Пейте воду «из-под крана», или как доочистить воду в квартире

Вода в городском центральном водопроводе должна соответствовать требованиям санитарных норм и быть безопасной для человека. Однако это не означает, что воду «из-под крана» можно пить без дополнительной обработки. Доводить воду до высокого питьевого качества в задачи городских станций водоподготовки не входит, потому что затраты на такую обработку будут очень высокие, а большая часть этой воды пойдёт не в пищу, а на санитарно-бытовые нужды и в конечном счёте — в канализацию. Поэтому в квартиры обычно поступает вода, прошедшая минимальную необходимую подготовку, а её доочисткой жильцы могут заняться самостоятельно.

Состав воды в разных регионах и даже конкретных районах города может сильно различаться. Часть примесей поступает в воду непосредственно из первичного источника (а туда — из почвы, атмосферы, бытовых и промстоков и т. д.), что­то — в процессе транспортировки воды от станции водоподготовки до квартиры по старым и ржавым трубам и латунной арматуре. В итоге в водопроводной воде оказываются примеси самой разной природы — минеральные соли, тяжёлые металлы, токсичные и канцерогенные вещества, радиоактивные элементы, микроорганизмы, паразиты и т. д. Употребление внутрь такого «коктейля» чревато самыми разными последствиями, от кишечного расстройства до тяжёлых (и часто необратимых) поражений внутренних органов.

Ошибочно считать безвредной воду, вкус и прозрачность которой не вызывают подозрений. Заметить «невооружённым глазом» можно лишь некоторые нежелательные примеси, в том числе железо (хорошо видно и чувствуется на вкус), соединения хлора (по запаху) и некоторые другие компоненты (например, соли жёсткости — по характерному налёту). В большинстве же случаев вода на вид кажется безобидной и выявить опасные загрязнения в ней удаётся разве что с помощью лабораторного анализа. Конечно, нельзя утверждать, что любая водопроводная вода способна нанести вред, однако и относиться к её подготовке легкомысленно тоже не стоит. Тем более что все примеси отличаются как физическими и химическими свойствами, так и размерами, и требуют отдельного подхода к нейтрализации или устранению.

Магистральная вода

Часто жильцы квартир сосредоточены на фильтрации питьевой воды, но упускают из виду, что и магистральная вода, поступающая в смесители, душ, бытовую технику, тоже требует доочистки. Действительно, на первый взгляд кажется, что раз такую воду не употребляют в пищу, то её качество не так важно. Но подобный подход грозит неприятными последствиями, таким как неэффективная работа и преждевременный выход из строя бытовой техники, сантехники, а также физический дискомфорт после контакта с водой. Например, хлорированная вода в ванной и душе может быть причиной аллергии, особенно для детей. Так что сначала поговорим о том, как можно привести в порядок магистральную воду, поступающую в квартиру из городского водопровода.

Комбинированные сетчатые фильтры atoll FK06–1/2A и FK06–1/2AM не только очищают поступающую в квартиру воду от механических загрязнений размером свыше 100 мкм, но и за счёт встроенного редуктора защищают систему от повышения и перепадов давления воды в трубах

Грубая механическая очистка

Практически в любой схеме фильтрации первым звеном становится очистка воды от механических примесей. В центральном водопроводе таких загрязнений бывает предостаточно — тут и окалина, и частицы ржавчины, отслоившиеся от старых труб, и т. д. Чем они опасны? Твёрдые частицы снижают эффективность и уменьшают ресурс последующих фильтров в системе, а также могут повреждать внутренние элементы бытовой техники (например, забивать и царапать клапаны, что препятствует их нормальной работе), водопроводной арматуры, сантехники (керамические картриджи смесителей очень уязвимы для твёрдых частиц, и производители могут отказать в гарантии на изделие, если его эксплуатировали без предварительной механической очистки воды).

Механическая очистка в системе водоснабжения может быть реализована не в один этап, а в несколько. Обычно различают грубую и тонкую очистку. Фильтры грубой очистки устанавливают в начале системы, на входе водопровода в квартиру — ещё до счётчиков воды (их тоже нужно защищать от механических загрязнений). Сами фильтры бывают разной формы, степени очистки, отличаются возможностями промывки. Самые простые и недорогие модели — угловые (они же косые — с У‑образным корпусом) или прямые (устроены примерно так же, но камера с фильтрующим элементом расположена не под углом). Фильтрующий элемент — металлическая сетка. Преимущества таких фильтров — малые размеры, низкая стоимость. Недостатки — для очистки сетки придётся перекрывать воду и отвинчивать заглушку на корпусе фильтра, и делать это по правилам должен специалист. Кроме того, в таких фильтрах обычно используют сетку с ячейками от 300 до 700 микрон, в то время как многие сантехнические изделия и арматура требуют предварительной очистки от загрязнений размером от 100 микрон.

