Система водоподготовки с обратным осмосом

Наличие автономного или поселкового водопровода в коттедже может не полностью решить проблему с водой. Нужно ещё быть уверенным в том, что вода в нём – питьевая, для чего берут пробу воды для анализа. Если в результате анализа не подтвердится требуемое качество воды, то создают собственную систему водоподготовки, состоящую из фильтров нескольких типов и особой мембраны. Затем проводят вторичный анализ воды, прошедшей очистку системой подобранных фильтров, который должен констатировать её пригодность для питья

Вода природная, техническая и питьевая

Тело человека более чем на 55% состоит из воды, своеобразный баланс которой должен постоянно поддерживаться: на место удалённой жидкости должна поступать новая. Но природная вода не такая уж ибезобидная, поскольку содержит как нерастворённые механические частицы (песок, взвеси, ржавчину), так и растворы различных неорганических и органических соединений. Поэтому перед употреблением внутрь её нужно очищать. Полностью удалить из воды все перечисленные примеси очень трудно, поэтому проще задать разумные границы их присутствия в воде с помощью ПДК- предельно допустимых концентраций. Значение показателя конкретной примеси в воде ниже её ПДК исключает опасное влияние на здоровье человека и приводится в «СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

Узнать качество воды, а точнее количество содержащихся в ней примесей, можно с помощью проб: химического и бактериологического анализов. Если показатель фактического наличия каждой из присутствующей примесей ниже её ПДК и отсутствует бактериальный фон, то такую воду можно считать питьевой. В противном случае воду при отсутствии бактериального фона следует использовать в качестве технической, да и то только после механической очистки от взвешенных частиц, а также, в первую очередь, от солей железа, марганца, кальция и магния.

Питьевая вода

Если вода поступает из поселкового водопровода, то можно воспользоваться данными централизованного анализа, но он, однако, не гарантирует высокое качество поступающей воды, так как после обработки на водозаборном узле в неё могут попасть вторичные загрязнения из трубопроводов, которые не всегда содержатся в надлежащем состоянии. В сезонном поселковом водопроводе, который прокладывают по земле и не утепляют, вода обычно техническая. В круглогодичный поселковый водопровод вода поступает из скважины не сразу, а предварительно проходит централизованную систему водоподготовки. Если говорить о воде из собственных колодца или скважины, то её стоит периодически сдавать на анализ в специализированную лабораторию из-за нестабильности состава, который зависит от времени года (количества осадков).

Стадии водоподготовки

Если исходная вода содержит кроме «традиционных» загрязнений, таких как соединения железа, мутность, сероводород, соли жёсткости, еще и трудноудалимые соединения – тяжёлые металлы, соединения фтора, бора, кремния и т. д., то возможно применение двух стадий водоподготовки. Сначала на основной фильтрационной установке, снабжающей водой весь дом, из воды удаляются типичные загрязнения и бактерии. Тип, производительность и срок службы каждого фильтра подбирают на основании проведённого ранее химического анализа: чем больше разность содержания примеси в воде по сравнению с ПДК для этой примеси, тем выше должна быть производительность фильтра для её удаления. При большом загрязнении воды какой-либо примесью, например соединениями железа, как в большинстве районов Московской области, ставят двухступенчатую очистку. После основной очистки вода, по сути, является технической, её можно использовать для всех целей, кроме питья.

Для получения чистой питьевой воды применяют вторую стадию водоподготовки, на которой отделить трудноудалимые соединения целесообразно только от части объёма воды с помощью компактной установки, имеющей невысокую производительность. И тут на помощь приходит обратноосмотическая мембрана, через мелкие ячейки которой пройдут лишь молекулы воды. Для исключения быстрого забивания её мельчайших ячеек примесями, оставшимися в воде после первой стадии, ставят ещё одну систему проточных фильтров, которых может быть от 2 до 5 разных типов. Они удалят из воды все взвешенные частицы размером более 5 мкм.

Эти фильтры компонуют с обратноосмотической мембраной в виде одной установки и снабжают краном для питьевой воды. Её размещают в шкафу кухонной мойки, а кран ставят на раковину мойки отдельно от крана для технической воды. Правда, в последнее время появился специальный кран для кухни с двумя изливами – для технической и для питьевой воды. Установка обычно рассчитана, чтобы из крана подавалось до 7-10 л/час, а всего до 190 л/сутки питьевой воды. В большом доме можно смонтировать несколько таких установок или одну более производительную (на 280 или на 380 л/сутки). В любом случае очищать на второй стадии водоподготовки всю техническую воду до состояния питьевой нецелесообразно по трём причинам. Во-первых, такая мощная установка обойдётся в 12-15 раз дороже, чем небольшая. Во-вторых, придётся слишком часто менять её фильтры подготовки воды. И, наконец, до 70% очищенной на первой стадий водоподготовки технической воды будет сливаться в дренаж.

Гидробак обратноосмотической установки

Системы обратного осмоса поставляют на отечественный рынок компании «АКВАФОР», «ГЕЙЗЕР», «ВОДОЛЕЙ», «АТОЛЛ», «БРИТА», «БАРЬЕР», американская MERLIN и ряд других. Они отличаются производительностью, количеством фильтров перед мембраной, габаритами, дополнительными функциями и гидробаком для сбора питьевой воды.

