Магистральные фильтры для воды, основные виды

Магистральные фильтры для воды, основные виды

Чистая вода - залог здоровья человека и долгой исправной службы бытовой техники. К сожалению, качество водопроводной воды оставляет желать лучшего. В ней могут содержаться механические примеси, ржавчина, песок, хлор, соли жесткости и другие вредные вещества.

Попадая в организм, они могут провоцировать различные заболевания, а оседая на нагревательных элементах бойлеров и стиральных машин, способствуют образованию накипи и быстрому выходу приборов из строя.

Решить эти проблемы призваны магистральные фильтры для воды. Их устанавливают на входе водопровода в дом или квартиру, чтобы очистить воду от нежелательных примесей и довести ее качество до приемлемого уровня.

Магистральный фильтр защищает всю водопроводную систему и подключенную к ней технику. При этом получаемая после него вода подходит для хозяйственных нужд, но еще не является полностью питьевой - для этого нужны дополнительные системы доочистки.

Современный рынок предлагает несколько основных видов магистральных фильтров, отличающихся по типу фильтрующего элемента, принципу действия и удаляемым загрязнениям:

• Сетчатые (механические) фильтры
• Картриджные фильтры (полипропиленовые, угольные)
• Многоступенчатые системы очистки
• Фильтры от накипи (полифосфатные, ионообменные, магнитные)

Чтобы сделать правильный выбор и эффективно защитить свой дом от некачественной воды, нужно хорошо разбираться в особенностях, плюсах и минусах каждого вида фильтров.

Сетчатые магистральные фильтры

Сетчатые (или механические) фильтры - самый простой и распространенный вид магистральных систем очистки воды. Их задача - удалить из воды нерастворимые примеси: песок, ил, ржавчину, окалину и другие частицы размером от 20 до 500 мкм.

Сетчатый фильтр состоит из колбы из прочного пластика и помещенного в нее фильтрующего элемента - сетки из нержавеющей стали или полимера. Вода поступает в колбу, проходит через сетку, оставляя на ней загрязнения, и выходит очищенной.

Степень очистки зависит от размера ячеек сетки. Большинство фильтров имеет сетку с ячейками 50-100 мкм. Этого достаточно для удаления крупных механических частиц. Реже встречаются модели с фильтрацией от 20 мкм - они способны задерживать и более мелкие примеси.

Преимущества и недостатки

• Надежная защита труб и сантехники от засорения
• Продление срока службы бытовой техники
• Простота конструкции и невысокая цена
• Легкость обслуживания - достаточно промывать сетку водой
• Не удаляют растворенные примеси, хлор, соли жесткости
• Относительно грубая степень очистки (макрофильтрация)

Выбирайте фильтр с учетом состава воды и желаемого напора. Чем мельче ячейки сетки, тем лучше очистка, но ниже производительность. Для нормального напора в 2-3 атм оптимален размер ячеек 100 мкм.Следите за падением давления на выходе - это сигнал к очистке фильтра. Промывать сетку нужно не реже 1 раза в 1-3 месяца, в зависимости от уровня загрязнений.Для удобства обслуживания выбирайте модель со спускным краном или автоматической промывкой.Меняйте сетку на новую не реже 1 раза в 2-3 года.

Магистральные картриджные фильтры

Картриджные фильтры - следующая ступень очистки воды после сетчатых. Они способны удалять не только механические примеси, но и растворенные вещества, хлор, органику, тяжелые металлы. Все зависит от типа сменного картриджа, помещенного внутрь корпуса.

Корпус картриджного фильтра обычно изготовлен из прочного пластика и состоит из колбы, крышки и посадочного места для картриджа. Вода поступает в колбу, проходит через картридж, где очищается от загрязнений, и выходит через отверстие в крышке.

Эффективность очистки зависит от пористости картриджа и свойств его наполнителя. Большинство картриджей имеет размер пор 1-5 мкм и может удалять частицы вплоть до микроскопических. При этом поры со временем забиваются, поэтому картриджи подлежат замене.

