К характеристикам, составу и степени чистоты воды, которую мы получаем от центрального водоснабжения, у нас есть ряд обоснованных замечаний. Эти замечания связаны с ухудшением состояния здоровья, быстротой износа техники и постоянными проблемами с напором воды. Наша физическая и финансовая ситуация требует внимания, не так ли?
Для решения вышеупомянутых проблем существует эффективный способ — установка фильтров грубой и тонкой очистки. В зависимости от поставленных задач устанавливаются как отдельные приборы, так и целые комплексы, которые производят многоступенчатую обработку.
На нашем сайте вы сможете узнать о функциях различных типов фильтров, их расположении и влиянии на качество воды. Чтобы облегчить восприятие, мы добавили наглядные иллюстрации и видеоматериалы.
Краткое содержание статьи
Этапы фильтрации в процессе водоподготовки
Первый и наиболее критичный этап в процессе подготовки воды — механическая фильтрация. Устройства для грубой очистки предназначены для удаления из воды частиц размером 1 мкм и более. Они играют незаменимую роль в процессе фильтрации, без которой дальнейшая очистка невозможна.
Из воды удаляются ржавчина, песок, глина, окалина от старых труб, что позволяет получить прозрачную воду на выходе.
На протяжении всей автономной системы водоснабжения используется комплекс фильтров, выполняющих различные функции по очистке.
Первым в данной системе устанавливается сетчатый фильтр, который механически задерживает органические и минеральные частицы.
Аналогичный фильтр для грубой очистки воды ставят на входе в насос: или на конце всасывающей трубы, или перед выходным патрубком устройства.
Если насос предназначен для непосредственной перекачки воды к потребителю, например, в бассейн, сетчатый фильтр размещается на трубе, а перед насосом устанавливается сорбирующий фильтр.
Для защиты оборудования в системе водоснабжения используются грязевики — фильтры грубой очистки. Их рекомендуется устанавливать внутри дома, но, конечно, полезно, если они будут и на наружных участках.
Картриджные фильтры предназначены для подготовки воды к питьевому использованию, они удаляют загрязнения и обеспечивают тонкую очистку.
Фильтры с картриджами выполняют обезжелезивание, удерживают тяжелые металлы и смягчают воду.
Тонкая очистка осуществляется с помощью систем, включающих серию супертонких фильтров и установки обратного осмоса, которые удаляют из воды вредные микроорганизмы и бактерии.
После первичного этапа предварительной фильтрации возможно устранение органических загрязнений, соединений тяжелых металлов, химических веществ и микроорганизмов с использованием устройств ультратонкой фильтрации.
Требования к очистке от различных загрязнений можно определить только на основании проведенных анализов.
При выборе фильтра крайне важно четко понимать, для каких целей он нужен:
- для фильтрации горячей и/или холодной воды;
- от каких загрязнений необходимо производить очистку;
- какая производительность и объем загрузки должны быть у фильтра;
- для каких целей — для защиты сантехники или для питьевой воды и приготовления пищи.
Кроме того, нужно учитывать место установки устройства: в частном доме, квартире, котельной или на производственном предприятии.
При приобретении фильтра рекомендуется свериться с таблицами характеристик и убедиться, что заявленный уровень очистки соответствует реальным возможностям устройства. К примеру, в параметрах устройств для тонкой очистки может упоминаться способность фильтрации от частиц размером 100 мкм, что фактически соответствует грубой очистке.
Устройство и применение фильтров грубой очистки
Фильтры для грубой очистки могут иметь различные конструкции, но работают по схожим принципам. Они оснащены съемным элементом, который может быть в виде металлической сетки, диска или картриджа, и выполняет функцию фильтрации. Также присутствует отвод для сбора загрязнений. Чтобы удалить накопившийся мусор, устройство периодически моется.
Дополнительно фильтры могут быть оснащены манометром для контроля давления в системе. Падение напора воды может указывать на то, что пришло время менять или очищать картридж или сетку.
Некоторые фильтры поставляются в комплекте с редуктором, понижающим давление и гасящим гидроудары. Некоторые модели могут быть оборудованы запорной арматурой.
