О воде

Качественные показатели питьевой воды систем водоснабжения

Питьевая вода – это вода, пригодная к употреблению человеком и отвечающая критериям качества, то есть, - вода безопасная и приятная на вкус. В масштабах мирового сообщества критерии качества были утверждены Европейским сообществом и приняты каждой из стран. В России действует ГОСТ «Вода питьевая». Качество воды, поступающей потребителю из систем водоснабжения зависит от состава исходной воды и определяется технологическими требованиями, исходящими от соответствующих контролирующих организаций. Санитарные Правила и Нормы 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», утверждены постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 24.10.1996 г. и введенны в действие с 1 июля 1997 года.

Физико-химические показатели качества воды

Водородный показатель

Водородный показатель характеризует концентрацию свободных ионов водорода в воде. В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и т.д. Контроль за уровнем рН особенно важен на всех стадиях водоочистки, так как его отклонения в ту или иную сторону могут не только существенно сказаться на запахе, привкусе и внешнем виде воды, но и повлиять на эффективность водоочистных мероприятий. Для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9 (СанПиН).

Общая минерализация

Общая минерализация представляет собой суммарный количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Этот параметр также называют содержанием растворимых твердых веществ или общим солесодержанием, так как растворенные в воде вещества находятся в виде солей. СанПиН рекомендует верхний предел минерализации в 1000 мг/л. Вода же с низким солесодержанием слишком пресная и безвкусная. К величине минерализации с точки зрения отложения осадков и накипи в нагревательных приборах, паровых котлах, бытовых водогрейных устройствах применяются специальные требования, и чем меньше уровень минерализации (особенно содержание солей жесткости), тем лучше.

Жесткость

Жесткостью называют свойство воды, обусловленное наличием в ней растворимых солей кальция и магния. Различают следующие виды жесткости:

В мировой практике используется несколько единиц измерения жесткости, все они определенным образом соотносятся друг с другом. В России Госстандартом в качестве единицы жесткости воды установлен моль на кубический метр (моль/м3). СанПиН рекомндует норму общей жесткости воды - 7,0 мг-экв/л.

Окисляемость перманганатная

Окисляемость - это величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых (при определенных условиях) одним из сильных химических окислителей. Выражается этот параметр в миллиграммах кислорода, пошедшего на окисление этих веществ, содержащихся в 1 дм3 воды. В соответствии с требованиями СанПиН перманганатная окисляемость не должна превосходить 5,0 мгО2/л.

Органолептические показатели

К числу органолептических показателей относятся те параметры качества воды, которые определяют ее потребительские свойства, т.е. те свойства, которые непосредственно влияют на органы чувств человека (обоняние, осязание, зрение). Наиболее значимые из этих параметров - вкус и запах - не поддаются формальному измерению, поэтому их определение производится экспертным путем. Кроме вкуса и запаха, выделяют такие показатели как привкус, цветность, мутность и прозрачность.

Запах и привкус

Химически чистая вода совершенно лишена привкуса и запаха. С научной точки зрения, запах и привкус - это свойство веществ вызывать у человека и животных специфическое раздражение рецепторов слизистой оболочки носоглотки и языка. Привкус может быть щелочной, металлический, вяжущий и т.п.. Интенсивность запаха воды определяют экспертным путем при 20оС и 60оС и измеряют в баллах. СанПиН нормирует допустимую интенсивность привкуса – 2 балла, запаха – 2 балла.

Вкус

Вкус воды определяется растворенными в ней веществами органического и неорганического происхождения и различается по характеру и интенсивности. Различают четыре основных вида вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький. Все другие виды вкусовых ощущений называются привкусами – см. выше Интенсивность вкуса определяют при 20оС и оценивают по пятибалльной системе. СанПиН нормирует допустимую интенсивность вкуса – 2 балла.

Цветность

Цветностью называют показатель качества воды, характеризующий интенсивность окраски воды. Определяется цветность путем сравнения окраски испытуемой воды с эталонами и выражается в градусах платиново-кобальтовой шкалы. Высокая цветность свидетельствует о неблагополучии воды. СанПиН нормирует допустимый показатель цветности - 20 градус Pt-Co шкалы.