Промывной фильтр устроен иначе — он снабжён объёмной колбой, в которой размещена сетка, а внизу находится дренажное отверстие с запорным краном. Когда кран закрыт, вода проходит через сетку, однако стоит его открыть — и поток устремится наружу, смывая загрязнения с сетки. Это позволяет очищать фильтр, не перекрывая подачу воды в квартиру и не разбирая его корпус. Хотя некоторые частицы могут застревать в ячейках и при обычной промывке не вымываться, поэтому со временем сетку всё равно придётся чистить или менять. Существуют фильтры с обратной промывкой, в которых во время очистки поток воды движется не вдоль сетки с внешней стороны, а изнутри сетки — наружу. Такой тип промывки лучше очищает от застрявших частиц и существенно продлевает ресурс сетки. Но и фильтры этого типа дороже. Впрочем, обратную промывку можно реализовать с помощью обычного промывного фильтра — просто обвязав его по особой схеме с параллельным участком. Она позволит направить при промывке поток воды в противоположную сторону.

Тонкая механическая очистка

Фильтры первичной механической очистки задерживают только частицы относительно большого размера, которые представляют прямую угрозу для оборудования в системе водоснабжения. Однако мельчайшие взвеси, если они присутствуют в воде, свободно проходят через сетки или дисковые рабочие элементы фильтров и попадают дальше в систему. Обилие таких частиц тоже способно повредить бытовой технике. Для удаления подобных загрязнений применяют фильтры тонкой механической очистки. Фильтрующий элемент в таком изделии — картридж из вспененного или плетёного полипропилена, намотанной нити или другого материала. Фильтр интегрируют непосредственно в магистраль водопровода, хотя нередко его используют только для очистки воды перед поступлением в бытовую технику (например, стиральную машину), и тогда его размещают уже после распределительной гребёнки. В отличие от фильтров грубой очистки, в моделях для тонкой очистки картриджи одноразовые, их необходимо менять по мере загрязнения. Картриджи, как правило, имеют стандартные типоразмеры, что упрощает подбор нового фильтрующего элемента.

Магистральные фильтры «Аквафор Викинг» удаляют из воды механические примеси, хлор и ряд других примесей, устраняют запах. В линейке есть модели для холодной, горячей и питьевой воды. Корпус выполнен из нержавеющей стали

Кондиционирование и удаление химических примесей

Мелкие твёрдые частицы — не единственная проблема магистральной воды. Так, в ней может содержаться железо в разных формах. Помимо неприятного привкуса, такая вода отличается и цветом — в тяжёлых случаях она представляет собой мутную жидкость буро­рыжего оттенка. Мало того, что принимать ванну в подобной воде просто неприятно, так ещё и сантехника страдает — на её поверхности появляются рыжие разводы. К другим распространённым напастям можно отнести хлор. Причиной неприятного запаха могут стать и другие примеси, которые обычная механическая очистка не устраняет.

Для решения этих проблем производители предлагают магистральные фильтры с картриджами с особой засыпкой. В частности, фильтры на основе кокосового угля прекрасно «разбираются» с хлором и другими пахучими веществами, а также с тяжёлыми металлами и ещё целым рядом нежелательных примесей. Магистральные фильтры с разными наполнителями можно использовать и по отдельности, но на рынке представлено немало комбинированных фильтров, выполняющих комплексную очистку воды от механических загрязнений, железа, хлора, солей жёсткости и т. д.

Умягчение

Одна из частых проблем, с которой сталкиваются жильцы квартир, — жёсткая вода. Причина этого явления — растворённые в воде соли жёсткости (преимущественно кальция и магния). Они не опасны для здоровья человека при приёме внутрь, поэтому формально жёсткая вода безвредна. Так что в масштабах городской сети водоснабжения устранением жёсткости воды обычно не занимаются. Между тем жёсткая вода становится причиной целого ряда неприятностей в других областях. Самая известная напасть — это известковые отложения (накипь) на поверхностях труб, сантехники, бытовых приборов. Особенно активно процесс протекает на нагретых поверхностях — это хорошо видно на примере ТЭНов стиральных и посудомоечных машин, водонагревателей, чайников, которые порой буквально обрастают толстой коркой солей жёсткости. Накипь придаёт неаккуратный, грязный вид сантехнике (белесые капли на блестящих поверхностях смесителей и душевого оборудования, потёки на унитазах, умывальниках, ваннах).

