Где взять чистую воду?

Проблему, где взять чистейшую питьевую воду, каждая семья решает по-своему. Вот еще одно решение - для самых заботливых. Водопроводный кран? "Ну, уж нет, спасибо!" С подобным ответом большинство даже медлить не будет. Общеизвестно, что водопровод в любой городской квартире не является источником воды кристальной чистоты.

Даже при условии полного ее соответствия нормам СанПиН. Разумеется, городские власти утверждают, что водопроводная вода полностью соответствует всем санитарным нормам, но со стороны властей, как это часто бывает, имеет место некоторое лукавство. Во-первых, давайте посмотрим, где определяется степень соответствия воды тем самым нормам. Ну, конечно же, не на выходе их крана, а в той точке, где вода, покидая водоочистные сооружения, попадает в водопроводную сеть. Так принято везде - уследить за качеством воды в каждой конечной точке просто невозможно.

Между тем, качество воды, проходящей по сети к вашему крану, может значительно ухудшиться. В теории все выглядит хорошо: поскольку в сеть вода подается под давлением, значит, в нее извне ничего попасть уже не должно. В реальной жизни мы имеем дело с не менее реальным водопроводом, в котором кое-где и трубы сильно поржавели, и течи имеются, и давление может не просто снижаться, а падать ниже внешнего уровня. Так, например, бывает в часы пикового потребления воды в высокоэтажных жилых домах: насосы подкачки, обеспечивая необходимый напор в доме, могут создавать разрежение в водоподводящей магистрали - там-то и подсасывается грязь. Последствия падения давления нетрудно представить, если вспомнить, что канализационные коммуникации обычно проходят неподалеку и тоже не блистают стопроцентной изолированностью. В Москве, по разным данным от 50 до 80 процентов коммуникаций требуют ремонта и замены. Многие из них проложены более 50 лет назад, некоторые ещё до революции.

Ситуация в других городах, как правило, не лучше

Во-вторых, давайте посмотрим, по каким критериям вообще оценивается качество воды для водопровода. Цвет, запах, привкус, "жесткость", наличие нерастворенных механических примесей и растворенных в воде железа и марганца, бактериологическая загрязненность и пр. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует проверять питьевую воду по 24 параметрам. Вроде бы не мало. По одному пункту ответ вообще однозначен: с помощью хлорирования воду сделали биологически чистой - никаких микроорганизмов в ней нет.

Центральный водопровод, наряду с канализацией, вообще можно считать серьезным достижением человечества в борьбе с инфекциями и эпидемиями. Но у человечества есть и другие "достижения" - с развитием промышленности и технологий в водоемы стали попадать такие вещества и соединения, о которых даже помыслить не могли наши предки. Все это может оказаться и в питьевой воде. Да и хлорирование, если на то пошло, имеет наряду с положительными и отрицательные моменты. С органическими веществами хлор образует ядовитые и канцерогенные соединения: хлорат, хлорит, хлороформ, хлорфенол, хлорциан, хлорпикрин, монохлорамин, дихлорацетонитрил, бромхлорацетонитрил, трихлорацетонитрил... Продолжать?

Остается в воде и неорганика. Открыв крышку чайника, вы можете вдоволь полюбоваться на то, что в школе называли таблицей Менделеева. Чем может угрожать питьевая вода. Чрезмерная концентрация алюминия грозит поражением мозга, бериллия - генными мутациями, селена - поражением ногтей и волос, алохлора (гербицид) - опухолями желудка и щитовидной железы, линдана (инсектицид) - нарушениями центральной нервной системы, радионуклидов - раком костей... Еще раз подчеркнем: опасна чрезмерная концентрация, а не сам по себе факт наличия какой бы то ни было "химии". Даже безобидные вещества и неорганические соединения, для которых и нормативов ПДК при контроле качества воды не предусмотрено, могут представлять реальную угрозу здоровью человека.

И вот, после всего вышесказанного, мы беремся утверждать, что вода из под крана может стать более предпочтительна, чем вода из бутылок. При соблюдении всего одного условия: если ее гарантированно очистить. Бытовые фильтры-кувшины, известные на рынке под разными торговыми марками, с этой задачей, мягко говоря, не справляются. Отфильтровывают далеко не все, нуждаются в частой смене фильтрующего элемента, а при определенных обстоятельствах могут дать на выходе воду еще грязнее, чем на входе - если накопленные осадки начнут смываться. Иначе говоря, воду они-то чистят, но гарантий не дают.

Совершенно чистая вода может быть получена из многоступенчатых бытовых фильтров глубокой очистки, которые предназначены для установки прямо на водопроводные коммуникации в вашей квартире. Эти устройства не занимают много места и обычно монтируются на кухне, прямо под мойкой. В коттеджах, которые снабжается водой из скважин, нужно ставить более серьезные системы - с предварительной фильтрацией. Она доведет просто воду до кондиции "воды из-под крана": сначала очистит от механических частиц, песка, взвесей и ржавчины, затем - от солей и веществ, которые делают воду "жесткой", а на выходе - от растворенных газов и органических соединений, которые влияют на цвет, вкус и запах воды.