Мутность

Мутность воды вызвана присутствием тонкодисперсных взвесей органического и неорганического происхождения. Главным отрицательным следствием высокой мутности является то, что она защищает микроорганизмы при ультрафиолетовом обеззараживании и стимулирует рост бактерий. ВОЗ по показаниям влияния на здоровье мутность не нормирует, однако с точки зрения внешнего вида рекомендует, чтобы мутность была не выше 5 NTU (нефелометрическая единица мутности), а для целей обеззараживания - не более 1 NTU. СанПиН нормирует допустимый показатель мутности - 2,6 ЕМФ (по формазину) и 1,5 мг/л (по каолину).

Прозрачность

Прозрачность (или светопропускание) воды обусловлена ее цветом и мутностью, то есть содержанием в них различных окрашенных и взвешенных органических и минеральных веществ. Воду в зависимости от степени прозрачности условно подразделяют на прозрачную, слабоопалесцирующую, опалесцирующую, слегка мутную, мутную, сильно мутную.
Определение прозрачности воды - обязательный компонент программ наблюдений за состоянием водных объектов. Специальные нормы для контроля данного параметра СанПиНом не вводятся.

Бактериологические и паразитологические показатели

Для выделения и идентификации отдельных патогенных (болезнетворных) микроорганизмов в воде используется отдельная методика идентификации, требующая больших затрат времени. Так как разнообразие бактерий, вирусов и простейших, которые могут быть обнаружены в воде, очень велико, специфические тесты на отдельные патогенные организмы не применимы для рутинного анализа микробиологического качества воды. С практической точки зрения гораздо важнее часто и быстро производить один общий тест путем поиска неких индикаторных организмов, наблюдение за которыми позволяет контролировать микробиологическое загрязнение воды.

Общее микробное число

В качестве критерия бактериологической загрязненности используют подсчет общего числа образующих колонии бактерий (Colony Forming Units - CFU) в 1 мл воды. Полученное значение называют общим микробным числом. Высокое микробное число свидетельствует об общей бактериологической загрязненности воды и о высокой вероятности наличия патогенных организмов. СанПиН нормирует этот показатнль в 50 CFU.

Радиологические показатели качества воды

Воздействие ионизирующей радиации на человека обусловлено как естественными, так и искусственными источниками излучения. Доза облучения, получаемая человеком (здесь и далее под дозой подразумевается эффективная приведенная доза), складывается из двух составляющих - так называемого внешнего облучения (за счет источников ионизирующего излучения, находящихся вне тела человека) и внутреннего облучения (за счет радионуклидов, иначе говоря - радиоактивных изотопов, находящихся в организме человека). По данным ВОЗ среднемировая доза облучения, получаемая человеком за счет всех естественных источников (как внешних, так и внутренних), составляет 2.4 мЗв/год. Основное поступление радиоактивных элементов в организм человека происходит за счет дыхания (газ радон обуславливает до 75% всего внутреннего облучения) и пищи. За счет питьевой воды – немного, так как естественные радиоактивными изотопы (продукты распада урана и тория) встречаются в ней в очень незначительных количествах. СанПиН установил ряд показателей радиологического качества воды.

Общая a (Alfa) - радиоактивность

Альфа-излучение гораздо опаснее, когда источник альфа-частиц находится внутри организма. По СанПиН рекомендована величина 0.1 Бк/л в качестве предельного значения общей альфа-активности для целей рутинного контроля радиологической безопасности воды.

Общая b (Beta) - радиоактивность

Бета-излучение может привести к ожогам кожи и очень опасно, когда источник бета-частиц попадает внутрь организма человека. СанПиН обозначают величину 1.0 Бк/л в качестве предельного значения общей бета-активности для целей рутинного контроля радиологической безопасности воды.

Предельно допустимые концентрации содержания основных неорганических веществ в питьевой воде

Алюминий (Al) – 0,5 мг/дм3
Барий (Ba) - 0.1 мг/л
Бериллий (Be) - 1 мкг/л
Бор (B) - 0,5 мг/дм3
Ванадий (V) - 0.1 мг/л
Висмут (Bi) - 0.1 мг/л или 100 мкг/л
Вольфрам (W) - 0,05 мг/дм3
Европий (Eu) - 0.3 мг/л
Железо (Fe) - 0.3 мг/л (а по нормам ЕС даже 0.2 мг/л)
Кадмий (Cd) – 0,001 мг/дм3
Серебро (Ag) – 0,05 мг/дм3

Органические примеси

Перечень органических примесей в воде, приведенный в СанПиН 2.1.4.559-96, содержит сотни веществ. Приведем показатели, характеризующие предельные концентрации основных природных и искусственных органических веществ, влияющих на качество воды (мкг/дм3).

