Чистая вода
Для владельца загородного дома вполне естественно желание пользоваться, кроме всех прочих благ, еще и по-настоящему чистой водой. Качество же воды в большинстве рек и водохранилищ Свердловской области всерьез беспокоит медиков. Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в главных водных артериях Среднего Урала превышены в десятки раз. Воды Исетского водохранилища загрязнены соединениями цинка, меди, марганца, железа. Этим же страдает река Пышма. Согласно статистике, в Свердловской области около трех миллионов человек обеспечивается водой из централизованных систем водоснабжения, которая не соответствует гигиеническим и санитарно-химическим требованиям. В тех случаях, когда вода берется из не централизованных источников, ее состояние также оставляет желать лучшего, а в 35% она еще и эпидемиологически опасна. В число территорий риска входит большая часть городов Среднего Урала, в том числе Екатеринбург, Нижний Тагил, Каменск-Уральский, Ревда, Серов, Первоуральск, Верхняя Пышма и Асбест.
Несмотря на то, что в последнее десятилетие тема очистки воды активно освещается в печати, вопросов меньше не становится. С развитием коттеджного строительства проблема чистой бытовой воды стала еще острее. Экологическая обстановка продолжает ухудшаться, что ведет к загрязнению даже глубоко залегающих водоносных слоев. В результате человеческой деятельности в воде растворено огромное количество токсичных веществ антропогенного характера: летучих галогеноводородов, гербицидов, пестицидов, нитратов, нитритов, ионов тяжелых металлов и радионуклидов. Так что вода из артезианских скважин уже перестала быть символом природной чистоты.
Все возрастающее число загородных коттеджей порождает собственные технологические проблемы. Слабым утешением может служить то, что подготовка хорошей питьевой воды является проблемой мирового масштаба. Во всех странах существуют собственные нормы качества воды. Выделяется шесть групп примесей в воде, а контролируемых показателей качества воды больше пятидесяти. Вопрос водоснабжения настолько серьезен, что в идеале должен решаться еще до приобретения участка. Сразу нужно выяснять гидрологическую обстановку местности, для этого можно обратиться даже в районный комитет по земельным ресурсам и землеустройству. По крайней мере, санитарно-токсикологическая и бактериологическая загрязненность воды должна быть вам известна заранее. Бороться с повышенным содержанием в воде железа, марганца, солей жесткости и даже органики можно, а вот неблагоприятные микробиологические показатели, выходящие за пределы нормативов, означают одно – от покупки здесь участка лучше отказаться. В любом случае анализ воды сделать необходимо, по его результатам можно будет подобрать оборудование для системы водоочистки.
Как правило, коттеджная система водоподготовки состоит из трех групп устройств разного назначения:
- оборудование для предварительной очистки воды от механических примесей на входе в дом или перед использованием в бытовой технике;
- устройства для коррекции химического состава воды (умягчители, обезжелезиватели, угольные и ионообменные фильтры для удаления солей тяжелых металлов);
- оборудование для получения питьевой воды, обеззараживающее и дочищающее воду до качества питьевой.
Механические примеси (песок, глина, ил и т.п.) разрушают бытовые приборы и сантехнику. Самый простой способ борьбы с этим – установка фильтра. Он может быть самопромывным, картриджным или осадочным. В самопромывных фильтрах вода проходит сквозь сетку из нержавеющей стали, причем в конструкции есть специальное устройство, с помощью которого сетка промывается, а осадок сбрасывается в дренаж. Промывка может производиться вручную или в автоматическом режиме. В последнем случае автомат открывает клапан и промывает фильтр в течение 15 секунд через запрограммированные интервалы времени. Кроме сетчатых применяются еще дисковые и пружинные фильтры. Кстати, есть разработки пружинных фильтров, с помощью которых удаляются не только механические примеси, но и нефтепродукты, например.
Картриджные фильтры представляют собой колбу с патроном (картриджем). Колбы могут иметь различные размеры: длину 5, 10 и 20 дюймов. Сам картридж выпускается в виде пластмассового каркаса, на который намотано полипропиленовое волокно, или изготавливается из монолитного полимера. Достоинством этих фильтров является высокая степень очистки. Вода очищается не только от крупных механических частиц, но и взвеси, мути. Недостатками являются невысокие показатели рабочей температуры (обычно не более 60 градусов), давления (не более 7 атм), и необходимость замены картриджей.
Бороться с примесями типа глины или ила можно с помощью осадочного фильтра. Он состоит из баллона и фильтрующей загрузки (песок, антрацит, гравий дренажного слоя). Такие фильтры почти всегда включаются в состав автоматизированной стационарной системы водоподготовки. Баллон фильтра называют "универсальным корпусом", так как он может использоваться практически в любой из степеней системы водоочистки. Все зависит от загрузки соответствующего состава. Изготавливают универсальные корпуса из пищевого полиэтилена, стеклопластика высокой прочности или нержавеющей стали. Баллоны способны работать под давлением до 9 атм и выдерживать гидравлический удар до 53 атм.
Для корректирования химического состава воды также применяются различные фильтры. Например, для обезжелезивания воды в универсальный корпус засыпают гранулы, имеющие свойства катализатора. Железо начинает интенсивно окисляться кислородом, содержащимся в воде, переходит в нерастворимое состояние и оседает на гранулах. При промывке обратным потоком осадок удаляется и сбрасывается в канализацию (дренажную систему).
Периодически фильтр останавливается на регенерацию. Чаще всего используются фильтрующие среды на основе диоксида марганца. При большом содержании в воде железа, аммиака, сероводорода растворенного кислорода не хватает для прохождения реакции, тогда применяют аэраторы, насыщающие воду воздухом. Каталитическое окисление имеет свои ограничения: не удаляется органическое железо, вода не должна быть кислотной, иначе требуется установка корректора кислотности.
