В этом номере мы заканчивает серию статей, посвященных очистке воды в частном доме и квартире. Сегодня мы  рассмотрим процессы, происходящие в двух наиболее часто применяемых типах фильтров - обезжелезивателях и умягчителях.
 Фильтры для "обезжелезивания". Растворенное железо можно убрать двумя способами. В "универсальный корпус" засыпается катализатор BIRM, в присутствии которого железо интенсивно окисляется кислородом, содержащимся в воде. Если растворенного кислорода не хватает, то в импортных фильрах приходится использовать инжектор, который будет насыщать воду воздухом. Этот вариант более прост в обслуживании - требуется только промывка фильтра. Но у этого способа есть некоторые ограничения: его нельзя использовать при высоком содержании железа, а рН воды должен быть больше 6,8. Если вода более кислая, то необходимо применять специальные меры - например, использовать корректор кислотности (дополнительный корпус, устанавливаемый перед обезжелезивателем) или систему дозации щелочи. Если уровень растворенного железа выше 3 мг/л или в воде присутствует марганец, то в импортных фильтрах для окисления железа, используется более сильный окислитель - цеолит, обогащенный оксидом марганца. По виду это такой же "универсальный корпус", но с дополнительным бачком, в котором находится марганцовка.
 Уникальными являются фильтры для удаления железа производства московского завода "Мембранная техника и технология". Аэратор и фильтр в них совмещены, что позволяет удалять железо до 20 мг/л, применяя катализатор BIRM. Кроме железа, параллельно удаляется марганец и "отдувается" сероводород.
 Когда фильтр пропустит определенное количество воды, он остановится на регенерацию. Что происходит при этом процессе? Регенерация безреагентного обезжелезивателя проходит следующим образом: если в рабочем состоянии поток воды прямой (сверху - вниз), то при промывке поток переключается на обратный (снизу-вверх) и вымывает в дренаж все накопившиеся загрязнения, затем включается опять прямой поток, который уплотняет взрыхленный при обратной промывке слой минерала, после этого идет включение в рабочий режим.
Регенерация реагентного обезжелезивателя несколько отличается: между обратной и прямой промывками, в бачок с марганцовкой впрыскивается определенное количество воды, и раствор марганцовки засасывается в объем бака, восстанавливая минерал. После этого проводится промывка от марганцовки. Все эти операции выполняются автоматически. Единственное за чем необходимо следить пользователю - за наличием марганцовки в бачке.
 Стоимость такого обезжелезивателя колеблется от 1000 до 2000 у.е. за один кубометр производительности для импортных фильтров, но может оказаться и еще выше - разброс цен зависит от степени загрязненности железом исходной воды и, следовательно, от величины (объема) фильтра. Стоимость отечественных фильтров с автоматическим управлением примерно в 1,5 раза ниже, а с ручным ещё меньше - около 450$ за кубометр производительности.
 Умягчение воды (удаление солей кальция и магния, образующих накипь). Для снижения жесткости до оптимальной величины применяются, так называемые, умягчители воды. В них засыпается катионообменная смола и происходит обмен ионов кальция и магния на ионы натрия. Катионообменная смола после пропускания определенного количества жесткой воды требует восстановления. Этот процесс очень похож на процесс восстановления реагентного обезжелезивателя, только восстановление смолы происходит раствором поваренной соли. Процесс включает в себя растворение соли, впрыскивание раствора в объем бака, регенерацию, обратную и прямую промывку.
 Стоимость фильтра этой ступени колеблется в пределах от 700 до 1000 у.е. за один кубометр производительности установки (разброс цен зависит от тех же параметров, что и в предыдущем случае).
Существуют отечественные умягчители с автоматическим и ручным управлением.

Как происходит управление процессом?
 Мозгом такой системы с автоматическим управлением является программируемый блок автоматики, управляющий работой каждого фильтра. Системы управления существуют двух видов: управление с помощью контроля по времени и управление с помощью контроля расхода воды.
 Контроль по времени. Основным элементом управления такой системы является таймер, который и дает промывным и прочим клапанам необходимые команды. Автоматика такого фильтра работает в режиме реального времени, и Ваша задача  сводится к тому, чтобы выставить время промывки на любое удобное время и на любой удобный день недели. Под "удобным" временем подразумевается, прежде всего, такое время, когда процесс промывки никому не мешает. Его можно назначить, например, на понедельник и четверг на 2 часа ночи (оба дня рабочие, и, значит, в два часа ночи все в доме точно будут спать). При необходимости можно провести принудительную регенерацию вне этого расписания.