Разновидности картриджей и их особенности:

• Полипропиленовые картриджи: удаляют механические примеси, ржавчину, песок. Недорогие и эффективные. Ресурс - 2-3 месяца.
• Гранулированный активированный уголь: поглощает хлор, органику, улучшает вкус и запах воды. Удаляет частицы от 0,5 мкм. Ресурс - 2-3 месяца.
• Прессованный активированный уголь: имеет большую емкость поглощения, чем гранулированный. Дополнительно удаляет тяжелые металлы, пестициды. Ресурс - до 6 месяцев.
• Картриджи от железа: окисляют растворенное двухвалентное железо до нерастворимого трехвалентного. Удаляют железо до 0,3 мг/л. Ресурс - 3-6 месяцев.
• Полифосфатные картриджи: предотвращают образование накипи за счет добавления в воду полифосфатов. Защищают технику и сантехнику. Ресурс - до 6 месяцев.

Выбирайте картриджи в зависимости от качества исходной воды и желаемого результата. Для удаления хлора и органики подойдет уголь, для борьбы с накипью - полифосфатные картриджи.Учитывайте показатель ресурса картриджа и сопоставляйте его с вашим расходом воды. В среднем семья из 3-4 человек меняет картридж раз в 3 месяца.Следите за падением напора - это верный признак исчерпания ресурса картриджа. Вовремя меняйте картриджи, чтобы поддерживать качество очистки воды.При замене картриджа промывайте колбу фильтра изнутри. Это удалит скопившиеся на стенках отложения и биопленку.

Угольные магистральные фильтры

Угольные фильтры - особая разновидность картриджных систем очистки воды. Их основной элемент - картридж с активированным углем, который эффективно удаляет из воды хлор, органические соединения, улучшает вкус и запах.

Активированный уголь обладает огромной площадью поверхности за счет развитой системы пор. 1 грамм угля может иметь площадь пор до 1000 м². Поры как магнит притягивают и удерживают в себе молекулы загрязнений.

Проходя через угольный картридж, вода контактирует с гранулами угля. Молекулы хлора, органики и других примесей «прилипают» к поверхности пор и остаются в картридже. На выходе получается очищенная от вредных веществ вода.

Достоинства активированного угля:

• Удаляет до 99% свободного хлора и хлорорганики
• Поглощает пестициды, нефтепродукты, фенолы
• Устраняет неприятные запахи и привкусы воды
• Задерживает механические частицы от 0,5 мкм
• Не меняет минеральный состав воды

Спектр удаляемых примесей зависит от марки и происхождения угля. Уголь на основе скорлупы кокоса лучше удаляет хлор (до 0,05 мг/л), на основе каменного угля - органику. Важны также размер гранул и степень активации угля.

Правила эксплуатации:

• Ресурс угольного картриджа зависит от концентрации загрязнений и расхода воды. В среднем картридж рассчитан на очистку 2-10 тыс. литров (2-6 месяцев для семьи из 3-4 человек).
• Своевременно меняйте исчерпавший ресурс картридж на новый. Признаки - появление постороннего запаха, снижение напора, помутнение воды.
• Соблюдайте рекомендуемую скорость фильтрации 10-12 л/мин. При большей скорости контакт воды с углем недостаточен, при меньшей - вода застаивается.
• Периодически (раз в 1-2 недели) открывайте кран и сливайте воду в течение 1-2 минут. Это смоет накопившуюся грязь и взбодрит уголь.
• Храните запасные картриджи в герметичной упаковке в сухом прохладном месте не более 3 лет. Берегите уголь от пересыхания.

Многоступенчатые магистральные системы

Многоступенчатые системы очистки - комплексное решение для получения чистой воды высокого качества. В них объединены несколько видов фильтров, каждый из которых решает свою задачу. Вода проходит через фильтры последовательно, шаг за шагом освобождаясь от разных типов загрязнений.

