Помоги проекту - поделись книгой:
Это последний, финишный фильтр; представляет собой неразборный пластиковый корпус с активированным углем, который после выработки ресурса полностью заменяется. Если система обратного осмоса долгое время не используется, то очищенная вода, находящаяся в баке для хранения очищенной воды и трубках, может приобрести неприятный привкус или запах. Угольный постфильтр служит для устранения посторонних запахов и привкусов. Периодичность замены постфильтра – 1 раз в 3–6 месяцев или при появлении «горьковатого» привкуса в очищенной воде.
Каждая система комплектуется отдельным краном для очищенной воды, независимым от общего потока воды для хозяйственных нужд. Кран врезается в кухонную мойку или столешницу.
Мембранные системы очистки воды имеют ряд достоинств. Загрязнения не накапливаются внутри мембраны, а смываются потоком воды с поверхности мембраны и сливаются в дренаж, что исключает вероятность их попадания в очищенную воду. Благодаря такой технологии, даже при значительном ухудшении параметров исходной воды, качество очищенной воды остается стабильно высоким. Со временем лишь понижается производительность фильтра (в бытовых системах, устанавливаемых под мойкой, потребитель легко сможет их заменить самостоятельно). Другое преимущество – в конструкции фильтра отсутствуют какие-либо химические реагенты, что обеспечивает их экологическую безопасность.
Мембранные системы компактны и прекрасно вписываются в интерьер. Они просты в эксплуатации и не нуждаются в излишнем внимании со стороны пользователя.
Ультрафильтрационные системы. Описание, принцип действия. Отличия от обратного осмоса
Ультрафильтрацию, в отличие от обратного осмоса, используют для разделения систем, в которых молекулярная масса растворенных компонентов намного больше молекулярной массы растворителя. Например, для водных растворов принимают, что ультрафильтрация применима тогда, когда хотя бы один из компонентов системы имеет молекулярную массу от 500 и выше.
Ультрафильтрация заимствовала у обратного осмоса способы получения мембран, а также во многом подобна обратному осмосу и по аппаратному исполнению. Отличие заключается в гораздо более высоких требованиях к отводу концентрированного у мембранной поверхности вещества, способного формировать в случае ультрафильтрации гелеобразные слои и малорастворимые осадки.
Технологические возможности ультрафильтрации во многих случаях гораздо шире, чем у обратного осмоса. Так, при обратном осмосе, как правило, происходит общее задержание всех частиц. Однако на практике часто возникает задача селективного разделения компонентов раствора, т. е. фракционирования. Решение этой задачи является очень важным, поскольку при этом возможно отделение и концентрирование весьма ценных или редких веществ (белки, физиологически активные вещества, полисахариды, комплексы редких металлов и т. д.).
Ультрафильтрационные мембраны с размером пор от 0,01 до 0,1 мкм удаляют крупные органические молекулы (молекулярный вес больше 10 000), коллоидные частицы, бактерии и вирусы, не задерживая при этом растворенные соли. Такие мембраны применяются в промышленности и в быту и обеспечивают стабильно высокое качество очистки от вышеперечисленных примесей, не изменяя при этом минеральный состав воды. Это свойство ультрафильтрационных мембран задействовано для бытовых систем очистки воды.
Ультрафильтрационные мембраны бывают различных типов – одноканальные и многоканальные. Их изготавливают в виде плоских листов или полых волокон. Для систем водоподготовки обычно применят мембраны с полыми волокнами. Для бытовых систем ультрафильтрации, устанавливаемых под мойку, применяют одноканальные волокна с внутренним диаметром 0,8 мм или меньше, для исходной воды с высоким содержанием твердых веществ используются волокна с бóльшим внутренним диаметром – до 1,5 мм.
Малый диаметр применяемых волокон обеспечивает высокую плотность мембраны, простоту обратной промывки, малую загрязняемость, уровень эксплуатационных затрат, высокую проницаемость и в то же время высокую механическую прочность, обеспечивает целостность мембраны.
Механическая целостность мембраны напрямую зависит от наличия поврежденных волокон. Вследствие их малых размеров, одноканальные волокна подвержены повреждениям из-за высоких нагрузок, особенно во время частых циклов обратных промывок.
