Обзор сорбционных фильтров для очистки воды

Недостатки электрохимической фильтрации

Среди недостатков данного типа фильтров можно отметить их очень высокую стоимость. Себестоимость фильтрации также высока. Также после определенного периода использования фильтра такого типа появляется необходимость заменять электроды, что тоже приносит определенный дискомфорт. Еще одним минусом данного фильтра является то, что отследить степень очистки воды с высокой точностью вряд ли удастся. Обнаружить, что очистка действительно происходит можно только по электроду, который в процессе фильтрации начинает темнеть. Иногда для регулировки степени очистки воды владельцы фильтров просто вскрывают их на том или ином этапе очистки. Однако даже в этом случае ориентироваться можно только по цвету электрода. К тому же такие манипуляции можно провести далеко не с любым фильтром данного типа. Электрохимическая фильтрация позволяет разделить воду на грязную и очищенную, при этом невооруженным глазом заметить отличия практически невозможно.

Виды сорбентов

Сегодня существует огромное количество видов сорбентов и их марок. Фильтраты выбираются по составу примесей в очищаемой жидкости, а также исходя из пожеланий заказчика.

Наиболее известные виды сорбентов:

• Активированный уголь (кокосовый, древесный, каменный) считается одним из наиболее распространённых и эффективных сорбентов.

  Он удаляет из жидкости примеси, придающие ей неприятный вкус, запах и цвет. Снижает уровень органических загрязнителей на 90–99%.

  Может использоваться в виде порошка или гранул. Эффективность зависит от суммарного объёма микропор.

• Кварцевый песок – один из наиболее доступных и экологически чистых видов фильтратов. Он способен удалять из жидкости нитраты, алюминий, железо, пестициды, уменьшать концентрацию радионуклидов. Фильтры с кварцевой загрузкой активно применяются как в быту, так и промышленности.
• Циолиты используются для улучшения качества питьевых и технических вод на производстве. Удаляют из жидкости органические загрязнители, улучшает органолептические показатели. Уменьшают концентрацию радионуклидов, нитратов, фенолов, сульфатов, аммиака, фтора, нефтепродуктов (до 100%), железа.
• Алюмосиликаты считаются перспективными сорбентами в очистке жидкостей от тяжёлых металлов (меди, стронция, никеля, цинка, хрома, кадмия и т.д.). Они способны удалять из стоков до 98% продуктов нефтепереработки.
• Фиброил представляет собой современный синтетический сорбент. Используется для удаления из стоков продуктов нефтепереработки (до 0,05 мг/л), масел, жиров. Чаще всего фильтрующие системы с данной загрузкой применяются на нефтеперерабатывающих предприятиях, автостанциях и т.д. По сорбционным свойствам близок к активированному углю. Но в сравнении с последним фиброил имеет более низкую стоимость.
• Антрацит широко применяется для водоподготовки на электростанциях, в промышленности. Очищает воду от механических примесей, продуктов нефтепереработки, уменьшает неприятный запах и цвет. При использовании антрацитов количество веществ, находящихся в воде во взвешенном состоянии снижается до 97%, масел до 99%.
• Керамзит нередко используется в водоочистных станциях и в промышленном водоснабжении. Его фильтрующая способность не меняется в зависимости от температуры воды. Устройства с керамзитной загрузкой задерживают взвешенные частицы, фтор (до 40%), железо, хлор (до 87%), органику.
• Шунгит, по сорбционным свойствам, можно приравнять к активированному углю. С его помощью из воды удаляются оксилаты, фенолы, спирты, карбонаты, гуминовые вещества и микроорганизмы.

Справка! Методом адсорбции из растворов вещества можно удалять избирательно.

Производители

В основном на российском рынке продукция для фильтрации питьевой воды представлена отечественными компаниями, которые выпускают продукцию наивысшего качества. Среди фильтров «Барьер» выпускаются как проточные, так и работающие методом обратного осмоса конструкции. Они могут обрабатывать до двух-трех литров воды в минуту, а совместно с ними компания производит множество различных очищающих картриджей.