Но для нас сейчас наибольший интерес представляют фильтры глубокой очистки питьевой воды. Как они работают? Главным фильтрующим элементом в них является обратноосмотическая мембрана. Это полупроницаемый элемент, сквозь который свободно проходят молекулы воды, но задерживаются большинство других неорганических молекул. Если сосуд разделить пополам такой мембраной и по разную сторону налить простой воды и раствора соли, то через мембрану вода начнет самопроизвольно проникать в сторону раствора, снижая в нем его концентрацию и повышая в нем давление. Это и есть явление осмоса. Оно лежит в основе обмена веществ в живой клетке.

Но воду можно заставить проникать через мембрану и в противоположном направлении, если создать обратное давление и тем самым как бы выдавливать из раствора молекулы H2О - чистейшую воду! Фильтры обратного осмоса принципиально отличаются от других типов фильтров, угольных адсорбционных или ионообменных. Последние - фильтры накопительного типа. Они задерживают и накапливают в себе примеси (как, кстати, и бытовые фильтры-кувшины). Чем это плохо - понятно и домохозяйке: фильтр сперва очищает, а затем начинает очищаться сам. Обратноосмотический фильтр работает по другому принципу - он выступает в роли барьера, непреодолимой преграды на пути примесей и микроорганизмов и стоит "до последнего" - даже если мембрана забьется, "враг" не пройдет. А чтобы дорогостоящие мембраны не засорялись в течение нескольких лет службы вместе с ними и применяются фильтры предварительной очистки, которые могут образовывать пятиступенчатый контур фильтрации.

После всего этого остается развеять еще одно опасение. Существует мнение, что вода, почти полностью лишенная примесей, не слишком полезна для здоровья. Считается, что с водой человек получает до 6-8% суточной потребности полезных минеральных веществ. Именно эту цифру упоминают в разговорах специалисты и медики. Но и в ней можно усомниться, если сделать очень простой расчет. Допустим, мы будем пить исключительно некую "специальную" воду, которая по концентрации полезных элементов соответствует верхнему пределу требований ВОЗ, а все содержащиеся в ней вещества будут на 100% усваиваются нашим организмом (что в реальности невозможно).

Тогда получается вот какая картина. Чтобы человеку получить суточную норму кальция, он должен выпить 8 литров "специальной" воды (или съесть пару ломтиков сыра 12 г). Магния - 10 литров (а можно съесть 27 г арбуза). Натрия - 25 литров (или всего 0,6 г соли пищевой). Калия - 167 литров (курага - 0,86 г). Фосфора - 1000 литров (грибы сушеные - 24 г). В больше мере с водой и в меньше мере с пищей в наш организм попадает фтор. Его суточная норма содержится в 1,33 литрах "специальной" воды (или в 129 граммах скумбрии).

Занятная арифметика, верно? Особенно на фоне другой цифры: человек выпивает в сутки всего около двух литров воды.

Кроме того, как это ни печально, в нашей жизни чаще всего приходится выбирать "из двух зол меньшее". Поэтому, лучше чуть-чуть недополучить каких-то элементов с водой и добрать их из пищи, чем получить лишку свинца, стронция, алюминия, хлорорганических соединений, фенола и т.д. и т.п.

Обратный осмос для загородного дома

Обратноосмотические системы устанавливаются под мойкой для очистки питьевой воды уже долгие годы. Однако во многих случаях, особенно когда источники водоснабжения скважины или колодцы, необходимо очищать всю водопроводную воду. Современный человек все больше обращает внимание на свое здоровье и, в этой связи, на качество воды не только питьевой, но и хозяйственного назначения. Состав воды для душа и умывания, стиральной и посудомоечный машин в той или иной степени может влиять на наше самочувствие. Эти соображения, в конечном счете, и определяют выбор системы общей очистки воды в доме на основе обратного осмоса.

Что такое обратный осмос?

Процесс обратного осмоса осуществляется на мембранах, задерживающих растворенные в воде органические и минеральные примеси, бактерии и вирусы. Очистка воды происходит на уровне молекул и ионов, заметно уменьшается общее солесодержание (ОС) в воде. Много домашних обратноосмотических систем используется для очистки муниципальной воды с ОС от 500 до 1000 мг/л в США и Европе; обратноосмотические системы высокого давления очищают солоноватую и даже морскую воду с ОС около 36000 мг/л до качества питьевой воды. Обратноосмотические системы удаляют из воды ионы Na, Са, Cl, Fe, тяжелых металлов, инсектициды, удобрения, мышьяк и многие другие примеси. "Молекулярное сито", которое представляют собой обратноосмотические мембраны, задерживает практически все примесные элементы, содержащиеся в воде, независимо от их природы, что оберегает потребителя воды от неприятных сюрпризов, связанных с неточным или неполным анализом исходной воды, особенно из индивидуальных скважин.

