«« к оглавлению
Чистая вода не по-американски (продолжение)
<< к началу статьи
Любая вода характеризуется биологическими, органическими и химическими показателями. Что касается водопроводной воды централизованных систем, то она почти
всегда соответствует предъявляемым к ней требованиям по органолептическим показателям, однако бывают случаи (паводковый период), когда из-за избытка хлора
(используемого для дезинфекции) и хлорорганических веществ создается нежелательный эффект. Кроме того, в водопроводной воде из-за ее нестабильности может быть
повышенное содержание коллоидного железа, что снижает ее органолептические показатели. Улучшение качества воды в таких случаях не представляет сложностей:
коллоидное железо может быть удалено механическим фильтрованием, а хлорорганические вещества - с помощью сорбционных фильтров (активный уголь и другие
сорбенты). Такие фильтрующие патроны и фильтры для очистки от взвешенных и коллоидных веществ - с фильтрующим слоем из полимеров или минеральных загрузок,
а также сорбционные фильтры, отдельно или в комбинации, составляют подавляющее большинство установок для домашнего пользования. Различия состоят в конструкциях
фильтров и типах применяемых фильтрующих и сорбционных материалов. Во многих населенных пунктах используется вода из артезианских скважин, которая характеризуется,
как правило, повышенным содержанием ионов жесткости и растворенного железа. В этих случаях улучшение органолептических свойств воды представляет
более сложную с технической стороны задачу. Следует подчеркнуть, что современную экологическую проблему создало не это, а загрязнение природных вод
огромным количеством истинно растворенных токсичных загрязнений антропогенного характера, таких как летучие галогеноводы, высокомолекулярные органические
вещества, гербициды, пестициды, нитраты, ионы тяжелых металлов и радионуклиды. Имеют место случаи, когда городские традиционные очистные сооружения не могут
обеспечивать достаточную очистку от таких загрязнений. В настоящее время ведется поиск технических решений по совершенствованию методов очистки
питьевой воды.
Из существующих специальных методов очистки воды наиболее известны сорбция на активном угле, аэрация, ионный обмен и мембранные
методы. Подземные артезианские воды хотя и не несут бактериального загрязнения, но обычно характеризуются повышенным содержанием растворенного железа и ионов
жесткости. Часто в артезианских водах повышено содержание фтора и сероводорода. Вблизи крупных промышленных предприятий возможно загрязнение
водоносных горизонтов нитратами, органическими веществами антропогенного происхождения, солями тяжелых металлов. Когда вода, подаваемая в эти индивидуальные дома,
не соответствует требованиям ГОСТ "Вода питьевая", требуется ее очистка.
Альтернативной сооружению крупных централизованных систем водоочистки для комплекса коттеджных застроек, требующих
значительных капитальных затрат и времени, является установка в каждом доме индивидуальных водоочистных установок. Эти установки могут иметь различное
назначение, так как требования к качеству воды в каждом доме различны: это питьевая вода, хозяйственная вода (умывание, душ, санитарно-технические приборы,
стиральные и посудомоечные машины), вода для горячего водоснабжения, вода для заполнения и подпитки системы отопления. Выбор типа водоочистных устройств
для индивидуального дома диктуется, помимо технологических, и экономическими соображениями: возможно устройство универсальной установки, обеспечивающей
качественной водой все виды потребителей; возможно устройство нескольких типов установок, каждая из которых будет выполнять только предназначенные ей функции.
Вода для питья и приготовления пищи составляют очень небольшую часть общего водопотребления. Например, типичный европейский коттедж содержит обычно все
типы водоочистной аппаратуры и включает следующие ступени очистки: патронный фильтр для задержания взвешенных веществ; фильтр с каталитической загрузкой
для удаления железа и сероводорода (в случае необходимости) - эти устройства обычно рассчитываются на весь расход воды, подаваемой в дом; отдельная установка
для умягчения воды для водонагревателя и горячего водоснабжения; отдельная установка для приготовления питьевой воды, устанавливаемая перед кухонным краном.
Для гарантированной очистки питьевой воды используют мембранные обратноосмотические установки малой производительности (2-5 л/час).