Общие характеристики и отличия моделей заключаются в следующих аспектах:
- Фильтрующий элемент. Для грубой очистки часто используется металлическая сетка, полипропиленовый картридж или дисковая структура.
- Метод очистки от осевших загрязнений. Различают приборы, которые очищаются вручную, и самопромываемые.
- Использование для горячей, теплой или холодной воды.
Все эти различия оказывают влияние на функциональность устройств. Далее мы более подробно рассмотрим их возможности.
Эти фильтры устанавливают почти в каждой системе водоснабжения из-за их прочности и удобства в очистке от загрязнений.
Осадочные фильтры для грубой очистки
Осадочные фильтры — это устройства с сеткой для фильтрации, чаще всего выполненные из металлического корпуса (латунного или нержавеющего) с отводом, который может быть перпендикулярным или наклонным. Сетка из нержавеющей стали размещается внутри корпуса, по ходу воды.
Существуют также модели с конусной формой фильтра, где корпус прямой, а сетка имеет форму конуса и располагается внутри. Такая конструкция приводит к снижению гидравлического сопротивления.
Сетка может быть изготовлена из карбоновых волокон, стеклоткани или металла. Металлический элемент легче подвергается деформации, что негативно сказывается на пропускной способности, но он гораздо проще в очистке. В то же время карбоновая сетка более прочная, хотя и требует дополнительных усилий при промывке.
Эти устройства устанавливают в паровых системах отопления перед циркуляционным насосом и в системах водоснабжения перед водомером. При установке перед насосом нужно учитывать параметры, чтобы избежать перегрузок на насос. Некоторые производители даже запрещают устанавливать устройства перед своим оборудованием.
Цилиндрические фильтры из металлической сетки размещаются на входе в источник воды, предотвращая попадание крупного мусора в водопровод и защиту насоса от повреждений.
Очистка фильтров грубой очистки достаточно проста, и с ней легко справиться самостоятельно.
Конструкция грязевиков и других магистральных фильтров давно отработана, что обеспечивает простоту разбора и сборки устройств.
Главная деталь всех видов фильтров грубой очистки — металлическая сетка, удерживающая мелкие частички и органические включения.
Весь процесс очистки и сборки устройства после прочистки выполняется в обратном порядке.
Самопромывные магистральные устройства
Конструкция самопромывного фильтра включает корпус, картридж и кран для промывки. Металлический или пластиковый корпус имеет два отверстия для подключения к водопроводной магистрали. Съемная сетка из нержавеющей стали задерживает механические примеси размером от 100 мкм.
В нижней части корпуса имеется кран для обратной промывки. Некоторые модели могут быть дополнены манометром для контроля уровня загрязнений.
Самопромывной фильтр для грубой очистки подходит как для водопроводных систем, так и для отопления. Он отсекает частицы размером 100-150 мкм.
Принцип его работы заключается в том, что поток воды проходит через фильтрующий элемент — съемный картридж из нержавеющей стали, задерживая механические загрязнения в сетке. Часть из них остается в ней, а другая — на дне корпуса.
Уникальная особенность самопромывных устройств в том, что накопившуюся грязь можно удалить, не разбирая и не откручивая корпус. Для этого открываете кран в нижней части, и дефектная вода может быть направлена в ведро или в канализацию.
Частицы мусора смываются потоком воды, и устройство продолжает функционировать в обычном режиме. Чтобы очистить старые отложения на сетке, её можно извлечь и тщательно промыть.
Кран промывки может быть подключен к сливной трубе, которая идет к канализации, что упрощает процедуру обслуживания.
Обработка с помощью дисковых фильтров
Эти устройства предназначены главным образом для предварительной подготовки воды и подготавливают её для дальнейшей очистки, смягчения и обезжелезивания. Их устанавливают в централизованных и автономных системах водоснабжения, на теплоцентралях и в системах орошения, включая капельные.
