Текст книги "Вода, которую мы пьем"
Автор книги: Владимир Осипов
сообщить о нарушении
Текущая страница: 6 (всего у книги 10 страниц)
Следующий метод – ионообменный метод фильтрации. Он требует для своей реализации ионитов – ионообменных (катионных и анионных) смол или искуственных материалов с такими же свойствами. Эти свойства состоят в том, что ионообменный материал способен захватывать из воды одни ионы, насыщая ее другими ионами, входящими в его состав, то есть обменивать «свои» ионы на «чужие». Чтобы пояснить этот процесс, рассмотрим воду, в которой имеется соль NaCl, диссоциировавшая на ионы Na+и Cl—. Пропустим ее через два фильтра: катионный, который обменивает ион Na+на ион водорода H+, и анионный, который обменивает ион Cl—на ион гидроксильной группы OH—. В результате ионы натрия и хлора будут захвачены фильтрующими материалами, тогда как в воде окажутся H+и OH—, по сути, та же вода. Ясно, что такая избирательность является самым замечательным свойством ионитов, а в остальном они подобны сорбционным материалам: тоже пористые, также забиваются извлеченными из воды примесями и имеют определенный ресурс. Ионообменные фильтры обычно используют для очистки воды от катионов тяжелых металлов и смягчения ее жесткости – захвата избыточных ионов магния и кальция. У них есть важное достоинство: если заложить в фильтр ионит, обменивающий находящиеся в воде ионы на ионы йода или серебра, то микрофлора в такой среде погибнет. При этом, однако, придется проследить, чтобы концентрация йода или серебра не превысила допустимую.
Нам осталось рассмотреть метод электрохимической фильтрации. Это наиболее современный метод, но самый сложный для понимания.
Представим себе воду, в которой имеется только соль NaCl и больше никаких примесей. Соль диссоциирует на ионы Na+и Cl—, а вода, хоть и слабо, тоже диссоциирует на ионы H+и OH—; следовательно, у нас имеется электролит. Опустим в него электроды, подадим на них напряжение – на левый «плюс» (анод), на правый «минус» (катод), а кроме того, поставим между электродами перегородку-диафрагму, отделяющую анодное пространство от катодного (левое от правого). Что произойдет? Через электролит потечет ток: положительно заряженные ионы устремятся к катоду, отрицательно заряженные – к аноду. Ионы H+и OH—маленькие, юркие и двигаются быстрее более крупных ионов Na+и Cl—; следовательно, из анодного пространства быстро уйдут ионы OH—, превратившись на аноде в кислород и воду, а из катодного – ионы H+, которые на катоде превратятся в водород. Поскольку наш электролит разделен диафрагмой, она не пропустит ионы OH—из правого объема – к аноду, а ионы H+из левого объема – к катоду. В результате в левом (анодном) объеме будет много ионов H+, которые с ионами Cl—образуют соляную кислоту HCl. В правом (катодном) объеме окажется много ионов OH—, которые с ионами Na+образуют щелочь NaOH. Что же у нас получилось? В анодной половине – слегка кислотная среда, она же – «мертвая» вода, в катодной половине – слегка щелочная среда, она же – вода «живая». Словом, мы получили активированную воду.
Но это лишь иллюстрация разнообразных процессов, которые могут происходить в воде в зависимости от наличия в ней тех или иных примесей, материала электродов и разделяющих их диафрагм. Так, например, если в воде имеются хлориды, то при электролизе будет выделяться хлор и другие активные окислители, уничтожающие микрофлору точно так же, как в случае хлорирования воды на ВС; а затем эти соединения будут разрушены на следующих стадиях электролитического процесса. Этим же способом можно разрушить или перевести в нейтральные соединения многие вредные вещества, либо сосредоточить их в определенном объеме и выпустить вместе с водой в дренаж. Фактически данный метод позволяет отделить очищенную воду от грязной, причем работает электрический ток, а не сорбент; ничего не надо заменять, ресурс практически неограничен, расходных картриджей не имеется.
