Современные системы очистки воды для дома

Залог здоровья

Какой должна быть вода, которую мы используем дома? Наверняка каждый не задумываясь ответит, что чистой. Но что значит «чистая вода»? Знакомая со школы химическая формула Н2О мало чем поможет, ведь такой идеально чистой воды в природе попросту не встретишь. Да и нужна ли она в быту?

Воду часто называют ключевым ресурсом XXI века. Действительно, это уникальное химическое соединение — идеальный природный растворитель и идеальная среда обитания живых организмов. Однако именно за счёт этих своих качеств большая часть доступной воды (70% занимаемой водоёмами земной поверхности) не пригодна не только для питья, но и использования в быту. Так что обеспечивать чистой водой растущее народонаселение планеты становится всё сложнее. Учитывая, что как раз это самое народонаселение своей бурной экономической деятельностью и наносит наибольший урон водным источникам.

Вода нужна не только для питья, но и других бытовых нужд — для умывания, стирки, функционирования системы отопления. В каждом конкретном случае критерии чистой воды будут разные.

 

Результаты исследования иммунной системы человека показывают, что с употреблением воды не идеального (с точки зрения потребностей организма, а не химической чистоты) качества связано до 30% процессов, ускоряющих старение. Прибавим до 70% наиболее распространённых (не инфекционных) заболеваний, причиной или сопутствующим фактором возникновения которых является употребление воды не лучшего качества. Получается, используя для питья и пищи недостаточно очищенную воду, человек разрушает сам себя.

 

Даже беглый анализ проб воды, многие годы поступающей для проверки в специализированные лаборатории по всей стране, указывает на наличие серьёзных проблем в этой области. Получить качественную питьевую воду становится всё сложнее. Если ещё пару десятилетий назад достаточно чистыми можно было назвать большинство подземных источников, то сегодня даже вода из скважины на поверку может оказаться не намного лучше воды из ближайшего водоёма.

Внешне кристально чистая «артезианская» вода порой содержит в своём составе целый «букет» разнообразных примесей, который делает её использование попросту небезопасным. Загрязнение техническими отходами и результатами человеческой жизнедеятельности, не говоря уже о банальном превышении концентрации солей жёсткости, железа и других металлов весьма пагубно влияет не только на наше здоровье.

 

Что такое жёсткость воды?

Этот параметр характеризует содержание в воде ионов кальция и магния, благодаря которым происходит образование осадка и белесых разводов — накипи, которая нарастает с катастрофической скоростью. Высокая концентрация солей быстро выводит из строя системы отопления и водоснабжения, включая капризную в этом плане новомодную сантехнику.

Но самое неприятное, что нечто подобное, пусть и в другой форме, происходит и в нашем организме. Регулярное употребление воды повышенной жёсткости в первую очередь сильно нагружает почки и повышает риск образования камней.

Однако если из чайника удалить налёт достаточно просто, то теплообменники и другие внутренние поверхности котлов и бойлеров, соприкасающиеся с горячей водой, очистить от накипи уже не так легко. По мере своего роста накипь нарушает процесс теплообмена и приводит к перегреву нагревательных элементов, перерасходу топлива или энергии. В 90% случаев именно накипь является источником неисправностей и проблем в работе водонагревательных устройств.

Растворённые в воде железо и марганец оставляют ржавые подтеки на поверхностях и железистый вкус во рту. Причём железисто­марганцевую воду на глаз и не определишь — из крана течёт совершенно прозрачная вода, которая лишь при отстаивании или нагреве приобретает желтовато­бурую окраску.

Вода из скважины

В идеальном случае вода из скважины (а также ключевая или родниковая) проходит через толщи грунта, которые естественным образом отфильтровывают большинство вредных примесей, в свою очередь насыщая воду полезными элементами. Именно за такой «естественный» природный вкус её в первую очередь и любят. При этом каждый родник имеет собственный уникальный вкус, характерный только для него.

Однако все знают, что в период весенних паводков, когда в водонесущий слой смывается талый снег и всё, что было на нём и под ним, такую воду лучше не пить. Она часто обладает специфическим привкусом, о происхождении которого в лучшем случае расскажет только лабораторное исследование.

Сегодня такая ситуация с подземными водами характерна не только для сезонного половодья. Зачастую даже в скважинах глубиной 70 м обнаруживаются нитраты, которые действуют на организм весьма губительно.

Можно ли без дополнительной очистки использовать такую условно­чистую воду из скважины если не для питья, то ходя бы в хозяйственных целях?