 Контроль по расходу. Основным элементом управления такой системой является уже не таймер, а расходомер, точнее микропроцессор, соединенный с сенсор-турбиной, измеряющей расход воды через фильтр. Компьютер строит график расхода воды по дням недели, он же периодически тестирует систему и назначает промывку в тот день, когда "грязеемкость" наполнителя фильтра исчерпывается. Система автоматически подстраивается под изменяющийся график расхода. При этом применяется "отложенная промывка", то есть промывка происходит в любом случае ночью. Недостатком распространенных систем такого типа является то, что при длительном отсутствии расхода, то есть когда хозяева длительное время не живут в доме, фильтроматериал может слеживаться. В этом случае предпочтительнее системы управления с таймером.
 Управление фильтрами, если конечно позволяют финансовые возможности, удобнее электронное. Электромеханические блоки управления, так же используемые в системах водоочистки, являются более дешевыми и потому более доступными, но зато требуют присмотра. Например, при отключении электроэнергии электромагнитный блок вполне может "потерять" режим реального времени и связанные с ним настройки, и в результате сдвинет установленное время промывки. Это легко поправимо, надо лишь выставить на блоке управления текущее время. Электронные же блоки управления сохраняют установки даже при отключении электроэнергии на несколько суток, поэтому следить за ними приходится реже.
 Системы непрерывного действия. Такие системы применяются в тех случаях, когда необходима подача очищенной воды без перерыва на регенерацию. Для реализации этого на каждой ступени очистки устанавливаются по два параллельных фильтра, объединяемых общей системой управления. Если один фильтр находится в режиме "работа", то второй может находиться либо в режиме "регенерация", либо в режиме "резерв" и включается в "работу", как только первый бак встанет на "регенерацию". Переключение баков с одного режима на другой происходит автоматически. В основном по такой схеме соединяются ионообменные фильтры-умягчители непрерывного действия, используемые в тепловых сетях, где необходима непрерывная подпитка системы водой. Регулируемое время заполнения солевого (реагентного) бака позволяет задавать различные концентрации солевого раствора, кислоты или щелочи - в зависимости от вида и формы ионообменной смолы, а так же готовить глубоко умягченную воду, в том числе и для паровых котлов. На очень жесткую воду (если из-за очень большой жесткости воды не хватает суточной производительности одноколоночного умягчителя) так же лучше использовать дуплексные аппараты. Естественно, дуплексный аппарат практически в 2 раза  дороже "одинарного", зато без "умягченной" воды сидеть не будешь ни одной минуты.

Чем необходимо дополнить систему?
 Ультрафиолетовые стерилизаторы. Эти приборы предназначены для обеззараживания воды от находящихся в ней вирусов и бактерий. Ультрафиолетовые лучи с длиной волны 254 нанометра (коротковолновый ультрафиолет), испускаемые ртутно-кварцевой лампой, вызывают изменение в ДНК всех микроорганизмов на генетическом уровне и препятствуют их жизнедеятельности и размножению. Это касается не только бактерий, размножающихся вегетативным путем, но и спорообразующих. Ультрафиолетовый стерилизатор устанавливается непосредственно на линии потребления, чтобы избежать повторного заражения воды. Пропускать через ультрафиолетовый стерилизатор рекомендуется только воду, прошедшую предварительную очистку.
 Когда в системе водоподготовки устанавливается угольный фильтр, то установка ультрафиолетового обеззараживания становится обязательной. Потому что уголь (кокосовый или древесный) - это прекрасный природный материал, удаляющий из воды массу загрязнителей, но у него есть один недостаток - на нем собираются и в дальнейшем размножаются бактерии. Именно поэтому после него необходимо поставить ультрафиолетовый стерилизатор.
 Универсальные мембранные системы малой производительности для получения питьевой воды. Обратный осмос, как уже было сказано, самый универсальный процесс водоподготовки - в зависимости от требований, предъявляемых к воде, он может использовать различные типы мембран, снижающие исходное солесодержание примесей в воде от 2-х до 200-от раз. Кроме того, обратноосмотическая мембрана является непреодолимым препятствием для большинства нежелательных компонентов, находящихся в воде: микроорганизмов, вирусов, пирогенов, пестицидов, коллоидов, высокомолекулярной органики и тяжелых металлов. Именно поэтому для приготовления питьевой воды этот способ подходит как нельзя лучше.