Однако этот способ имеет веские недостатки: высокая цена, необходимость регулярно промывать электроды слабым раствором кислоты (которую еще надо найти и купить!) и невозможность контроля за качеством фильтрации. С фильтрующими модулями «Аквафор», «Гейзера» или «Барьера» все ясно: вы можете их вскрыть или вытащить картриджи в начале, в середине или в конце заявленного ресурса и убедиться, что картриджи темнеют – значит, работают. С электрохимическим фильтром дела обстоят по-другому: из одной трубки течет очищенная вода, из другой – грязная, но различия между ними не слишком заметны – по крайней мере, в Петербурге. Однако не стоит забегать вперед: возможности проверки и мнения специалистов по поводу очистки воды мы обсудим в последней главе.
Подведем итог. Имеются три основных, наиболее распространенных и широко применяемых метода фильтрации: механический, сорбционный и ионообменный. Кроме того, есть методы более экзотические – мембранный, обратного осмоса, электрохимический и некоторые другие, которых я вообще не касался по причине редкости, дороговизны или трудности использования в домашних условиях. Все указанные методы не свободны от недостатков, а именно:
1. Если не принять специальных мер, фильтр может вместе с вредными примесями забрать из воды полезные минеральные добавки – соли натрия, магния, калия и кальция.
2. В конце ресурса, когда фильтрующий материал сильно забит вредными химическими примесями и микроорганизмами, задержанными в процессе многодневной эксплуатации, фильтр может «слить» всю эту дрянь в ваш стакан. Производители ряда фильтрующих систем (например, компания «Аквафор») уверяют, что их уникальный сорбент убивает микрофлору и настолько прочно удерживает загрязнения, что такого не может случиться никогда: ни по истечении ресурса фильтра, ни тем более в начале эксплуатации. Другие производители (например, компания «Гейзер») вводят в свой фильтрующий материал серебро, чтобы уничтожить бактерии и вирусы или хотя бы предотвратить их размножение в фильтрующем материале. Вы можете доверять их заявлениям, но я бы советовал менять картриджи почаще, не доводя их до самого конца ресурса.
3. От залповых выбросов, когда бактерии или какое-либо вредное вещество содержатся в воде в концентрации, которая в десятки-сотни раз превышает ПДК, не спасет никакой бытовой фильтр. Возможно, он очистит 10–20 л воды, но после этого будет забит до отказа. Тогда вода польется из всех щелей корпуса. Залповый выброс – ситуация сравнительно редкая, и такую воду обрабатывать бытовым фильтром не стоит; лучше поберегите его ресурс, а питьевую воду купите в магазине. Для Петербурга характерны выбросы железа (в том числе когда вода застоялась в трубах). Вы это сразу заметите: вода идет желтая, ржавая.
Кроме всего сказанного выше, фильтр не должен насыщать воду веществами, входящими в материалы его конструкции. Это, а также необратимость захвата примесей и бережное отношение к полезным минералам – обязательства производителей фильтров перед нами, пользователями. Мы же, в свою очередь, должны понимать, что вечных фильтров не бывает, и должны эксплуатировать их в соответствии с инструкцией.
Классификация фильтров
Бытовые фильтры можно классифицировать по-разному, и с одной разновидностью классификации, по физико-химическому методу очистки, мы уже познакомились в предыдущем разделе. Но для нас удобнее другая классификация – та, которая непосредственно связана с потребительскими свойствами фильтров и отражает их размер, стоимость, долговечность и место размещения в квартире. Давайте рассмотрим такую классификацию и используем ее в дальнейшем при описании бытовых фильтров.