Что тут можно сказать? Человечество на протяжении своей истории, до появления всех этих высокотехнологичных лабораторий, выработало определённый алгоритм определения качества воды.

Первым делом необходимо оценить прозрачность воды. Для этого её необходимо налить в чистую стеклянную посуду. Наличие нерастворимых примесей и явных загрязнений сразу бросится в глаза. Но даже полностью прозрачная вода может иметь некоторый оттенок — на это также необходимо обращать внимание.

Некоторые более летучие примеси испаряются и в отсутствии должной вентиляции накапливаются в воздухе помещений, в дальнейшем проникая в организм даже при банальном принятии горячей ванны или, скажем, в бане. В последнем случае работающий на экстремальных нагрузках организм вместо оздоровления получает совершенно противоположный эффект.

Следующая стадия «экспертизы» — запах воды. Точнее, быть его не должно от слова совсем. Дело в том, что чистая вода является стабильным химическим соединением и никак не взаимодействует с обонятельными рецепторами. Поэтому любой ощутимый запах прямо указывает на наличие растворённых примесей. Конечно, такое не свидетельствует о вреде воды — возможно, именно этим она даже ценна (минерализованная). Однако резкий запах воды должен насторожить. Да и минеральная вода полезна лишь в определённых количествах, использовать повседневно только её не стоит.

Последний из легко доступных этапов проверки — вкус воды. Вообще говоря, вкус чистой воды мы почувствовать не можем — у человека нет рецепторов для распознавания вкуса воды. Из вкусов мы можем почувствовать разве что солёность воды. А в остальных случаях так называемая «вкусная» ключевая вода содержит разнообразные минералы, которые изменяют состав слюны, что и улавливают наши вкусовые рецепторы.

Такие соединения (которые в растворе диссоциируют на ионы натрия, калия, хлора и других элементов) и придают воде её «чудесные» свойства, без которых невозможны многие процессы, происходящие в организме на клеточном уровне.

Самое интересное, что химически чистая вода воспринимается языком как горьковатая и не вкусная. Возможно, таковое является защитной реакцией организма. Ведь очищенная от всех примесей вода не привносит в организм ничего полезного (по различным оценкам, до 30% необходимых микроэлементов мы получаем именно с водой). Более того, за счёт своей высокой химической активности Н2О такая вода ещё и забирает с собой не только «шлаки» и продукты клеточной жизнедеятельности, но в том числе и полезные соли — «кирпичики», необходимые для нормального функционирования любого живого организма.

Резюмируя, можно констатировать, что прозрачная, бесцветная жидкость из скважины без запаха и вкуса скорее всего является «чистой водой» и может использоваться как минимум для бытовых нужд, а при кипячении — и для питья.

Чистая вода в квартире

Что касается воды из­под крана, то ничего эффективнее хлорирования современные централизованные системы водоподготовки предложить не могут. Процесс предполагает внесение хлорсодержащих примесей, которые приводят к образованию атомарного кислорода. В итоге именно он (а не хлор) и стерилизует воду, то есть убивает содержащиеся в ней микроорганизмы.

В целом можно сказать, что хлорированная вода избавляется от абсолютного большинства опасностей биологического происхождения. На примеси минерального происхождения централизованные сети особого внимания обычно не обращают. Такие новомодные методы водоподготовки, как озонирование и кварцевание более безопасны для здоровья, поскольку практически не оставляют после себя «следов», однако сильно уступают хлорированию в эффективности стерилизации воды.

Здесь необходимо заметить, что кипячение — не самый оптимальный способ подготовки питьевой водопроводной воды. Дело в том, что при сильном нагревании хлористые соединения могут образовывать более опасные канцерогены. Кроме того, длительное кипячение разрушает все растворённые в воде вещества, в том числе и полезные для организма, попутно уменьшая концентрацию кислорода в ней.

 

Тысячелетия назад, научившись термически обрабатывать пищу, люди научились и кипятить воду. Это сработало — вода стала более безопасной. Однако для обеззараживания воды всё равно чаще использовали другие средства, например хмель, который обладает бактерицидными свойствами. Подобными способами заготовки воды пользовались до середины XIX века, пока Луи Пастер не доказал, что именно кипячение устраняет большинство рисков, сопутствующих употреблению сырой воды. Всё бы хорошо, однако кипятить всю необходимую для дома воду крайне затратно.