 Свое название система получила от полупроницаемой полимерной пеленки, которая действительно подобно стенкам клеток живых организмов пропускает через свои мельчайшие поры лишь частицы, соизмеримые с молекулами воды. В результате композитная полимерная мембрана задерживает все загрязнения , в том числе бактерии и вирусы. Для того, чтобы загрязнения не оседали на мембране и не закупоривали её поры, исходная вода течет с высокой скоростью вдоль поверхности мембраны, смывая все отфильтрованные мембраной загрязнения в канализацию. Невысокую производительность такой системы вполне можно считать платой за высокое качество очистки воды. Во избежание неудобств, связанных с разовой нехваткой очищенной воды, система снабжается эмалированным баком-накопителем объемом от 10 литров, при наполнении которого система автоматически отключается. Для гарантированного удаления болезнетворных бактерий и предохранения чистой воды от повторного заражения система снабжается собственным ультрафиолетовым стерилизатором. Система проста в обслуживании, легко монтируется под кухонной раковиной или рядом с ней и снабжена отдельным краном для чистой воды.
Обратноосмотическая система включает в себя:
1. Префильтр механической очистки (5 мкм);
2. Угольный префильтр;
3. Фильтр финишной очистки;
4. Корпус с мембраной;
 Она комплектуется автоматическим клапаном отключения воды, накопительным баком, краном чистой воды и счетчиком ресурса картриджей. Дополнительно установка может комплектоваться насосом (помпой) для повышения давления воды и, соответственно, производительности.
 Такие системы на нашем рынке предлагаются опять-таки в основном отечественного производства - как и установки большой производительности их собирают здесь, используя импортные комплектующие. Стоимость такой системы составляет порядка 400.у.е. Четырех-ступенчатая система (без У/Ф стерилизатора) обойдется примерно в 300 у.е.
 По каким критериям проводится выбор производительности оборудования для очистки воды?
Для начала надо получить ответы на три вопроса, характеризующих водоисточник:
1. Источник водоснабжения: скважина, местный поселковый водопровод, муниципальный местный водопровод, водопроводная сеть с собственной водонапорной башней и т.д.;
2. Как организована схема разводки водоснабжения: кольцевая, лучевая, тупиковая и т.д.
3. Чем проложена водопроводная сеть
После того как получены ответы на эти вопросы, необходимо рассчитать следующие параметры:
1. нормальный мгновенный расход;
2. пиковый расход;
3. среднее суточное водопотребление;
4. режим водопотребления.
 Эти характеристики необходимы для того, чтобы подобрать оборудование оптимальной производительности.
 Умывальники, унитазы и биде - это водоразборные устройства с небольшим расходом воды и в любой схеме всегда есть какой-то запас по производительности, который эти устройства с лихвой закроет. Но, тем не менее, учитывать количество этих устройств, безусловно, необходимо. Необходимо также учитывать каким образом моется посуда - если её моет хозяйка, то это один расход воды. Если посуда моется в посудомоечной машине - то другой. Кстати в этом смысле посудомоечная машина оказывается иногда несколько выгоднее, т.к. воды она расходует меньше. Душ изливает порядка 800-900 л воды в час, ванна Джакузи объемом 300-350 литров должна наполняться за 20-25 минут. Зная все исходные данные необходимый расход рассчитать не сложно, что с спехом и делают специалисты любой фирмы, занимающиеся поставкой водоочистного оборудования.
 А вот дальше наблюдается довольно интересный парадокс. Когда заказчику по результатам расчетов, проведенных согласно представленных им же самим данных, говорят, что ему необходима установка производительностью 2 (а то и 3) кубических метра в час, то он вдруг начинает спорить и утверждает, что такое количество воды он едва ли расходует за целый день и установка ему нужна с гораздо меньшей производительностью. Однако удивляться не стоит. Для того чтобы понять, откуда берется такая производительность надо понимать, что речь идет не о количестве воды, а о скорости потока.  Лимитирующим фактором является скорость фильтрации (время контакта воды с фильтрующей средой), и если эту скорость превысить, то вода просто перестанет очищаться, т.е. будут происходить проскоки солей жесткости и железа - тех самых солей, с которыми и велась борьба. Появление этого парадокса объясняется довольно просто - семья действительно расходует в день всего 4 кубометра воды, но расходует она их в течение практически двух часов - утром, когда все собираются на работу, и вечером, когда все одновременно с работы вернулись. Вот отсюда и появляется цифра необходимой производительности системы очистки.
