Чистая вода |
|
1. В сети исходной воды требуется наличие давления 2,5-3,5 бар, для того чтобы обеспечить расход воды 2-3 м3/ч для взрыхления загрузки фильтров при их автоматической или ручной промывке. При отсутствии необходимого давления в сети на входе в фильтр устанавливается дополнительный насос. Как правило, давление 2,5-3,5 бар недостаточно для взрыхления, так как диаметры существующих в доме трубопроводов разводки (1/2 или 3/4 дюйма) не могут обеспечить требуемого пропуска воды.
2. Неэффективность промывок влечет за собой потерю загрузкой фильтра способности окислять и задерживать растворенное в воде железо. В результате приходится производить замену загрузки фильтра, что является трудоемкой и дорогостоящей операцией.
3. Частые промывки разрушают зерна загрузок (например, фильтр «BIRM»), вызывая забивание пор «пылью» (обломками частиц загрузки), что увеличивает сопротивление фильтрующего слоя.
4. Процедуры промывки (регенерации) фильтров занимают достаточно продолжительное время (0,5-1 ч) и требуют сброса значительного количества сточных вод в канализацию. 5. Система умягчения и обезжелезивания воды (GREENSAND) основана на дозировании реагентов (поваренная соль, перманганат калия), что требует не только материальных затрат, но и времени на поставку и приготовление растворов. Таким образом, становится понятным, что описанные выше системы не являются универсальными. Например, в фильтре «BIRM» процесс обезжелезивания может идти только при определенных соотношениях концентрации железа, щелочности и рН. Для каждого состава воды подбирается технологическая схема, включающая дополнительные узлы: дозаторы, хлораторы, озонаторы, эжекторы, что значительно влияет на стоимость установок.
После того как мы разобрались с недостатками картриджных систем, мы вернемся к системе обратного осмоса. Установки мембранной очистки воды, работающие по принципу обратного осмоса отличаются универсальностью: удаляют из воды одновременно в одну ступень большинство различных загрязнений (железо, ионы жесткости, фториды, органические загрязнения). Правда, при эксплуатации в быту таких установок возникают свои технические трудности. Дело в том, что технология водоподготовки с использованием мембранных установок должна включать несколько дополнительных операций:
Кроме перечисленных технических трудностей существуют и субъективные причины, препятствующие использованию мембранных установок в жилых домах, которые основаны на устаревших взглядах и предубеждениях в результате неудачного опыта применении зарубежных и отечественных установок в практике водоподготовки. К субъективным трудностям можно отнести и то, что традиционно считается, что обратноосмотические установки производят «дистиллят», т. е. воду с очень низким солесодержанием, в то время как современные требования к качеству очищенной воды подразумевают необходимое присутствие в питьевой воде ионов солей: кальция, магния, хлоридов, фторидов. Главным же недостатком мембранных установок является наличие "концентрата" - сбрасываемого в канализацию потока, "обогащенного" примесями, задержанными мембранным фильтром. Наличие этого сбросного потока увеличивает общее потребление воды в доме. Для водоснабжения коттеджей и других малых объектов лабораторией опреснения и обессоливания ГНЦ РФ НИИ ВОДГЕО сравнительно недавно была разработана технологическая схема установок, использующих принцип обратного осмоса. Эти установки прошли успешную апробацию на многочисленных объектах Московской обл. и ряда городов РФ. Успешная эксплуатация установок, относительно невысокие стоимость и эксплуатационные затраты позволяют использовать их для водоснабжения коттеджей, детских садов, домов отдыха, гостиниц. В этих современных установках концентрата составляет 30-50% количества очищенной воды. Поэтому общее количество потребляемой воды увеличивается также всего на 30-50 % по сравнению с количеством используемой для хозяйственно-бытовых целей очищенной воды. Использованные в созданных установках современные нанофильтрационные мембраны позволяют снижать содержание одновалентных ионов (Cl, F, Na) на 40-70 %, а двухвалентных (Са, Mg, SО4) - на 70-90 %. Таким образом, солесодержание очищенной воды по сравнению с исходной уменьшается после обработки на мембранных установках всего в 2-3 раза. Таким образом, можно уверенно утверждать, что эти установки производят далеко не «дистиллят» и все необходимые организму соли содержаться в них в достаточном количестве. Проблема дозирования ингибитора в исходную воду перед мембранными фильтрами, о которой мы упоминали здесь, так же решена. В новых разработках на входе в установку применяют специальные ингибиторные патроны, в которых ингибитор содержится в виде твердой пористой массы, растворяющейся по мере прохождения исходной воды через патрон. Это упрощает обслуживание установки, сводя дозирование ингибитора к замене патронных фильтров на входе в установку.
