Фильтры для очистки воды: как избавиться от песка и железа

Посторонние включения, находящиеся в воде в твёрдом и растворённом виде, наносят вред и людям и сантехническому оборудованию. Особенно много загрязнений содержится в воде из скважин. О том, как избавиться от песка и железа в воде на дачах, в домах и квартирах, какие фильтры нужно использовать, мы и поговорим.

Вода из скважины — природная, а значит, чистая и полезная? К сожалению — однозначного ответа не существует. Сколько скважин, столько и различных результатов тестов на наличие в ней включений: полезных, нейтральных и вредных. Не лучше ситуация и с колодезной водой. Хорошая новость состоит в том, что, используя различные способы обеззараживания и фильтрации, можно получить воду, пригодную для питья и бытовых нужд.

Виды примесей и загрязнений в воде

В основном вода с посторонними включениями поступает из альтернативных источников водоснабжения. Однако людям, которые серьёзно занимаются своим здоровьем или проживают в местности с сомнительными методами водоподготовки, также желательно узнать состав подаваемой воды и, возможно, принять меры по её очистке.

Основные типы загрязнений воды:

• механические;
• химические;
• биологические.

Каждый тип имеет свои разновидности и способы очистки, для того, чтобы вода соответствовала гигиеническим требованиям ГОСТ.

Таблица. Нормативы показателей воды (по ГОСТу 2874-82)

Механические примеси

Такие загрязнения находятся в виде песка и мелкодисперсной взвеси и не растворяются в воде. Концентрация включений на кубометр воды и размер частиц определяют выбор одного или каскада фильтров. При наличии промежуточной ёмкости-отстойника, твёрдые нерастворимые частицы оседают на дно и в водопровод не попадают.

Если вода взята из неглубоких источников, в которой присутствует кислород, в ней могут присутствовать соединения четырехвалентного марганца и трехвалентного железа, находящиеся в твёрдом состоянии. Именно они окрашивают воду в цвет ржавчины и придают ей «металлический» вкус и запах.

Химическое загрязнение

Вода — прекрасный растворитель, поэтому её состав много может сказать о породах и минералах, через которые проходит подземный поток.

Вода, поднятая из глубинного горизонта, находящегося между двумя глинистыми породами, чаще всего крайне бедна кислородом. В такой анаэробной среде железо и марганец встречаются в двухвалентной растворимой форме, и в присутствии кислорода начинают окисляться, переходя в нерастворимую фазу, после чего могут выпасть в осадок. Органические соединения железа удалить из воды намного сложнее, так как оно находится в коллоидном состоянии и в осадок не переходит.

Кальций, магний, сульфаты, составляющие жесткость воды, тоже относятся к химическому загрязнению, устраняемому специальным оборудованием — умягчителями.

Опасны также фтор, ионы натрия, хлориды, если их содержание выше ПДК

Биологические загрязнители

В воде может присутствовать и патогенная микрофлора разной степени концентрации и опасности. От некоторых её представителей можно избавиться только кипячением, другие благополучно погибают под воздействием УФ-излучателей. В централизованном магистральном водоснабжении чаще всего применяют хлорирование.

Для того чтобы в источник не попадали вещества из открытых канализационных систем, расстояния между сооружениями должны отвечать санитарным нормам.

Фильтры от песка и других механических загрязнений

Механические фильтры бывают грубой и тонкой очистки. Это деление несколько условно, так как в значительной степени зависит от качества и характеристик оборудования, а также от применённого сочетания последовательно установленных фильтров.

Фильтры грубой очистки

Для защиты от включений крупной фракции механических загрязнений, в частности, песка, ещё в скважине, до подъёма на поверхность, устанавливают фильтр грубой очистки, состоящий из перфорированного участка с фильтрующим слоем, отстойника, который нужно регулярно очищать, и надфильтровой трубы.

Сетчатый фильтр грубой очистки

Производятся различные типы таких фильтров: сетчатой, проволочной, щелевой конструкции, комбинированный — с гравийной набивкой, возможно самоочищающийся, желательно из нержавеющей стали или пластиковый (для неглубоких скважин). Можно купить заводской фильтр, а можно изготовить его самостоятельно. О том, как это сделать своими руками, смотрите на видео:

Для воды из колодца или из скважины при низкой мутности, можно поставить фильтр грубой очистки на поверхности. Это может быть дисковый, сетчатый или картриджный фильтр, с функцией самоочистки или без неё. Часто их называют грязевиками и монтируют не только на входе воды в дом после автономного источника, но и на магистральных водопроводах. Иногда таких фильтров устанавливают несколько, с постепенно уменьшающимися ячейками в сетке.

Фильтры тонкой очистки

Такие фильтры задерживают только относительно крупную фракцию песка и твёрдых загрязнений. Более мелкие частицы нужно улавливать фильтром тонкой очистки, который может быть:

• сорбционным;
• обратного осмоса.

Устройство сорбционного фильтра: 1 — корпус; 2 — блок управления; 3 — гравийная подложка; 4 — нижняя распределительная система; 5 — активированный уголь; 6 — распределительный стояк; 7 — направление воды

Сорбционный представляет собой ёмкостное оборудование, содержащее в качестве фильтрующего слоя сорбент (уголь, алюмосиликат, чистый песок), вход и выход воды у которого расположены на различных уровнях. Песок периодически нужно очищать от накопившихся загрязнений промывкой. Уголь и алюмосиликат, заключенные в картридже, заменяют блоком. Некоторые из этих фильтров способны удерживать даже свинец, железо, хлористые соединения, микроорганизмы.

