Правильна вода в будинку

Ця стаття присвячена досить новому для України напрямку – очищенню води господарсько-побутового призначення у будинках та квартирах.

Популяризація здорового способу життя так чи інакше утвердила у свідомості українців необхідність очищувати питну воду, а ось ідея про те, що вся вода в будинку має відповідати певному рівню якості, тільки зароджується. Успішність бізнесу домашніх систем очищення води, втім, як і інших напрямів у водопідготовці, залежить від технічної освіченості фахівців. Саме тому ми пропонуємо до уваги наших читачів відповіді на найважливіші та цікаві технічні та маркетингові питання, а також ознайомитись із сучасним водоочисним обладнанням для квартир та котеджів.

Для чого потрібно очищати воду для дому?

У розвинених країнах встановлення системи очищення води на вході в квартиру або будинок є невід'ємним етапом благоустрою житла, а фільтри для очищення води належать до побутової техніки першої необхідності. Соціологи спробували з'ясувати, у чому причина цього і поставили відповідне питання жителям США. Причин очищати воду для всього будинку українцям не позичати, ось тільки обізнані вони набагато гірші за американців.

Механічні домішки

У вимогах до якості води на них відповідає показник каламутності. Це найбільші домішки, що є зваженими у воді частинками піску, глини, мулу, іржі та інших речовин (рис. 1).

Малий. 1. Вода з різною каламутністю (одиниці НЕФ)

Використання в побуті води, що містить механічні домішки, протягом короткої години призводить до цілого ряду пошкоджень сантехнічного обладнання та побутової техніки:

• забиванню форсунок душових розпилювачів та кранів, гідромасажних панелей, сопел джакузі, пристроїв для поливу, а також захисних фільтрів побутових приладів;
• появі відкладень на внутрішніх поверхнях труб і, отже, зниження їх корозійної стійкості;
• засмічення та прискорення абразивного знесення металевих швів та стиків, а також до виходу з ладу клапанів та іншої запірної арматури;
• появі на сантехніці та кухонних поверхнях бруду та нальоту.

Жорсткість води

Цими словами виробники стиральних та посудомийних машин небезпідставно лякають з екранів телевізорів довірливих домогосподарок. Жорсткість води викликають розчинені в ній солі кальцію та магнію. Частина цих солей при нагріванні випадає в осад (часова жорсткість), тим самим викликаючи утворення накипу на поверхнях, що теплопередають.

Відповідно до чинного нормативу на питну воду (ДСанПіН 2.2.4-171-10), показник загальної жорсткості води не повинен перевищувати 7 мг-екв/л. Така вода дійсно не становить загрози для здоров'я людини, проте здатна у порівняно короткі терміни пошкодити побутову техніку та сантехнічне обладнання. Залізо та марганець є невід'ємною складовою практично будь-якої артезіанської та колодязної води, оскільки входять до складу поширених порід та мінералів, що контактують із природними водами. У період весняної повені концентрації цих елементів можуть перевищувати нормативні та водопровідні води. Залізо та марганець присутні у природних водах у вигляді мінеральних та органічних сполук, які роблять її корозійно агресивною.Їх наявність надає воді металевого присмаку та запаху, що зберігаються в їжі та напитках. Крім того,

Мінералізація

Характеризується показником сухого залишку та визначається кількістю розчинених у воді мінеральних речовин. У природній воді це найчастіше хлориди, сульфати, карбонати та гідрокарбонати кальцію, магнію, натрію та калію. Високий вміст сульфатів та хлоридів – одна з причин активної корозії обладнання. Насамперед ці домішки викликають точкову корозію трубопроводів та з'єднань. Крім того, високомінералізована вода ускладнює прибирання приміщень, залишаючи на всіх поверхнях розлучення та білі плями.

