13. Фильтрация воды. Основные типы фильтров, принципы их работы.

Виды фильтров грубой очистки воды для квартиры

ВИДЕО ОБЗОР

По виду картриджей выделяют следующие типы приборов:

• сетчатые,
• гофрированные,
• намоточные фильтры.

Все фильтры оснащены резервуаром для фильтрации воды, входной и выходной патрубки. Размещение отстойника определяет вид фильтра – прямой или косой. У фильтра косого сетчатого для грубой очистки воды отстойник размещается под углом к потоку воды, у прямого – перпендикулярно потоку.

По способу очистки выделяют приборы с системой очистки и так называемые «грязевики». К фильтрам-грязевикам относятся приборы со снимающейся крышкой. Для очистки устройства потребуется его разборка.

В быту удобнее использовать картриджные фильтры, которые оснащены объемной колбой, внутри которой находится сменный картридж. Забившиеся элементы не подлежат промывке, их нужно заменять на новые.

Различаться оборудование может и по степени очистки

По данному показателю выделяют:

1. одноступенчатые — для удаления ржавчины, песка, осадка,
2. двухступенчатые — дополнительно удаляют хлор, глину, органику, неприятные запахи,
3. трёхступенчатые — делают воду мягче, удаляют железо.

Перед покупкой магистрального прибора важно определиться со следующими параметрами:

• тип магистрали (горячая или холодная вода),
• требуемый уровень очистки (могут использоваться сетчатые или картриджные фильтры),
• вид корпуса (при высоком расходе воды — Big blue, при маленьком Slim Line),
• уровень гидравлических потерь (чем выше ваша квартира, тем меньше должны быть потери),
• вид картриджа (подбирается после анализа воды).

Для очистки жесткой воды рекомендуются фильтры БС, очистить хлор поможет картридж с активированным углем, избавит от избытка железа фильтр БА, а от накипи защитит картридж с полифосфатом.

Коагуляция воды, ее виды, условия проведения и гигиеническое значение.

Коагуляцией называется процесс укрупнения, агрегации коллоид­ных и тонкодисперсных примесей воды вследствие их взаимного сли­пания под действием сил молекулярного притяжения.

Коагуляция примесей воды позволяет ускорить осветление и обес­цвечивание. Коагуляция происходит под влиянием химических реа­гентов — коагулянтов, которые либо нарушают агрегативную устой­чивость примесей воды, либо образуют коллоиды, сорбирующие при­меси воды. В качестве коагулянтов чаще всего используют соли алюминия или железа.

В практике водоподготовки известны два вида коагуляции — коа­гуляция в толще зернистой загрузки фильтра (контактная коагуля­ция) и коагуляция, происходящая в камерах хлопьеобразования (ко­агуляция в свободном объеме).

Механизм контактной коагуляции — нарушение агрегативной ус­тойчивости коллоидных примесей воды в результате устранения или снижения до очень малых значений заряда мицеллы. При добавле­нии к обрабатываемой воде коагулянта, например сульфата алюми­ния, происходит его гидролиз с образованием трехвалентного ио­на алюминия:

A12(S04)3 + 6Н20 = 2AF + 3S042 + 6Н+ + 60Нˉ.

Ионы алюминия нейтрализуют заряд коллоидных частиц приме­сей воды и тем самым нарушают их агрегативную устойчивость. Ли­шенные устойчивости коллоидные частицы, проходя с потоком воды через фильтр (контактный осветлитель), адсорбируются на поверх­ности частиц зернистой загрузки фильтра под влиянием сил межмолекулярного взаимодействия. Это приводит к осветлению и обесцве­чиванию воды.

Механизм коагуляции в свободном объеме имеет иной характер. Так же как и при контактной коагуляции, введение в обрабатывае­мую воду сульфата алюминия обусловливает нейтрализацию заряда природных коллоидов воды и снижение их агрегативной устойчиво­сти. Этот процесс протекает очень быстро и заканчивается при уста­новлении равновесия между катионами коагулянта и мицеллами при­родных коллоидов. После этого начинается образование гидроксида алюминия как в результате гидролиза:

А1 2(S04)3+ 6Н20 = 2А1(ОН)з + 3H2S04,

так и путем взаимодействия коагулянта с присутствующими в воде карбонатами и бикарбонатами (резервная щелочность воды):

A12(S04)j +ЗСа(НС03)2 = 2А1(ОН)з + 3CaS04+ 6С02.

Гидроксид алюминия имеет коллоидную структуру (золь), вслед­ствие чего обладает развитой поверхностью, сорбирующей примеси воды, в том числе природные коллоиды, потерявшие агрегативную устойчивость.

Гидролиз коагулянта является обратимой реакцией, и на его пол­ноту влияет активная реакция воды. Понижение pH подавляет гид­ролиз солей слабых оснований, каким является сульфат алюминия. При повышении pH образуется отрицательно заряженный алюминат- ион [А 102] , не приводящий к коагуляции. Приемлемое для гидроли­за значение pH 4,3-7,6, оптимальное — 5,5-6,5.

На эффективность коагуляции влияют также количество грубой взвеси, частицы которой служат своеобразными «ядрами коагуля­ции», интенсивность перемешивания, температура воды.

Очевидно, что для вод различного состава нужны разные до­зы коагулянта. Предварительный расчет оптимальной дозы произво­дят с учетом щелочности и цветности обрабатываемой воды. Однако сложность физико-химических процессов, приводящих к коагуля­ции, заставляет уточнять предварительно рассчитанную дозу опыт­ным путем.