В последнее время малые установки очистки питьевой воды доказали свою эффективность и стали очень
популярны. Главным недостатком мембранных водоочистных установок является высокая стоимость, что ограничивает их потребление. Имеющиеся в настоящее время
установки, предназначенные специально для индивидуальных домов, могут выполнять следующие функции: удаление из воды железа (распространенный у нас в стране метод аэрации
с последующим фильтрованием через зернистую загрузку в связи со своей громоздкостью в индивидуальных домах не применяется). В настоящее время для этой цели используются
фильтры, заполненные катализатором, загрузкой BIRM, ускоряющей окисление железа, и фильтрующей загрузкой из гидроантрацита. Циклы регенерации задаются
специальным устройством с часами и трех-пятиповоротным краном, используемым при регенерации и рабочем цикле. Весь процесс автоматизирован, фильтры имеют
малые габариты, так как скорость фильтрования высока и достигает 20-25 м/ч; удаление сероводорода на фильтрах аналогичной конструкции, загруженных специальным
катализатором; удаление привкусов и запахов на фильтрах более упрощенной конструкции, загруженных активным углем; снижение жесткости воды на фильтрах
с ионообменной смолой в Na-форме. Наиболее универсальными являются мембранные обратноосмотические и нанофильтрационные установки, позволяющие одновременно
избавляться от большинства перечисленных загрязнений, жесткости, повышенного солесодержания, бактерий, вирусов, фтора, загрязнений антропогенного происхождения.
Сегодня рынок малых водоочистных установок заполнен огромным количеством различных "фильтров", основанных на технологиях сорбции, ионного обмена, микрофильтрования,
рекламирующих высокую эффективность задержания загрязнений антропогенного характера. В первые часы работы таких установок качество очищенной воды соответствует
предъявляемым к ней требованиям, но из-за истощения сорбционной или рабочей обменной емкости и грязеемкости фильтров качество и количество
очищенной воды будут неизбежно падать. Возникает проблема регенерации и замены загрузок, патронов или фильтрующих материалов. Таким образом, непригодность
многих современных установок очистки воды для использования в быту определяется недолговечностью работы, а также сложностью и высокой стоимостью
их сервиса. Анализ опыта монтажа, эксплуатации и сервиса широко рекламируемых в настоящее время систем обезжелезивания и умягчения воды выявил их "подводные
камни" - особенности, сказывающиеся на стоимости эксплуатационных затрат: В сети исходной воды требуется наличие давления 2,5-3,5 бар для того, чтобы
обеспечить расход воды 2-3 м3/ч для взрыхления загрузки фильтров при их автоматической или ручной промывке. При отсутствии необходимого давления
в сети на входе в фильтр устанавливается дополнительный насос. Как правило, давление 2,5–3,5 бар недостаточно для взрыхления, так как диаметры существующих
в доме трубопроводов разводки (1/2 или 3/4 дюйма) не могут обеспечить требуемого пропуска воды. Неэффективность промывок влечет за собой потерю загрузкой
фильтра способности окислять и задерживать растворенное в воде железо. В результате приходится производить замену загрузки фильтра, что является
трудоемкой и дорогостоящей операцией. Частые промывки сильно разрушают зерна загрузок (например, фильтр BIRM), вызывая забивания пор фильтра "пылью" (обломками
частиц загрузки), что увеличивает сопротивления фильтрующего слоя. Процедуры промывки (регенерации) фильтров занимают достаточно продолжительное
время (0,5 - 1 час) и требуют сброса значительного количества сточных вод в канализацию.
Система умягчения и обезжелезивания (GREENSAND) основана на дозировании реагентов (поваренная соль, перманганат калия), что требует
не только материальных затрат, но и времени на поставку и приготовление ра-творов. Регенерация фильтров растворами перманганата калия является
ответственной и трудноосуществляемой в домашних условиях процедурой. Обязательным условием является долговременная промывка фильтров чистой водой
с целью избавиться от лишней марганцовки в воде. Несмотря на использование автоматики, являющейся главной причиной высокой стоимости установки, при работе
фильтров в частных домах все равно остается необходимость постоянного вмешательства сервисной службы.
