Vandens filtrai: skaidri vandens srovė iš čiaupo be jokių apgaulių?

Pabandykime išsiaiškinti, kokie vietiniai ir užsienietiški filtrų modeliai šiandien yra rinkoje ir kuo jie skiriasi vienas nuo kito.

Filtras. Ir jokio turgaus

Kad ir ką sakytų apie blogą mūsų vandentiekio vandens kokybę, vis dėlto valymo kokybė Rusijos miestų vandens stotyse yra gana aukšta, palyginti su daugeliu pasaulio šalių. Savivaldybės vandentiekio vandenį prieš geriant vis dar reikia išvalyti.

Pirma, susidėvėję vamzdžiai ir priemaišos: rūdys, dumblas, žemės ūkio atliekos.

Antra, pirminio valymo ciklas neužtikrina visiško sunkiųjų metalų, kietumo druskų, nitratų, pesticidų ir organinių priemaišų pašalinimo sąveikaudamos su chloru jos gali sukelti kancerogeninio ir mutageninio poveikio medžiagų susidarymą .

Trečia ir paskutinė, daugeliu atvejų vandentiekio vanduo pasižymi dideliu chloro kiekiu, kuris į vandenį dedamas gamyklose, kad vanduo būtų dezinfekuotas.

Miestuose dažniausiai naudojami keturi pagrindiniai filtrų tipai.

Ąsočio tipo filtrai

Tokio įrenginio filtravimo principas labai paprastas: vanduo filtruojamas per keičiamą kasetę, filtrui nereikia tiesioginio prijungimo prie vandens tiekimo sistemos. Tokio ąsočio talpa svyruoja nuo 1,8 iki 4,8 litro, o filtravimo greitis – ne daugiau kaip 0,4 litro per minutę.

Išimamos kasetės viduje yra specialus sorbentas paprastai aktyvintos granuliuotos arba pluoštinės anglies sorbentas . Vienas iš svarbių modelių privalumų – galimybė naudoti kasetes skirtingiems tikslams, t. y.e. Minkštinimui, chloro šalinimui ir kt.d.

Pagrindinis filtrų su ąsočiais trūkumas yra tas, kad reikia gana dažnai keisti kasetes jų eksploatavimo laikas retai viršija 350 litrų , o tai reiškia, kad tokių filtrų eksploatacija yra brangi. Ąsočių filtrų kainos svyruoja nuo 400 iki 1000 Euro. Tokių filtrų keičiamos kasetės, priklausomai nuo filtravimo laipsnio, kainuoja nuo 150 iki 250 Euro, o norint jas pakeisti – ir atitinkamai nusipirkti naujas, rekomenduojama maždaug kas du mėnesius.

Specialūs maišytuvų antgaliai

Šių modelių filtravimo greitis yra maždaug toks pat kaip ir ąsotinių filtrų, tačiau priemaišas ir teršalus sugeriančių kasečių tarnavimo laikas yra du-tris kartus ilgesnis. Priklausomai nuo valymo laipsnių skaičiaus, už 200-1200 Euro galite nusipirkti antgalio filtrą. Vienintelis rimtas šių modelių trūkumas yra tas, kad norint gauti geriamojo vandens, ant maišytuvo reikia uždėti priedą.

Staliniai srauto filtrai

Šie prietaisai montuojami netoli vandens čiaupo ir greitai prijungiami lanksčia žarna, kai reikia švaraus vandens. Valomas tik geriamasis vanduo; kai naudojamas kaip techninis vanduo, pavyzdžiui, indams plauti, kasetės ar filtrai nenaudojami. Filtravimo sparta 3-4 kartus didesnė nei gertuvių filtrų, o naudojimo trukmė beveik dešimt kartų ilgesnė. Lyginant su ąsotiniais filtrais, tokių filtrų kaina didėja proporcingai pagrindinėms charakteristikoms ir siekia nuo 2700 iki 10 000 Euro.

Stacionarus vandens srauto filtras

Jį gali sudaryti vienas ar keli korpusai, įmontuoti į vandens tiekimo sistemą ir sumontuoti po kriaukle – vienas šalia kito arba vienas virš kito. Papildomas geriamojo vandens čiaupas yra prie kriauklės, o negeriamąjį vandenį ir toliau semiate iš įprasto čiaupo. Tokie filtrai labai ilgai tarnauja nuo 4 000 iki 15 000 litrų , jiems taip pat būdingas didelis filtravimo greitis nuo 2 l/min . .

Kaip vyksta filtravimas

Toliau pateiktoje lentelėje nurodėme pagrindinius miesto butų filtrų tipus. Dabar supraskime, kokia technologija naudojama buitiniuose filtruose vandeniui valyti ir kuo jie skiriasi vienas nuo kito.

Sorbcinis filtravimas retai naudojamas atskirai, bet dažnai derinamas su kitomis filtravimo formomis. Sorbcija reiškia „sugėrimą”, o aktyvinta anglis paprastai naudojama kaip toks „absorbentas”. Granuliuoti arba pluoštiniai aktyvintosios anglies sorbentai sugeria chloro turinčius junginius ir pesticidus. Yra kelių rūšių sorbentų, tačiau pramonėje dažniausiai naudojami kokosų pagaminti iš kokoso riešutų lukštų ir beržo aktyvioji anglis.

