"Золотая середина" в очистке воды

Руслан:
Везде пишут о том, что вода грязная и нужен фильтр для очистки воды, но фильтр убивает необходимые организму микроэлементы и делает воду мертвой подскажите пожалуйста "золотую середину" и чисто и полезно, какой фильтр выбрать?

Здравствуйте,

На рынке отечественных фильтров воды существует множество различных моделей фильтров очистки воды, которые различаются как по принципу действия, так и по конструктивным особенностях – размерам, габаритам и т.д.

На практике наиболее распространены три основных метода очистки воды: сорбционный и мембранный, мембранный и электрохимический. В первой категории фильтров элементом очистки является сорбирующий материал: активированный уголь, ионообменные смолы. Мембрана, установленная в фильтрах второго типа, играет роль молекулярного сита, которое пропускает лишь молекулы воды, а более крупные молекулы примесей выводятся в дренаж. В фильтрах третьего типа вода подвергается воздействию постоянным электрическим током , за счет чего на электродах происходят окислительно-восстановительные процессы, приводящие к последующему распаду примесей. Существуют фильтры сочетающие в себе все три вышеописанных способа.

По принципу действия фильтры подразделяются на фильтры периодического действия (кувшинные фильтры) и непрерывного действия (проточные фильтры). По конструкции эти фильтры очень разнообразны:

  • насадки на кран;
  • фильтрующие устройства, подсоединяемые к крану на время фильтрации воды;
  • фильтры, встраиваемые в водопровод.

Наибольшее распространенный тип сорбционных фильтров являются фильтры периодического действия - фильтры-кувшины. Они самые простые в бытовых условиях - воду наливают в воронку фильтра-кувшина, потом она под действием силы тяжести проходит через фильтрующий модуль и попадает в приемную емкость. Фильтры-кувшины не нужно устанавливать, они не требуют места под раковиной, дешево стоят и обеспечивают достаточно высокую степень очистки. Кроме того, такой фильтр можно использовать для хранения чистой воды. Несмотря на простоту, такие фильтры очень хорошо очищают воду: от хлора и фенола - на 95-99%, от хлороформа и токсичных металлов - на 80-90%. Основным недостатком фильтров-кувшинов является достаточно низкая скорость фильтрации. Чтобы наполнить водой, к примеру, чайник, надо подождать 3-5 мин.

Проточные фильтры делятся на три класса: насадки на кран; фильтры, подсоединяемые к крану во время фильтрации, и стационарные фильтры, встраиваемые в водопровод. Насадки на кран имеют небольшую скорость фильтрации (примерно стакан в минуту). Принцип их действия практически не отличается от фильтров периодического действия. Разница лишь в том, что из-за малых размеров в таких моделях невозможно установить несколько фильтрующих модулей последовательно, поэтому, как правило, применяется комбинированный картридж.

При электрохимической очистке вода подвергается воздействию электрического поля, в котором вредные примеси и органические вещества подвергаются окислительно-восстановительной деструкции, а ионы тяжелых металлов нейтрализуются и выводятся в слив вместе с небольшим количеством воды. Органические вещества практически полностью окисляются, уничтожаются микроорганизмы (обеззараживание на 99,9%) и удаляются ионы тяжелых металлов (на 70-78%) и нитраты (на 75-90%). При этом происходит ослабление водородных связей между молекулами воды, что придает воде биологическую активность.

Одни из самых сложных систем - это стационарные проточные фильтры. Их "врезают" непосредственно в водопровод и располагают чаще всего под мойкой. Стационарные фильтры могут быть оснащены сразу несколькими картриджами, имеют на выходе собственный кран, который находится рядом с обычным.