Хлорированные алканы:
Четыреххлористый углерод – 6
Дихлорметан – 7,5
1,1,1-трихлорэтан - 10000

Хлорированные этилены:
Винилхлорид – 50

Ароматичекие углеводороды:
Бензол – 10
Толуол - 500


Полицикличекие ароматические углеводороды:
Бенз(a)пирен – 0,5

Хлорированные бензолы:
Монохлорбензол - 20
1,2-дихлорбензол - 2
Трихлорбензол 30


Элементоорганические соединения:
Диалкилолово (соединения) - 5
Тетраэтилолово – 0,2
Трибутилметакрилатолово – 0,2

Отдельные пестициды:
1,2-дихлорпропан - 400
1,3-дихлорпропен - 400
Гептахлор и гептахлорэпоксид - 50
Хлорфеноксигербициды (помимо 2,4-Д и MCPA)
2,4-ДВ 90 - 500

Методы водоочистки

Предварительная фильтрация

Грубые сетчатые фильтры, обычно на 140 – 305 микрон (50 – 100 mesh), устанавливаются на входе поверхностных вод и удаляют взвешенные частички больших размеров. Они обеспечивают защиту дальнейшего оборудования от забивания, выхода из строя и повреждения.

Осветление

Осветление – это обычно многостадийный процесс, который используется для удаления мутности и взвешенных веществ. Стадии включают дозирование коагулянтов и/или химических веществ, корректирующих рН, которые вступают в реакцию с образованием хлопьев. Хлопья оседают в отстойниках под действием силы тяжести или удаляются при фильтрации воды через безнапорные фильтры. В процессе осветления эффективно удаляются частички с размером > 25 микрон. Процесс осветления не обеспечивает 100%-ую очистку; поэтому вода после осветления может все ещё содержать взвешенные вещества.

Обработка известью (известкование)

Добавление извести (СаО) и кальцинированной соды (Na2CO3) в воду снижает уровень содержания кальция и магния, и известно как «известковое умягчение». Цель «известкового умягчения» - осадить избыточное содержание солей кальция и магния в виде гидроксидов и затем отфильтровать воду. Этот способ является дешевым, но имеет весьма низкую эффективность. Как правило, вода после такой обработки имеет жесткость 2.5 – 6 мг-экв/л (50 – 120 мг/л).

Дезинфекция

Дезинфекция – это одна из самых ответственных стадий муниципальной водоочистки. Как правило, после проведения осветления и/или умягчения, в воду подается газообразный хлор. Хлор убивает бактерии. Для того, чтобы обеспечить достаточную концентрацию для дезинфекции, в воду он подается с избытком. Для того, чтобы предупредить образование хлораминов или хлоргидрокарбонатов, концентрация остаточного хлора должна постоянно контролироваться.

Коррекция рН

Для того, чтобы предупредить коррозию труб, и, в частности, вымывание свинца, рН муниципальных вод корректируется до значений 7,5 – 8.0. При избыточной щелочности рН может быть снижен введением СО2.

Локальная водоочистка

Существует много методов локальной водоочистки.
Химические добавки:

Напорные фильтры (скорые фильтры)

Типичный такой фильтр состоит из резервуара (танка) для размещения фильтрующей загрузки и управляющих клапанов для управления режимами работы фильтра –сервис, обратная промывка или/и прямая промывка.
Самая главная технологическая характеристика напорного фильтра – это отношение скорости потока к площади поперечного сечения фильтрующей загрузки. Несоблюдение этой взаимосвязи является первопричиной выхода из строя или появления проблем с фильтром. Если обнаружились проблемы, то наиболее общая причина их появления для многих фильтров – это неправильная оценка рабочих характеристик. Ниже приведены типы напорных фильтров и их применения:

Картриджные фильтры

Картриджные фильтры подразделяются на два основных вида: объемной фильтрации и поверхностной.

