очистки воды.

Очистка воды от железа.

Очистка воды от железа, установка системы фильтров для обезжелезивания воды

Желтые разводы на сантехнике или бурого цвета вода, льющаяся из крана - вот внешние проявления повышенного содержания железа в воде.

Уже при концентрациях железа свыше 0.3 мг/л такая вода вызывает образование ржавых потеков, способна изменить цвет тканей при их стирке и т.п. При больших концентрациях у воды возникает характерный металлический привкус, что отрицательно сказывается на качестве напитков (чай, кофе и т.п.), страдает также качество еды, приготовленной на воде с высоким содержанием железа. Все это делает задачу по очистке воды от железа очень актуальной как для питьевого, так и хозяйственного-бытового применения.

Железо существует в природе в различных формах (в зависимости от валентности: Fe(0), Fe(+2), а также в виде различных сложных химических соединений:

Элементарное железо (Fe(0)). Элементарное или металлическое железо, конечно нерастворимо в воде. В присутствии влаги и кислорода воздуха окисляется до трехвалентного, образуя нерастворимый оксид Fe2O3 (процесс, известный в быту как "ржавление").
Двухвалентное железо (Fe(+2)). Почти всегда находится в воде в растворенном состоянии, хотя возможны случаи (при определенных уровнях рН),когда гидроксид железа Fe(OH)2 способен выпадать в осадок.

Удаление железа из воды называют обезжелезиванием. Для обезжелезивания воды используют специальные фильтры для воды - обезжелезиватели. Фильтры по обезжелезиванию воды предназначены для очистки воды от железа, в какой бы форме оно не содержалось бы в воде.

Фильтры для воды - обезжелезиватели, достойные нашего рассмотрения являются фильтрами засыпного типа. Химические процессы, происходящие внутри таких фильтров аналогичны процессам, происходящим в картриджах. Во время рабочего цикла исходная вода с высоким содержанием растворенного железа проходит через слой сорбента. Обезжелезивание основано на окислении растворенного железа на гранулах сорбента и превращении его в нерастворимые и тем самым хорошо удаляемые фильтрацией хлопья. При прохождении воды через сорбент, происходит поглощение железа сначала в его верхних слоях, а по мере истощения фильтрующих свойств сорбента, в обезжелезивание воды включаются нижние слои. После того, как фильтрующая способность сорбента исчерпывается, производится его промывка и регенерация.

Регенерация фильтра для воды осуществляется либо обратной промывкой сорбента исходной водой, либо регенерацией его раствором реагента.

Ближайшим, а часто и неотъемлемым спутником фильтра - обезжелезивателя является аэрационная установка.

Принцип ее действия заключается в том, что вода аэрируется (насыщается кислородом), при этом происходит окисление растворенных соединений железа и выпадение их в осадок, легко задерживаемый картриджами или каталитическим сорбентом фильтра-обезжелезивателя. Также при аэрации происходит выдувание из воды летучих примесей, в том числе токсичных и обладающих резким неприятным запахом, например сероводорода.

Установка систем умягчения воды.

Жесткость воды на сегодняшний день является одной из наиболее актуальных проблем, стоящей на одной ступени с проблемой загрязнения воды железом и марганцем. Изначально термином "жесткая вода" обозначали воду, в которой было очень трудно стирать. Постепенно понятие становилось более обширным, особенно, когда стало понятно, в чем причина большого расхода мыла и солоноватого привкуса воды…

Итак, жесткая вода - это, по сути, сумма растворенных в воде ионов магния Mg2+ и кальция Ca2+. Как правило, причиной попадания этих ионов в воду, являются залежи гипса, доломитов, известняков.

Впрочем, следует отметить относительную безопасность этих ионов - они не причиняют практически никакого вреда здоровью, однако при этом вода становится совершенно непригодной для хозяйственно-бытовых нужд. Помимо того, что на ту же стирку приходится тратить намного больше времени, увеличивается расход порошка, мыла. Кроме того, такая вода непригодна для использования в системах водоснабжения, а также питания водонагревательной техники. Избыток солей жесткости также приводит к значительному уменьшению срока эксплуатации бытовых приборов, сантехнического оборудования.

Классификация воды по жесткости
Единицы измерения жесткости воды	Миллиграмм на литр, мг/л	Миллиграмм-эквивалент на литр, мг-экв/л
Мягкая	< 17,1	< 1 мг-экв/л
Жестковатая	17,1 - 60 мг/л	1- 3 мг-экв/л
Средней жесткости	60 - 120 мг/л	3- 7 мг-экв/л
Жесткая	120 - 180 мг/л	7 - 10 мг-экв/л
Очень жесткая	> 180 мг/л	> 10 мг-экв/л

Основной метод борьбы с жесткостью - умягчение.

Основным методом борьбы с жесткостью воды является умягчение. В основе фильтров для жесткой воды лежат ионообменные процессы, во время которых жесткие соли, растворенные в воде, заменяются на мягкие. А мягкие соли не образовывают твердых отложений, и, соответственно, не представляют никакой опасности ни для приборов, ни для продуктов.

Автоматический умягчитель воды - емкость, оснащенная управляющим блоком и баком, в котором готовится и хранится регенерирующий раствор. В фильтре для жесткой воды жесткая вода поступает в фильтр, проходя при этом через слой ионообменной смолы. Это влечет за собой изменение химического состава за счет того, что ионы кальция и магния заменяются ионами натрия, химически связанного со смолой. Наступает момент, и поглощающая способность смолы падает до конкретного уровня - в таком случае блок управления начинает цикл регенерации, восстанавливая умягчающие свойства смолы.

Причем восстановление этих свойств смолы происходит при подаче водного раствора NaCl в фильтр для жесткой воды за счет обратного замещения ионов магния и кальция, накопленных в смоле на ионы натрия. После окончания процесса загрязнения вымываются в дренаж.

Цикл умягчения воды продолжается полтора-два часа. Именно эта причина стала основой для того, что большинство специалистов программируют систему умягчения воды так, чтобы регенерация проводилась только ночью.

Синтетические ионообменные смолы отличаются надежностью и долговечностью, при этом позволяют работать на максимально высоких скоростях потоков в системе умягчения воды, не теряя при этом производительности. Срок службы такой системы достигает 6-8 лет, и зависит от многих факторов, в частности, от исходного состояния воды, от числа проведенных за весь срок эксплуатации системы умягчения воды циклов регенерации и так далее.

Питьевая доочистка

С помощью метода очистки воды обратным осмосом можно проводить глубокую очистку воды. Очищенная обратным осмосом по своим свойствам вода близка к талой воде древних ледников, которая признается наиболее экологически чистой и полезной для человека.

При оптимальных значениях температуры и давления подаваемой воды, степень очистки воды обратным осмосом составляет 95-98%. Разделение воды и содержащихся в ней веществ достигается с помощью полупроницаемой мембраны. Через их микроскопически малые поры могут пройти только молекулы воды и кислорода, а микроорганизмы, растворенные в воде соли и органические соединения и т.п. задерживаются мембраной.

Степень очистки воды методом обратного осмоса и связанная с этим производительность зависит от различных факторов, прежде всего от общего солесодержания сырой воды, а также солевого состава, давления и температуры.

На стадии предварительной очистки воды методом обратного осмоса, прежде чем подать воду на полупроницаемую мембрану, ее отфильтровывают и очищают от хлора с помощью последовательно соединенных картриджей фильтра предварительной очистки.