Хлор та сірководень

Виявити сірководень у воді зі скважин не складно – він надає їй запах "тухлих яєць". Неприємні особливості цього газу – висока розчинність та низький поріг відчутності. Навіть за малих концентрацій, що відповідають нормативам, вода може мати різкий неприємний запах.

Запах хлору характерний для водопровідної води, оскільки його сполуки використовуються для дезінфекції води водоканалами. Хлоргаз дуже токсичний і може викликати серйозні подразнення слизових оболонок та шкіри навіть під час прийняття душу чи ванни.

Нітраті

Найчастіше присутні у колодязній воді, особливо в районах активного сільськогосподарського виробництва. Вони викликають кисневе голодування тканин організму. Нітрати підступні тим, що надають воді чудових смакових якостей і надзвичайно погано видаляються системами очищення питної води. Саме тому проблему нітратів необхідно вирішувати на стадії очищення води для дому.

Органічні домішки

Характеризуються показником окислюваності та є однією з основних проблем водопровідної води. Причина цього – високий вміст у поверхневих водах природних органічних речовин, продуктів розкладання рослин та тварин. Ці домішки надають воді жовтого або зеленого відтінку, а значить використання такої води в побуті здатне викликати дискомфорт у любителів чистоти.

Від чого чистити українську воду?

Щоб достовірно проінформувати наших читачів про типові проблеми шкірного типу води, ми звернулися до проекту водного моніторингу в Україні "Що ти п'єш", який організував громадська організація WaterNet.

Водопровід

"Цезар може пишатися рабами, які пишаються водопроводом" – це висловлювання В. Шендеровича давно стало крилатим, щоправда дещо в іншому контексті. Нам цікавий питання – чи можуть українці пишатися своїм водопроводом? Більшість комунальних станцій очищення води та трубопроводів дісталися Україні у спадок від Радянського Союзу, тому головною проблемою централізованих систем водопостачання залишаються зношеність трубопроводів та обладнання, а також застарілі технології очищення води. Якщо подивитись на карти якості води, які розміщені на сайті громадського проекту "Що ти п'єш?", то за кількістю червоних позначок можна виділити найбільш характерні проблеми водопровідної води для всієї території України.

Наявність у воді солей кальцію та магнію є найпоширенішою проблемою українських водопроводів. Причому найвищі значення загальної жорсткості відзначаються у Східній Україні, для якої також характерний підвищений вміст солі води. У водопровідній воді низки населених пунктів, які розташовані в основному в центральній Україні, зафіксовано перевищення чинних нормативів із загального залізу. Причиною, мабуть, є корозія застарілих комунікацій. Підтвердженням цього стала виявлена у Києві журналістами телеканалу 1+1 цікава закономірність: що далі розташований будинок від станції водопідготовки – то вище у воді загальний вміст заліза.

Свердловини

Артезіанські свердловини – основний джерело водопостачання котеджів. Підземні води, як правило, більш якісні, ніж ґрунтові та поверхневі. Вони найменш схильні до антропогенного впливу, а тому ризик виявити у такій воді нітрати, фосфати чи нафтопродукти практично відсутній. Багато залежить від глибини свердловини: чим глибше – тим вода чистіша. Однак навіть найглибші джерела не позбавлені найбільш типових проблем із мінеральним складом. Так, усім артезіанським водам України характерна висока жорсткість. Залежно від глибини свердловини цей показник може сягати 20 мг-екв/л. На сході та півдні України крім солей жорсткості у воді присутня велика кількість сульфатів та хлоридів, калію та натрію, які зумовлюють її високий вміст солі (> 1000 мг/л).

Крім того, дуже рідко зустрічаються артезіанські води, що не містять домішок заліза та марганцю. Ці два елементи – супутники. Вони потрапляють у воду внаслідок розмиття порід. Наявність заліза в артезіанській воді може бути одразу непомітною, і тільки згодом відзначається поступове пожовтіння води та утворення осаду. Марганець же не виявляє собі навіть при відстоюванні, його наявність можна встановити лише за хімічного аналізу.