  • Объемные картриджные фильтры. В фильтрах объемной фильтрации вода протекает через толстые стенки фильтра, в которых и удаляются взвешенные частички. Фильтры изготавливаются из хлопка, целлюлозы, синтетических нитей и вспененного микроволокна, например, полипропилена. Качественные фильтры объемной фильтрации имеют низкую плотность с внешней стороны с постепенно увеличивающейся плотностью по направлению к внутренним слоям. Этот эффект «градиентной плотности» обеспечивает задержку более крупных частиц внешней стороной и более мелких частиц внутренней частью картриджа. Такие картриджные фильтры обычно являются одноразовыми, прибыльными и работают в диапазоне от 1 до 100 микрон. Но эти картриджи не дают 100%-ую очистку воды, так как небольшое количество веществ внутри заявленного диапазона могут пройти в фильтрат.
  • Поверхностные фильтры – гофрированные (складчатые) картриджные фильтры. Складчатые картриджные фильтры при улавливании частиц дают 100%-ую очитку воды, используя в качестве загрузки плоские листы, мембраны, или специально обработанные нетканые материалы. Поверхность материала складывается для того, чтобы увеличить площадь рабочей поверхности. Складчатые картриджные фильтры хорошо работают по сверхтонким частицам и/или бактериям в диапазоне 0.1 - 1.0 микрон. Новейшие картриджи также могут работать в ультрафильтрационном диапазоне: 0.005 – 0.15 микрон.
  • Ультрафильтрационные картриджные фильтры. POU ультрафильтрационные картриджи используются для удаления из ультрачистой воды пирогенов и макромолекулярных веществ. Они имеют спиралеобразную конфигурацию. Это позволяет режиму перекрестного потока сохранять слой чистым.
  • Ионообменные системы

    Ионообменная система имеет резервуар с мелкозернистой синтетической смолой. Зерна смолы селективно сорбируют или анионы, или катионы или обмениваются ими. Ионообменный процесс будет идти до тех пор, пока все активные центры не заполнятся, после чего смола истощит свою емкость и её будет необходимо регенерировать соответствующими химическими веществами.

    Очистка от органики

    Органопоглотители, или скавенджеры – это сильноосновные анионообменные смолы, регенерирующиеся раствором хлорида натрия. Так как большая часть органических соединений имеет небольшой отрицательный заряд, то она будет сорбироваться на анионообменной смоле. Задержанная органика удаляется в процессе регенерации солевым раствором после исчерпания емкости смолы.

    Дистилляция

    Дистилляция - это сбор сконденсированного пара, образующегося при кипячении воды. Большая часть загрязнений не испаряется, и, следовательно, не попадает в конденсат (более правильное название дистиллят).
    С помощью дистилляции можно удалять и органические, и неорганические загрязнения, включая биологические загрязнения и пирогены. При правильном проведении процесса дистилляции удаляются примеси до остаточных концентраций 10 частичек на триллион (10-12). Получается вода высокой чистоты.
    Для того чтобы гарантировать необходимую степень чистоты и избежать загрязнения очищенной воды, необходимо тщательно контролировать температуру. С помощью этого метода очень трудно удалять летучие органические соединения, которые имеют точку кипения, близкую к точке кипения воды. Так как она (органика) может улетучиваться вместе с парами воды.

    Электродиализ

    В электродиализе (ЭД) и обратном электродиализе (ЭДО) применяются специальные мембраны, которые являются полупроницаемыми на основе заряда иона. В этом методе, для снижения содержания ионов в воде, используется электрический ток. Две плоские листовые мембраны, одна пропускает анионы, другая – катионы, соединены так, что между ними оставлен проход для потока воды. Для того, чтобы большинство ионов прошли через мембраны, с каждой стороны размещены катод и анод. Недавние исследования увеличили эффективность ЭД – периодически изменяя полярность электродов. Это метод называется обратный электродиализ ЭДО.
    Мембранные системы с тангенциальным направлением потоков
    Отфильтрованный поток называется «пермеат», потому что он прошел через мембрану. Второй поток называется «концентрат», он содержит концентрированные загрязнения, не прошедшие через мембрану. Так как входящий поток и концентрат параллельны друг другу вместо того, чтобы быть перпендикулярными, процесс называется «поперечный» или «тангенциальный» поток. В зависимости от размера пор мембраны, фильтры с поперечным направлением потоков эффективно работают в области обратного осмоса, нанофильтрации, ультрафильтрации и реже микрофильтрации.
    Мембранная фильтрация с поперечным направлением потоков работает дольше обычной.