Также одной из старейших компаний-лидеров на рынке является санкт-петербургская компания «Гейзер». Она имеет более двадцати патентов на производство фильтров, разработанных с помощью научных исследований.

Основным конкурентом двух крупнейших компаний является «Аквафор», который с 1992 года производит подобные изделия. В их состав входят специальные углеродные волокна, называемые «Аквален», которые разработаны самим производителем.

Сравнительно молодой украинский бренд «Новая вода» тоже выпускает фильтры, устанавливаемые под раковину. В 2000 году «НВ» стала членом мировой ассоциации качества воды. Также на российских заводах собираются устройства американского бренда «Атолл» (Atoll), включающие в линейку четыре различные модификации трехступенчатых фильтров.

Подводя итог, можно отметить, что трехступенчатый проточный фильтр – отличный вариант для очистки воды как в частном доме, так и в городской квартире. Система имеет демократичную цену, легко ставится, а чистая вода постоянно будет в свободном доступе.

Подробнее об установке трехступенчатого фильтра для воды вы узнаете в следующем видео.

Устройство и принцип действия

Комплект Фильтра включает в себя корпус, внутри которого расположен фильтрующий элемент, бак для регенерационного раствора. Корпус оснащен фланцами для входа и выхода газового потока.

Корпус и бак изготовлены из коррозионно-стойкого полипропилена, усиленного стальной конструкцией.

Очистка воздуха происходит в результате абсорбции воздушного потока на поверхности фильтрующей насадки, которая непрерывно орошается регенерирующим раствором (Рисунок 1).

Регенерационные растворы циркулируют в установке до их насыщения извлекаемым компонентом, после чего в виде нейтральных солей могут возвращаться в производство или направляться на утилизацию (Рисунок 2).

Рисунок 1. Очистка воздуха (вид спереди)
Рисунок 2. Регенерация насадки (вид сбоку)

При высоких концентрациях загрязнителя и степени очистки рекомендуется устанавливать абсорбционный фильтр ФК(С) совместно с ионообменным фильтром РИФ,ФК.

Состав и концентрация раствора рассчитывается на основании технического задания на очистку воздуха.

Виды, устройство и принцип работы

Процесс адсорбции означает поглощение слоем твердого тела растворенных веществ. Скорость процедуры зависит от структуры сорбента, количества посторонних примесей и температуры. Распространенный вариант наполнителя для фильтров – активированный уголь. Его получают из древесины, скорлупы коксовых орехов, торфа. Также в качестве поглотителя применяются алюмосиликаты. Сорбент эффективен при необходимости поглощения примесей тяжелых металлов.

Бытовые фильтры для водопровода выпускают в нескольких вариантах:

• стационарные;
• насадка на кран;
• картридж для кувшина;
• настольный.

Устройства различаются производительностью, степенью очистки и ресурсом очищающей засыпки.

Сорбционный фильтр очистки ливневых стоков

Блоки для глубокой очистки сточных вод представляют собой цилиндр из стеклопластика, внутри которого находится засыпка. В качестве сорбента используют:

• активированный уголь (каменный, древесный, кокосовый);
• цеолит;
• алюмосиликаты.

Конструкция включают обвязку из подающего и отводящего трубопровода. Установки классифицируются по нескольким характеристикам:

• направление фильтрации: прямоточное, смещенное, противоточное;
• тип процесса: непрерывный или периодический;
• режим гидродинамики: смешения, вытеснения, смешанный;
• состояние сорбента: подвижное, неподвижное;
• взаимодействие фаз: непрерывное или ступенчатое.

Конструкция фильтра бывает колонная или емкостная.

Принцип работы:

1. Очистка в отстойнике, избавление от песка и нефтепродуктов.
2. Стоки проходят через плотные слои загрузки, обычно активированного угля.
3. Очищенная вода выводится через патрубок.

Принцип работы

Исходная вода подаётся на параллельно расположенные корпуса фильтров и через верхнее распределительное устройство поступает внутрь корпуса фильтра, заполненного активированным углем (сорбционные фильтры). Фильтрующий слой (активированный уголь) обеспечивает очистку воды от растворенных органических примесей, в том числе нефтепродуктов, удаление остаточного активного хлора, неприятных запахов и вкусов.