Технологическая схема установок представлена на рис. 1.
Рис. 1. Схема водоснабжения коттеджа:
1 - скважинный насос; 2 - напорный бак накопитель исходной воды; 3 - отвод воды на очистку из водопровода; 4 - мембранная водоочистная установка; 5 - напорные баки-накопители очищенной воды; 6 - бактерицидная ультрафиолетовая лампа; 7 - подача очищенной воды в водопровод; 8 - перекрывающая задвижка на водопроводе; 9 - подача воды потребителям; 10 - сброс концентрата; 11 - канализация.
Исходная вода, поступающая в дом, подается на мембранную установку, на входе в которую установлен патронный фильтр с размером пор 50 мкм для задержания крупных частиц. Перед входом в насос высокого давления расположен ингибиторный патрон-дозатор для подачи ингибитора в исходную воду. В установках используются насосы высокого давления роторного типа, имеющие очень малые размеры и невысокую стоимость, что обеспечивает простоту их демонтажа и замены при сервисном обслуживании. Обычно водопотребление одного коттеджа в среднем не превышает 4-5 м3/сут., поэтому наиболее удобными оказались установки, в которых применяются два мембранных элемента длиной 1000 мм, диаметром 100 мм, производительностью 250-300 л/ч каждый (производительность мембранных фильтров дана для температуры подземной воды 6-8°С и рабочего давления в установке 12-14 бар). В таких установках производительностью 600 л/ч используются роторные насосы с подачей 850-900 л/ч, что обеспечивает сброс концентрата на уровне 300 л/ч.
Рис. 2. Гидравлическая схема установки ВПСМ-0,3-15 с напорным баком:
1 - фильтр пред-очистки (50 мкм), совмещенный с фосфатным патроном;
2 - дополнительный патронный фильтр; 3 - манометр; 4 - магнитный клапан исходной воды; 5 - насос высокого давления; 6-обратноосмотический или нанофильтрационный мембранный рулонный модуль; 7 - регулирующий вентиль; 8 - ротаметр на исходной воде; 9 - ротаметр на фильтрате; 10 - манометр на исходной воде; 11 - манометр на фильтрате; 12 - кондуктометрическая ячейка; 13 - монитор качества очищенной воды; 14 - реле давления исходной воды: 15 - реле давления очищенной воды (в баке и водопроводе); 16 - магнитный клапан сброса давления; 17 - регулировочный вентиль байпаса; 18 - обратный клапан; 19 - бактерицидная УФ-лампа в корпусе; 20 - напорный бак очищенной воды; 21 - шаровой кран. Очищенная вода подается в напорные пневмобаки-накопители мембранного типа, соединенные с линией внутреннего водопровода (рис.2). Объем накопителей подбирается исходя из суточной неравномерности водопотребления в доме и наличия в нем устройств потребляющих большие количества воды: посудомоечных машин, ванн - джакуззи, бассейнов и т.п. Для коттеджей с умеренным водопотреблением и максимальным суточным расходом не более 1 м3/ч оказывается достаточным использование пневмобаков емкостью 300 л. Мембранные установки управляются двумя реле давления. Реле высокого давления, установленное на фильтрате, включает установку при достижении в пневмобаках заданного максимального давления при отсутствии водоразбора (4-5 бар) и выключает установку при падении давления в пневмобаках до заданного минимального давления (обычно 1,5-2 бар). Реле низкого давления, установленное на “исходной” воде, выключает установку при отсутствии давления воды в водопроводе и включает установку при достижении в водопроводе “исходной” воды требуемого давления (обычно 2-3 бар). Если “исходная” вода подается в установку прямо из скважины, то перед мембранной системой располагают дополнительный пневмобак, оборудованный реле давления для включения и отключения скважинного насоса. Описанная водоочистная установка оказалась надежной в работе на ряде объектов в Московской области на жестких подземных водах с высоким содержанием железа. При использовании ингибиторных патронов промежуток между необходимыми технологическими промывками (регенерациями) мембран составляет 500-600 ч непрерывной работы, т. е. после получения 250-300 м3 чистой воды. Ингибиторные патроны подбираются таким образом, чтобы обеспечить расход “исходной” воды не менее 300-400 м. Сервисное обслуживание установок сводится к регулярной замене (2-3 раза в год) ингибирующих патронов и мембранных фильтров специальной бригадой. Регенерация заросших осадками мембранных фильтрующих элементов производится централизованно в лабораторных условиях, после чего элементы снова используются. Прямо скажем, что именно умение обеспечить сервисное обслуживание, и позволило внедрить эффективную технологию фильтрации. Ну а это всегда было «визитной карточкой и лучшей рекламой любой фирмы».