Но неаккуратный вид и затруднения при уборке — не самая неприятная проблема накипи. Куда хуже то, что известковые отложения на ТЭНах бытовой техники значительно снижают эффективность теплообмена. Приборы вынуждены работать дольше, чтобы нагреть воду до нужных значений, а потому быстрее вырабатывают свой ресурс, а также потребляют больше электроэнергии. Наконец, от повышенной нагрузки техника попросту выходит из строя. Так что жёсткая вода — это в перспективе большие финансовые затраты на электроэнергию и ремонт или замену бытовой техники.

На этом перечень неприятных последствий жёсткой воды не заканчивается. Она снижает эффективность моющих средств — мыла, стиральных порошков, шампуней и т. д. Это приводит и к большему расходу средств, и к неудовлетворительному результату их использования, не говоря уже о загрязнении окружающей среды. Ощущения после приёма ванны или душа в жёсткой воде тоже приятными не назовёшь — на коже и волосах образуется тонкая плёнка из солей жёсткости, которая вызывает чувство стянутости, зуд и желание срочно смягчить кожу кремом. Соли жёсткости, попадая в волокна тканей, делают вещи более грубыми.

Решить проблему жёсткой воды можно разными способами. Например, перевести соли жёсткости в такое состояние, при котором они не будут осаждаться на стенках труб и ТЭНов в виде накипи. Для этого в воду добавляют химические реагенты, например вещества на основе полифосфатов. Реализация этого метода довольно проста — на магистрали устанавливают арматуру с ёмкостью, куда засыпают полифосфаты. Вода из магистрали, попадая в ёмкость, растворяет кристаллы активного вещества, и через небольшое отверстие раствор понемногу попадает в водопроводную воду и распространяется по квартирной системе водоснабжения. Преимущества технологии дозирования в том, что оборудование почти не занимает места (его можно смонтировать даже в сантехническом шкафу), простое в монтаже (не нужно организовывать удаление стоков и т. д.), недорогое при покупке и эксплуатации. Однако есть и недостатки. Дозирование предполагает добавление в воду химического реагента, пусть и не опасного для здоровья человека. Кроме того, полифосфаты защищают от образования накипи, но не от влияния солей жёсткости на эффективность моющих средств и на кожу и волосы людей. Поэтому дозирование реагентов — это скорее компромисс за небольшие деньги, чем полноценное решение проблемы.

Другое дело — умягчение с помощью ионного обмена. Это радикальный метод, который позволяет удалить соли жёсткости из воды. Технология основана на химических свойствах ионообменной смолы, насыщенной связанными ионами натрия. Когда жёсткая вода контактирует со смолой, смола высвобождает натрий и связывает ионы кальция и магния из солей жёсткости. Таким образом, вода становится умягчённой, в ней не содержатся соли жёсткости, хотя содержание солей натрия чуть увеличивается по сравнению с исходным составом.

Запас ионов натрия для обмена в смоле конечен, поэтому одноразовые картриджи магистральных фильтров с ионообменной смолой придётся периодически менять на новые. Однако существует оборудование, позволяющее восполнять запас натрия в смоле за счёт процедуры регенерации, — станции умягчения воды (или, проще говоря, умягчители). Их конструкция такова, что в ёмкость со смолой можно залить концентрированный раствор NaCl. Ионы натрия вытесняют накопленные в смоле ионы кальция и магния, в результате смола восстанавливает свои рабочие свойства, а соли жёсткости сливаются с раствором в дренаж. Так что одна загрузка смолы может прослужить до 10 лет, понадобится лишь периодически пополнять запас соли для регенерации. Соль используют специальную, таблетированную — её засыпают в специальный бак и добавляют по мере расхода.

К слову, мягкая вода совсем без солей жёсткости тоже по нраву не всем пользователям. Поэтому производители обычно предусматривают возможность регулирования жёсткости воды, поступающей в магистраль из станции умягчения. На выходе из неё устанавливают байпасный клапан, через который к умягчённой воде подмешивают небольшое количество обычной (соотношение подбирают исходя из пожеланий пользователя).