Питьевая вода после мембраны во всех установках собирается в гидробак объёмом от 5 до 12 л (кроме американской системы PRF-RO, которая обходится без него). Почему вода собирается в бак? Дело в том, что поступающая в установку техническая вода не вся превращается в питьевую, а лишь та её часть, молекулы которой успевают пройти через мембрану, при этом остальной объём с оставшимися примесями сливается в дренаж. Соотношение питьевой воды к сливаемой в дренаж обычно составляет 1:8-1:10, или порядка 10% поступающей воды можно пить сырой. Гидробак может быть выполнен в одном корпусе с фильтрами или отдельно – напольным или подвесным. Давление в нём по мере заполнения водой повышается с помощью гибкой перегородки и при достижении определённой величины процесс обратного осмоса останавливается. Опорожнение бака приводит к падению в нём давления, и процесс обратного осмоса возобновляется до следующего наполнения питьевой водой. Давление на перегородку создаётся либо воздухом, либо водой, поэтому гидробак может быть воздушно-водяным или водо-водяным. В первом случае процесс обратного осмоса начинается при давлении в водопроводе от 3,5 бара и выше, а во втором достаточно 2 бар. Отличается и отношение полученной питьевой воды к объёму воды, сливаемой в дренаж: для водо-водяных баков оно составляет всего 1:4-1:6, а для воздушно-водяных, напомним, 1:8-1:10.

Дополнительные функции

Почти каждый производитель предлагает дополнительные функции для своих обратноосмотических установок, которые повышают эффективность процесса. Правда, и стоимость установки при этом также повышается на 10-20% от добавления каждой такой функции.

Так, после мембраны предлагается установить своеобразный фильтр-минерализатор, поскольку вода получается не только чистой, но и значительно обеднённой содержанием веществ, необходимых человеческому организму. При продолжительном потреблении такой воды этих солей может организму не доставать. Чтобы исключить такое явление, воду обогащают необходимыми неорганическими солями после осмотической мембраны. Фильтрминерализатор может входить в состав установки при покупке или его можно приобрести позже и легко установить самому.

Следующие дополнительные функции являются электрозависимыми, поэтому при сбоях в электросети функционировать не будут.

Если гидробак является воздушно-водяным, а давление воды в домашнем водопроводе ниже 3,5 бара (скажем, всего 2,5 бара), то для осуществления обратного осмоса нужно это давление повысить. В этом случае целесообразно приобрести установку с повысительным насосом на входе, который после наполнения гидробака автоматически отключится, а по мере его опорожнения – включится. Минимальная величине давления в водопроводе при этом может быть порядка 1 бара.

Есть установки, которые содержат встроенный TDS-тестер (TDS — total dissolved solids или солемер). Он измеряет суммарное количество растворённых в воде солей в мг-экв/л или общую жёсткость воды, значение которой отображается на ЖК-дисплее. Если к нему прилагается методика обработки результатов измерений, то можно контролировать содержание в воде солей и минералов, измерять жёсткость воды, её электропроводность, а также оценивать производительность работы очистительных фильтров.

Обратноосмотическая мембрана со временем забивается частицами взвесей из очищаемой воды, что приводит к потере производительности. Отнюдь не лишней является её автоматическая периодическая очистка той же очищаемой водой из водопровода, но подаваемой под повышенным давлением, которая смывает в дренаж застрявшие частицы взвесей. Процесс управляется с помощью встроенного в установку микропроцессора, определяющего, когда нужно произвести очистку. Эта процедура повышает срок службы мембраны на 45-50%.

Наиболее распространены обратноосмотические установки с использованием мембраны и четырёх фильтров – двух фильтров предварительной очистки до мембраны, карбонового фильтра тонкой очистки и фильтра-минерализатора, а также гидробака (встроенного или расположенного отдельно), крана для подачи питьевой воды и необходимой арматуры для подключения системы к водопроводу.

Первый фильтр представляет собой полипропиленовый модуль для механической очистки воды от присутствующих в ней твёрдых включений (песка, окалины, ржавчины и других взвесей) размером более 5 мкм. Второй фильтр рассчитан на глубокую сорбционную очистку воды перед мембраной. Благодаря оптимальному соотношению гранулированных и волокнистых сорбентов, он умягчает воду (до 2 мг-экв/л, и ниже), осуществляет её деманганацию (удаляет соединения марганца), а также эффективно удаляет соединения хлора, длительный контакт которых с мембраной разрушает её. При повышенном содержании хлора в исходной воде следует ставить дополнительный угольный сыщает питьевую воду полезными для организма солями.

Все фильтры и мембрана имеют одинаковые размеры и выполнены в виде сменных картриджей, которые легко снимаются или крепятся в корпуса установки. На периодичность замены картриджей влияют состав и температура исходной воды, а также расход питьевой воды. Замена необходима при резком падении производительности системы или при появлении у питьевой воды неприятных запахов и вкуса. В некоторых установках возможна принудительная промывка мембраны.