Резюмуючи дані моніторингу, а також беручи до уваги досвід компаній, що займаються очищенням води, можна виділити як типові проблеми водопровідної, так і артезіанської води.

Типові проблеми української води

Водопровідна вода:

• Механічні домішки (пісок, іржа, глина та ін.)
• Хлор
• Органічні домішки
• Жорсткість

Артезіанська вода:

• Механічні домішки
• Жорсткість
• Залізо та марганець
• Сірководень
• Нітраті
• Мінералізація

Разом з тим, необхідно наголосити, що подані дані мають виключно загальний характер. Говорити про проблеми індивідуального джерела водопостачання, знаючи лише його місцезнаходження та тип – категорично неправильно. Перед вибором системи очищення воду необхідно проаналізувати у спеціалізованій лабораторії та, ґрунтуючись на результатах аналізу, приймати рішення щодо встановлення того чи іншого обладнання.

Як використовується вода в побуті?

Перш ніж перейти до обговорення технологій очищення води, поговоримо про те, як використовується вода у побуті, та яким вимогам вона має відповідати.

Як було сказано вище, треба починати з аналізу води. Висновок, який видає спеціалізована лабораторія, містить фактичні значення показників якості проаналізованої води, а також їх нормативні значення відповідно до чинних вимог до питної води.

Вода для пиття та приготування їжі повинна відповідати найвищому рівню якості, мати бездоганні смакові характеристики та не мати сторонніх запахів. Але чи має вся вода, яка використовується в будинку, відповідати цим вимогам? Адже для пиття та приготування їжі ми споживаємо в середньому до 5 літрів води на день, а для побутових потреб – не менше 200 літрів. Значна частина води використовується для поливу рослин, купання, прання, миття посуду, обігріву поміщень та прибирання.

Де ставити фільтри для води?

Залежно від кінцевої мети та призначення води існує кілька місць встановлення фільтрів. Так, фільтри питної води встановлюються на кухні поблизу крана, а фільтри очищення води господарсько-побутового призначення монтуються на вході води до будинку. У приватних будинках та котеджах точка встановлення розташовується відразу після механічних фільтрів, що є першим етапом будь-якої системи очищення (рис. 5). При цьому слід не забути про організацію відведення води на поливні пристрої. Далі йдуть фільтри, що очищають воду для котлів, санвузлів та кухні.

Малий. 5. Схема встановлення систем очищення води
1 – Механічний фільтр; 2 – Фільтр для пом'якшення та видалення заліза та марганцю; 3 – Бойлер для нагріву води; 4 – Котел; 5 – Фільтр для питної води

Скільки потрібно очищеної води?

Перше, що необхідно знати фахівцю – як правильно розрахувати продуктивність системи, виходячи з потреб у очищеній воді. Для цього потрібно оцінити максимальну витрату води в будинку, тобто кількість води в літрах, яка може витрачатися за одну годину, якщо одночасно відкрити всі крани. Для цього достатньо мати на увазі, що один відкритий кран забезпечує витрату води від 8 до 10 літрів за хвилину.

Таким чином, для квартири з одним санвузлом та кухнею достатньо встановити фільтр продуктивністю 16–20 літрів за хвилину або 1,0–1,2 м 3 /рік. Важливо вибрати фільтр потрібної продуктивності, оскільки, в разі перевищення, якість очищеної води різко погіршиться. Продуктивність фільтрів визначає їх розміри. Для невеликих квартир є спеціальні компактні апарати, так звані кабінети, які можуть вбудовуватися в інтер'єр. Для приватних будинків та котеджів у зв'язку з великим водоспоживанням використовуються апарати великих розмірів. Зазвичай їх розміщують у котельнях чи спеціальних побутових приміщеннях (рис. 6, 7).

Малий. 6. Фільтр пом'якшення води типу "кабінет", встановлений під умивальником

Малий. 7. Система очищення води для всього будинку, встановлена у спеціальному поміщенні.