Описанные выше системы не являются универсальными. Например, в фильтре BIRM процесс обезжелезивания может идти только при определенных
соотношениях концентрации железа, щелочности и рН. Для каждого состава воды подбирается технологическая схема, включающая дополнительные узлы:
дозаторы, хлораторы, озонаторы, эжекторы и т.д., что значительно влияет на стоимость установок. Установки мембранной очистки воды, работающие
по принципу обратного осмоса (нанофильтрации), отличаются универсальностью: они удаляют из воды одновременно в одну ступень большинство различных
загрязнений (железо, ионы жесткости, фториды, бактерии, вирусы, органические загрязнения). Технология водоподготовки с использованием мембранных установок
включает: дозирование в исходную воду специальных ингибиторов осадкообразования в количестве 1-5 мг/л; обработку воды на мембранных установках; регулярные
гидравлические промывки мембранных фильтров со сбросом давления; регулярные химические промывки (регенерации) мембранных фильтров с помощью специальных
хелатообразующих средств (лимонной кислоты, Трилона Б и т.д.); в ряде случаев на выходе очищенной воды из установки предусматриваются
ультрафиолетовые бактерицидные лампы.
Современные требования к качеству очищенной воды подразумевают необходимое присутствие в питьевой воде
ионов солей: кальция, магния, хлоридов, фторидов и т.д. Традиционно считается, что обратноосмотические установки производят "дистиллят",
т. е. воду с очень низким солесодержанием. Современные нанофильтрационные мембраны позволяют снижать содержание одновалентных ионов
(Cl, F, Na) на 40-70 %, а двухвалентных (Ca, Mg, So) - на 70-90 %. Таким образом, солесодержание очищенной воды по сравнению с исходной уменьшается
после обработки на мембранных установках всего в 2-3 раза. Эффективность и надежность работы любой системы очистки воды зависит от ее своевременного
обслуживания, о котором часто забывают, а некоторые фирмы-поставщики оборудования его недооценивают. Между тем не только качество работы установленных
систем, но и объем продажи установок зависят от их сервиса.
Сейчас многие спорят о преимуществах той или иной технологии очистки. Главным аргументом в спорах является эффективность очистки воды. Но даже, если все
методы одинаково позволяют производить воду отличного качества, основным критерием оценки должны быть трудозатраты и денеж-ные затраты на сервис,
стоимость запчастей, реагентов. Именно затраты фирмы, осуществляющей сервис, и показывают экономическое преимущество того или иного метода. Пользуясь
этим критерием, можно достаточно обоснованно показать несостоятельность и неработоспособность многих предлагаемых технологий. При выборе
системы водоподготовки для своего дома, какой бы эффек-тивной, многообещающей и престижной она ни представлялась, необходимо получить ответы
на главные вопросы: Кто будет устанавливать ее в Вашем доме? Кто будет осуществлять сервисные мероприятия? Будет ли установка производить воду требуемого
Вам качества? Как долго установка будет работать при неизменном качестве очищенной воды? В чем состоит обслуживание установки? В чем состоят
сервисные мероприятия? Сколько стоит сервисное обслуживание в год? Каким образом фирма осуществляет гарантийное обслуживание? Готова ли фирма вернуть
Вам деньги в случае необратимого ухудшения качества воды? Именно наличие сервисной службы является "визитной карточкой" фирмы и критерием выбора
установки. Поэтому имеет смысл остановить свой выбор на фирме, в которой существует сильная сервисная служба.
Ваша установка водоочистки настолько надежна, насколько многочисленна, хорошо оснащена и безотказна ее сервисная служба [2].
Литература
1. B.W. Lykins, R.M. Clark, J.A. Goodrich. Point-of-use/point-of-use for
Drinking Water Treatment. Lewis Publishers, JNC, 1992.
2. Peterson Patrick A. Competing in water treatment market // Water tech-nology.
1998. Febr.
А. Г. Первов, доктор технических наук, чл.-корр. АВН, МАЭП (ГНЦ НИИ ВОДГЕО)
<< к началу статьи
«« к оглавлению
Copyright © 2006 «АкваФрешСистемс»
Прайс-лист на комплектующие и оборудование для очистки воды