 

Сегодня в многоквартирных домах используют так называемые стационарные фильтры, подключаемые непосредственно к водопроводной трубе. Их размещают под мойкой, а для отфильтрованной воды монтируют отдельный кран. Такие фильтры позволяют производить многоступенчатую очистку воды. Они надёжно удаляют большую часть загрязнений — хлора, тяжёлых металлов, органические примеси, устраняют неприятные запахи и посторонний привкус воды. Главное — вовремя менять картриджи. Исходя из загрязнений, характерных для конкретного водопровода, выбирают и сам набор фильтрующих картриджей.

Очистка воды в коттедже

Разобраться в системах очистки воды бывает достаточно сложно — выбор очень широк. Да и нужно ли это простому потребителю? Лучше доверить эту миссию профессионалам, однако не помешает хотя бы в общих чертах знать основные свойства и возможности таких систем.

Первое, что стоит уяснить — единого фильтра, задерживающего все типы примесей, не существует. Именно поэтому процесс очистки воды является многоступенчатым. Для обеспечения водой частного домовладения обычно требуется несколько этапов очистки воды: первичная очистка от крупных частиц, затем при необходимости фильтры для удаления железа, сероводорода и других микроэлементов. Далее непосредственно перед входом в системы отопления и ГВС ставят отдельную установку для умягчения воды, а уже в кухонных помещениях системы доочистки питьевой воды.

Для того, чтобы определиться с типом необходимого оборудования, следует чётко сформулировать требования к качеству воды и цели её использования, а также иметь на руках анализ состава воды из используемого источника. Так для работы систем отопления нет необходимости очищать теплоноситель до состояния питьевой воды.

Правильно подобранный набор оборудования поможет не только получить высококачественную питьевую и бытовую воду, но и в несколько раз продлить срок службы отопительного и водогрейного  оборудования.

Сами фильтры различаются по принципу работы (картриджная фильтрация или обратный осмос), по производительности, а также по методу очистки (механический, химический, адсорбционный и мембранный).

Можно разработать индивидуальный проект системы очистки или воспользоваться типовым решением — универсальной станцией очистки воды. Готовая станция не требует сложных монтажных работ и устанавливается на месте в течение одного дня. С другой стороны, благодаря индивидуальному проектированию, можно избежать установки лишних фильтров и тем самым получить существенную экономию средств, не теряя в качестве воды.

Анализ воды из источника

Состав воды из скважины в каждом случае индивидуален. Отправной точкой для построения систем водоочистки является полный химический анализ состава воды. На его основе и выбираются разнообразные фильтры, которые позволяют довести воду до заданных стандартов качества.

Анализ воды позволяет выявить содержание:
а) растворённых в воде минералов;
б) растворённых газов;
в) степень прозрачности и наличие осадка;
г) цвет и количество органических веществ;
д) наличие микроорганизмов.

Важное требование — с момента бурения скважина должна проработать в интенсивном режиме эксплуатации как минимум 3 месяца. В течение этого времени химический состав воды может кардинально измениться как в худшую, так и в лучшую сторону. И только после этого, даже если вода не будет мутнеть при отстаивании, нужно обязательно отнести воду на анализ — случаи с идеально чистой водой крайне редки.

Химический анализ воды проводится по 16 основным показателям (водородный показатель рН, цветность, мутность, общая минерализация, жёсткость, железо, марганец, хлориды, сульфаты, азот аммония, нитраты, окисляемость перманганатная, калий плюс натрий, щелочность, кремний, гидрокарбонаты). Совсем не лишним для Уральского региона будет радиологический анализ воды на содержание радона, альфа­активности и бета­активности.

 

Правила отбора пробы воды

  1. Наполняют пластиковую бутылку объёмом 1,5–2 литра из­под питьевой воды. Не следует использовать бутылки из­под сладких ароматизированных напитков.
  2. Тщательно (но БЕЗ моющих средств) промывают несколько раз изнутри бутылку и пробку перед пробоотбором исходной водой, чтобы исключить искажения результатов анализа из­за примесей, по какой­то причине оказавшихся на поверхности бутылки.
  3. Скважину перед забором воды нужно прокачать в течении 10–15 минут. При заборе воды из колодца нужно по возможности набрать воду непосредственно бутылкой, а не ведром, предварительно тщательно вымыв наружную и внутреннюю поверхность бутылки.
  4. Набирают воду тонкой струйкой и по стенке бутылки. Это позволит уменьшить насыщение воды кислородом, меняющим её исходный состав. Наливают воду в бутылку под «горлышко», плотно заворачивая крышку. Отсутствие контакта воды с воздухом позволит получить более точные результаты анализа воды.
  5. Взятую пробу нужно доставить в лабораторию как можно скорее, максимум в течении 24 часов.