Насадка. Небольшой и недорогой (50–80 руб.) фильтр, который навинчивается на водопроводный кран только тогда, когда мы хотим запастись очищенной водой (рис. 3). Несмотря на малые размеры, он может хорошо очищать воду, но его производительность (скорость течения струи) невелика (стакан в минуту), и ресурс небольшой – 300—1000 л (без учета возможной регенерации). Такие фильтры очень распространены, но их необходимо часто менять – раз в месяц (или два раза в месяц, в зависимости от потребностей вашей семьи).
Кувшинный фильтр. Он не прикрепляется к крану, а имеет конструкцию в виде изящно оформленной емкости. Сверху в ней расположена цилиндрическая вставка, внизу которой находится картридж (рис. 4), очень похожий на фильтр-насадку. Во вставку наливают воду, и она, просачиваясь через картридж под действием силы тяжести, капает в нижнюю часть емкости. Производительность таких фильтров от 0,1 до 0,5–1 л/мин при ресурсе картриджа 100–400 л. Их цена колеблется от 200–300 руб. до 800—1000 руб. (более дорогие – фильтры «Брита» с индикатором смены картриджа). Кувшинные фильтры самые популярные; их не надо подсоединять к крану, их можно использовать на даче, и, наконец, они сравнительно недороги и красивы.
Рис. 3. Насадка на кран с трубкой для отвода очищенной воды
Рис. 4. Фильтр кувшинного типа
Настольный или настенный фильтр. Это устройство, имеющее размер кувшина или коробки из-под обуви, которое на время фильтрации располагается рядом с краном или закреплено около крана на стене (рис. 5). Такой фильтр снабжен подводящей трубкой, которая временно закрепляется на кране, и другой трубкой, из которой вытекает очищенная вода. Картридж в фильтрах этого типа больше, чем в насадках и кувшинных фильтрах, и, соответственно, больше производительность – 1–1,5 л/м при ресурсе 3–5 тыс. л. Цена 200–400 руб. К этому типу я отнес и более дорогие электрохимические фильтры (например, «Изумруд»), которые закрепляются на стене, требуют подводки электропитания и практически вечны, но дороги – 3–4 тыс. рублей.
Стационарный фильтр. Обычно такой фильтр состоит из большого цилиндрического корпуса-патрона (примерно 30 см в высоту и 10 см диаметром), в котором размещается сменный картридж или пара картриджей (один над другим либо один вставляется внутрь другого).
Рис. 5. Настольный фильтр с трубками для подвода воды из крана и вывода очищенной воды
Рис. 6. Стационарный фильтр из трех патронов
Фильтр устанавливается над мойкой и соединяется с водопроводной трубой таким образом, что можно с помощью специального вентиля пустить воду на фильтр или перекрыть ее поток. Выход очищенной воды производится по шлангу, который соединен с дополнительным краном, установленным над раковиной; таким образом, мы отключаем фильтр, когда моем посуду под основным краном, и включаем его, когда нужна очищенная питьевая вода, поступающая через дополнительный кран. Существует несколько вариантов стационарных фильтров, и основные таковы:
– можно использовать не один, а два-три патрона с картриджами (рис. 6), реализующими разную технологию очистки (например, механический, ионообменный и сорбционный фильтры), и тогда ваш фильтр превратится в двух-или трехуровневую систему очистки воды (такой способ реализован в системах «Аквафор», «Гейзер» и фильтрах других фирм);
– можно совместить в рамках одного большого корпуса несколько систем очистки – грубой механической, более тонкой сорбционной, использовать ультрафиолетовый облучатель, блок омагничивания воды, устройства для ее насыщения серебром и полезными минералами и так далее (такой способ реализован в устройствах компании «ЭКО-АТОМ»);
– если вы не желаете устанавливать дополнительный кран, выход очищенной воды может производиться по шлангу в любую емкость;
– если водопроводная труба проходит в бетонной стене, то специалисты фирмы либо доберутся до нее, пробив нужное отверстие, либо предложат подводить воду из крана через гибкий съемный шланг (такой же способ, как для фильтров-насадок и настольных фильтров).