Kokosų medžio anglis pageidautina vandens valymo sorbcinėms kasetėms gaminti. Jis mechaniškai tvirtesnis, todėl transportuojant ir vėliau eksploatuojant mažiau trinasi.

Be to, joje yra mažiau priemaišų, įskaitant geležį, o jos sorbcijos geba 2-3 kartus didesnė nei aktyvuotos beržo anglies. Tokį veiksmingumą lemia kokosų lukštų savybės: jie yra tankios ir vienodos struktūros, todėl anglys gali būti „giliai” aktyvuotos neprarandant atskirų granulių mechaninio atsparumo.

Jonų mainų filtravimo procesas yra skirtas sunkiesiems metalams ir druskoms, sukeliančioms vandens kietumą, pašalinti iš vandens ir dar vadinamas vandens minkštinimu. Cheminėje reakcijoje dalyvauja jonų mainų dervos.

Elektrocheminio filtravimo arba elektrocheminio valymo metu vandenyje, kuris praeina pro kelias specialios konstrukcijos talpas, veikiamas stipraus elektrinio lauko, vyksta sudėtingos redokso reakcijos. Visiškai pašalina visus kenksmingus nešvarumus, virusus ir bakterijas. Šis gydymo metodas yra produktyviausias ir beveik neribotas. Vienas nedidelis nepatogumas – po šio etapo vandens gerti nepatartina, nes padidėja jo rūgštingumas.

Membraninio filtravimo arba atvirkštinio osmoso sistema. Šios itin populiarios technologijos esmė – tas pats mechaninis valymas, tačiau jau molekuliniu lygmeniu. Filtruojančios plonasluoksnės membranos pro mažiausias poras apie 0,0001 mikrono praleidžia tik vandens molekules, nes membranos porų skersmuo yra maždaug 200 kartų mažesnis už virusų dydį ir 4000 kartų mažesnis už bakterijų dydį.

Filtravimo procesą suaktyvina išorinis slėgis, didesnis už osmosinį slėgį kuris suvienodina tirpalų koncentracijas : vanduo pradeda judėti iš tirpalo, kuriame druskos koncentracija didesnė, į tirpalą, kuriame druskos koncentracija mažesnė.

Vandens valytuvuose praktiškai visi filtravimo būdai yra kombinuoti, o pastaruoju metu kainų sąrašuose vis dažniau aptinkama filtrų su daugiapakopiu valymu. Pirmajame valymo proceso etape pašalinami neištirpę cheminiai junginiai, suspenduotos kietosios medžiagos, smėlis ir kitos panašios priemaišos iki maždaug 5 mikronų dydžio dalelių.

Daugumoje daugiapakopių filtrų modelių šiame etape naudojamas paprastas polipropileno filtras. Kitas etapas – sorbcinis filtravimas, kurio metu absorbuojamas chloras ir kiti organiniai junginiai jei iš vandens nepašalinami chloro turintys junginiai, tolesnis membraninis valymas tampa beveik neįmanomas, nes chloras membraną veikia destruktyviai . Galiausiai vanduo pereina per membraną – atvirkštinio osmoso sistemą, kuri galutinai išvalo vandenį nuo priemaišų ir nešvarumų.

Kokia geriamojo vandens kokybė??

Vandens išteklių ir švaraus vandens tyrimai yra ypatingas UNESCO rūpestis, kuris remia įvairių bendruomenių ir pavienių asmenų iniciatyvas ir projektus visame pasaulyje. Pavyzdžiui, Rusijoje UNESCO statusą turinčios mokyklos intensyviai dirba prie Didžiojo Volgos upės kelio projekto. Daugelyje pasaulio valstybių, o nuo 1995 m. ir mūsų šalyje, kovo 22 d. minima Tarptautinė vandens diena.

Chloro dariniai – chloroformas, anglies tetrachloridas – kaupiasi organizme. Pasaulio sveikatos organizacija daro išvadą, kad 70 % atvejų jie sukelia vėžį. Be to, vandentiekio vandenyje esantys chloro ir aliuminio likučiai sukelia vaikų ligas piktybinius navikus, plaučių uždegimą, gastritą, egzemą ir ankstyvą suaugusiųjų mirtingumą vėžį, Alzheimerio ligą ir kt. . JAV mokslininkų duomenimis, 15 metų kasdien vartojant chloruotą vandentiekio vandenį mirtingumas nuo žarnyno vėžio padidėja 2-3 kartus, palyginti su tais, kurie gėrė švarų ozonuotą vandenį. Net ir virinant chloruotą vandenį negalima atsikratyti visų problemų. Daug bakterijų išlieka gyvybingos net ir po virimo, o chloro kiekis sumažėja tik 30 %. Vandenyje nesumažėja sunkiųjų metalų druskų ir organinių teršalų. Joks virinimas, užšaldymas ar vandens palikimas vienai dienai nepašalins nuodingų chlororganinių junginių.