Мембранные системы очистки воды для коттеджей и малых объектов водоснабжения.
Технические характеристики:
Отличительные особенности:
Установки дополнительно комплектуются баками - накопителями, сетевыми насосами, бактерицидными ультрафиолетовыми лампами, системами автоматики и КИП. Как вы уже поняли по приведенным фотографиям и трехмерным изображениям в настоящее время налажен выпуск не только установок, которые смогут обеспечить снабжение "чистой" водой отдельного коттеджа, но и целого коттеджного поселка. В принципе может быть решен и вопрос об организации снабжения "чистой" водой и более крупных объектов. Конечно же, после всего того, что Вы теперь узнали, у Вас появился вопрос о цене. Скажем честно, что рассмотренная в сегодняшнем обзоре отечественная мембранная система очистки воды обойдется покупателю значительно дешевле импортной. Дешевле она потому, что значительно проще, чем импортные, т.к. из всех картриджных фильтров (см. описание импортных установок, приведенное выше) в ней оставлен только фильтр предварительной очистки (противоосадочный). А все остальные успешно заменяет сама мембрана. За счет этого, кстати, значительно снижены затраты на эксплуатацию. Стоимость работ "под ключ" составляет ~ 4,5 тыс. дол. И это не предел. В дальнейшем, по мере перехода на комплектующие отечественного производства, планируется снижать стоимость установок.
Советы специалиста
Водоочистные установки, основанные на системе обратного осмоса, технически сложны, и ни одно из Российских предприятий не бралось за их производство. Почему же Вы взялись?
Водоочисткой в нашей стране всегда занималось государство и его структурные подразделения, – водоочистные станции. Частник об этих проблемах никогда не задумывался. С наступлением «эры капитализма» эти станции оказались на минимальном финансировании или совсем без него.
Сознание людей быстро стало трансформироваться в соответствии с основным принципом капитализма – «каждый сам за себя». Вопрос водоочистки теперь каждый стал решать для себя индивидуально. С усилением коттеджного строительства этот вопрос еще более обострился – если уж в относительно крупных населенных пунктах нет возможности решить проблему водоочистки, то кто же будет решать эту проблему в небольших коттеджных поселках, кроме самих владельцев коттеджей. Вот и занимаются они этим каждый на свой страх и риск.
Конечно же, институт водгео, как основной отраслевой институт, не мог спокойно смотреть со стороны как проблемы водоочистки пытаются решить, например предприятия оборонной промышленности в рамках конверсии и т.п. Проблемой мембранной очистки институт занимался уже давно и накопил в этом вопросе достаточно большой опыт. Но еще 10 лет назад установка обратного осмоса была весьма тяжеловесной, она выполнялась из нержавеющей толстостенной стали т.к. работала при давлении 50 атм. и естественно ни о каком бытовом применении тогда и речи идти не могло.
За несколько лет техника как отечественная, так и зарубежная так шагнула вперед, что это можно приравнять к эволюционному скачку. Как сами мембраны, так и технология очистки воды, основанная на их применении настолько удешевились, что не вернуться к вопросу об их бытовом применении стало просто грешно.
