Глава 8. Принципы бытовой фильтрации

Глава 8. Принципы бытовой фильтрации

Все устройства для очистки питьевой воды имеют определенную специализацию. Одни из них очищают воду от грязи, другие — от неприятного запаха, третьи — от вредных органических соединений и болезнетворных бактерий.

Требования, предъявляемые к фильтрам, звучат примерно так: механическая очистка от твердых и взвешенных частиц, химическая очистка от растворенных органических и неорганических примесей, микробиологическая очистка от возбудителей инфекционных заболеваний. Выполнение такого набора функций может быть обеспечено не каждым фильтром. Особенно это касается микробиологической очистки, учитывая, что зачастую сами фильтры могут являться источником вторичного загрязнения.

На сегодняшний день наиболее распространены три способа очистки воды: механический, ионообменный и сорбционный .

Механический принцип очистки воды заключается в том, что на пути следования потока ставится более или менее мелкая сетка из разных материалов, которая и улавливает загрязнения разного рода. Чтобы такой фильтр был хоть сколько-нибудь эффективным, нельзя ограничиваться им одним: необходимо еще поставить так называемый предфильтр на входе водопроводной трубы в дом. Такой предфильтр остановит наиболее крупные частицы загрязнений и предотвратит поломку и засор основного фильтра.

Эта мера предосторожности также нужна для того, чтобы спасти вашу сантехнику или по крайней мере продлить ей жизнь. Предфильтры также 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.

Эта достаточно простая мера предосторожности позволяет уменьшить внутреннюю коррозию дорогих смесителей, уменьшить страдания санкерамики от налетов ржавчины и солей жесткости. Иногда для этого даже бывает достаточно так называемого грязевика — небольшого устройства из латуни, которое с успехом избавляет воду от грязи и ржавчины.

Но такие фильтры — фильтры грубой очистки — не могут защитить от вредного влияния некачественной водопроводной воды.

Можно (и нужно) продолжать доочистку водопроводной воды и далее, следуя от грубой очистки к все более и более тонкой, которая устраняет запахи и привкусы.

Однако механический способ фильтрации предполагает, что фильтр, во-первых, должен довольно быстро вырабатывать свой ресурс — ведь даже самый качественный из них довольно быстро забивается, особенно в условиях контакта с сильно загрязненной водой. Во-вторых, скорость фильтрации для таких устройств ограничена — все по той же причине. В-третьих, очень важно, что механический фильтр должен иметь «сигнальную систему», которая будет свидетельствовать о выработке ресурса сменного фильтрующего блока (картриджа).

В принципе, сделать фильтр, который бы все задерживал, не так уж сложно, но создать такой, который бы задерживал ненужное, а нужное пропускал, — это уже проблема.

Тут возникает еще один интересный аспект. Тонкая очистка — это, конечно, прекрасно, но бытует расхожее мнение (поддерживаемое нашими гигиенистами), что такая вода вредна для человека, поскольку в ней отсутствуют необходимые микроэлементы. При очистке воды с помощью мембранной фильтрации мы вместе с вредными примесями уничтожаем и полезные, необходимые нашему организму.

Скажем, по американским стандартам такую воду можно спокойно пить. Однако, по мнению российских гигиенистов, вода должна содержать определенное количество солей натрия и кальция, которые такие фильтры задерживают.

Однако вред, наносимый нам опасными примесями, гораздо больший, нежели употребление внутрь обессоленной воды. И бояться, что такая вода «вымоет» многие полезные вещества из клеток организма, не стоит: мы действительно не должны отказываться от потребления солей и полезных микроэлементов, но организм должен получать их не с водой, а с пищей.

Как бы то ни было, более популярен сегодня метод сорбционной фильтрации. Сорбцией называется поглощение растворенных в воде веществ поверхностью твердого сорбента, который и является наполнителем фильтра. От механической фильтрации этот процесс отличается тем, что материал сорбционного фильтра, в отличие от инертного материала механического фильтра, активен: он сам захватывает примеси и удерживает их силами молекулярного притяжения. Подразумевается, что вода должна проходить через достаточно большой фильтрующий слой, при этом немаловажна скорость фильтрации.

Чаще всего в фильтрах такого типа используется активированный уголь. Это прекрасный материал для фильтрации воды. Во-первых, не ядовит и легко дробится в порошок, во-вторых, захватывает и «собирает» на своей поверхности (в основном в порах) различные примеси, а в-третьих, его можно активировать, то есть восстанавливать.

Сорбционные фильтры хороши тем, что удаляют из воды чрезвычайно ядовитые органические соединения хлора (хлороформ, четыреххлористый углерод, бромдихлорметан и другие вещества), а также тяжелые металлы (железо, свинец и др.), взвесь, бактерии и, в пределах своих возможностей, вирусы. Вполне понятно, что при фильтрации загрязненной воды примеси, осевшие в порах, забивают их, и спустя некоторое время, которое определяется производителем фильтра, его необходимо заменить.

Существует очистительный прибор для воды, в котором в качестве сорбента используется мраморная крошка. Однако он эффективен только против тяжелых металлов.

Еще одна проблема: уловленные фильтром микроорганизмы остаются внутри фильтра и даже начинают размножаться в фильтрующем материале. Чтобы этого не случилось, нужно принимать специальные меры, в частности, чаще менять и промывать картриджи чистой водой.

И самое главное: для того чтобы очистка была качественной, необходимо, чтобы вода проходила через угольный фильтр с небольшой скоростью (примерно один стакан в минуту на 100 граммов угля).

Третий метод фильтрации — ионообменный. Он подразумевает использование так называемых ионитов — ионообменных (катионных и анионных) смол или искусственных материалов с такими же свойствами. Если механический фильтр просто задерживает «мусор», а сорбционный его «захватывает», то ионообменный материал занимается «обменом» — способен захватывать из воды одни ионы, насыщая ее другими ионами, входящими в его состав, то есть обменивать «свои» ионы на «чужие».

Именно такая избирательность является самым замечательным свойством ионитов, а в остальном они работают подобно сорбционным материалам: они тоже пористые, так же забиваются извлеченными из воды примесями и имеют определенный ресурс.

Ионообменные фильтры обычно используют для очистки воды от катионов тяжелых металлов и смягчения ее жесткости — путем «захвата» избыточных ионов магния и кальция. Они имеют одно важное достоинство: способность обеззараживать воду с помощью содержащихся в ионитах ионов йода или серебра. Вся патогенная микрофлора в такой среде погибает.

Однако при этом существует опасность того, что концентрация йода или серебра может превысить допустимую. Это происходит при выработке ресурса фильтра. И тогда в прошедшую через такой фильтр воду в конце концов попадают соединения йода или серебра.

Впрочем, известно, что жители большинства регионов России испытывают дефицит йода. Однако даже если вы пользуетесь йодным фильтром, откажитесь от йодированных продуктов, а полученную после очистки воду потом прокипятите.

В последнее время в продаже стали появляться так называемые комбинированные фильтры: угольно-йодные, мембранно-угольные и так далее. Они работают на основе применения целого ряда картриджей, которые включают в себя несколько фильтрующих уровней. Такие приборы, конечно, обладают всеми достоинствами каждого из входящих в их состав фильтрующих модулей и очищают воду гораздо эффективней, однако и стоимость их выше, нежели у «одиночек».

Мы же в свою очередь должны понимать, что вечных фильтров не бывает, и должны эксплуатировать их в соответствии с инструкцией, вовремя заменяя картриджи и проводя регенерацию фильтров.