Каждая ступень многоступенчатой системы очистки удаляет определенный вид примесей:

1. Механическая фильтрация (сетчатый фильтр) - удаляет крупные частицы ржавчины, песка, ила размером от 50 мкм.
2. Сорбционная очистка (картридж с активированным углем) - поглощает хлор, органические соединения, улучшает вкус и запах воды.
3. Умягчение (картридж с ионообменной смолой) - заменяет ионы кальция и магния на ионы натрия, предотвращает образование накипи.
4. Обезжелезивание - окисляет растворенное железо до нерастворимых соединений и задерживает их.
5. Финишная очистка (постфильтр 1-5 мкм) - удаляет мельчайшие частицы примесей, завершает очистку воды.

Набор и порядок ступеней варьируется в зависимости от состава исходной воды и требований к качеству очистки. Типовые варианты компоновки:

• Сетчатый фильтр > Картридж угольный > Постфильтр 5 мкм (для удаления механических примесей, хлора, органики)
• Сетчатый фильтр > Умягчитель > Угольный постфильтр (для удаления накипи и улучшения вкуса воды)
• Сетчатый фильтр > Картридж угольный > Обезжелезиватель > Постфильтр 1 мкм (для удаления железа, марганца, сероводорода)

Назначение и эффективность каждой ступени

1. Сетчатый фильтр грубой очистки защищает последующие ступени от крупных частиц ржавчины, песка, окалины. Продлевает срок их службы.
2. Угольный картридж сорбирует до 99% активного хлора, устраняет неприятный запах и вкус воды. Удаляет органические соединения, пестициды.
3. Ионообменный умягчитель снижает жесткость воды до 0,1-1,0 мг-экв/л. Предотвращает образование известкового налета и накипи.
4. Обезжелезиватель окисляет растворенное двухвалентное железо (Fe2+) до нерастворимого трехвалентного (Fe3+). Удаляет железо до 0,1-0,3 мг/л.
5. Финишный постфильтр задерживает мельчайшие частицы ржавчины, ила, песка размером 1-5 мкм. Служит контрольной ступенью очистки.

Своевременно меняйте картриджи предварительной и финишной очистки. Стандартная периодичность - 1 раз в 3-6 месяцев.Регенерируйте ионообменные смолы умягчителя и обезжелезивателя солевым раствором по мере исчерпания ресурса (примерно 1 раз в 1-3 месяца).Следите за падением давления в системе - это признак забивания или износа фильтрующих элементов. При необходимости проведите замену.Не допускайте перерывов в работе системы более 1-2 недель. При длительном простое фильтры могут зарасти бактериями и потребуют дезинфекции.

Магистральные фильтры от накипи

Накипь - один из главных врагов бытовой техники и сантехники. Она образуется из-за осаждения солей жесткости (карбонатов кальция и магния) на нагревательных элементах котлов, бойлеров, стиральных и посудомоечных машин. Слой накипи толщиной всего 1-2 мм приводит к перерасходу электроэнергии на 10-15% и сокращает срок службы приборов в 1,5-2 раза.

Главная причина образования накипи - жесткость воды выше 2 мг-экв/л по Ca и Mg. При нагреве такой воды растворенные в ней соли кальция и магния выпадают в осадок в виде карбоната кальция CaCO₃ и гидроксида магния Mg(OH)₂. Эти вещества оседают на стенках теплообменников, ТЭНах, уплотнителях и забивают форсунки и трубки.

Накипь создает термоизолирующий слой, который препятствует нагреву воды и вызывает:

• Снижение теплопередачи и эффективности работы приборов
• Перегрев и преждевременный выход из строя нагревательных элементов
• Повышенный расход моющих средств и электроэнергии
• Протечки в местах разрушения уплотнителей и прокладок
• Неприятный запах горелой накипи

Чтобы защитить технику и сантехнику от вреда накипи, используют специальные фильтры и системы очистки воды. Они предотвращают образование известкового налета и продлевают срок эффективной работы оборудования.

Принцип действия полифосфатных фильтров

Полифосфатные фильтры - самый простой и недорогой способ борьбы с накипью. Их действие основано на добавлении в воду полифосфатов - соединений на основе фосфорной кислоты и натрия (например, гексаметафосфата натрия).

Проходя через картридж с гранулами полифосфата, вода растворяет и уносит с собой небольшое их количество (1-5 мг/л). Полифосфаты связывают ионы кальция и магния в растворимые комплексы, которые не выпадают в осадок при нагревании. Это предотвращает образование накипи на поверхностях и даже способствует постепенному растворению уже существующих отложений.