Очищенная вода через нижнее распределительное устройство собирается в общем коллекторе фильтрата и под остаточным давлением отводится из установки.

Периодически проводится регенерация фильтрующей загрузки, при этом промывная вода подается через нижнюю распределительную систему в нижнюю часть фильтрующего слоя. При восходящем движении воды создается псевдоожиженный слой, зерна расширившегося фильтрующего материала соударяются друг с другом, задержанные ими загрязнения оттираются и попадают в промывную воду, которая удаляется через верхнее распределительное устройство и отводится в дренаж.

При выходе одного из фильтров в режим регенерации оставшиеся фильтры работают в форсированном режиме, обеспечивая необходимую производительность установки.

Установка

Трехступенчатая конструкция предназначена для монтажа непосредственно под кухонной раковиной. При покупке нужно обязательно убедиться в том, что в комплектацию входят все крепежные элементы для установки. Зачастую на раковине устанавливается дополнительный кран, отходящий от фильтра. Эта вода используется для питья и приготовления пищи. Старый гусак остается для того, чтобы не тратить картриджи на мойку посуды или уборку.

Подведение воды к конструкции организовано через жесткие трубы, которые также выступают в роли небольшой опоры для фильтра. Чтобы не пришлось покупать дополнительные фитинги для соединения изделий, трубу следует выбирать после покупки фильтра такого диаметра, чтобы он совпадал с разъемом в изделии. Сама установка проводится при наличии обычных инструментов (отвертки, саморезов, рулетки) и не требует особых навыков.

Разновидности фильтров тонкой очистки

В зависимости от фильтрующего элемента выделяют несколько основных видов прибора:

• Фильтр-сетка с мелкими ячейками из металла. Такие устройства можно использовать многократно, регулярно промывая элементы.
• Фильтр для воды с очищающим элементом из полипропилена или полиэстра. Он может иметь вид пористого наполнителя, полимерного шнура или быть гофрированным. Такие устройства достаточно эффективно очищают от механических загрязнений воду, предназначенную для сантехники, имеют невысокую стоимость и подходят как для горячей, так и для холодной воды. Фильтрующий элемент после загрязнения требует полной замены.

Минеральный сорбентный наполнитель в фильтрах тонкой очистки обеспечивает и механическое, и химическое очищение воды. В качестве наполнителя чаще всего используются природные материалы – цеолит и шунгит. Они не причиняют здоровью человека никакого вреда.

Приборы, в которых в качестве фильтрующего элемента применяется активированный уголь, эффективно очищают воду от самых разных примесей. Фильтр с активированным углем позволяет: устранить остаточный хлор, улучшить органолептические свойства воды, устранить органические примеси в воде, уменьшить концентрацию железа и тяжелых металлов. К достоинствам можно отнести простоту использования в быту, недостаток – небольшой срок службы 2–6 месяцев в зависимости от конструкции фильтра.

Фильтры с ионообменной смолой. Успешно смягчают воду путем замены кальция и магния в составе солей на натрий. Недостаток — малый ресурс, напрямую зависит от жесткости входящей воды.

Система обратного осмоса. Можно отнести к дорогостоящим видам фильтрации. Такой прибор способен извлечь из воды любые химические и органические примеси, бактерии, вирусы, антибиотики. Отличительной особенностью мембранного фильтра является то, что в процессе эксплуатации, по мере израсходования ресурса, качество очистки воды не снижается, а остается стабильно на очень высоком уровне.

По эксплуатационным параметрам выделяют следующие виды фильтров:

• магистральные – подготовка технической воды. Их назначение – защита бытовой техники, смесителей, сантехнического оборудования, бойлеров, стиральных и посудомоечных машин.
• питьевые – доочистка водопроводной воды до высококачественной питьевой.