Фильтрующими элементами служат полимерные диски, которые фиксируются на оси и плотно упаковываются друг с другом. Их поверхность имеет небольшие канавки, размеры которых определяют уровень очистки от 20 до 400 мкм.
Процесс фильтрации происходит следующим образом: поток воды наполняет корпус и просачивается через бороздки на дисках, после чего уходит через выходное отверстие. Со временем на поверхности скапливается грязь.
Сигналом к необходимости очистки служит снижение давления воды, которое можно установить с помощью манометра.
Процесс очистки дисков может быть произведен как вручную, так и автоматически, при этом подключаясь к канализационной системе.
Фильтры в картриджах для грубой и тонкой очистки
Фильтры, использующие картриджи, завоевали широкую популярность из-за своей доступной цены и возможности фильтрации как технической, так и питьевой воды. Они эффективно удаляют более крупные частицы, такие как песок и ржавчина, а также мелкие загрязнения до 1 мкм (0,001 мм).
Эти устройства хорошо справляются с уничтожением мути. Фильтры, имеющие пропускные способности от 100 до 20 мкм, используются в магистральных системах для грубой фильтрации, тогда как модели с диапазоном от 10 до 1 мкм предназначены для очистки питьевой воды.
Изготавливаются они в форме колбы с картриджем из полиэстера или полипропиленовых волокон. Устанавливаются на водоснабжающей магистрали. После того как картридж исчерпывает свои ресурсы, его заменяют. Промывка и повторное использование съемных элементов невозможны.
Зачастую устройства с одноразовыми фильтрами комбинируются с сетчатыми системами, где фильтр-сетка устанавливается первым, поскольку его можно очищать и использовать многократно.
Материалы-наполнители для картриджей
Для производства картриджей применяются волокна полипропилена, переплетённые полипропиленовые нити, целлюлоза, обработанная полиэстером, и нейлоновые шнуры. Однако полипропилен стал наиболее популярным материалом благодаря своей низкой цене и устойчивости к химическим воздействиям и биологическим организмам.
Фильтры из полипропиленовых волокон используют специальный процесс намотки, который позволяет крупным частицам оседать на наружной стороне картриджа, в то время как мелкие загрязнения задерживаются внутри. Они не забиваются быстро, но по мере истощения их ресурса увеличивается количество пропускаемых загрязнителей.
Для водопроводной системы это является положительным аспектом, так как загрязнённый фильтр не влияет на давление в системе. Полипропиленовые волокна имеют пористую структуру, где маленькие пузырьки аккумулируют загрязнения. Однако у недорогих моделей могут возникать проблемы.
При очистке такая модель может забиваться в фильтрационном слое снаружи, в то время как внутренний слой остаётся чистым и не участвует в фильтрации. В то же время качественные картриджи эффективно используют всю свою поверхность.
Серьёзным минусом полипропиленового волокна является его способность блокировать поток воды при значительном загрязнении, что может негативно сказаться на работе насосов.
Температурные ограничения для использования полипропиленовых изделий составляют от 1 до 52 °C, и их можно применять как для холодной, так и для тёплой воды. При необходимости очистки горячей воды требуется использовать картриджи из специального материала, обогащённого хлопчатобумажными волокнами, которые способны выдерживать более высокие температуры (до 93 °C) и воздействие микроорганизмов.
Ультратонкая очистка для получения питьевой воды
По завершении грубой очистки в воде все ещё остаются различные растворённые примеси и опасные микроорганизмы, что не позволяет использовать её для питья.
Современные фильтры тонкой очистки способны очищать воду так, что её не требуется кипятить перед употреблением.
Желающим ознакомиться с информацией о фильтрационных устройствах от лидеров отрасли мы рекомендуем рассмотреть статью по данной теме.
Очистка с помощью сорбционных фильтров
Сорбционные фильтры предназначены для удаления песка, ила, ржавчины и других загрязнений размером 20—40 мкм, включая глину и коллоидное железо. У таких систем высокая производительность и длительный срок службы, позволяющий накапливать большое количество загрязняющих веществ.