    Комплексная водоподготовка при автономном водоснабжении

    Современная система водоснабжения коттеджа представляет собой сложный комплекс устройств. Необходимыми составляющими такой системы являются не только насос, реле давления, манометр, гидроаккумулятор, обратный клапан и прочие необходимые для подачи воды приборы, но и комплексная подобранная под состав воды система очистки.

    Иногда скважины бурят с нарушением технологии и не представляют потребителю данные химического анализа и дебет скважины (количества воды, которое можно выкачать из нее за единицу времени). А эти данные являются необходимым условием первого этапа создания схемы водоподготовки при автономном водоснабжении. Появление спроса на чистую воду в доме сделало системы очистки воды обычным рыночным товаром, началась конкурентная борьба за уровни их продаж. Образовался настойчивый поток рекламной информации, которая необходима для продажи систем очистки. Но в рекламно-информационных материалах не всегда делается акцент на качественную составляющую процесса и его необходимость. В специальных изданиях и средствах массовой информации говорится о многочисленных загрязнениях, содержащихся в питьевой воде, делающих ее опасной для здоровья человека. Очевидна необходимость применения устройств для очистки вод от вредных примесей. Но производство и продажа таких устройств является предметом бизнеса, и это ограничивает потребителя в правильности и объективности выбора. Обычно потребитель реально не представляет соответствия функций прибора поставленным задачам. Очень трудно разобраться в большом количестве существующих в настоящее время приборов для очистки воды (как отечественных, так и зарубежных). Все они сильно отличаются друг от друга не только по принципу работы и технологии, но и по ценам. Для того, чтобы определиться с линейкой необходимых приборов очистки воды в системе автономного водоснабжения необходимо иметь правильные данные о качестве воды используемого источника и характеристики возможных очистных систем. Многие компании предлагают комплексное обслуживание, включающее химический анализ воды, подбор и поставку требуемого оборудования. Качество очистки воды очень сложно оценить. Отличия во вкусе воды до и после всех фильтров системы очистки еще не говорит о том, что очищенная вода достаточно чиста и, следовательно, вам правильно рекомендовали систему очистки. В США порядок приобретения фильтрационной системы или установки начинается с того, что необходимо отобрать порцию воды для анализа и отправить ее на независимую экспертизу. Независимой экспертизой является государственная экспертиза (соответствует СЭС), не заинтересованная в продаже какого-либо очистного оборудования. Такая экспертиза должна выдать полный анализ воды и рекомендации, показывающие какой тип технологии очистки может быть применен для проанализированной воды, а затем можно обратиться в любую фирму, занимающуюся продажей водоочистителей (а лучше сразу в несколько), которые порекомендуют конкретные установки, обеспечивающие рекомендованную экспертизой технологию. Из нескольких рекомендованных установок покупатель выбирает ту, которая ему больше нравится по тем или иным критериям, в том числе по стоимости. После того как выбор сделан, фирма-продавец производит монтаж выбранной установки. Отбирается еще одна проба воды и направляется опять на независимую экспертизу. И если химический анализ воды из-за нарушения технологии очистки не будет соответствовать тому, который был рекомендован после первичного анализа, фирме-продавцу не только придется вернуть покупателю деньги, но и возместить моральный ущерб. Вариант, когда одни и те же специалисты делают анализ и рекомендуют установку работает чаще всего в России. Крупные зарубежные производители стараются расширить рынок сбыта своего оборудования — в России появляются фирмы-представительства и фирмы-дилеры, осуществляющие продажу оборудования. Главной задачей таких фирм является осуществление оптовых продаж. Среди фирм, работающих на отечественном рынке, немало групп, пытающихся наладить производство систем, работающих по «авторской» технологии организаторов фирм, в основном — специалистов по очистке воды. Такие технологии основаны на классических, известных методах по очистке воды, но часто содержат оригинальные инженерные решения. Есть определенный перебор в рекламировании сверхвозможностей фильтров, но для специалиста, работающего с какой-либо водоочистной технологией, важны не просто показатели качества очищенной воды, а технические параметры работы систем — время работы, в течение которого система производит воду с требуемым качеством, прогноз времени выхода системы из строя, возможность ее регенерации и т.д. Проблема разработки компактных очистных систем сложна. В отличие от крупных водоочистных станций, где существуют склады реагентов и бригады обслуживающего персонала, домашние установки должны иметь малые габариты и работать в автоматическом режиме, а также иметь невысокую стоимость и минимальные эксплуатационные затраты. Индивидуальное жилище — это сложный объект внедрения водоочистной технологии, где любая система подвергается самой серьезной проверке на надежность и эффективность. Частный заказчик должен следовать во взаимоотношении с подрядчиками таким критериям как «надежность», «гарантийные обязательства», «сервис» и «ответственность». Можно отметить, что прорыва в разработке очистных технологий нет, а известные технические решения имеют как преимущества, так и недостатки. Любая вода характеризуется биологическими, органическими и химическими показателями. Во многих случаях используется вода из артезианских скважин, которая характеризуется, как правило, повышенным содержанием ионов жесткости и растворенного железа. В этой ситуации улучшение органолептических свойств воды представляет собой сложную техническую задачу. Но современную экологическую проблему создали не эти примеси, 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. 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 и кроме повышенного содержания растворенного железа и ионов жесткости часто содержат повышенные концентрации 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. 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. Эффективность и надежность работы любой системы очистки воды зависит от ее своевременного обслуживания. Общая сумма затрат, стоимость сервисных услуг, запчастей и реагентов будут являться главными критериями при выборе фирмы-поставщика.
    При подборе системы водоподготовки для конечного потребителя главными должны быть следующие вопросы:

    Точка зрения специалиста (группа компаний "Маэстро")

    Проблемы очистки воды для городской квартиры и для загородного дома различны. В первом случае муниципальные службы уже выполнили большую часть работы по доведению качества воды до уровня, соответствующего требованиям СанПиН 2.1.4.599-96. Решение доочистки водопроводной воды в городской квартире технически достаточно просто и легко осуществимо. Труднее реализовывать на практике проект комплексного водообеспечения загородного дома. Первая задача хозяина коттеджа — подвести воду к своему участку. Если участок может быть обеспечен водой путем подключения к уже действующему водопроводу, то можно переходить к решению задачи очистки. Если нет, то следует решить, каким способом необходимо добывать драгоценную влагу. Колодец не годится из-за низкой производительности и сомнительного качества колодезной воды, которая по сути представляет собой грунтовые воды с глубины от 1 до 20 м, пополняемые сезонными осадками. Вода из колодца не может обеспечить требуемый «городской» уровень комфорта. Вода из артезианской скважины поступает с известняковых водоносных горизонтов с глубины 30–200 м. Производительность такой скважины может составлять несколько тысяч литров в час. Вода сначала может казаться прозрачной, но при наличии в ней растворенного железа наблюдается эффект надрезанного яблока — железо на воздухе окисляется и выпадает в осадок. Бурение индивидуальной артезианской скважины стоит дорого. При объединении нескольких хозяев можно осуществить роторное бурение и эксплуатацию такой скважины по приемлемым для каждого участника ценам. Большинство застройщиков в московском регионе принимают решение о бурении сравнительно неглубокой скважины глубиной несколько десятков метров на воду с песчаных горизонтов. Для этого используется метод шнекового бурения, более дешевого, чем роторное. В каждом регионе выбор типа скважины зависит от местных условий. В любом случае бесперебойная подача воды зависит не только от свойств самого водоносного горизонта, но и от надежности используемого оборудования, от точного выполнения технологии бурения. Следующей задачей водоснабжения является очистка поступающей из скважины воды. В первую очередь следует выполнить анализ химического и бактериологического состава воды в специальной лаборатории. Вода может иметь разную степень жесткости, содержать нерастворимые механические примеси, взвесь, растворенные железо, марганец, иметь неприятный запах, цветность, мутность, в ней могут находиться опасные бактерии. Механические примеси, песок могут привести к засорению и более быстрому износу труб и сантехники. Содержащееся в воде растворенное железо и марганец портят вкус и цвет воды, загрязняют сантехнику и являются одной их причин коррозии. Жесткость воды определяется наличием в ней растворенных солей магния и калия, высокое содержание которых приводит к появлению накипи в трубах. Это может привести к порче посудомоечной и водонагревательной техники, стиральных машин, выходу из строя клапанов бытовой техники. Кроме того, жесткая вода отрицательно действует на кожу и волосы. Не существует единого фильтра, задерживающего все эти включения. Поэтому процесс очистки воды является многоступенчатым. Фильтры классифицируются по своему применению и предназначены для решения следующих характерных проблем с водой: Фильтр грубой очистки справится с большим количеством крупных примесей. Осадочные фильтры бывают следующих типов: автоматические установки с фильтрующими средами, фильтры патронного типа со сменными картриджами, сетчатые самопромывные и др. Фильтры засыпного типа осветлят мутную воду и значительно увеличат ресурс работы последующих фильтров более тонкой очистки, а добавление небольшого количества серебросодержащего сорбента предохранит всю фильтрационную цепочку от заражения бактериями. По способу сохранения фильтрующих свойств фильтры можно разделить на промываемые, чья фильтрующая способность может быть восстановлена, и заменяемые после фильтрации заданного объема воды. В многоступенчатой системе картриджных фильтров