Обычно исходная вода проникает внутрь капилляров волокон, а отфильтрованная отводится с их внешней стороны (режим «in-out») Однако подача исходной воды может осуществляться и снаружи мембран, при этом отфильтрованная выходит из капилляров.
При обратной промывке направления потоков меняются на противоположные (в отличие от режима фильтрации).
На внешней поверхности волокон во время обратной промывки достигается большая скорость потока. Это обеспечивает выравнивание распределения потока вдоль всей длины волокна, что повышает эффективность удаления загрязнений из капилляров. При конфигурации «in-out» объем использованной загрязненной воды оказывается очень маленьким, так как вода проникает внутрь волокон и заполняет внутренний объем, который существенно меньше наружного.
Экономически выгодно производить обратные промывки через короткие интервалы времени, предотвращая образование загрязняющего слоя. При этом офф-лайновые химические промывки мембран можно будет производить гораздо реже.
Давление, необходимое для промывки фильтра, составляет 1–3 атм. Слив удаленных загрязнений происходит в канализацию.
Особенности монтажа и эксплуатации многоступенчатых систем
В сопровождающей технической документации на изделие фирмы-изготовители подробно указывают особенности монтажа и эксплуатации оборудования. Ниже приведены основные подходы/правила монтажа и эксплуатации многоступенчатых систем.
Монтаж оборудования
При монтаже оборудования необходимо соблюдать требования к проведению монтажных работ, гигиенические нормы и технические требования.
Устанавливать водоочистные устройства необходимо в отапливаемом помещении, чтобы избежать замерзания воды.
Место установки водоочистных устройств необходимо выбрать так, чтобы была возможность легкого доступа для обслуживания и замены картриджей.
Монтажное положение – установить на горизонтальном трубопроводе, учитывая направление потока.
Необходимо убедиться, что давление в системе водоснабжения соответствует требованиям, изложенным в инструкции производителя системы. Обратить внимание, что для многоступенчатой системы с технологий обратного осмоса при давлении ниже 2,8 атм следует использовать повышающий давление насос.
При первом запуске системы, а также при перестановке в место с другим качеством исходной воды и после замены мембраны и/или сменных элементов до окончания процедур наладки и промывки не рекомендуется использовать очищенную воду для питьевых нужд.
Присоединение многоступенчатых систем к водопроводу выполнить, используя комплект для врезки в водопровод.
Установить кран чистой воды на горизонтальной поверхности мойки. Если на поверхности мойки нет места для установки крана, то его можно смонтировать на поверхности стола.
Системы обратного осмоса, требующие промывки мембранного элемента, обязательно соединить с дренажной магистралью, используя комплект для врезки в дренаж.
В случае обнаружения протечек или других неисправностей следует прекратить подачу воды в систему.
Условия эксплуатации:
• Соблюдать температурный режим эксплуатации – температуру очищаемой воды и температуры воздуха в помещении. Не устанавливать рядом с источниками тепла более 40 °С.
• Соблюдать режим эксплуатации по давлению. Превышение давления в водопроводной сети может привести к порче оборудования и выходу его из строя. При необходимости установить в систему водоснабжения клапан понижения давления.
• Проводить своевременную замену фильтрующих элементов.
• Не превышать пропускную способность фильтра.
Обеззараживание воды
Микробиологические загрязнения воды занимают первое место по степени риска для здоровья человека. Сегодня доказано, что опасность заболеваний от присутствующих в воде болезнетворных микроорганизмов в тысячи раз выше, чем при загрязнении воды химическими соединениями различной природы. Поэтому обязательным условием получения воды питьевого качества является ее обеззараживание до пределов, отвечающих установленным гигиеническим нормативам.
На сегодняшний день наибольшее распространение получили такие способы дезинфекции воды, как хлорирование, озонирование и обработка УФ-излучением. Электроплазменная технология и обеззараживание с использованием сорбционных материалов, модифицированных наноагрегатами серебра, в силу объективных причин широкого применения не нашли.
Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением
Ультрафиолетовым называется электромагнитное излучение в пределах длин волн от 100 до 400 нм. Для обеззараживания используется «ближняя область»: 200–400 нм (длина волн природного ультрафиолетового излучения у поверхности земли больше 290 нм). Наибольшим бактерицидным действием обладает электромагнитное излучение на длине волны 200–315 нм и максимальным проявлением в области 260±10 нм. В современных УФ-устройствах применяют излучение с длиной волны 253,7 нм.
Метод УФ-дезинфекции известен с 1910 г., когда были построены первые станции для обработки артезианской воды во Франции и Германии. Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей объясняется происходящими под их воздействием фотохимическими реакциями в структуре молекулы ДНК и РНК, составляющими универсальную информационную основу механизма воспроизводимости живых организмов. Результат этих реакций – необратимые повреждения ДНК и РНК. Кроме того, действие ультрафиолетового излучения вызывает нарушения в структуре мембран и клеточных стенок микроорганизмов. Все это в конечном итоге приводит к их гибели.
УФ-стерилизатор представляет собой металлический корпус, внутри которого находится бактерицидная лампа. Она, в свою очередь, помещается в защитную кварцевую трубку. Вода омывает кварцевую трубку, обрабатывается ультрафиолетом и, соответственно, обеззараживается. В одной установке может быть несколько ламп. Мощности излучения современных конструкций ламп достаточно, чтобы в течение 3–5 с бактерицидное действие было максимальным: эффективность уничтожения бактерий и вирусов – 99,9 %
Основной параметр, определяющий эффективность работы установки, – доза УФ-излучения – D, мДж/см2. В мировой практике требования к минимальной дозе облучения варьируются в пределах от 16 до 40 мДж/см2. Минимальная доза, соответствующая российским нормативам, – 16 мДж/ см2. Из-за различной сопротивляемости микроорганизмов доза ультрафиолета, необходимая для инактивации, например 99,9 %, сильно варьируется от малых доз для бактерий до очень больших доз для спор и простейших.
Доза определяется интенсивностью потока лучистой энергии, временем нахождения потока в зоне облучения (обычно 1–3 с) и прозрачностью обрабатываемой воды. Дело в том, что прозрачность воды влияет на количество поглощенной световой энергии, которая не расходуется на обеззараживание, и зависит также от толщины водного слоя. Поэтому реальные величины дозы облучения пропорциональны коэффициенту пропускания ультрафиолетовых лучей. Для воды из подземного источника он составляет 0,95–0,80, для воды из реки – 0,85–0,70, а для сточной воды – 0,40–0,60. При прохождении через воду УФ-излучение ослабевает из-за эффектов поглощения и рассеяния. Такое ослабление зависит от мутности и качества воды, особенно от содержания в ней железа, марганца, а также учитывается при расчете необходимой интенсивности излучения введением специального коэффициента.
Как правило, чтобы обеззараживание воды проходило эффективно, она должна удовлетворять следующим требованиям: прозрачность – не ниже 85 %; количество взвешенных частиц – не более 1 мг/л; жесткость – менее 7 ммоль/л; общее содержание железа – не более 0,3 мг/л; марганца – не более 0,1 мг/л; содержание сероводорода – не более 0,05 мг/л; твердых взвешенных частиц – менее 10 мг/л; мутность – не более 2 мг/л по каолину; цветность – не более 35 градусов; число бактерий группы кишечной палочки – не более 10 000 в 1 л. Все эти ограничения позволяют использовать УФ-установку стерилизации воды только как последнюю ступень очистки воды. В профессиональных УФ-установках очистка воды внутренней поверхности камеры от минеральных и органических загрязнений производится промывкой слабым раствором пищевой кислоты (щавелевая, лимонная). В некоторых установках для очистки защитных кварцевых чехлов применяется механическое очистное устройство плунжерного типа с ручным или электрическим приводом.
Важнейшим качеством ультрафиолетовой обработки воды является отсутствие изменения ее физических и химических характеристик даже при дозах, намного превышающих практически необходимые. Однако и этот способ имеет определенные недостатки. Подобно озонированию, УФ-обработка не обеспечивает пролонгированного действия, что делает проблематичным ее применение в случаях, когда временной интервал между воздействием на воду и ее потреблением достаточно велик. Этот способ энергозатратен, требует строжайшего соблюдения технологии, постоянной борьбы с биообрастанием источников излучения и жесткого контроля над прозрачностью воды (рассеивание лучей снижает эффективность обработки воды).