Для стационарных фильтров существует особенно большой выбор комплектующих элементов – тех или иных сменных картриджей, загрузок, мембран, дозирующих устройств, различных переходников, труб, шлангов и кранов. Цена такого фильтра зависит от комплектности и может составлять от 1000 до 6000–8000 руб. и более. Производительность – от 5–8 до 15–25 т воды. Иными словами, если регулярно менять картриджи (что обойдется в среднем в 100 руб. в месяц), такая система обеспечит вас водой до конца жизни.
Предфильтры. Внешне они похожи на патроны стационарных фильтров и предназначены для первичной очистки как холодной, так и горячей воды. Их врезают в трубы на входе воды в квартиру, они могут дополнять любой фильтр для очистки «на кране», и их задача – убрать с помощью грубой механической фильтрации крупный мусор: взвесь, частицы ржавчины и т. д. Производительность их велика, а ресурс зависит от загрязненности воды. Как уже отмечалось в предыдущей главе, в одних районах Петербурга картриджи к таким фильтрам нужно менять ежемесячно, а в других их хватает месяца на три. В зависимости от этого эксплуатация предфильтра обойдется вам в 100–300 руб. в месяц.
Магистральные фильтры, еще более мощные, чем стационарные, я рассматривать не буду, так как это системы скорее коллективного пользования, чем индивидуального. Они устанавливаются на входе воды в здание и очищают воду для многих квартир или для гостиницы, ресторана, завода по производству напитков.
Глава 5
Бытовые фильтры
Права пользования водными объектами могут быть ограничены в случаях, предусмотренных настоящим Кодексом и иными федеральными законами, в той мере, в какой это необходимо для защиты основ конституционного строя, обеспечения обороны страны и безопасности государства, охраны здоровья населения, окружающей природной среды, историко-культурного наследия, прав и законных интересов других лиц.
Водный кодекс РФ, статья 63
В начале этой главы я должен сообщить вам, что побывал в нескольких петербургских компаниях, производящих фильтры, беседовал с руководителями отделов рекламы Анастасией Кудряшовой («Аквафор») и Алексеем Флеком («Гейзер»), с директором петербургского представительства компании «Брита» Светланой Витальевной Корольковой, а в фирме «ЭКО-АТОМ» долго общался с ее основателем Вениамином Яковлевичем Сквирским и главным технологом Наталией Репниной. Специалисты любой фирмы-производителя являются приверженцами разработок и ноу-хау своих организаций. И это естественно. Они были бы плохими работниками, если бы не считали, что фильтры их компании – самые лучшие. Что же касается моей книги, то она написана для того, чтобы вы, читатель и потребитель, могли действительно разобраться, нужен ли вам фильтр вообще и какой фильтр самый лучший – но в ваших конкретных условиях, то есть для вашей воды и вашего кошелька. Перечисленные мной специалисты, как и те, которых я упомянул в предисловии, помогли мне в решении этой непростой задачи.
Мнение относительно питьевой воды Петербурга у сотрудников Горсанэпиднадзора, экологических служб и ряда специалистов компаний было солидарным и выражалось словами: нам крупно повезло. Воду «на кране» стоит, пожалуй, очищать, можно прокипятить, но в общем-то с очисткой петербургской воды справится любой недорогой фильтр, и продержится он изрядный срок, если уж не месяцы и годы, как утверждает реклама, то не менее пяти-шести недель (половина заявленного ресурса). Другое дело – на Волге или во Владивостоке, куда фирма «Гейзер» поставляет особый «антимазутный» фильтр. В Тюмени, Ростове-на-Дону и Краснодаре жесткость воды высока, и соли быстро забивают любой фильтр. Воду высокой жесткости или, скажем, с большим содержанием железа следует предварительно обрабатывать на особых устройствах – умягчителях жесткости и обезжелезнителях, иначе фильтр может выйти из строя даже после 20–25 л.
