Читать онлайн «Фильтры для очистки воды». Страница 12

Картриджи для обезжелезивания

Подземная вода, в которой содержится железо, прозрачна и чиста на вид. Однако даже при непродолжительном контакте с кислородом воздуха железо окисляется, придавая воде желтовато-бурую окраску. Уже при концентрациях железа выше 0,5 мг/л такая вода способна вызвать появление ржавых потеков на сантехнике и пятен на белье при стирке. При содержании железа выше 1 мг/л вода становится мутной, окрашивается в желто-бурый цвет, у нее ощущается характерный металлический привкус. Все это делает такую воду неприемлемой как для технического применения, так и для питья. Железо не позволяет нормально заварить чай или кофе, делать соки, компоты, квас, а при больших концентрациях – негативно влияет на здоровье. Высокие концентрации железа в воде вызывают аллергические реакции, могут привести к заболеваниям крови. Если железа больше 1 мг/л – желтеет кожа, волосы блекнут и теряют естественный цвет, седые и светлые пряди становятся рыже-коричневыми. При концентрации 10 мг/л волосы можно испортить за две-три недели, и никакие шампуни уже не помогут.

Стирка в «железистой» воде гибельна для белья – если концентрация железа больше 1,0 мг/л, белье желтеет. Добавка стиральных порошков, особенно отбеливателя, приводит к интенсивному образованию хлопьев железа уже при концентрации 0,3 мг/л. «Железистая» вода портит кафельную плитку, эмаль и фаянс сантехнических изделий. Желто-коричневые натеки на их глазурованной поверхности можно удалить только кислотосодержащими моющими средствами. Но кислота разрушает глазурь, которая является защитой для керамики. Как только она разрушается, железо проникает в поры керамики и эмали и откуда его уже никак не извлечь, а белизна ванн, раковин и унитазов навсегда утрачена.

В системе горячего водоснабжения проблемы, обусловленные повышенным содержанием железа, многократно возрастают. Уже при концентрации 0,5 мг/л идет интенсивное появление хлопьев, образующих рыхлый шлам, который забивает теплообменники, радиаторы, трубопроводы, сужает их проходное сечение. Шлам попадает в краны, смесители, приборы автоматики. При концентрации 1,5–3 мг/л шаровые краны и смесители выходят из строя, прослужив всего несколько месяцев. При высоких температурах шлам затвердевает в виде осадка на металлических поверхностях, что приводит к снижению теплоотдачи и коррозии.

Нерастворенное железо, присутствующее в воде в виде ржавчины или окалины, удаляется с помощью 5-микронных картриджей механической очистки. Для удаления растворенного железа необходимо сначала его окислить, а затем отфильтровать выпавший осадок гидроокиси.

При высоком содержании железа рекомендуется применять автоматические установки очистки воды от железа. Картриджи применяют для дач, домов сезонного проживания или при невысоком содержании железа. Конструктивно картридж для обезжелезивания аналогичен засыпным угольным картриджам или картриджам для умягчения воды. Наиболее часто применяется фильтрующий материал Birm. Средний срок службы фильтрующего элемента зависит от концентрации железа. Для увеличения срока службы перед фильтром обезжелезивания часто устанавливают фильтр с картриджем для удаления механических примесей.

Нитраты – это соли азотной кислоты. В воде эти соли легко распадаются на катионы металлов и отрицательно заряженные (анионы) нитрат-ионы NO3-. Специально разработанные для удаления нитратов нитратселективные (избирающие нитраты) анионообменные смолы обменивают ассоциированные на смолах анионы на нитрат-ионы, растворенные в воде.

Анионообменная смола – это длинная органическая молекула, на которую подвешены активные центры с положительным зарядом, защищенным слабо держащимся отрицательно заряженным анионом, чаще всего хлоридом. Вода проходит через смолу, нитраты заменяют хлориды и задерживаются на смоле. Хлориды попадают в воду вместо нитратов.

Что происходит, когда заканчиваются свободные активные центры с хлоридами? Нитраты перестают задерживаться, т. к. им не к чему прилипать. Главное, это не происходит сразу – количество активных центров снижается постепенно, по мере блокировки активных центров.