Полифосфатные фильтры не влияют на уровень жесткости воды, а лишь препятствуют кристаллизации солей жесткости. При этом они совершенно безопасны для здоровья и могут использоваться даже для питьевой воды.

Ресурс полифосфатного картриджа зависит от жесткости воды и расхода. В среднем одной загрузки хватает на 3-6 месяцев работы или 5-30 тыс. литров при жесткости 3-7 мг-экв/л. Замену картриджа проводят по падению напора, исчерпанию ресурса или появлению признаков накипи.

Ионообменные фильтры для умягчения воды

Ионообменное умягчение - более эффективный и радикальный метод борьбы с накипью. Он основан на фильтрации воды через слой ионообменной смолы, которая поглощает из нее ионы кальция и магния, замещая их на безвредные ионы натрия.

Ионообменные умягчители снижают жесткость воды до 0,01-0,03 мг-экв/л, что полностью исключает образование известкового налета. Они компактны, долговечны и при правильной эксплуатации могут служить 10-15 лет.

Процесс умягчения происходит в несколько этапов:

1. Фильтрация воды через слой смолы. Ионы Ca и Mg задерживаются в смоле, а в воду поступают ионы Na с поверхности гранул.
2. Регенерация смолы раствором поваренной соли NaCl. Ионы натрия из соли вытесняют накопленные кальций и магний, восстанавливая работоспособность смолы.
3. Промывка смолы от продуктов регенерации (избытка соли и солей жесткости). Промывка длится 30-60 минут и сбрасывает соли в канализацию.

Режим регенерации зависит от объема и марки смолы, жесткости воды и расхода. Стандартная периодичность - 1 раз в 1-4 недели. Современные умягчители оснащаются автоматикой с управляющим клапаном, который сам определяет время регенерации.

Недостаток ионообменных фильтров - повышение содержания натрия в воде на 20-40 мг/л. Это безопасно для здоровья, но может иметь значение при низконатриевой диете. Кроме того, умягченная вода агрессивна к металлам и при разбавлении ей спиртов и других жидкостей дает мутную взвесь.

Применение ионообменных фильтров оправдано при жесткости воды более 4-5 мг-экв/л и наличии накипи. В остальных случаях разумнее использовать полифосфатные фильтры или компактные магнитные умягчители.

Магнитные фильтры против накипи

Магнитные или электромагнитные умягчители воды - относительно новый метод борьбы с накипью. Их принцип действия основан на пропускании воды через сильное магнитное поле (6000-9000 Гс), которое изменяет структуру и свойства солей жесткости.

Под действием магнитного поля кристаллы карбоната кальция меняют форму с игольчатой на округлую и выпадают в осадок в виде рыхлого шлама, а не твердой накипи. Этот шлам не прикипает к поверхностям, а выносится потоком воды и легко смывается.

Магнитные фильтры компактны, не требуют сменных элементов и реагентов, просты в монтаже и обслуживании. Они не влияют на химический состав и жесткость воды, а только изменяют структуру солей жесткости.

Эффективность магнитной обработки зависит от типа и мощности аппарата, скорости потока и состава воды. Наилучшие результаты достигаются на воде средней жесткости (3-7 мг-экв/л) при скорости 1-3 м/с.

Ресурс работы магнитных фильтров практически неограничен. Производители гарантируют стабильность эффекта в течение 10-15 лет непрерывной работы. При этом на фильтре нет движущихся и изнашиваемых частей. Иногда требуется очистка стенок аппарата от отложений шлама.

Главное преимущество магнитных фильтров - экономичность и простота. Они стоят в 2-4 раза дешевле традиционных умягчителей, не расходуют реагенты и соль, не увеличивают содержание натрия в воде.

К недостаткам можно отнести невысокую степень снижения накипеобразования (50-70%) и необходимость последующей очистки воды от шлама на механическом фильтре. Также рекомендуется поддерживать скорость потока на уровне 1-3 м/с, что требует правильного подбора диаметра аппарата.