удаляют не только крупные примеси, но и многие другие нежелательные вещества и микроорганизмы: накипь, хлор, ионы тяжелых металлов, соли, спорообразующие цисты и др. Наиболее важная и достаточно трудная задача — удаление растворенных в воде железа и марганца. В качестве сорбента для обезжелезивания воды используют природные или синтетические цеолиты, содержащие оксид марганца, являющиеся катализатором окисления железа и марганца в более высокие валентные состояния. Окисленные частицы осаждаются на поверхности сорбента. Фильтрующие материалы подбираются в зависимости от физико-химических свойств воды. Metal Ease — природный материал с повышенной степенью окислительной активности, Birm — синтезированное вещество, хорошо работающее с аэрированной водой, Greensand — цеолит, покрытый окисью марганца, регенирируемый раствором KMnO4 («марганцовки»). При выборе сорбента надо учитывать, какой тип канализации действует в доме. В случае септика не рекомендуется выбирать сорбент на основе перманганата калия, т.к. сбрасываемая при промывке фильтра вода может погубить полезные бактерии системы канализации. Периодически необходимо проводить взрыхляющую промывку сорбента обратным током воды, а затем уплотнительную промывку прямым током. Кроме того, следует заранее рассчитать возможности канализационной системы принять большой объем воды (до 400–500 л) во время промывки фильтров. Высокая жесткость воды определяется присутствием в ней большого количества ионов кальция и магния. Местные различия по этому параметру весьма заметны. Например, вода в московском регионе довольно жесткая, в Санкт-Петербурге, наоборот, почти не содержит кальция и магния. Работа установки по умягчению воды основана на прохождении ее через колонки с ионообменной смолой (натрий-катионитом). Соли жесткости устраняются за счет обмена катионов кальция и магния на катионы натрия. Через определенное время эксплуатации фильтра производится регенерация свойств ионообменной смолы с помощью раствора поваренной соли. Работа установок полностью автоматизирована: один-два раза в месяц производится единственная ручная операция – добавление твердой поваренной соли в бак солерастворителя. Обязательно надо умягчать воду, поступающую в систему горячего водоснабжения, а также используемую для мытья посуды, стирки и приготовления пищи. Тем, кто часто бывал в горах хорошо известно, какой вкусный чай получается на воде из горных рек, которая почти не содержит солей жесткости. Для полива сада, работы фонтана или работы сливного бачка туалета воду умягчать нет необходимости. Существуют комбинированные фильтры для очистки воды. В них способность к умягчению воды сочетается с удалением растворенного железа, органических соединений, свинца и других тяжелых металлов. Использование макропористых анианитов в сочетании с сильнокислотными катионитами позволяет эффективно удалять трудно окисляемые комплексы «органического» железа. Подбор фильтрующих материалов производится специалистами индивидуально. Для улучшения органолептических показателей воды (вкуса, запаха, цвета), удаления хлора и вредных органических соединений используются угольные фильтры. Гранулированный активированный уголь за счет пористости обладает огромной активной поверхностью. Неизбирательная физическая сорбция угля происходит за счет необратимого захвата высоко- и низкомолекулярных соединений микропорами поверхности. Современные технологии производства активированных углей, импрегнированных серебром, позволяют значительно увеличить ресурс эффективной работы фильтров. Добавление небольшого количества серебросодержащего сорбента позволяет очистить воду от опасных бактерий. Лучшим сырьем для активированного угля является скорлупа кокоса. Из нее получается уголь с высокими адсорбирующими свойствами. Очень эффективны установки для обеззараживания воды, основанные на облучении ультрафиолетовым излучением с длиной волны 253,7 мкм. При этом не используются какие-либо химические реагенты, вкус воды не изменяется. Довольно часто, особенно на глинистых и песчаных почвах, вода бывает мутной. Для приведения