 Снизить производительность водоочистной установки, а значит, и снизить её стоимость помогает установка накопительной емкости для очищенной воды. Правда у такого варианта есть свои недостатки  - емкость хочешь - не хочешь, а надо периодически чистить, потому что в ней будет накапливаться нехлорированная вода, и, следовательно, там могут начать развиваться бактерии. Поэтому в идеале (если позволяют финансовые возможности) лучше обойтись без накопительной емкости, приобретя водоочистную установку с большей производительностью. Последний вариант считается более дорогим, хотя так ли это на самом деле надо проверять в каждом конкретном случае. Установка емкости тоже требует дополнительных капиталовложений: затраты на саму емкость + затраты на автоматику для поддержания уровня воды в этой емкости + затраты на повысительный насос, который будет создавать необходимое давление в сети (после емкости) + затраты на подводки и разводки, необходимые для её подключения. Так что вполне может оказаться, что установка дополнительной емкости обойдется не дешевле. Практика показывает, что это скорее промышленный вариант, который редко используется в коттеджах. Исключение составляют обратноосмотические системы для коттеджей производительностью несколько сот литров в час, снабженные накопительной емкостью.

Что еще необходимо учитывать?
 Необходимыми условиями работы системы водоочистки являются: круглосуточная плюсовая температура (помещение должно отапливаться), наличие канализации (на регенерацию фильтра производительностью 1 м3/час расходуется порядка 600-700 литров воды в неделю - при расчетах канализационной системы эту цифру необходимо учитывать) и определенное входное давление воды, т.к. для эффективной промывки необходимо "взрыхлить" минерал, засыпанный в фильтре, чтобы эффективно вымыть загрязнитель. Для обеспечения этого процесса давление воды должно быть минимум 2-3 атмосферы (величина давления зависит от засыпки: есть "тяжелые" засыпки, для которых нужно более высокое давление, есть "легкие"), при этом количество воды должно обеспечивать рабочий расход системы. Величина необходимого давления зависит и от числа ступеней в системе. Скважинный насос должен обеспечивать необходимый для промывки фильтров расход воды.
 В некоторых случаях для обеспечения необходимого давления приходится устанавливать повышающий давление насос-автомат (цена от 200 до 400 у.е в зависимости от производительности).
 Что еще сказывается на стоимости приобретаемого оборудования? Правильно, монтаж этого оборудования. Если монтаж будут проводить специалисты фирмы-продавца, то его стоимость составит примерно 20-25% от стоимости оборудования (квалифицированный труд в наше время стоит недешево). Есть еще вариант шефмонтажа, когда монтаж ведет сторонняя организация, ведущая в коттедже сантехнические работы, под техническим присмотром специалиста от фирмы-продавца. Этот вариант может обойтись дешевле первого, а может…?

Что предлагает рынок?
 Описанная выше схема очистки воды для всего дома подходят только в том случае, если Вы проживаете в доме постоянно (или Ваш дом постоянно отапливается) - приборы очистки не должны промерзать зимой. А что делать, если проживаешь в доме "наездами", и ни о каком постоянном отоплении в зимнее время даже речи не может быть?
   В этом случае систему водоочистки стоит собрать из патронных фильтров со сменными картриджами, каждый из которых очищает воду от определенного вида загрязнений. Среди изделий подобного рода, прежде всего, обращают на себя внимание фильтры корпорации "US FILTER" (США).
 US FILTER - это, если хотите, "фильтр-констструктор". Выпускается два вида корпусов высотой 10 дюймов (254 мм) и 20 дюймов (508 мм) из упрочненного полипропилена, соединяемых одно- и двухдюймовыми трубами. К этим корпусам поставляется широчайший выбор картриджей: механической очистки (для очистки воды от осадка), разнообразные угольные (гранулированный уголь, блок карбон, радиального потока и т.п.), картриджи, задерживающие железо и тяжелые металлы, соли жесткости и полифосфаты (в общем, есть картриджи на все случай загрязнений). В этом ассортименте есть "эксклюзив" - картриджи для очистки воды от нефтепродуктов, которые не производит больше ни одна фирма. Из этих стандартных корпусов (с различной "начинкой") и собирается практически такая же схема (но в "мини-варианте"), как была описана выше, количество ступеней в которой определяется химическим анализом исходной воды. Размер корпусов определяется необходимой производительность системы. Блоки монтируются последовательно. Для завершения комплекса могут понадобиться системы очистки от органики и/или хлора (сорбция активированным углем) и система дезинфекции (УФ-облуение).
 Чем еще хороша такая система, так это тем, что при необходимости к ранее смонтированной "батарее" можно в любой момент добавить дополнительные элементы.
 Стоимость системы в целом и себестоимость очистки 1 куб.м. воды зависит от количества ступеней в примененной схеме водоочистки. Стоимость каждой ступени складывается из цены корпуса (от 60 у.е за "малый" до 85 у.е. за "большой") + цена картриджа (от 20 до 140 у.е.). Ресурс системы определяется ресурсом используемых картриджей. Производительность - до 178 л/мин.