Ведь сейчас установка, работающая при давлении 5 атм. стала намного компактнее и даже ажурнее. Институт внес свой вклад в развитие технологии мембранной очистки, и за создание представленной в сегодняшнем обзоре установки группа разработчиков получила Государственную премию.
О том, как создавалось производство очистных установок рассказывать не стоит, но к данному моменту оно уже успешно функционирует. Поскольку взвалить все проблемы, возникающие при эксплуатации мембранных водоочистных установок нельзя переложить на плечи потребителя (это процесс достаточно сложный), то параллельно с налаживанием производства отлаживалась сервисная сеть, которая взяла на себя обслуживание выпускаемых установок.
Таким путем обычно идет любое производство в цивилизованных странах – просто это единственное оптимальное решение. Мы не стали изобретать, как это сейчас принято «свой Российский путь», пошли по дороге, которой «идут все порядочные люди». В результате удалось создать и производство, и сервис. И мы думаем, что наши покупатели на нас за это не в обиде.
И все-таки, почему же именно системы обратного осмоса?
В Америке капитализм, как известно, развился значительно раньше, чем у нас, видимо, поэтому и проблемы связанные с бытовыми фильтрами американцы прошли значительно раньше, чем мы. Таблица, приведенная в обзоре, взята из научно-популярной книги, выпущенной в Америке сравнительно недавно. В этой книге обобщается накопленный опыт использования различных бытовых фильтров.
Призвана она, в первую очередь, предостеречь покупателя от возможных ошибок при выборе той или иной системы фильтрации. Из данных таблицы отчетливо видны преимущества системы обратного осмоса, и, следовательно, двигаться в развитии стоит именно в этом направлении. Во всяком случае, Американцы двигаются именно так, и среди существующих современных или только еще разрабатываемых систем водоочистки Вам вряд ли удастся найти систему, в которой бы не был заложен принцип обратного осмоса. Думается, что и в этом вопросе искать «свой путь» нам ни к чему.Наш следующий вопрос не совсем по теме использования мембранных фильтров.
Как оценить правильность выбора водоочистного фильтра?
Думается, что этот вопрос волнует многих.Вода – это единственный продукт, качество очистки которого очень сложно оценить. Небольшая разница во вкусе воды до и после фильтра, которую Вы обычно чувствуете, еще не говорит о том, отфильтрованная вода достаточно чиста, и, следовательно, Вам правильно рекомендовали фильтр.
В Америке этот вопрос регламентируется определенными правилами. Если Вы усомнились в качестве воды и надумали приобрести фильтрационную систему или установку, то Вам необходимо сделать следующее:
- необходимо отобрать порцию воды для анализа и отправить её на «независимую» экспертизу. «Независимой» экспертизой является государственная экспертиза (соответствует нашей СЭС), не заинтересованная в продаже какого- либо очистного оборудования. «Независимая» экспертиза должна выдать полный анализ воды и рекомендации, – какой тип технологии очистки может быть применен для проанализированной воды.
Обратиться в любую фирму, занимающуюся продажей водоочистителей (а лучше сразу в несколько), которые порекомендуют конкретные установки, обеспечивающие рекомендованную «независимой» экспертизой технологию. (Еще раз обращаем внимание, что технологию очистки должен рекомендовать специалист, а не определять сам покупатель совместно с продавцом). Из нескольких рекомендованных установок (устройств) покупатель вправе выбрать 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 в «независимую» экспертизу. И если (не дай бог) 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 знаменитый «моральный ущерб».
В России пока это все далеко не так. Одни и те же люди Вам сделают анализ, и порекомендуют, какую выбрать установку, и смонтируют её, и проведут окончательный анализ. Жаловаться же на неправильные действия фирмы-продавца зачастую просто некому.
После всего сказанного можно только порекомендовать потенциальным покупателям водоочистных установок постараться при их выборе и покупке воплотить в жизнь изложенную «американскую» схему. Это должно застраховать их от «крупных промахов».
В. Ковалев при участии д.т.н. Первова А.Г.
|