Каждая станция умягчения так или иначе включает в себя ёмкость со смолой, блок управления и солевой бак, при необходимости её комплектуют байпасом для подмеса неумягчённой воды. Многие производители предлагают умягчители компактных размеров в привлекательных корпусах, скрывающих неприглядные компоненты станции. Такие модели называют «кабинетными», они хороши также и тем, что солевой бак обычно уже встроен в корпус, его не нужно размещать отдельно. За счёт этого станции занимают меньше пространства.

BWT Penguin — компактный и мобильный фильтр-кувшин объёмом очищенной воды 1,5 л. От других кувшинов он отличается тем, что, благодаря запатентованной технологии Mg2, обогащает воду магнием

Питьевая вода

В отличие от воды бытового назначения (для ванны и душа, стирки, мытья посуды и т. д.), питьевую воду российские потребители в большинстве своём предпочитают очищать перед приёмом внутрь. Правда, не всегда используют для этого эффективные методы.

Некоторые люди до сих пор практикуют простые способы подготовки питьевой воды без дополнительного оборудования — отстаивание и кипячение. Однако эти методы не выдерживают критики. Отстаивание может помочь разве что снизить содержание хлора, а также механических частиц и железа (часть выпадет в осадок), но ничего не сделает с микроорганизмами и многими другими загрязнениями. Кипячение тоже не способно полностью обезопасить воду — пусть даже какая­то часть микроорганизмов при нагреве погибнет, большая часть опасных примесей всё равно останется. Так что лучше вооружиться современными средствами фильтрации.

В зависимости от метода очистки, питьевые фильтры подразделяют на сорбционные и мембранные. Рассмотрим, чем они различаются, в чём их сильные и слабы стороны.

Сорбционные фильтры

Это, пожалуй, самый обширный класс фильтров для питьевой воды. Их работа основана на свойствах сорбентов — веществ, способных поглощать те иди иные содержащиеся в воде примеси. Так, они могут с высокой эффективностью удалять из воды тяжёлые металлы, железо, хлор, органику и ряд других загрязнений.

Питьевых сорбционных фильтров на рынке множество, причём есть возможность выбора между разными формами фильтрации.

Мобильные (кувшины). Фильтры этого типа очень популярны в России, поскольку они компактны и просты в эксплуатации. Кувшин ставят куда угодно, ему необязательно выделять место поблизости от мойки. Рабочий элемент у такой модели — сменная кассета с наполнителем из нескольких видов фильтрующих материалов. Производители выпускают к фильтрам свои линейки кассет с разными типами наполнителей, поэтому реально подобрать кассету для воды с какими­то конкретными проблемами, например для фильтрации жёсткой воды или богатой железом. Удобно и то, что замена кассеты занимает считаные секунды, потому как не требует отключения подачи воды в фильтр.

Но есть и недостатки. В первую очередь это малый объём воды, получаемой при обработке одной залитой порции. В среднем кувшины вмещают 1–1,5 л отфильтрованной воды, реже можно встретить модели объёмом до 4 л. Кроме того, в кувшинах жидкость движется через кассету под действием силы гравитации, поэтому скорость фильтрации невелика и со временем, по мере засорения кассеты, снижается ещё больше. Если возникнет необходимость наполнить подряд несколько кастрюль, ждать придётся долго. Наконец, объём наполнителя в кассете невелик, поэтому её ресурс быстро заканчивается.

Фильтры на смеситель. Модели этого типа подключают к изливу смесителя в кухне или ванной комнате. Вода поступает в корпус изделия под давлением, что обеспечивает стабильную хорошую скорость фильтрации. Сам фильтр может быть выполнен в виде компактной насадки, закрепляемой на изливе, или отдельно стоящим корпусом, соединяемым со смесителем гибким шлангом. В периоды простоя фильтр попросту отсоединяют от смесителя.

Фильтрующий блок можно выбрать из нескольких вариантов, например стандартный, для жёсткой воды, антибактериальный и т. д. С кувшинами такие фильтры роднит невысокая стоимость, небольшие размеры и лёгкая транспортировка (отсоединил — и неси куда нужно). Врезки в магистраль они тоже не требуют. Но, в свою очередь, каждый раз для набора воды приходится их крепить к смесителю.

Стационарные сорбционные фильтры. Их интегрируют в систему водоснабжения. Чаще всего самым подходящим местом для монтажа служит пространство под мойкой в кухне — там и водопровод близко, и можно организовать подачу отфильтрованной воды через смеситель, поэтому такие модели нередко называют «фильтрами под мойку». На деле же установить подобный фильтр допустимо где угодно. Ещё к преимуществам таких фильтров следует отнести высокую производительность по сравнению с мембранными (и особенно — обратноосмотическими) системами.