Большую популярность имеют стационарные фильтры, работающие по принципу обратного осмоса. В таких фильтрах имеется специальная мембрана, а движение воды через нее из более концентрированного раствора в направление менее концентрированного. В процессе обратного осмоса вода и растворенные в ней вещества разделяются на молекулярном уровне, при этом с одной стороны мембраны накапливается чистая вода, а все загрязнения остаются по другую ее сторону. В системах обратного осмоса бытового назначения давление входной воды на мембрану соответствует давлению воды в трубопроводе. Эффективность процесса обратного осмоса в отношении различных примесей и растворенных веществ зависит от ряда факторов: давление, температура, уровень рН, материал, из которого изготовлена мембрана, и химический состав входной воды, влияют на эффективность работы системы обратного осмоса. Степень очистки воды в таких фильтрах составляет по большинству неорганических элементов 85%-98%. Органические вещества с молекулярным весом более 100-200 удаляются полностью; а с меньшим - могут проникать через мембрану в незначительных количествах. Однако производители утверждают, что большой размер вирусов и бактерий практически исключает вероятность их проникновения через мембрану. В то же время, мембрана пропускает растворенные в воде кислород и другие газы, определяющие ее вкус. Получаемая таким образом вода близка к талой воде ледников - эталону экологической чистоты и безопасности для человека. Несмотря на свои достоинства, осмотические фильтры нравятся не всем, поскольку в ней практически отсутствуют микроэлементы и полезные вещества.

Учитывая состав водопроводной воды, которая зачастую содержит хлориды, фториды, сульфиды, сульфаты, металлы, хлор и хлорорганические соединения, а также промышленные загрязнения в виде хрома, никеля, ртути, свинца, мышьяка, меди, радионуклидов, большинство производителей предлагают фильтры многоступенчатой водоочистки. В процессе прохождения через такой фильтр на каждой ступени очистки вода теряет те или иные примеси.

1-ая ступень - это механическая очистка воды, в процессе которой удаляются инородные частицы, как песок, ил, ржавчина. Осуществляется она с помощью полимера полипропилена, в зависимости от размеров отверстий в котором удерживаются только примеси (микрофильтрация) или примеси и бактерии (ультрафильтрация).

2-ая ступень - удаление хлора, хлорорганики и запахов. Для этого используется принцип адсорбции, то есть поглощение частиц в порах какого-либо материала. Самым распространенным адсорбентом является природный фильтрант уголь, также используются синтетические волокна. Уголь не только очищает, поглощая остаточный хлор (в избытке встречающийся в водопроводной воде после прохождения очистки на станциях), органические соединения и споры бактерий, но и улучшает органолептические свойства питьевой воды - вкус, запах, цвет. В настоящее время для увеличения ресурса работы угольных фильтров многие производители применяют активированный уголь из скорлупы кокоса, адсорбционная способность которого в 4 раза выше, чем угля, получаемого традиционными методами. Чтобы предотвратить размножение бактерий внутри фильтра активированный уголь покрывают слоем серебра. Благодаря обеззараживающим свойствам серебра микроорганизмы, попавшие внутрь, теряют способность размножаться и развиваться. В некоторых фильтрах используется полимерное углеродное волокно аквален - смесь угля и синтетических материалов, которое обладает улучшенной фильтрующей способностью.

3-я ступень - умягчение воды и ее освобождение от тяжелых металлов - ионный обмен. Помимо всего вышесказанного, мягкая вода в несколько раз улучшает вкус чая, кофе и других напитков, а также более пригодна для умывания и применения в быту.

Кроме этого существую фильтры-умягчители, снижающие жёсткость воды и удаляющие излишек солей жесткости (соединения кальция, магния и других элементов) и фильтры-обезжелезиватели, удаляющие из воды железо и марганец. В качестве фильтрующей среды используются полимерные вещества, включающие в свой состав катализаторы реакции окисления. В ходе химической реакции растворённые в воде железо или марганец переходят в нерастворимую форму, выпадают в осадок и задерживаются в фильтрующей системе, затем вымываются при дальнейшей промывке фильтра.

Все эти вышеописанные фильтры широко представлены на рынке отечественных фильтров очистки воды. Следует подчеркнуть, однако, что идеального фильтра не существует. При выборе фильтра следует учитывать эффективность его работы, т. е. процент удаления из воды различных примесей, конструктивные особенности, цену и др. Но главное, необходимо знать исходный состав очищаемой воды и какие вредные примеси и в каком количестве она содержит.

Идеальный бытовой фильтр должен не просто очищать загрязненную водопроводную воду, он должен чистить воду с превышением ПДК (предельно-допустимой концентрации).