Они также способны нейтрализовать неприятные запахи и патогенные микроорганизмы. Некоторые модели могут обогащать воду йодом и фтором, в других применяются ионы серебра для уничтожения вредных бактерий.
Для абсорбции используются гранулированный активированный уголь или алюмосиликаты. Активированный уголь эффективно удаляет хлор, радиоактивные элементы, пестициды, тяжёлые металлы, нефтепродукты и красители. Он также устраняет хлор, кальций, фосфор, уменьшая жесткость воды.
Алюмосиликаты помогают нейтрализовать тяжёлые металлы и органические примеси, устанавливая оптимальный кислотно-щелочной баланс.
По сравнению с сетчатыми и дисковыми устройствами сорбционные фильтры работают эффективнее, удаляя взвешенные частицы.
Сорбционные фильтры могут быть как бытовыми (например, в виде кувшинов), так и промышленными, предназначенными для обработки больших объёмов воды. Их регенерация осуществляется с использованием обратного потока воды, однако главный недостаток таких систем — высокая стоимость, превышающая стоимость других типов установок.
Ионообменные фильтры для мягкой воды
Ионообменные фильтры предназначены для смягчения воды и удаления органических примесей. Они изготавливаются в виде пластикового или металлического (нержавеющего) корпуса с ионообменным материалом и резервуарами для регенерирующего (солевого) раствора. Вода проходит через насыпные фильтры, в результате чего избавляется от ионов жесткости.
Разные модели ионообменных фильтров варьируются по производительности, объёму резервуаров и типам фильтрующего материала.
Эффективность этих систем зависит от химического состава воды, используемого фильтрующего материала и температуры окружающей среды.
Являясь недостатком таких установок, можно считать усложнённое обслуживание, так как требуется использование регенерирующих баков, утилизация отработанных компонентов и сравнительно небольшой ресурс фильтра — около 200—800 литров.
Мембранные (обратноосмотические) фильтры
Принцип работы мембранных фильтров основывается на том, что вода проходит через гофрированный материал с порами не более 3 микрона. Такой фильтр задерживает примеси на поверхности, не позволяя им проникнуть внутрь, что значительно увеличивает срок службы фильтрующего элемента.
Мембранный фильтр часто является частью многоступенчатой системы очистки и устанавливается после грубой очистки и угольного фильтра.
Вода попадает в мембранный фильтр через входной патрубок с уплотнением, с помощью насоса высокого давления. После фильтрации вода делится на пермеат (очищенную воду) и концентрат (раствор остатков загрязнителей), который собирается в дренажном контейнере.
Степень фильтрации зависит от размера пор в мембране:
- до 1 мкм — микрофильтрация;
- до 0,1 мкм — ультрафильтрация;
- до 0,01 мкм — нанофильтрация;
- менее 0,001 мкм — обратный осмос.
Системы обратного осмоса обеспечивают максимальную очистку воды на молекулярном уровне, удаляя все микроорганизмы, соли тяжёлых металлов и органические примеси.
После прохождения через такие фильтры в воде остаётся всего 20—30% минеральных веществ, что может восприниматься как как достоинство, так и недостаток.
Галерея изображений
Наивысшую степень очистки воды для питья обеспечивает установка с принципом обратного осмоса.
В состав такой установки входят: механический осадочный фильтр, угольные сорбционные фильтры, блок с полупроницаемой мембраной обратного осмоса и постфильтр.
Система с комплексом фильтров обеспечивает очищение воды на 99%, устраняя все виды загрязнений, вирусы и бактерии.
Очищенная в установке водопроводная вода подаётся через отдельный хромированный кран, а для хранения используется накопительный бак.
Собрать и установить систему обратного осмоса можно самостоятельно, благодаря простоте конструкции.
Инструкция, предоставленная производителем, описывает схемы и варианты сборки, все компоненты пронумерованы.
Частота замены блоков системы обратного осмоса зависит от качества поступающей воды и её свойств, характерных для конкретного региона.
К минусам систем обратного осмоса можно отнести большие размеры и слишком высокую степень очистки, которая удаляет из воды не только вредные вещества, но и полезные минералы.