Визначившись із продуктивністю системи та можливими варіантами її розміщення, можна переходити до підбору обладнання. При розробці технології очищення води потрібно починати з видалення найбільших домішок, потім забезпечити очищення води від розчинених солей, і на завершальному етапі – сполук, що надають воді запахів та присмаків.

Очищення від механічних домішок

Почнемо з механічних домішок, наявність яких легко визначити "на око" щодо помутніння води у склянці або облогу на сітці крана. Для вирішення цієї проблеми застосовують механічні фільтри. У механічних фільтрах вода проходить через пористий матеріал або сітку, пори або розміри осередків яких не перевищують 100 мкм (мікрон). Видалення частинок розміром понад 100 мкм, забезпечує надійну захист трубопроводів та побутової техніки. Механічні фільтри бувають двох типів: картриджні (поліпропіленові або мотузкові) та сітчасті (з нержавіючої сталі) (рис. 8, 9).

Малий. 8. Сітчастий механічний фільтр

Малий. 9. Картриджні механічні фільтри

Для підземної води найкраще використовувати картриджні фільтри, т.к. вони надійно "вбирають" загрязнення будь-якого характеру, практично не змінюючи своєї пропускної спроможності. Сітчасті фільтри слід застосовувати для водопровідної води, яка зазвичай містить менше механічних домішок. Ці фільтри зазвичай обладнані пристроями промивання сітки, тобто. при їх експлуатації не потрібна регулярна заміна фільтруючих елементів, на відміну від картриджних. При виборі механічного фільтра слід мати на увазі, що при очищенні води з високим вмістом заліза сітка сітчастих фільтрів досить швидко загрязнюється аж до блокування фільтрації води.

Механічні фільтри обох типів вимагають мінімального обслуговування, з яким легко впорається сам користувач. У картриджному фільтрі заміну фільтруючого елемента необхідно проводити, якщо показання манометрів до і після фільтру відрізняються на 1 атм, але не рідше ніж раз на півроку. Для сітчастих фільтрів достатньо періодично на 1-2 хвилини відчиняти кран промивання. Частота промивання визначається кількістю домішок, що накопичилися на сітці. У багатоповерхових будинках рекомендується використання сітчастих фільтрів із клапанами зниження тиску, які нейтралізують стрибки тиску біля водопроводу.

На наступному етапі з води видаляють розчинені мінеральні домішки: солі кальцію та магнію, сполуки заліза та марганцю, нітрати, аммоній або знижують загальний вміст солі залежно від складу води.

Пом'якшення

І для водопровідної, і для артезіанської води найактуальнішим завданням є зниження жорсткості води. Для її вирішення застосовується спеціальний матеріал, що фільтрує – катіонообмінна смола (катіоніт). Смола поглинає іоні кальцію та магнію, в обмін на іоні натрію, що переходять у воду.

Для домашнього використання іонообмінний матеріал засипають у компактні повністю автоматичні апарати- м'якшувачі . Процес очищення здійснюється при проходженні води через шар матеріалу, що фільтрує. В апаратах також передбачена можливість автоматичного видалення домішок, що накопичилися – регенерація фільтруючого матеріалу. Для відмивання матеріалу використовується вода та кухонна сіль , яка випускається у таблетованому вигляді. Термін служби фільтруючого матеріалу становить близько 5 років.