 

Системы фильтров водоочистки

Для жилых домов существует типовая схема водоочистки, в состав которой входят: осадочный фильтр, фильтр обезжелезивания, фильтр­умягчитель, бак­солерастворитель, угольный фильтр, ультрафиолетовый стерилизатор и система подготовки питьевой воды.

Осадочные фильтры нужны для очищения воды от механических частиц, песка, взвесей, ржавчины и коллоидных веществ. Для удаления относительно крупных частиц (свыше 20–50 микрон) применяют сетчатые или дисковые фильтры грубой очистки. Их недостаток — сравнительно низкая грязеёмкость, поэтому если вода сильно загрязнена, такие фильтры нужно довольно часто промывать. В качестве фильтрующей среды в основном применяют обезвоженный алюмосиликат. А для более тонкой очистки (от 5 до 20 микрон) применяют засыпку из специальной керамики.

Фильтры­обезжелезиватели предназначены главным образом для удаления из воды растворённого в ней железа и марганца. В качестве фильтрующей среды используются вещества, содержащие двуокись марганца. Она служит катализатором реакции, при которой растворённые в воде железо и марганец переходят в нерастворимую форму и выпадают в осадок. Этот осадок фильтруется и потом вымывается в дренаж при промывке. Кроме того, такие фильтры ещё и удаляют растворённый в воде сероводород.

Фильтры­умягчители предназначены для снижения жёсткости воды. В них используются специальные засыпки, с помощью которых из воды частично удаляются железо, марганец, нитраты, нитриты, сульфаты, соли тяжелых металлов, органические соединения. Эти фильтры требуют регенерации солевым раствором, поэтому снабжены специальным баком для приготовления регенерирующего раствора (так называемый солевой бак).

Угольные фильтры. Активированный уголь уже давно применяется в водоочистке для улучшения органолептических показателей воды (то есть для устранения постороннего привкуса, запаха, цветности). Благодаря высокой адсорбционной способности такие фильтры поглощают остаточный хлор, растворённые газы, органические соединения. Однако из самого угля органика выводится трудно, поэтому возможен залповый сброс загрязнений в воду. Чтобы этого избежать, засыпку из активированного угля нужно периодически менять. Кстати, адсорбционная способность (а значит ресурс) активированного угля из скорлупы кокоса в 4 раза выше, чем у традиционного берёзового.

Ультрафиолетовые стерилизаторы. Это наиболее распространённый метод борьбы с бактериологическим загрязнением (то есть присутствием в воде микробов и бактерий). Облучение воды ультрафиолетовыми лампами гарантирует почти полную стерилизацию воды.

Осмотические фильтры

На сегодняшний день это наиболее прогрессивные системы подготовки питьевой воды. Внешне они очень напоминают стационарные проточные фильтры, также монтируются в водопровод, однако принцип действия у них принципиально другой. Технология обратного осмоса позволяет добиваться полной очистки воды на молекулярном уровне — мембраны пропускают только молекулы водорода и кислорода, удаляя все прочие примеси и загрязнения.

В отличие от фильтров прочих типов, мембрана системы обратного осмоса не сохраняет в себе отфильтрованные загрязнения, а разделяет входящий поток воды на две части. Первая, очищаясь, проходит сквозь мембрану, другая, загрязнённая часть, уходит в канализацию. Система требует намного меньшего ухода и обслуживания, снижая затраты на поддержание ее в работоспособном состоянии. Степень очистки достигает 98–99%. Устанавливаются такие системы, как правило, на кухне и используются только для получения питьевой воды.

Мнения диетологов по поводу такой высоко очищенной воды расходятся, ведь вода традиционно пополняет организм минеральными веществами. А раз в ходе работы выделительной системы соли вымываются из организма естественным образом, их запас приходится восполнять. Однако большая часть солей поступает в организм с пищей. Кроме кальция и магния, для которых именно вода является одним из важных источников пополнения.

С другой стороны, полученная с помощью технологии обратного осмоса вода оказывается более полезной в том плане, что не может нанести организму никакого вреда. Она стерилизована от всех возбудителей заболеваний. Отсутствие в ней солей жёсткости гарантирует защиту от образования камней в почках, а отсутствие солей железа предотвращает губительное состояние гемохроматоза. При этом все необходимые человеку минеральные вещества организм получит со сбалансированным питанием. Таким образом, однозначной рекомендации пить или не пить воду, из которой удалены все соли, нет — вопрос остаётся открытым.

В современном мире и так много факторов, негативно влияющих на наше здоровье и самочувствие. Система водоочистки — один из шансов оградить себя и своих близких по крайней мере от одной из этих опасностей.