Выбор компонентов Обратноосмотических систем (ООС)

В общем случае ООС включает пять стадий:

* предочистка воды,

* установка обратного осмоса,

* накопитель очищенной воды после обратного осмоса (пермеата),

* систему повышения и поддержания давления для домашнего водопровода,

* финишную очистку воды, если необходимо.

В первую очередь необходимо определить состав воды источника водоснабжения. Анализ воды покажет, нужна ли предочистка воды перед обратным осмосом. Обратноосмотическая установка комплектуется осадочным предфильтром, насосом, мембранным рулонным элементом и датчиком солесодержания в очищенной воде. Компоненты предочистки должны быть большей производительности, чем обратноосмотический фильтр по пермеату на 20…40 %, т.к. из мембранного элемента выходят два потока - пермеат и обогащенный примесями концентрат, который сливается в канализацию. Большинство ООС, используемых в жилых помещениях, комплектуются композитными тонкопленочными мембранами, способными задерживать от 95 до 99 % всех растворенных веществ. Эти мембраны могут работать в широком диапазоне рН и температуры, при высоких концентрациях растворенных в воде примесей.

Атмосферный танк для хранения очищенной воды обеспечивает бесперебойную подачу воды пользователю даже в случаях, когда производительность ООС заметно ниже водоразбора. Например, ООС, производящая 5760 литров в сутки (4 л/мин) очищенной воды, не обеспечит в потоке необходимый расход даже на один душ или стиральную машину. Для сбора и хранения очищенной воды используется атмосферный танк-накопитель. Обычно используются накопители объемом от 400 до 2400 литров. Датчик в танке включает обратноосмотическую установку при падении уровня очищенной воды и выключает его при наполнении.

Система повышения давления устанавливается после танка-накопителя и включает центробежный насос, бак-гидроаккумулятор и автоматический блок управления насосом. Насос необходимо подбирать так, чтобы он обеспечивал давление в трубопроводах не менее 2 ат при расходе 30…120 л/мин. Гидроаккумулятоор должен иметь обьем заполнения водой, достаточный для как минимум одноминутного расхода до включения насоса. При этом частота включения насоса будет оптимальной и безаварийная эксплуатация долгой. Для улучшения органолептических характеристик очищенную воду после хранения следует пропускать через колонку с активированным углем.

Выбор производительности ООС

ООС должна обеспечить пользователя достаточным количеством воды. Расход воды на одного человека в доме составляет от 240 до 400 литров в сутки. Отклонения от этих величин могут быть в больших домах, где много смесителей и возможны утечки воды, связанные с ее использованием детьми. В общем случае ООС для дома имеет производительность от 1500 до 12000 литров в сутки. Если вы определили, что потребность в воде составляет 1500 литров в день и устанавливаете ООС с этой производительностью, она должна работать круглосуточно. Увеличивая производительность системы, Вы продлеваете жизнь мембран, снижая суточную нагрузку. Запас производительности ООС также продлевает интервалы между ее техобслуживаниями.

Предподготовка

Располагая анализом исходной воды, можно определить, нужна ли предочистка перед ООС и, если да, подобрать ее компоненты. Производительность фильтров предочистки должна быть выше производительности ООС на 20…50 процентов. Состав исходной воды необходимо проанализировать как минимум на общую минерализацию, жесткость, рН, активный хлор и температуру. Следующие анионы и катионы также должны быть определены: Основная характеристика ООС - задерживающая способность по растворенным веществам. Обычно этот показатель составляет не менее 96 %. Муниципальные источники водоснабжения имеют общую минерализацию в пределах 300…500 мг/л. Вода из колодцев и скважин содержит до 1500 мг/л растворенных веществ. Стандартная ООС может очищать воду с высоким содержанием растворенных веществ.

Она эффективно задерживает ионы жесткости, однако, при достижении предела насыщения ионами в концентрате, происходит их кристаллизация на поверхности мембран. Загрязненные кристаллическими осадками мембраны могут быть регенерированы, но лучшим решением является установка умягчителя или дозатора ингибитора перед ООС. Обычно умягчитель воды устанавливается при жесткости более 3 мг.экв/л. Любые окислители, например хлор, присутствующие в водопроводной муниципальной воде, могут повредить обратноосмотическую мембрану и должны быть удалены на стадии предочистки перед ООС. В домашних системах водоочистки хлор удаляется в фильтрах с активированным углем. Железо также необходимо удалять из воды до ООС. Растворенное железо в малых концентрациях (менее 0,5 мг/л) эффективно удаляется на ионообменной смоле в фильтрах-умягчителях или блокируется ингибитором и сливается с концентратом из ООС. При высоких концентрациях железо необходимо удалять в специальных фильтрах с каталитическими фильтроматериалами.