Видалення заліза, марганцю та органічних сполук

Як зазначалося, для свердловинної води типовою проблемою є наявність сполук залізу та марганцю. Існує кілька методів знезалізнення та деманганізації. Більшість із них незручні в експлуатації у домашніх умовах. Для одних необхідне використання вкрай дефіцитного та агресивного реагенту – перманганату калію (марганцівки) для регенерації; для інших – високопродуктивних насосів та каналізації; для третіх – існують обмеження щодо складу води, не дотримання яких лише посилює проблеми з марганцем. Однією з найневибагливіших та найнадійніших технологій видалення заліза та марганцю є технологія Ecomix ® , розроблена українськими вченими у 1999 році.Ця технологія дозволяє впоратися з високими концентраціями заліза – до 15 мг/л та марганцю – до 3 мг/л. Крім того, Ecomix® ефективно пом'якшує воду, знижує вміст органічних речовин та аммонію. Всі ці процеси відбуваються одночасно в одну стадію та в одному фільтрі. Матеріал широко застосовується в Україні для очищення артезіанської води, для якої характерна одночасно присутність усіх перерахованих вище домішок у надлишкових кількостях. Матеріал засипається в апарати аналогічні пом'якшувачам і при запуску фільтра багатокомпонентна суміш самостійно розшаровується (рис. 10).

 

Малий. 10.Зовнішній вигляд фільтру для котеджу з матеріалом Ecomix®

Відмивання від видалених домішок здійснюється за допомогою тих самих солі і води. Після фільтру, що містить Ecomix® концентрація солей жорсткості, заліза, марганцю, амонію та органічних речовин повністю відповідає вимогам до питної та побутової води (стаття "Ecomix ® – сучасна технологія комплексної водопідготовки". – "ВіВТ", N№2, 2011 с 47-49).

Матеріал Ecomix® також потрібно застосовувати для очищення водопровідної води поверхневого водозабору. По-перше, навіть у водопровідній воді зустрічається підвищений вміст залізу та марганцю, по-друге, для неї характерна присутність органічних сполук природного походження, які зумовлюють жовте або жовто-коричневе забарвлення води. Це характерно для багатьох міст України – Києва, Черкас, Дніпропетровська, Запоріжжя, Миколаєва, Одеси та ін. Фільтр Ecomix® очистити воду не тільки від солей жорсткості, а й знебарвити її.

Пом'якшувачі води та фільтри Ecomix ® являють собою обладнання, що складається з фільтру з керуючим клапаном, заповненого фільтруючим матеріалом – катіонітом або Ecomix ® , та сольового бака, призначеного для зберігання солі та приготування регенеруючого розчину. Аппарати типу "кабінет" є єдиним пристроєм, у якому, з метою економії простору, фільтр поміщень безпосередньо в сольовий бак (рис. 10).

Процес очищення здійснюється в міру проходження води через шар матеріалу, що фільтрує. Після очищення певної кількості води, вбудований керуючий клапан електронний контролер автоматично запускає процес регенерації, тобто. відновлення робочих властивостей фільтруючого матеріалу. При цьому через систему пропускається розчин солі, внаслідок чого видалені з води загрязнення витісняються з поверхні катіоніту або Ecomix® і змиваються в каналізацію. Електронний контролер реєструє витрати очищеної води та здійснює регенерацію фільтруючого матеріалу тільки, коли це необхідно.

В результаті від користувача потрібно лише:

• разів на 3-6 місяців проводити дозавантаження солі в сольовий бак.
• періодично проводити технічне обслуговування установки за допомогою спеціалістів з авторизованих сервісних центрів.

Зниження солевмісту

Найбільшу складність становить очищення води із загальним вмістом солі понад 1000 мг/л. Єдиним можливим рішенням для такої води в домашніх умовах є застосування технології промислового зворотного осмосу . Зворотний осмос – це фізичний метод очищення води, який ґрунтується на використанні спеціальних мембранних елементів. Мембрани пропускають молекули води та затримують розчинені солі. На відміну від процесів пом'якшення технології зворотного осмосу вимагають додаткового обладнання: накопичувальної ємності (бака), до якої направляється вода після очищення, та насосної станції. Фільтри зворотного осмосу для домашнього використання випускаються як модульні установки, які включають усі необхідні елементи.

Модульні установки зворотного осмосу дозволяють досягти найбільш глибокої очистки води, але в той же час є найдорожчими. У більшості випадків вода після зворотного осмосу є також фізіологічно повноцінною, тому вирішується відразу дві задачі: підготовка води для всього будинку та для питних цілей.