Компании, разрабатывающие и производящие фильтры, имеются в каждом крупном городе, но в Петербурге их особенно много: уже упомянутые «Аквафор», «Гейзер» и «ЭКО-АТОМ», а также «Аквапор», «Бриз», КТК (Колпинская техническая компания), «Минеральная продукция», МПП «Спринт», НТЦ технологий электрохимической активации, «Северная заря», «Фильтры ММ», Центр сорбционных технологий МАПО, «Экология и технология», «Элиника» и др. Чтобы никого не обидеть, я перечислил эти организации в алфавитном порядке и буду дальше придерживаться такого же правила.
Рассмотреть все фильтры и рассказать о всех производящих компаниях невозможно, поэтому я опишу наиболее крупные и популярные либо чем-нибудь замечательные. Схема описания будет такова: компания и сведения о ней (если они имеются), данные о фильтрах компании и мои комментарии. Информация о фильтрах содержит: название, класс, ресурс, производительность (скорость фильтрации), наличие сменных картриджей, возможность регенерации картриджа, цену фильтра, цену сменного картриджа, эффективность (качество) очистки. Предупреждаю читателей: эти сведения взяты из технических описаний фильтров, из рекламных проспектов и книг [8, 12, 15]. Если ниже вы прочтете, что какой-то фильтр убирает из исходной воды 99,9 % тяжелых металлов и 100 % микроорганизмов, это не значит, что так утверждаю я – это данные из описаний и рекламы. Свои мнения я привожу в комментариях и в последней главе.
Ниже будут использоваться следующие сокращения:
Насад. – фильтр-насадка
Кувш. – кувшинный фильтр
Наст. – настольный или настенный фильтр
Стац. – стационарный фильтр
ТМ – тяжелые металлы.
«Аквафор»
Российско-американская компания «Аквафор» основана в 1992 г. в Петербурге и на сегодняшний день является крупнейшим в России производителем сорбционных фильтров, которые выпускаются в различных вариантах, от небольших насадок до трехуровневых стационарных систем очистки воды, ее умягчения и предварительной фильтрации. В компании работает более двухсот сотрудников, у нее имеется десяток специализированных магазинов в Петербурге и представительства в пятидесяти российских городах, на Украине, в Молдавии, Белоруссии, Казахстане и Прибалтике. Помимо того, «Аквафор» экспортирует свою продукцию в Западную Европу, на Ближний Восток, в Египет, Китай и Южную Корею.
Обозреть в этой книге все аквафоровские водоочистители не представляется возможным, так как их более полусотни. Коснусь лишь самых популярных: насадка, кувшинный, настольные и стационарные фильтры (табл. 5.2 и 5.3). Основой для них является аквален – тот самый волокнистый углеродный сорбент, который уже упоминался выше. Это не единственная оригинальная разработка «Аквафора», но, видимо, самая значительная. Из рекламных проспектов следует, что фирма считает ее своим главным достижением, запатентованным как в России, так и в США. От прочих углеродных сорбентов аквален отличается, собственно, геометрией: его структура – не гранулы размером в тысячи микрон, а волокна диаметром в десять микрон. За счет этого достигается большая активная поверхность материала, что в сочетании с высокой пористостью аквалена позволяет задерживать разнообразные вредные химические примеси за сравнительно небольшое время контакта сорбента с водой – примерно за 30 с.
Многие фильтры компании выпускаются или могут комплектоваться тремя вариантами модулей: для мягкой воды, жесткой воды и бактерицидным фильтром, в который добавлены специальные вещества, уничтожающие микрофлору, но безвредные для людей. Все фильтры «Аквафора», от дешевых до самых дорогих, очищают воду с одинаковым качеством; различия между ними, определяющие стоимость фильтра, заключаются в производительности, ресурсе и удобстве пользования. Иными словами, из более дорогого фильтра очищенная вода течет быстрее, и хватает его не на два-три месяца, а на год или более долгий срок. Регенерации фильтры «Аквафора» не подлежат. Кроме перечисленных ниже бытовых фильтров, компания «Аквафор» выпускает предфильтры для холодной и горячей воды.