Идеальный бытовой фильтр не должен накапливать внутри себя загрязнения, присутствующие в воде. Он должен быть проточным – самопромывным, т. е., очищая загрязненную воду, фильтр должен отфильтровывать ее, пропуская через себя лишь очищенную воду (фильтрат), одновременно сбрасывая в дренаж загрязненную воду (концентрат) и при этом самопромываясь за счет сброса данного концентрата. Вредные вещества должны извлекаться из воды необратимо, т. е. не переходить обратно в раствор даже после окончания срока службы водоочистителя и при возможном в реальных условиях несоблюдении условий эксплуатации (повышенное давление, температура, скорость протекания). Очень важно, чтобы материалы водоочистителя препятствовали размножению в них микроорганизмов.

Идеальный бытовой фильтр должен иметь максимально возможный эксплуатационный ресурс и обладать максимально возможным сроком гарантии. Заявляемые параметры эксплуатации (ресурс) должны соответствовать размеру и конструкционным особенностям водоочистителя.

Производительность идеального бытового фильтра должна быть максимально высокой. Данный показатель определяет удобство пользования идеального бытового фильтра, т.е. при подаче воды на водоочистный прибор в течение нескольких минут мы должны получить достаточное для потребления количество фильтрата.

Идеальный бытовой фильтр должен очищать воду таким образом, чтобы на выходе из водоочистителя в ней не просто оставались все необходимые организму человека минеральные соли, а вода была полноценной для употребления, т.е. насыщенная фтором, йодом, кальцием, магнием, железом и т.д.

Идеальный бытовой фильтр должен быть достаточно компактным - иметь минимально возможные геометрические размеры. Как следствие для стационарных проточных фильтров - размещаться практически под любой кухонной мойкой.

Какие бывают фильтры для воды?

Для безошибочного выбора необходимо знать следующее - все присутствующие на нашем рынке фильтры можно разделить на пять категорий:

"Фильтры-насадки" — небольшие, изящные, блестящие (металлизированная пластмасса корпуса) устройства. Крепятся, как правило, к кухонному крану. Площадь фильтрующей поверхности — очень скромная, объем сорбента (чаще всего активированного угля) гомеопатический. Действие таких фильтров целиком основано на вере в то, что они должны очищать воду.

"Адсорбционные фильтры" — фильтрующий элемент содержит активированный уголь. По мере использования качество очистки падает. Требует регулярной замены фильтрующих элементов, что приводит к удорожанию стоимости фильтрованной воды. Если фильтрующий элемент вовремя не заменить, сам фильтр становится источником загрязнения.

"Ионно - обменные фильтры" — действие таких фильтров основано на реакции замещения нежелательных веществ (например избытка солей кальция) на менее вредные. Основной недостаток - быстрое истощение обменного буфера. Благодаря "подсаливанию", вода приобретает приятный на вкус, но не  рекомендуется для людей, склонных к отекам, гипертонии и болезням сердца.

"Мембранные фильтры" — действие мембранных фильтров основано на прохождении воды через "молекулярное сито" - микроканалы в материале мембраны. Диаметр микроканалов сравним с размерами молекул воды. В результате, примеси и молекулы имеющие больший размер, чем молекула воды, не проходят через мембрану. Имеет значение материал фильтроэлемента, его коррозиестойкость, способность образовать калиброванные поры, иные полезные свойства.
Степень очистки (практически для любых примесей) на мембранных фильтрах выше, чем для адсорбционных фильтров (например «Брита», «Барьер»).
 Наиболее экономичная и надежная в эксплуатации категория.

"Осмотические фильтры" — фильтры, использующие метод обратного осмоса, - наиболее совершенные на сегодняшний день !!!. Могут обеспечить любую степень очистки. Теперь высокая цена и эксплуатационные расходы уже не являются их недостатком. Имеют малую производительность, что компенсируется  использованием накопительной емкости.

Как правильно выбрать фильтр для воды?