Жесткость воды снижается специальными умягчителями. В них засыпается катионообменная смола, в результате чего происходит обмен ионов кальция и магния из воды на ионы натрия из смолы. После пропускания определенного количества жесткой воды катионообменная смола теряет свою поглощающую способность и требует восстановления. Процесс восстановления включает в себя растворение поваренной соли, впрыскивание раствора в баллон, регенерацию, обратную и прямую промывку и длится 2-3 часа. Такие смолы могут прослужить примерно 7 лет. Смолы с серебросодержащими катионами дополнительно обеззараживают воду. Существует достаточно большое разнообразие смол, что позволяет создавать фильтры комбинированные, т.е., одновременно выполняющие функции обезжелезивателя, умягчителя, а также частично очищающие воду от сульфатов, солей тяжелых металлов, нитратов, органики. Главное, правильный подбор смол – их виды, объем, чередование слоев.
С посторонними привкусами и запахами воды помогают справиться адсорбционные фильтры. Стационарные промывающиеся угольные фильтры представляют собой "универсальные корпуса", заполненные активированным углем. Чаще применяют гранулированный активированный уголь из скорлупы кокосовых орехов и уголь, импрегнированный серебром. Ресурс таких фильтров выше, чем у картриджных, но зато органические соединения, сорбирующиеся на угле, могут стать питательной средой для бактерий, которые тоже адсорбируются на его пористой поверхности. Поэтому примерно раз в год засыпку нужно менять.
Для обеззараживания воды от находящихся в ней бактерий и вирусов используют ультрафиолетовые стерилизаторы. Они устанавливаются недалеко от водоразборного крана, чтобы избежать повторного заражения воды. Пропускать через УФ-стерилизатор рекомендуется воду, предварительно очищенную. Ультрафиолетовые лучи, испускаемые ртутно-кварцевой лампой, вызывают изменения в ДНК всех микроорганизмов и препятствуют их жизнедеятельности и размножению. Особенно желательно применять УФ-обеззараживание, если в системе водоочистки используется угольный фильтр.
Для получения питьевой воды необходимо применение мембранных систем. Композитная полимерная мембрана является непреодолимым препятствием для большинства вредных для человека компонентов, находящихся в воде. Полупроницаемая полимерная пленка пропускает через свои мельчайшие поры только воду и частицы, соизмеримые с молекулами воды. Чтобы загрязнения не закупоривали поры мембраны, исходная вода течет вдоль ее поверхности с высокой скоростью, смывая все отфильтрованные загрязнения в канализацию. Для приготовления питьевой воды обычно используют малогабаритные установки небольшой производительности (2-5 л/ч). Зато качество очистки воды в них очень высокое. Чтобы не происходило нехватки воды, система снабжается баком-накопителем объемом до 10 литров. При его заполнении система автоматически отключается. Полная обратноосмотическая система подготовки питьевой воды включает в себя пять ступеней.
При постоянном проживании в загородном доме лучше, конечно, использовать автоматизированную стационарную систему водоподготовки. Она строится ступенями из "универсальных корпусов" и управляющего блока с клапанами переключения режимов работы фильтра. Количество необходимых ступеней подбирается, исходя из химического анализа воды. Обычно она включает в себя осадочный фильтр, обезжелезиватель, умягчитель и угольный фильтр. Установка осуществляется последовательно. Объем загрузки и размер "универсального корпуса" каждой ступени определяется содержанием соответствующей примеси в воде и расходом воды. Каждый фильтр имеет индивидуальный автоматический блок управления и свою программу действий. Работа системы контролируется по времени и расходу воды. Для осуществления контроля по времени основным элементом управления является таймер, он и дает необходимые команды промывным клапанам. Хозяину дома необходимо только выставлять режим промывки на любое удобное время и удобный день недели. В случае необходимости можно провести принудительную регенерацию. Во втором случае контроль осуществляет микро-процессор, соединенный с сенсор-турбиной, которая измеряет расход воды через фильтр. Так составляется график расхода воды по дням недели, периодически компьютер тестирует систему и назначает промывку фильтра. Благодаря этому оптимизируется расход воды и продлевается срок службы наполнителя фильтра. Блоки управления бывают различными, но чаще всего применяются электромеханические и электронные. Электронные блоки управления сохраняют установки даже в случае отключения электроэнергии на несколько дней, поэтому, в отличие от электромеханических практически не требуют внимания.
Вообще, необходимо заметить, что важнейшими условиями работы системы водоочистки являются круглосуточная плюсовая температура и наличие канализации. К тому же, сочетание автономной канализации и водоочистной системы требует решения множества вопросов. Они касаются слива отходов регенерации при использовании марганцовки; врезки в канализацию при размещении баллонов в подвале; кроме того, необходимости определенного входного давления воды и т.д., и т.п. Скорее всего, потребуется скважинный насос. В общем, комплектование и эксплуатация автоматических систем предполагает помощь по-настоящему квалифицированных специалистов. Совместно с ними решается задача выбора производительности оборудования, что влияет на стоимость всей системы.
Расчеты, которые производятся на основании данных о составе семьи, количестве сантехнических приборов в доме, привычном расходе воды, иногда выглядят завышенными. Но нельзя забывать о том, что при подборе системы учитывается пиковое водопотребление. Так определяется скорость фильтрации, превышение этой скорости ведет к тому, что возникнут проскоки солей жесткости и железа, вода перестанет очищаться. А ведь очистка воды и была нашей целью!
Итак, вывод таков. Для сохранения здоровья вашей семьи, для продления срока службы бытовых приборов и сантехнического оборудования, для экономии электроэнергии, наконец, уделите достаточное внимание очистке воды в вашем загородном доме!