ее к норме используются осветлительные фильтры. В качестве фильтрующих материалов в таких аппаратах применяется сорбент Filter Ease. Данный материал позволяет эффективно очищать воду от окисленного железа, ила, взвеси и устраняет мутность. Отдельную группу фильтров для тонкой доочистки небольшого количества воды, предназначенной для питья и приготовления пищи, составляют системы обратного осмоса. Они содержат полупроницаемую мембрану, задерживающую до 98–99% примесей и пропускающую молекулы воды. Не существует фильтров, за которыми не требуется контроль и профилактический уход. Ресурс фильтров зависит не только от качества воды, но и от правильного ухода за его состоянием. Приведем пример комплектации системы водоподготовки и очистки на примере коттеджа среднего размера (жилая площадь — 250 кв.м), в котором постоянно проживает семья из 4 человек. В доме 2 туалета, душ и ванная комната, открытый бассейн площадью 20 кв. м. Участок имеет площадь 20 соток. Летом требуется полив газона и цветника. Средний расход воды составляет 0,5 куб.м на человека в час, следовательно, производительность фильтрующей цепочки должна быть около 2 куб.м/час. Месторасположение объекта: Истринский район Московской области. Исходя из протокола исследования качества питьевой воды, можно предложить установить следующее фильтровальное оборудование для получения воды, соответствующей требованиям ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» и СанПиН 2.1.4.559-96. Производительность: 1,5–2,0 куб.м/час. Фильтр-осветлитель для удаления взвеси и устранения мутности. В качестве фильтрующего материала применяется сорбент FilterEase (модель FFA 100 Safe Water Technology, США). Фильтр-обезжелезиватель (модель GFA 941-20, США) с сорбентом Green Sand с автоматической регенерацией раствором перманганата калия, для удаления 10-кратного превышения количества железа и марганца. Фильтр работает в автоматическом режиме по заданной программе. Для заданной производительности необходим размер минерального бака не менее 13х54 дюйма. Ресурс работы сорбента — до 4 лет, после чего его требуется его заменить. Фильтр-умягчитель (модель WSC 941-10 , США). Представленный выше анализ показывает соответствие жесткости воды принятым в России нормам. Однако, рекомендуем снизить жесткость до комфортной величины 1,5–2,5 мг?экв/л. Это позволит увеличить срок службы бытовых водонагревательных приборов и системы отопления. Более мягкая вода приятнее и полезнее для волос и кожи. В предложенных умягчителях используется ионообменная смола с высокими обменными характеристиками и механической прочностью. Срок службы смолы — не менее 5 лет, после чего производится досыпка или замена смолы. Давление воды, необходимое для работы фильтра — 2,8 бар. Постфильтр (модели: F-74, F-76 Honeywell, Германия). Фильтр с байпасом размером пор 100 мкм после фильтрационной установки в любом из предложенных вариантов предотвратит попадание в чистую воду частичек сорбента. Для улучшения вкуса питьевой воды под мойку в кухне можно поставить бытовой фильтр тонкой очистки. Модели: 310 UF, RO 301 (США). Водоподготовка и водоочистка — дело недешевое. Стоимость бурения и обустройства скважины может составлять от $ 3500 до $ 5000, стоимость современной системы фильтрации — от $2500 до $ 4500. Правильно подобрать оборудование вам помогут опытные специалисты из надежных, давно работающих в этой сфере фирм. Такие фирмы, располагая современной лабораторной и технической базой, способны решить самые сложные задачи — от бурения скважин на воду, подбора и монтажа насосного оборудования и анализа воды до индивидуальной комплектации и монтажа оборудования по очистке воды. Производится гарантийное и постгарантийное обслуживание, при необходимости — ремонт и модернизация действующего оборудования. В результате оптимального подбора всего комплекса оборудования водоснабжения потребитель оказывается в несомненном выигрыше — пьет кристально чистую, вкусную и полезную воду, а все инженерные системы дома, требующие воды, работают надежно и не требуют дополнительных затрат.


    На Главную