Nuo 1996 m. geriamojo vandens higienos reikalavimai centralizuotose vandens tiekimo sistemose nustatyti SanPiN 2.1.4.1074-01 „Geriamasis vanduo”. Šiame dokumente vandens kokybės rodikliai skirstomi į epidemiologinius, organoleptinius, radiologinius ir cheminius. Kas yra šie skaičiai?

Epidemija. Daugybė bakterijų, pirmuonių ir aukštesniųjų organizmų gali gyventi ir klestėti vandenyje. Kiekvieno iš jų neįmanoma išanalizuoti, nes tai pernelyg brangu ir užima daug laiko. Atlikite vadinamųjų indikatorinių mikrobų, kurie įspėja apie galimybę, kad vandens šaltinis gali būti užterštas tam tikra patogenine mikroflora, pavyzdžiui, E. coli, tyrimus. Jos kiekis 1 litre vandens vadinamas Coli indeksu. Antrasis parametras – bendras mikrobų skaičius. Tai bakterijų, sudarančių kolonijas 1 ml vandens, skaičius. Chloroformas ir anglies tetrachlorido dariniai absorbuojami organizmo, todėl pagal sanitarines taisykles jų kiekis turi būti lygus nuliui. Taip pat turi visiškai nebūti pirmuonių.

Radiologiniai rodikliai. Šie rodikliai nustatomi dozimetriniais prietaisais. Bendras vandens α-radioaktyvumas neturi viršyti 0,1 Bq, o β-radioaktyvumas – 1 Bq 1 litre vandens.

Cheminiai rodikliai. pH rodiklis – tai rūgštingumo rodiklis. Todėl vanduo gali būti neutralus pH = 7 , šarminis pH>7 arba rūgštinis pH>10 7 .

Bendra mineralizacija nustatoma pagal sausų liekanų, gautų išgarinus nustatytą vandens kiekį, masę. Ši vertė neturi viršyti 1000 mg/l.

Organinės ir neorganinės medžiagos. Bendras cheminių medžiagų, kurios gali patekti į vandenį dėl žmogaus veiklos ir pramonės, skaičius viršija 50 000. Ištirti vandenį dėl kiekvieno iš jų tiesiog neįmanoma. Įdomu tai, kad nuo 2002 m. liepos 1 d. Pirmą kartą nurodytas ne tik didžiausias leistinas elemento turinys, bet ir mažiausias. Tai, žinoma, taikoma ne visoms medžiagoms, o tik toms mineralinėms medžiagoms, kurios yra įprastos ir naudingos organizmui. Pavyzdžiui, vandens kietumas turėtų būti 1,5-7 mg ekv/l, šarmingumas – 0,5-6,5 mg/l, kalcis – 25-80 mg/l, magnis – 5-50 mg/l, kalis – 2-20 mg/l, bikarbonatai – 20-400 mg/l, fluorido jonai – 0,06-0,2 mg/l, jodido jonai – 40-60 µg/l. Šis metodas šiek tiek apriboja valymo metodų, kuriais mineralinių medžiagų kiekis vandenyje sumažinamas beveik iki nulio, taikymą.

Organoleptinės savybės. Kvapas ir skonis. Šiems dviem rodikliams vertinti naudojama penkių balų skalė: 1 balas – labai silpnas; 2 – silpnas; 3 – pastebimas; 4 – apčiuopiamas; 5 – labai stiprus. Geriamasis vanduo neturi viršyti dviejų balų. Tai įvyksta ne kambario, o 60 °C temperatūroje, kai aromatas ir skonis labai sustiprėja galite taikyti ir šį vertinimo metodą . Tačiau, ekspertų kalba tariant, abu šie dalykai nustatomi organoleptiškai, paprasčiau tariant, „paragauti” ir „užuosti”.

Vandens kietumas skirstomas į laikiną ir nuolatinį. Laikiną kietumą sukelia kalcio ir magnio hidrokarbonatai, kurie verdant nusėda kaip nuosėdos. Nuolatinį kietumą sukelia kalcio ir magnio druskos, pavyzdžiui, nitratai, sulfatai ir kt. d. Jis nekenkia žmogui ir yra pagrindinis kalcio ir magnio šaltinis organizme. Atliekant vandens analizę naudojamas bendrasis kietumas, išreikštas miligramo ekvivalentais litre mg-ekv/l . Geriamajame vandenyje jis turi būti ne didesnis kaip 7 bet ne mažesnis kaip 1,5 .

Vandens oksidacija. Jį sukelia organinės medžiagos ir daug lengvai oksiduojamų neorganinių priemaišų dvivalentė geležis, vandenilio sulfidas ir kt. . d. . Dažniausiai naudojamas metodas šiam rodikliui nustatyti yra vandens oksidacija kalio permanganatu manganicu , pagal kurį pats rodiklis paprastai vadinamas permanganato oksidacija. Geriamajame vandenyje jis neturėtų viršyti 5 mg/l.