Обратный осмос — фильтр с полупроницаемой мембраной, сквозь микроскопические отверстия которой могут пройти только молекулы воды. Устанавливается в потоке воды с высоким давлением. Очень высокая степень очистки: задерживаются даже полезные вещества, которые требуются организму. Чтобы мембрана не загрязнялась слишком быстро, такой фильтр устанавливают в систему водоподготовки после нескольких фильтров грубой и тонкой очистки. Комплекс таких устройств и является установкой бытового обратного осмоса.

Система обратного осмоса

Фильтры, очищающие воду от двухвалентного железа

Человеческому организму железо требуется, но не в тех «промышленных» масштабах, что может дать вода из скважины. Бельё, выстиранное в такой воде, приобретает оттенок ржавчины, а сантехническое оборудование и трубы повышенное содержание этого элемента вообще может вывести из строя. Поэтому от железа, если его концентрация превышает ПДК, необходимо избавляться.

Трёхвалентное железо улавливается фильтрами грубой механической очистки и сорбентами. Растворимое в воде двухвалентное железо удаляется несколько иначе. Существует несколько основных способов.

Безреагентные фильтры

Если вы обратитесь в фирму, занимающуюся обезжелезиванием воды безреагентным способом, они начнут с анализов не только на содержание железа, но и марганца, а также некоторых других элементов, которые снижают скорость окисления растворённого железа до трёхвалентной нерастворимой соли.

Безреагентные фильтры представляют собой фильтрационную колонну со специально подготовленным заполнителем:

1. Birm — алюмосиликат с катализатором окисления.
2. МЖФ — модифицированный гранулированный доломит.
3. Quantum — катализационный песок.
4. Шунгит — дроблённый природный минерал и т. д.

Фильтрационная колонна с фильтрующей засыпкой

В качестве окислителя железа безреагентные фильтры используют кислород из атмосферного воздуха (безнапорная аэрация). При необходимости воздух в очищаемую воду подаётся под давлением. Такой процесс называют напорной аэрацией.

Реагентные фильтры

Это оборудование применяется при значительных превышениях содержания железа в воде над ПДК. Такие фильтры также выполняются в виде колонн с заполнителем, но в качестве окислителя используются различные химические соединения, например, озон или хлор, но чаще всего — «марганцовку» (перманганат калия). Установка состоит из двух ёмкостей, в одной из которых содержится сильный окислитель (растворный бак), насос-дозатор окислителя и колонна с фильтрующим заполнителем.

Установка реагентной фильтрации

Ионообменная фильтрация

Ионообменные фильтры предназначены для очистки и умягчения воды. В них ионы железа, марганца, магния, кальция и калия в воде заменяются в процессе обмена на ионы натрия, а сами осаждаются на поверхности синтетической смолы. Так как при этом железо выделяется в виде трёхвалентных нерастворимых солей, то поверхность загрязняется и перестает работать. Поэтому такую очистку применяют в качестве второй или третьей ступени очистки для полного удаления железа из воды. Работе фильтра не мешает «враг» реагентной и безреагентной фильтрации — марганец, что является достоинством способа.

Схема работы ионообменного фильтра: 1 — корпус фильтра; 2 — дренаж; 3 — исходная вода; 4 — вода в дом; 5 — блок управления; 6 — поступление солевого раствора при регенерации; 7 — солевой бак; 8 — уровень соли

Ионообменную смолу после загрязнения можно легко регенерировать вручную, используя 10% соляной раствор, после чего картридж вновь устанавливается в фильтр. В автоматических системах регенерация выполняется в ночное время, когда забор воды отсутствует.

Обратный осмос

Так как обратный осмос сквозь мембрану пропускает только молекулы воды, двухвалентное железо он задерживает очень эффективно, даже эффективнее, чем ионообменные смолы. Единственное условие для долгосрочной работы фильтра при удалении двухвалентного железа — отсутствие в воде кислорода, чтобы железо не перешло в трёхвалентную соль, затрудняющую работу оборудования.

Комплексные схемы очистки и водоподготовки

Целесообразно использовать не один какой-то фильтр, а целый комплекс последовательно установленных фильтров, каждый из которых выполняет свою задачу. Первым бастионом на пути загрязнений устанавливают фильтры грубой очистки, после чего в дело вступают сорбционные фильтры, ультрафиолетовые обеззараживатели, обезжелезиватели различных конструкций. Набор этих фильтров, а также их характеристики, должны быть подобраны в соответствии с расходом, кислотностью и составом воды.

Ниже представлены некоторые из комплексных систем водоочистки, обезжелезивания и умягчения воды при автономном водоснабжении.

1 — окислительный бак; 2 — повысительная станция; 3 — обезжелезиватель; 4 — умягчитель; 5 — соляной бак; 6 — фильтр тонкой очистки; 7 — ультрафиолетовая лампа

1 — насосная станция; 2 — фильтр-грязевик; 3 — аэрационная колонна; 4 — безреагентный обезжелезиватель; 5 — сорбционный фильтр; 6 — умягчитель; 7 — соляной бак; 8 — фильтр тонкой очистки

1 — вода из скважины; 2 — механическая очистка; 3 — вытеснение растворённых в воде газов; 4 — удаление железа и солей; 5 — тонкая угольная очистка; 6 — фильтр с обратным осмосом; 7 — чистая техническая вода; 8 — питьевая вода

рмнт.ру