Принцип действия сорбционного устройства

как уже было сказано, главной задачей сорбционного фильтра является очистка сточных вод от вредных веществ. Это нужно для того, чтобы предотвратить водоемы от загрязнения, в результате сброса в них стоков.

Принцип работы фильтра довольно прост. Вода проходит многоступенчатую очистку. На первом этапе стоки проходят грубую очистку. Для этого используются специальные уловители. С их помощью стоки очищаются от песка и примесей нефтепродуктов. После этого вода поступает непосредственно в сам сорбционный фильтр. Здесь она проходит через большое количество слоев активированного угля. В этом устройстве происходит очистка воды до такого состояния, что ее можно сбрасывать в водоем. Она отвечает всем требованиям с точки зрения безопасности и экологичности.

После того как фильтр будет использован, его необходимо тщательно прочистить. Это позволит избавиться от осадков и грязи. Очистка проводится путем промывки устройства с помощью воды. Этот процесс длиться на протяжении двух часов. При этом используется близко 200 литров воды, которая после промывки спускается в канализацию.

В процессе промывки фильтра происходит и очистка засыпки. Из нее извлекают частицы загрязнения. В результате ее можно повторно использовать для фильтрации сточных вод. При необходимости сорбент может быть обновлен или заменен другим материалом.

Строительно-монтажные работы

• Разбивка границ котлована геодезическим методом;
• Разработка котлована;
• Мероприятия водопонижения (высокий уровень грунтовых вод);
• Монтаж монолитной железобетонной плиты на уплотненный слой песка;
• Плита армируется;
• Опускание установки спецтехникой на дно котлована;
• Анкерное крепление сорбционного фильтра (вертикальный корпус);
• Крепление монтажными ремнями (горизонтальный корпус). Ориентировочное расстояние между ремнями 800 мм – 1 м. Соприкосновение металлических частей стяжного ремня и стеклопластикового корпуса нежелательно;
• Заливание корпуса водой 300–400 мм;
• Обратная засыпка песком, послойная утрамбовка каждые 30 см;
• Обратная засыпка до уровня патрубков;
• Проверка геометрической правильности монтажа корпуса;
• Подсоединение патрубков;
• Возможность дальнейшего технического использования очищенной воды промпредприятия;
• Заливка оборудования чистой водой;
• Загрузка промытого сорбционного материала;
• Обязательное насыщение сорбирующего материала жидкостью, дальнейшая эксплуатация.

Мероприятия, предотвращающие всплытие изделия (случай высокого уровня грунтовых вод):

• Устроить опалубку прямоугольной формы, увеличенную на 500 мм относительно каждой стороны корпуса очистного сооружения;
• После предварительного армирования, залить проектный объем бетона (расчет проектной организации);
• Дождаться схватывание бетона (5–7 суток), опустить корпус сорбционного фильтра на подготовленное основание;
• Крепления корпуса к ложементу.

Бетонный пригруз осуществляется перед опусканием.

Запрещается подкладывать деревянные бруски на основание под стеклопластиковые изделия во избежание их повреждения.

Монтаж колодцев обслуживания осуществляется перед началом обратной засыпки. Зазор между оголовком корпуса и колодцем обслуживания необходимо загерметизировать водостойким материалом.

Вышеперечисленные инструкции ориентировочны. Монтаж следует выполнять согласно рабочему проекту, разработанному специализированной проектной организацией. Каждая установка, выпущенная компанией «Инженерная экология» имеет технический паспорт, инструкцию, схемы, чертежи – достаточный объем документации, руководствуясь которым строительная организация способна качественно, быстро, надежно смонтировать оборудование, способное проработать долгие десятилетия. Если у Вас есть вопросы, связанные с монтажом оборудования, обратитесь в нашу организацию.

Монтаж и обслуживание

Место для расположения очистного сооружения выбирают вместе со специалистами исходя из:

• состава почвы,
• уровня подземных вод,
• источников питьевой воды и т.д.

Монтаж производится в соответствии с техническим паспортом оборудования специально обученной бригадой.