 Стоит отметить, что в последнее время изделия "US FILTER" стали пользоваться повышенным спросом у владельцев личных домов и не только - эти фильтры прекрасно себя ведут и в городских квартирах. И этот интерес вполне объясним - серьезная система очистки воды стоит 5-7 тысяч долларов. А здесь есть возможность собрать более дешевый аналог, причем в точности соответствующий химическому анализу используемой воды. И хлопот с ней меньше - на зиму слил насухо воду (можно это сделать самому, а можно призвать местного "водопроводчика"), весной установил вместо старых новые картриджи и подключил воду.. И все! Конечно, картриджи - вещь не дешевая, зато как все просто!
 Для тех, кто привык считать деньги подойдет другой вариант - так называемые "дачные" фильтры. Это серия малогабаритных насыпных фильтров "Сапфир" предназначенных для очистки воды от хлора, органики и пр. (Сапфир-А6), для удаления железа (Сапфир-Br6в, -Br9, -Br14), для умягчения воды (Сапфир-У6, -У12). Конструктивно и по применяемым материалам они аналогичны большим коттеджным фильтрам, но отличаются размерами и ценой. Если коттеджные фильтры требуют для размещения отдельной площади, то "дачный" фильтр можно разместить под мойкой на кухне. Эти фильтры значительно превосходят патронные (картриджные) фильтры по стоимости эксплуатации. Дело в том, что засыпку можно промывать и восстанавливать, а картриджи приходится выбрасывать. Некоторые картриджи можно восстанавливать, но эта процедура сводит на нет всё удобство таких фильтров.
 Хотя эти фильтры называются "дачными", они предназначены не только для дач, то есть для сезонного проживания, но и для установки в малогабаритных квартирах городов и весей России. Не секрет, что многие муниципальные городские и поселковые водопроводы не обеспечивают надлежащего качества воды.
 Рынок оборудования для водоочистки, например, в Москве постоянно растет. Так, если 7-8 лет назад российскому покупателю предлагалось оборудование всего двух-трех фирм (и фирмы эти были исключительно иностранными), то в настоящее время за потребителя борются почти 40 фирм-изготовителей. Среди них есть американские, немецких, английские, шведские, французские, швейцарские и южнокорейские фирмы. Пытаются "отвоевать" у иностранцев свою долю отечественного рынка и наши производители, причем делают это весьма успешно. И их количество с каждым годом увеличивается - например, на не столь давно проходившей в Москве в Гостинном дворе выставке "Экватек" свою продукцию предлагали не менее 15 (!) отечественных производителей.
 Рынок продавцов выглядит несколько иначе. Сейчас на этом рынке существуют 5-6 крупных фирм и множество мелких, количество которых постоянно меняется. Сложившиеся подходы таковы, что каждая из крупных фирм охватывает всю линию продукта, т.е. готова поставить любое оборудование от картриджного фильтра до сложной автоматической установки, включая обратноосмотическую систему. Разница только в технической реализации процесса фильтрации, обусловленной особенностями поставляемого оборудования. В большинстве случаев, каждая из крупных фирм предпочитает оборудование определенного западного производителя, но вполне возможно и практически полное дублирование ассортимента. Следует отметить, что большинство продавцов предпочитает американское водоочистное оборудование европейскому, что мотивируется, прежде всего, тем, что состав воды в Америке гораздо больше похож на состав нашей воды, чем европейский.   Таким образом, номенклатура продукции у разных крупных продавцов практически одинаковая или, по крайней мере, очень близка. И потому, любой из них с удовольствием продаст Вам как систему, управляемую электромеханическими устройствами, так и полностью автоматическую электронную систему, объяснив как достоинства, так и недостатки каждой из них - к электромеханическим системам придется подходить почаще, но особой квалификации для наладки они не потребуют, к электронным можно почти не подходить, но в "случае чего" они потребуют вполне определенной квалификации пользователя. Недорогие системы с ручным управлением производят только отечественные фирмы.
 Более мелкие фирмы соблазняют, прежде всего, более низкими ценами. И против такого веского аргумента возразить что-либо трудно. В общем, выбор продавца - вопрос довольно непростой и решать его Вам придется самостоятельно. Можно только посоветовать выбрать ту фирму, которая существует на этом рынке не менее пяти лет. За это время она уже набрала необходимый опыт и "завтра" с рынка, скорее всего, не исчезнет.

Материал подготовила Виталия Львова

08.04.2004