При відносно низькому солевмісті очищена вода містить менше 200 мг/л солей. В цьому випадку для отримання фізіологічно повноцінної питної води буде потрібна додаткова мінералізація.

Очищення від нітратів

На окрему увагу заслуговують нітрати у воді. Відомо, що вода з нітратами наносить шкоду тільки при вживанні і абсолютно нешкідлива при побутовому використанні. Далі ми обговоримо особливості очищення води від нітратів тільки тому, що їх видалення за допомогою фільтрів питної води є ненадійним, не завжди ефективним і часто небезпечним для споживача.

Для видалення нітратів використовують два способи: спеціальні фільтруючі матеріали – аніонообмінні смоли або зворотний осмос. Інший спосіб значно надійніший, але найдорожчий. Застосування смол потребує більш детального аналізу вихідної води та ретельних розрахунків. Не дивуйтеся, якщо Вас попросять провести додаткові дослідження води на вміст хлоридів, сульфатів та гідрокарбонатів (показник лужність). Основна складність очищення води від нітратів полягає в тому, що паралельно з їх видаленням також поглинаються сульфати та гідрокарбонати. Ці домішки конкурують між собою, тому можливий випадок, коли накопичені нітрати виштовхуватимуться "конкурентами" в очищену воду. В результаті споживач отримає воду, в якій вміст нітратів буде вищим за вихідний.Тщательний розрахунок тривалості роботи фільтра необхідний для того, щоб вчасно його зупинити та провести регенерацію. Важливо, що з високого вмісту нітратів (понад 150 мг/л) може застосовуватися комбінація перерахованих методів.

Видалення запахів

Завершальним етапом технології підготовки води для дому є видалення з води запахів. Для очищення водопровідної води від хлору використовують активоване вугілля , виготовлене зі шкаралупи кокосових горіхів. Вугілля забезпечує ідеальну воду для душу, ванної та просто для побутового застосування. Знехлорена вода не викликає подразнень шкіри та очей.

Для видалення сірководню, що надає свердловинній воді запах тухлих яєць, використовують спеціальне активоване вугілля Centaur (Центавр). У великих концентраціях сірководень токсичний, проте навіть за низького змісту він викликає корозії металевих предметів – столових приладів, кухонних приладдів, ванн та інших.

Активоване вугілля завантажують у компактні апарати, висотою 55 см та діаметром 30 см, які можуть використовуватися для квартир та невеликих котеджів.

Пристрої працюють повністю автоматично. Видалення домішок, що накопичилися, відбувається шляхом промивання матеріалу водою. Термін служби вугілля, як правило, вбирається в 1,5 року. Після цього їх замінюють на нові.

Як зробити все правильно?

Ми детально розглянули основні фільтри, які використовують у домашніх умовах. Резонно припустити, що у Вас виникло питання: "Як буде виглядати комплект фільтрів, скажімо, для квартири в Києві з одним санвузлом?" Для відповіді на нього потрібно:

• подивитися в аналіз води та визначити домішки, які слід видалити
• вибрати потрібні фільтри та їх послідовність
• розрахувати потребу води, щоб вибрати потрібний розмір фільтра Цей процес забере чимало часу та сил.

Керуючись коротким переліком вихідних даних, легко вибрати правильне рішення. Відповідь на поставлені питання не займе хвилини. Аналогічні рішення існують також для котелень із котлами різної потужності. Підсумовуючи, ми наводимо узагальнену таблицю, де показані основні типи забруднень, симптоми їхнього прояву у побуті та способи видалення. Все це потрібно знати для правильного вибору системи очищення води для дому. Сподіваємося, що наші відповіді полегшать фахівцям вибір системи очищення води для дому чи квартири та заощаджувати годину для нових проектів! 

Джерело Waternet.ua