Аппарат устанавливается следующим образом:

• выкапывается яма на 30–50 см больше размеров блока;
• для выравнивания на дно ямы засыпается 15–30 см слой песка;
• при необходимости поверх песчаного слоя ставится бетонная плита;
• ставится сорбционный блок;
• производится подключение к системам водоотведения;
• засыпается фильтрат;
• резервуар заполняется чистой водой;
• проводится обратная засыпка.

Для контроля работы блока раз в 6 месяцев, воду прошедшую очистку, рекомендуют сдавать в лабораторию.

Фильтрующий элемент в зависимости от типа может служить в течение 3–7 лет. Периодически проводят его промывку. По истечении срока, указанного в техническом паспорте, сорбент заменяют, предварительно удалив из резервуара все стоки. В это же время производят очистку корпуса.

В целях безопасности, все мероприятия проводятся в индивидуальных средствах защиты. Для проветривания люки фильтра открывают за 10–15 минут до начала работ. Внутрь блока спускаются только при наличии страховки.

Мембранный фильтр для очистки воды

Компания Гейзер в 2015 году представила на рынке свою новинку – мембранные фильтры Гейзер Нанотек. Если смотреть с точки зрения конструкции, такая модель очень похожа по своему устройству на те, что с обратным осмосом.

Но главное его отличие – наличие мембраны, размеры пор у которой равен 0,001 мкм. Благодаря этой уникальной технологии, вода получается чистой, но не полностью обессоленной (такая проблема возникает при использовании систем с обратноосматическими мембранами). То есть, вода, пропущенная через Гейзер Нанотек «живая», а не дистиллированная.

Внешне система похожа на проточные сорбционные фильтры. Да и принцип работы тоже схож, за исключением метода очистки.

Согласно утверждениям производителя, данная модель снижает жесткость примерно на 80%.

Стоимость данной системы – 9000 рублей.

• Ресурс: предфильтры, постфильтры – 6000 л., мембрана – 3500 л.
• Возможная температура очищаемой воды – не более 40 градусов.
• Производительность – около 200 литров в сутки.

Что касается установки, то с ней вполне можно справиться самостоятельно. Но при возникновении трудностей лучше вызвать мастера. Принцип монтажа такой же, как и у обычных сорбционных проточных фильтров.

Классификация

Классифицировать фильтры можно по степени их очистки. Самые недорогие предназначены для дехлорирования и улучшения вкусовых качеств. Все процессы очищения в недорогих системах механические, а за заменой дренажа следует смотреть самостоятельно. Отличает бюджетные модели фильтров невысокая пропускная способность: он спокойно обеспечивает питьевой водой семью из четырех человек, но не может быть установлен в офисных, муниципальных помещениях или на производстве.

Некоторые из моделей не требуют внешнего источника питания, что делает такое устройство максимально удобным для использования в местах временного проживания.

Более дорогие модели обладают более широкими возможностями, среди которых:

• фильтрация не только хлора, но и иных опасных соединений, нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ;
• материал загрузки обладает способностью самовосстанавливаться и не требует частой замены;
• управляющий котроллер следит за состоянием дренажа и сообщает оператору о необходимости тех или иных действий по сохранению работоспособности системы.

Как можно видеть, диапазон возможных систем по сорбционному фильтражу достаточно широк, и всегда можно найти устройство, максимально отвечающее вашим запросам и материальным возможностям.

Как выбрать лучший?

К выбору фильтра-кувшина следует подходить основательно. Правильно подобранная модель прослужит своему владельцу не один год

Но прежде, чем совершить покупку, необходимо понять, на что обратить внимание в первую очередь, и какие критерии являются основополагающими в выборе таких изделий

Принимать решение в пользу того или иного устройства можно по следующим параметрам:

• объему. Это основной критерий и он зависит главным образом от количества членов семьи. Для одного–двух человек вполне хватит маленькой, компактной конструкции. Если же в одном доме проживает четыре, пять и более человек, ориентироваться нужно на более солидные емкости;
• доступности сменных картриджей. Раз в месяц–полтора в кувшине необходимо менять «систему очистки», иначе вода не просто не очистится, но может еще сильнее «загрязниться». В большинстве случаев ассортимент фильтрующих модулей позволяет не волноваться о своевременной их смене. Некоторые производители предлагают вниманию клиентов не только универсальные приборы, но и специализированные, действие которых направлено, например, на смягчение воды, либо удаление железа и т.д.;
• наличию индикатора, механического или электронного календаря. Данная функция позволяет своевременно проводить замену картриджей. Устройство само подсказывает владельцу, когда подходит время для установки нового фильтрующего модуля, избавляя его от необходимости запоминать день, когда последний раз производилась смена этого элемента;
• цене. Это один из важнейших критериев выбора большинства покупателей. Только одни ориентируются на более дешевые модели, пытаясь сэкономить средства, другие, наоборот, считают, что только дорогие устройства могут быть действительно надежными, качественными и долговечными. Однако не всегда низкая стоимость означает, что товар плохой. Практически в любой конструкции есть свои изъяны и недостатки;
• качеству пластика. Все известные производители используют для изготовления фильтров-кувшинов прочный пищевой пластик, о чем свидетельствует отметка на корпусе, представляющая собой изображение вилочки и бокала. Самостоятельно убедиться в надежности и качестве изделия можно, осмотрев его, потрогав, понюхав – хорошие устройства не издают неприятных запахов, от них не «разит» пластмассой, химией;
• производителю. Безусловно, всемирно известные бренды, существующие на рынке много лет, гарантируют качество создаваемой ими продукции. Однако это не значит, что молодые компании не могут составить им достойную конкуренцию.

Лучшие кувшины

Данная группа представлена стильными и компактными устройствами с корпусом и крышкой из пищевого пластика, оснащаемыми сменными сорбционными картриджами.

Кувшины используются без подключения к водопроводу и успешно очищают воду от свободного хлора, органических и механических примесей.

Сфера их применения ограничена низкой производительностью и слабым ресурсом картриджа, для подготовки питьевой воды в небольших объемах они подходят, для обеспечения всех нужд в чистой воде – нет.

Рейтинг самых лучших фильтров-кувшинов включает модели:

• Барьер Танго,
• Аквафор Лайн,
• Гейзер Орион.

Барьер Танго

Помимо эстетичности к плюсам модели относят возможность размещения на дверце холодильника и выбора кассет с разными параметрами фильтрующей прослойки:

• Стандарт.
• Жесткость.
• Жесткость Железо.

Пользователи положительно оценивают качество и скорость фильтрации, среди возможных минусов выделяют дороговизну сменных картриджей (от 250 рублей).

Данная модель не оснащена индикатором для отслеживания времени смены или состояния ресурса, замену картриджей проводят с учетом сроков, указанных на упаковке (от 45 до 60 дней, ≈350 л).

Аквафор Лайн

Кувшин Аквафор Лайн предназначен для очистки воды от активного хлора, свинца и тяжелых металлов, органических веществ с помощью угольных картриджей с ресурсом очистки до 170 л (от 150 рублей, в зависимости от выполняемых функций).

К преимуществам этой модели пользователи относят доступную стоимость самого кувшина (от 420 рублей) и сменных картриджей, компактность (при объеме фильтрации до 1,2 л Аквафор Лайн с легкостью размещается на дверцах холодильника) и хорошее качество очистки.

К недостаткам можно отнести:

• неудобную съемную крышку,
• потребность в частой промывке стенок,
• низкую скорость фильтрации.

Данная модель имеет простой дизайн и реализуется с крышками оранжевого, синего и зеленого цвета.

Гейзер Орион

Пользователи положительно оценивают:

• наличие удобного заливного клапана (крышку фильтра не нужно снимать или откидывать),
• наличие индикатора ресурса фильтрационного элемента,
• наличие откидной крышечки на носике,
• прочность корпуса,
• дешевизну картриджей,
• многообразие предлагаемых расцветок (7 насыщенных цветов на любой вкус).

Недостатками данной модификации считается сравнительно низкий ресурс службы картриджа (250 л) и сбивание даты его установки при случайном прокручивании индикатора.