Другие методы обеззараживания
Хлорирование
Практически самым распространенным и проверенным способом дезинфекции воды является хлорирование.
Процесс хлорирования и недефицитность и дешевизна хлора обуславливают самое широкое распространение именно этого метода обеззараживания воды, к тому же технологически он является наиболее простым.
В настоящее время хлорированием обеззараживается 98,6 % воды.
Хлорирование позволяет не только очистить воду от нежелательных органических и биологических примесей, но и полностью удалить растворенные соли марганца и железа.
Другое важнейшее преимущество этого способа – способность обеспечить микробиологическую безопасность воды при ее транспортировании пользователю благодаря эффекту последействия.
Только метод хлорирования обеспечивает консервацию воды в дозах 0,3–0,5 мг/л, то есть обладает необходимым пролонгированным действием.
Существенным недостатком хлорирования является присутствие в обработанной воде свободного хлора, который ухудшает ее органолептические свойства (запах, цвет, прозрачность, вкус и т. д.) и является причиной образования побочных галогенсодержащих соединений (ГСС).
В качестве дезинфектантов применяют газообразный хлор (Cl2), гипохлорит натрия (NaClO), диоксид хлора (ClО2), хлорамин и другие соединения.
Озонирование
Преимущество озона (О3) перед другими дезинфектантами заключается в присущих ему дезинфицирующих и окислительных свойствах, обусловленных выделением при контакте с органическими объектами активного атомарного кислорода. Впервые процессы озонирования для очистки питьевой воды были реализованы во Франции, где уже в 1916 г. действовало 26 озонаторных установок. Всего в Европе – 49. Первоначально озон использовался только для дезинфекции воды. Сейчас озонирование все чаще находит применение для одновременного обеззараживания воды, обесцвечивания, окисления железа и марганца, устранения привкуса и запаха.
Механизм действия озона на бактерии полностью пока еще не выяснен, однако это не мешает его широкому использованию.
По быстродействию озон эффективнее хлора: обеззараживание происходит быстрее в 15–20 раз. На споровые формы бактерий озон действует разрушающе в 300–600 раз сильнее хлора. Отсутствие в воде химических веществ, быстро реагирующих с озоном, позволяет провести эффективное разрушение E.coli при концентрации растворенного озона 0,01–0,04 мг/л. Следует отметить такое важное свойство озона, как противовирусоидное воздействие. Энтеровирусы, в частности, выводящиеся из организма человека, поступают в сточные воды и, следовательно, могут попадать в воды поверхностных водоисточников, используемых для питьевого водоснабжения.
Результатом многочисленных исследований установлено: остаточный озон в количестве 0,4–1,0 мг/л, сохраняемый в течение 4–6 мин, обеспечивает уничтожение болезнетворных вирусов, и в большинстве случае такого воздействия вполне достаточно, чтобы снять все микробиальные загрязнения.
По сравнению с применением хлора, озон не изменяет природные свойства воды, так как его избыток (непрореагировавший озон) через несколько минут превращается в кислород. С гигиенической точки зрения, озонирование – один из лучших способов обеззараживания питьевой воды. При высокой степени обеззараживания он обеспечивает ее наилучшие органолептические показатели и отсутствие высокотоксичных и канцерогенных продуктов в очищенной воде. Однако необходимо учитывать некоторые особенности озонирования. Прежде всего, нужно помнить о быстром разрушении озона, то есть отсутствии такого длительного действия, как у хлора. Метод озонирования технически сложен, требует больших расходов электроэнергии и использования сложной аппаратуры, которой необходимо высококвалифицированное обслуживание.
Приложение 1
Схема очистки воды для квартиры – эконом вариант
Схема очистки воды для квартиры – оптимальный вариант
Приложение 2. Схема очистки воды для загородного дома и коттеджа
Схема № 1.
Схема 1 позволяет очистить воду от механической взвеси, песка, железа и марганца при низком их содержании, сделать воду мягкой. Система с технологией обратного осмоса, устанавливаемая на кухне (только для питьевой воды) доочистит ее до высших стандартов.
При качестве исходной воды:
Железо – до 2 мг/л
Поделиться книгой: