Водоподготовка. Виды фильтров и их работа

Для очистки воды используются механические фильтры, угольные фильтры, умягчители, средства для удаления железа и марганца, а также системы обратного осмоса. Решаясь на покупку фильтров, стоит выбирать те, которые производятся как для бытового, так и для промышленного использования. Какие бывают типы фильтров и как они работают?

Умягчители воды

Смягчитель воды уменьшает жесткость воды, защищая бытовую технику от повреждений.

В состав смягчителя входят:

• резервуар фильтра, в который наливают ионообменную смолу. Вода умягчается ионным обменом - ионы кальция и магния обмениваются на ионы натрия;

• управляющая головка, контролирующая процесс фильтрации и регенерации (чаще всего в объемном варианте, т.е. время начала регенерации зависит от расхода воды). Важно, чтобы в головке был смесительный клапан, позволяющий выставлять нужную жесткость воды в конечных точках потребления;

• солевой бак, который образуется после добавления таблетированной соли.

Количество умягчителя и точное количество смолы зависит от жесткости воды и ожидаемого расхода. Чем выше жесткость и больше потребление воды, тем больше следует использовать смолы, чтобы регенерация не происходила слишком часто.

Эксплуатация

Слой для умягчения воды, заполняющий колонны для умягчения, представляет собой ионообменные смолы, в частности катиониты. Химическая структура зерен катионита позволяет обмениваться ионами кальция и магния, которые ответственны за жесткость воды, с ионами натрия. Основная задача умягчителей - снизить жесткость воды и удалять в некоторой степени железо и марганец.

При правильной эксплуатации, то есть регулярной регенерации рассола (это задача пользователя - добавление таблетированной соли в резервуары для рассола) умягчитель проработает долгие годы без необходимости замены. Если на смягчающий катионообменник попадает вода с высоким содержанием железа, он может разрушиться, и смолу придется заменить. Умягчители нуждаются в периодической проверке, чистке и замене форсунок. Можно также использовать химические вещества для очистки смягчающих смол. 

Иногда после установки умягчителя вода становится соленой. Где была ошибка в выборе фильтров? Для решения проблемы необходимо определить источник соли. Причины появления излишней соли делятся на три группы:

1. Вода сильно минерализована и имеет высокую концентрацию растворенных солей (содержание хлорида натрия выше допустимой нормы - 250 мг/л). В случае грунтовых вод их соленость зависит, среди прочего, от наличия скал и возраста воды. Наиболее распространены хлориды геологического происхождения. В этом случае на кухне должна быть установлена дополнительная система очистки питьевой воды, например, обратный осмос.

2. Иногда при высокой жесткости воды (повышенное содержание солей кальция и магния) после умягчения на ионообменнике (после попадания натрия в воду в обмен на кальций и магний), при начальной высокой концентрации хлоридов умягченная вода может иметь соленый вкус. В этом случае вам необходимо изменить настройку смягчения воды, снизив жесткость воды только до уровня, не ухудшающего ее вкусовые качества.

3. Устройство для смягчения воды содержит катионит, который регенерируется рассолом. Физиологический раствор (NaCl) вводится во время регенерации. Соленая вода может течь в краны, когда умягчитель не работает должным образом, когда система управления неправильно регулирует фазы рассола и ополаскивания. Однако это случается очень редко и требует ремонта системы.

Многофункциональные фильтры

Обычным слоем в многофункциональных фильтрах являются фильтрующие материалы, которые смягчают воду, удаляют железо и марганец, еще больше снижая содержание аммония. По устройству и работе фильтр с такой подушкой ничем не отличается от умягчителя. Однако есть некоторые ограничения по качеству воды, о которых часто забывают, рекомендуя этот тип раствора. Вода должна иметь относительно высокую жесткость, а промывку фильтра надо проводить с большей интенсивностью, особенно при повышенном содержании железа. Этот тип фильтра следует выбирать только в определенных ситуациях.

Эксплуатация

Как и в случае стандартного умягчающего катионита, при правильной работе фильтра, то есть регулярной регенерации рассолом, этот слой не следует менять. Периодически необходима дополнительная регенерация содой. К сожалению, при значительном загрязнении, вероятно, будет целесообразна периодическая замена катионита.

Средства для удаления железа

Средство для удаления железа удаляет из воды марганец и железо. Для удаления железа и марганца в домашних системах наиболее распространенными являются удалители железа с каталитическим слоем. Это слой, зерна которого покрыты оксидами марганца, что облегчает удаление соединений железа и марганца. Стоит рассмотреть на примере устройство и работу удалителя железа. 

Он состоит из следующих элементов:

• резервуар для фильтра, в который вода поступает сверху и фильтруется по всей поверхности слоя сначала через гидроантрацит, затем через слой удалителя железа (управляющая головка работает по времени, процесс ополаскивания запускается после заданного периода);
• В случае со средствами для удаления железа ошибочно использовать объемный цикл. Средство для удаления железа необходимо регулярно ополаскивать;
• химический бак, в который засыпается перманганат калия в порошке (во время регенерации автоматически всасывается определенный объем порошка).

Размер средства для удаления железа зависит от качества воды и ее расхода. Это также влияет на частоту регенерации. Слишком маленькое средство для удаления железа (содержащее меньше фильтрующего слоя) придется промывать очень часто.

Эксплуатация и сервис

Замена слоя в устройстве для удаления железа необходима, если несмотря на правильную работу фильтра, очищенная вода больше не соответствует стандартам. Грядки, регенерированные перманганатом калия, служат дольше без замены (замена может потребоваться через 10-15 лет эксплуатации). В очистителях воды от железа помимо замены слоя, необходимо периодически обслуживать фильтр, очищать или заменять форсунки и проверять отдельные элементы системы очистки воды.

Угольные фильтры

Такие фильтры, наполненные активированным углем, удаляют органические примеси, улучшают вкус и запах воды.
Угольный фильтр состоит из резервуара, содержащего фильтрующий материал (активированный уголь). Это отложение с очень обширной рабочей поверхностью, благодаря которой оно может адсорбировать большое количество загрязняющих веществ. Среди них есть и опасные, например, тяжелые металлы хром и мышьяк, вызывающие расстройства, ухудшающие вкус и запах воды. Угольная фильтрация также может использоваться для дехлорирования воды (удаления хлора), что приводит к значительному улучшению ее запаха. Угольные фильтры выбираются в зависимости от качества воды и от того, работают ли они в системе с другим фильтром или независимо. Если они являются единственной ступенью фильтрации, то требуется более частое обслуживание.

Эксплуатация

Процесс адсорбции активированным углем удаляет загрязнения с поверхности адсорбента. Совместно происходят физическая (частицы сорбента удерживаются на поверхности слоя) и химическая адсорбции (частицы загрязняющего вещества химически соединяются с поверхностью активированного угля). Хемосорбция является постоянной, поэтому необходимо периодическая замена нагара. После испытаний качества воды, которые определяют эффективность активированного угля (например, в удалении цвета), необходимо принять решение о замене активированного угля.
В установках, работающих после угольных фильтров, рекомендуется использовать бактерицидные УФ-лампы, особенно если фильтр имеет длительные перерывы в работе (перебои с водой). Помимо замены активированного угля также важно периодически обслуживать фильтр, очищать или заменять форсунки, а также проверять отдельные элементы системы очистки воды.

Фильтры с нейтрализующим слоем

Такие фильтры устроены аналогично угольным фильтрам. Их функция заключается в нейтрализации, то есть повышении pH, и удалении марганца и железа в низких концентрациях. Слой обычно представляет собой доломит или подобный наполнитель. Поскольку это камень, состоящий из карбонатов кальция и магния, он растворяется в приутствии углекислого газа, из-за которого вода становится кислой.

Эксплуатация

Депозит со временем изнашивается, и по прошествии определенного времени его необходимо заменить или дополнить.

Механические фильтры

Механический фильтр часто устанавливается в начале водоочистной станции. В малоквартирных домах механические фильтры обычно устанавливают в качестве предварительных. При необходимости механический фильтр можно использовать перед определенными устройствами. После угольных фильтров можно установить так называемые торцевые фильтры, сетчатые фильтры, особенно самоочищающиеся, и фильтры со сменными картриджами, например поролоновые.

Эксплуатация

Способ работы зависит от используемого фильтрующего элемента. Это может быть сетка, которую нужно заменить или почистить. Вставку из вспененного полипропилена или веревки всегда нужно заменять. Самоочищающиеся фильтры нуждаются в периодической проверке, а в случае плохого качества воды - в дополнительной очистке фильтрующего элемента.

УФ бактерицидные лампы

В основе устройств - бактерицидное УФ-излучение с длиной волны 254 нм. Во время дезинфекции УФ-лучами в воду не вводятся химические вещества, поэтому нет проблем с неприятным вкусом и запахом воды. Лампа состоит из двух основных частей: корпуса из кислотостойкой стали и шкафа управления. Условием эффективного очищения является удаление взвесей из воды - мутную воду таким способом обеззаразить нельзя. Кроме того, производители УФ-ламп обращают внимание на защиту обсадной трубы от отложений, поэтому вода не должна содержать железа и марганца.
Бактерицидные лампы следует использовать при обнаружении в воде микроорганизмов и в профилактических целях в качестве санитарной защиты воды как из собственного водозабора, так и из водопровода. Тогда вы можете пить воду, не кипятя ее! Установки устанавливаются в конце водоочистной станции.

Эксплуатация

Самое главное - заменить УФ лампу. В малоквартирных домах в УФ-лампах обычно используются радиаторы, которые эффективно работают около 8000 часов, поэтому их необходимо менять через год.

Кухонные системы

Такую систему подготовки питьевой воды стоит выбирать, когда нет другой возможности централизованной очистки воды, или центральная требует доработки. Затем под раковину с отдельным изливом монтируется прибор, желательно с правильно подобранными фильтрующими вставками. Какой должна быть эта вставка зависит от проблем с водой. Если это водопроводная вода , и потребителей беспокоит, в основном, ее слишком сильный запах хлора, то достаточно двух механических картриджа и угольный картридж. Иногда его можно дополнить бактерицидной УФ лампой, дополнительно обеззараживающей воду.

Эксплуатация

В кухонную систему чаще всего входят сменные фильтрующие элементы. Частота их замены зависит от качества и интенсивности водопотребления. Картриджи для пенопласта, угля и смягчителя заменяются каждые 3-6 месяцев или чаще, если качество воды перестает удовлетворять потребности пользователей. В системах с УФ-лампой ее следует заменять, а с обратным осмосом - мембраны, минерализаторы, полировальные картриджи, следует менять с частотой, указанной производителями.