 Выбирая фильтр мы рекомендуем ответить на следующие вопросы:

  • Какой способ (принцип) применен для очистки воды в данном фильтре?
  • Какова степень очистки различных видов загрязняющих веществ, присутствующих в питьевой воде?
  • Возможно ли эффективное применение данного фильтра в месте предполагаемой установки (имеется в виду особенности местного водоснабжения: химический состав воды, преобладающее в течение суток давление в трубопроводе и т.д.)?
  • Какова стоимость собственно изделий и сменных элементов?
  • Какова стоимость 1л очищенной питьевой соды (с учетом стоимости изделия, стоимости замененных в течение 3 лет  эксплуатации сменных элементов (если таковые имеются), количества потребляемой и качества подводимой в жилище воды (2,5 - 3 литра воды на 1 человека в сутки )) ?
  • Какие гарантии на изделия предлагаются фирмой?
  • Есть ли гарантия, что покупатель через год после покупки сможет приобрести (в случае необходимости) детали корпуса или другие детали и сменные элементы там, где изделие было приобретено?

Можно ли очистить воду отстаиванием и кипячением?

Ответ на вопрос, — возможна ли 100%-я очистка питьевой воды в домашних условиях? — отрицателен.

Так называемые "популярные" издания, предлагают один и тот же рецепт подготовки водопроводной воды для питья в домашних условиях: сначала воду надо отстоять, затем прокипятить. Более неприемлемого рецепта придумать нельзя, исходя из следующих соображений:

  • даже кратковременного контакта поверхности воды с частицами пыли, неизбежно находящимися в воздухе, достаточно, чтобы микроорганизмы, приносимые с пылью, оказались в воде и получили возможность размножаться. Через 24 часа отстоя вода становиться полностью непригодна к употреблению из за избытка микроорганизмов.
  • отстаивание воды на солнце сдерживает ее заражение, но под влиянием солнечных лучей в воде накапливаются свободные радикалы.
  • последующее кипячение воды бактериальную очистку не гарантирует,  т.к. часть микроорганизмов устойчива к воздействию температуры кипячения.
  • химический состав  воды после ее кипячения изменяется не лучшим образом, многие вещества (ртуть, кадмий, нитраты, хлорорганика и т.д.) не только сохраняются, но и увеличивают концентрацию за счет выпаривания воды и дополнительного реагирования с хлором органических молекул..

Хлорорганические соединения

Хлорорганические соединения относят к суперэкотоксикантам - чужеродным веществам, которые отличаются уникальной биологической активностью, распространяются в окружающей среде далеко за пределы своего первоначального местонахождения и уже на уровне микропримесей оказывают негативное воздействие на живые организмы.

К хлорорганическим соединениям относят полихлорированные диоксины, дибензофураны, бифенилы, а также хлорорганические пестициды.

Опасность этих веществ состоит не только и не столько в острой токсичности, сколько в кумулятивном действии и отдаленных последствиях, т.к. все они существенно изменяют внутриклеточный метаболизм и обладают мутагенной активностью, что в свою очередь однозначно приводит к образованию и росту различных опухолей в организме.

В воду хлорорганические соединения попадают:

  • из промышленных сточных вод.
  • из грунтовых вод как результат применения  химических удобрений.
  • образуются в системе водоснабжения в результате взаимодействия хлора с микробами, плесенью и другими органическими примесями..
  • образуются при кипячении неочищенной от органических примесей воды в присутствии хлора.

Токсичность металлов

Металлы и их соединения проникают в ткани организма в виде водного раствора. Проникающая способность очень высока: поражаются все внутренние органы и плод. Удаление из организма через кишечник, легкие и почки приводит к нарушению деятельности этих органов.

Накапливание в организме следующих элементов приводит к:

  • поражению почек — ртуть, свинец, медь.
  • поражению печени — цинк, кобальт, никель.
  • поражению капилляров — мышьяк, висмут, железо, марганец.
  • поражению сердечной мышцы — медь, свинец, цинк, кадмий, ртуть, таллий.
  • возникновению раковых заболеваний — кадмий, кобальт, никель, мышьяк, радиоактивные изотопы.

Мой совет простой – в некоторых случаях не нужно гнаться за дорогостоящими конструктивно сложными фильтрами, а можно выбрать хороший компактный фильтр, который будет очищать воду с достаточной эффективностью и производительностью.

К.х.н. О.В. Мосин

                 

  • Очищение водопроводной воды достаточно важно в наше время. В связи с этим рынок оборудования для очистки воды увеличивается с каждым годом и имеет достаточно положительные перспективы: goo.gl/In02Lx

    Гость (Alla)