Точно так же возрастает степень загрязненности воды нитратами, которые не задерживаются, а проскакивают. Что делать, чтобы этого не происходило? Это зависит от того, как используется ионообменная смола. Если она используется в виде простого картриджа, то нужно чаще менять картридж. Если она используется в виде колонны – бака со смолой, то необходима частая регенерация смолы солью. Для удаления нитрат-ионов используются стандартные или селективные анионообменные смолы сильного основания (strong base anion – SBA), как правило, в Cl-форме. В качестве регенеранта используется раствор соли NaCl. При необходимости удаления нитратов из всей используемой в доме воды наилучшим выбором является ионообмен, а если необходима очистка только питьевой воды, лучшим решением является обратный осмос.

Нитраты попадают в воду через почву. Поэтому применение картриджа для очистки от них в проточном фильтре актуально при отсутствии центрального водоснабжения (особенно в местности, где занимаются сельским хозяйством).

Картриджи для деионизации воды изготавливаются с использованием специальной смеси ионообменных смол. Такие фильтрующие элементы применяются в качестве постфильтров в многоступенчатых системах очистки воды. Они минимизируют суммарное содержание органических веществ и суммарное содержание растворенных солей до допустимых значений.

Деионизация воды достигается путем ионного обмена на специальных ионообменных смолах. По типам удаляемых из воды ионов ионообменные смолы делятся на катионообменные и анионообменные. Если на сетках механических фильтров и в порах угля и синтетических волокон частицы попросту физически задерживаются, то при ионном обмене они как бы встраиваются в структуру фильтрующего вещества. Извлечение из воды положительно и отрицательно заряженных ионов металлов происходит за счет взаимодействия с противоположно заряженными активными центрами ионообменной смолы. К положительно заряженным – относятся ионы металлы, в том числе катионы кальция и магния, к отрицательно заряженным – кислотные остатки минеральных и органических кислот.

Картриджи для ионизации воды находят широкое применение для очистки воды, которая используется в фармацевтическом, косметическом и парфюмерном производстве, медицине, лабораториях, лазерных установках, парогенераторах и увлажнителях воздуха, распылителях воды, в энергетическом оборудовании и т. д.

Картриджи к фильтрам для горячей воды изготавливаются из материалов, учитывающих высокую температуру и свойства горячей воды.

Производительность фильтров для горячей воды различна и определяется их габаритами, проходным сечением, а также размерами ячейки фильтрующего элемента. Гидравлические потери в фильтре могут составлять от 0,1 до 0,5 бар. Это особенно важно учитывать при низком давлении в водопроводе.

Существует великое множество картриджей для горячей воды: сетчатых (нержавеющая сталь, нейлон или полипропилен), из вспененного или плетеного полипропилена, из нетканого полиэстера, гофрированных, намоточных и т. д.

В зависимости от установленных картриджей и температуры фильтруемой воды фильтр решает задачи очистки от механических взвесей, ржавчины, тяжелых металлов, органических соединений, остаточного хлора, сорбций, и других различных примесей.

Степень очистки картриджей, предназначенных для горячей воды, – в пределах от 1 до 100 мкм.

Важно помнить то, что картриджи, предназначенные для холодной воды, нельзя ставить для фильтрации горячей. А вот наоборот, как правило, можно. Поэтому, установив в квартире магистральные фильтры на холодную и горячую воду, иногда удобно использовать одни и те же типы сменных картриджей.

Большинство картриджей для горячей воды являются одноразовыми и не подлежат восстановлению по окончании своего ресурса. Служат такие картриджи в среднем порядка 3–6 месяцев, хотя этот показатель является индивидуальным и зависит от количества потребляемой воды.

Большинство картриджей для горячей воды пригодно для использования при температуре не выше 93–95 °С.

Существуют фильтрующие элементы для очистки горячей воды, которые содержат полифосфаты. Полифосфатные соли могут быть в виде кристаллов различных размеров, гранул, порошка, таблеток, либо в состоянии концентрированного раствора, требующего, однако, специального насоса-дозатора. Проходя через фильтрующий элемент, полифосфат постепенно растворяется в проходящей через картридж воде, добавляя в нее фосфаты и тем самым предотвращая образование накипи и ржавчины.