Для ускорения коагуляции и интенсификации работы очистных сооружений применяют так называемые флоккулянты — высокомо­лекулярные синтетические соединения.

От каких загрязнений помогают фильтры

Заявленные производителями характеристики степеней фильтрации и производительности являются одними из основных показателей данного типа оборудования. Механическая очистка позволяет отфильтровать крупные нерастворимые примеси (песок, органические примеси, соединения железа). Средняя степень очистки (магистральные, картриджные фильтры), обеспечивает задержание некоторых видов растворимых соединений (соли железа, хлор). Высокая (тонкая) очистка обеспечивает не только фильтрацию химических соединений (нефтепродукты, пестициды, соли тяжёлых металлов) способных нанести вред здоровью, но и является дополнительной защитой от попадания в организм присутствующих в воде бактерий.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Патронный (картриджный) фильтр

Этот фильтр грубой очистки воды пропускает жидкость через специальные картриджи (патроны), установленные в корпус, напоминающий колбу. Эти картриджи подлежат регулярной замене на новые. Чаще всего для их изготовления используется пластик или сталь. Эти устройства могут задерживать механические примеси, диаметром 0,5-30 мкм.

Фильтры, используемые для работы с холодной водой, делают прозрачными. Приборы, очищающие горячую воду, выпускаются из непрозрачных материалов. Патронные фильтры чаще всего устанавливаются на небольших по производительности водопроводах, где примеси имеют малые размеры.

Картриджи с углем способны справиться не только с механическим взвесями, но и с хлором, которым дезинфицируют воду. Фильтры чулочного типа позволяют очищать воду от таких веществ, как глина и тина.

Устройство, бытовые и промышленные виды

Фильтры представляют собой компактные изделия, корпус которых выполнен из нержавейки или прозрачного пластика. Каждое устройство оснащено двумя выходами для подачи и слива воды. Внутри располагаются фильтрующие элементы. Многоступенчатые системы имеют несколько колб, в которых размещаются картриджи различного действия. Системы обратного осмоса – самые габаритные устройства, включающие до пяти ступеней фильтрации таких, как:

• предварительная очистка от взвесей;
• фильтрация через активированный уголь для удаления соединений хлора;
• ещё одна очистка спрессованным активированным углём (доочистка);
• очистка мембраной, пропускающей сквозь себя только молекулы воды (примеси стекают в канализацию);
• фильтрация через угольный элемент.

Обратный осмос полностью удаляет вирусы, бактерии, радиоактивные и химические примеси. Такие сложные системы относят к промышленным фильтрам. В бытовых условиях чаще используются более простые и недорогие модели фильтров для тонкой очистки магистрального или проточного типа.

Есть также магистральные фильтры промышленного образца, устойчивые к высокому напору и способные отсеять примеси масел, нефти и жира – их используют водоканалы для установки в городских магистралях.

Классификация грязевиков

Принцип работы заключается в прохождении теплоносителя через специальный сетчатый или магнитный фильтр, отсеивании грязевых фракций и осаждении их на дне стакана. Главным условием правильной работы является монтаж отстойника в направлении потока теплоносителя.

Грязевой фильтр, частично покрытый грунтовкой.

Классификация грязевиков для систем отопления производится по нескольким признакам. По степени очистки различают устройства тонкой и грубой очистки. По вариантам монтажа: резьбовые, фланцевые и сварные. По способу обслуживания:

• самопромывные – осадок из отстойника и с поверхности сетки смывается потоком воды при открытии крана на грязевике;
• промывные – стакан промывается без демонтажа фильтра, но вручную;
• непромывные – для очистки требуется демонтировать и разобрать узел.

Промывной фильтр механической очистки воды.

Твердые взвеси в воде быстро изнашивают сантехнику и бытовые приборы

Если используется автономный источник водоснабжения, то, как правило, первый рубеж механической очистки расположен уже на самой погружном насосе или на конце заборного рукава. При выборе насосного оборудования этот момент обязательно учитывают – исходя из особенностей колодца, открытого водоема или скважины.

Как правильно выбрать насос для автономного водоснабжения?

Насосное оборудование, используемое для обеспечения жилого дома водой, должно отвечать целому ряду требований. Рекомендации по выбору насоса для скважины можно найти в специальной публикации портала.

Безусловно, на этом этапе первичной фильтрации удаляются только крупные взвеси, и о приемлемой чистоте воды говорить пока не приходится. Вот именно теперь находится работа для фильтров грубой очистки.

Фильтры первичной механической очистки воды — грязевики

Принцип их работы – незамысловат. Вода проходит через ячеистую структуру того или иного типа, которая не пропускает далее взвешенные твердые включения. Диаметр (размер) ячейки сетки предопределяет глубину очистки. Как правило, если разговор идет о фильтрах грубой очистки, то имеется в виду удержание частиц размером от 100 мкм и выше. Впрочем, часто встречаются изделия, которые также именуют фильтрами грубой очистки, но обладающие способностями отделять включения диаметром порядка 50 мкм.

Выводы и полезное видео по теме

Как выбрать фильтр по степени и способу очистки:

Как провести врезку фильтра в водопроводную систему:

Установка обратноосмотического фильтра и смена картриджей:

При выборе устройства для очистки воды вопрос не стоит, какой фильтр устанавливать — для грубой или тонкой очистки. Правильнее задаться вопросом, для каких целей будет использоваться вода и какого результата нужно добиться.

Применять устройства для фильтрации воды нужно начиная от грубой очистки и заканчивая, если необходимо, самой тонкой, которая будет извлекать посторонние примеси до мельчайших частиц.