Комментарии.
1. Я пользуюсь аквафоровским фильтром-насадкой В300 пять лет. В эксплуатации он удобен. Его ресурс 800—1000 л, по истечении срока ресурса вода через фильтр проходит с трудом и, наконец, начинает изливаться через верхнее отверстие фильтра. Это своеобразная самоиндикация истечения срока ресурса, но доводить фильтр до такого состояния не нужно; я меняю насадки через 500–600 л.
2. Информация о том, что бактерицидный модуль необратимо уничтожает бактерии и что фильтр ни при каких обстоятельствах не сольет в воду всю накопившуюся в нем грязь, целиком и полностью находится на совести производителей фильтров и государственных служб, выдавших им сертификат (данное замечание относится не только к «Аквафору», но и ко всем остальным фирмам). Однако стоит отметить, что я и все мое семейство пьем воду, профильтрованную аквафоровским фильтром, уже в течение 5 лет. Все живы и относительно здоровы, хотя мы с женой и наша мать (85 лет) относимся к группе повышенного риска: у меня инсулинозависимый диабет, жена – аллергик. Но профильтрованная вода никогда не являлась причинами ни аллергии, ни отравлений.
Таблица 5.2. Фильтры компании «Аквафор»
Примечания.
1. Буква «А» является сокращением слова «Аквафор».
2. Данные для фильтров «Аквафор Дуэт» и «Аквафор Трио» указаны для случая мягкой воды. Для жесткой воды они соответственно равняются: ресурс 4000 и 5000 л; производительность 1,5 и 2 л/мин.
3. Возможна регенерация умягчающих воду картриджей В510-04, которые могут входить в состав фильтров «Аквафор Дуэт» и «Аквафор Трио».
Таблица 5.3. Эффективность очистки воды,
Примечание. По утверждению производителей, данные показатели выдерживаются на протяжении всего периода эксплуатации фильтра.
Во всех фильтрах «Аквафора» реализована трехуровневая очистка воды, и простая модель В300 отличается от более сложных (например, «Аквафор Трио») лишь тем, что все три этапа совмещены в одном небольшом корпусе, тогда как в «Аквафор Трио» эти этапы разнесены по корпусам, в каждом из которых находится по паре картриджей. Рассмотрим процесс очистки на примере В300 (рис. 7). Вода из носика крана 1 попадает во внутренний канал 2, окруженный «шайбами» из следующих материалов: полипропилен 3 – предварительная механическая фильтрация, очистка воды от взвесей и тяжелых металлов; смесь 4 ряда компонентов, в состав которой входит аквален – основная очистка от микроорганизмов, хлора, органики, тяжелых металлов; снова полипропилен 5 – финишная очистка. Вода под давлением опускается в канале вниз, проходит снизу вверх все фильтрующие среды и изливается через закрепленную на корпусе трубку.
Рис. 7. Разрез фильтра «Аквафор B300»
Рис. 8. Полный комплект водоочистительного оборудования
1 – предфильтр для холодной воды; 2 – предфильтр для горячей воды; 3 – труба подачи горячей воды; 4 – труба подачи холодной воды; 5 – предфильтр для стиральной машины; 6 – стационарный фильтр
Наиболее совершенная модель «Аквафор Трио» может быть укомплектована различными сменными модулями, осуществляющими предварительную и глубокую очистку воды, а также ее умягчение. Фирмой предлагается вариант полного комплекта водоочистного оборудования квартиры, изображенный на рис. 8: предфильтры, установленные на подводящие трубы для холодной и горячей воды, дополнительный предфильтр перед стиральной машиной и стационарный фильтр для питьевой воды, расположенный под мойкой.