Сорбционный фильтр «Гейзер Макс», состоящий из трех блоков, разработан для очистки жёсткой воды. За счёт подобранного соотношения умягчающий наполнителей эта система устраняет избыток солей жёсткости, но при этом не делает воду слишком мягкой и сохраняет в ней необходимое количество минеральных солей

Сорбционные фильтры чаще всего представляют собой системы из нескольких блоков фильтрации (хотя бывают модели, у которых несколько наполнителей послойно размещены в одном блоке). Количество ступеней очистки и их характеристики зависят от потребностей пользователя. Например, самые распространённые ступени — механическая очистка и угольный фильтр для улучшения органолептических свойств воды и поглощения ряда нежелательных примесей — они востребованы в большинстве случаев. А вот фильтры с функцией умягчения потребуются, только если поступающая в них вода отличается повышенной жёсткостью. То же касается и фильтров для удаления железа. Для антибактериальной обработки воды могут применяться как фильтры с наполнителями, обладающими бактерицидными свойствами, так и отдельные устройства. К последним можно отнеси ультрафиолетовые лампы (УФ-­реакторы), которые облучают протекающую через них воду и таким образом обеззараживают её.

Мембранные фильтры

В качестве ключевого рабочего элемента в таком фильтре выступает мембрана, сквозь которую проходит вода. Существуют половолоконные мембраны (представляют собой подобие трубок, сквозь стенки которых должна проходить вода) и рулонные.

По степени очистки выделяют микрофильтрацию (степень очистки — от 0,1 мкм), ультрафильтрацию (от 0,01 мкм), нанофильтрацию (от 0,001 мкм) и обратный осмос (высшая степень очистки, доступная для бытовой фильтрации в настоящее время). Чтобы лучше показать разницу между этими видами мембранных фильтров, отметим, что микрофильтрация позволяет задерживать бактерии и простейшие организмы, но пропускает вирусы, минеральные соли, макромолекулы, органические соединения. Ультрафильтрация обеспечивает защиту от вирусов, а также крупных органических молекул, белков и мельчайших механических частиц, хотя проницаема для солей. Нанофильтрация, в свою очередь, способна устранять часть растворённых в воде солей, органические молекулы. Обратный осмос удаляет уже практически все растворённые соли (95–99 %).

Чем выше степень очистки, тем сложнее обеспечить высокую производительность мембранного фильтра. В результате система с ультрафильтрационной мембраной при обычном давлении водопроводной воды способна очищать от 3 литров в минуту, тогда как бытовые обратноосмотические системы — до 50 л/ч, а чаще и того меньше. Кроме того, если давление в водопроводе низкое, производительность обратноосмотических фильтров может вообще сойти на нет. Для таких случаев производители предлагают модели, оборудованные специальными помпами, которые повышают давление воды до рабочих значений.

Надо отметить, что мембрана хотя и ключевой, но не единственный элемент фильтрации в системе. Если бы ей приходилось в одиночку справляться со всеми загрязнениями, находящимися в воде, она могла бы быстро выйти из строя, а менять её часто — экономически невыгодно. Поэтому перед ней обычно установлен блок предварительной очистки из одного или нескольких фильтров. Оставлять на мембране задержанные ею загрязнения тоже нельзя — они будут препятствовать фильтрации, а некоторые (например, соли жёсткости) способны и вовсе отложиться на поверхности мембраны и испортить её. Чтобы этого не случилось, отсеянные мембраной примеси смывают в дренаж (отвод воды в дренаж служит и для снижения осмотического давления). Причём объём воды, затрачиваемой на дренаж, может превышать объём фильтрованной (в случае обратного осмоса — в несколько раз).

Мембранные системы фильтрации недёшевы, особенно модели на основе обратного осмоса. Однако в том случае, когда состав воды требует радикальных методов очистки, обратный осмос может оказаться наилучшим решением. Особенно, если альтернативой ему служит покупка бутилированной воды, что обойдётся дороже примерно в 10 раз.

Статья опубликована в объединённом выпуске «Осень-зима 2018»
журналов «Инструменты» + «Всё для стройки и ремонта» + «GardenTools»
серии «Потребитель».

Архив всех выпусков в pdf-формате смотрите здесь.