Які види фільтрів бувають?

Які види фільтрів бувають?

Чиста питна вода - фундамент здоров'я та благополуччя. На жаль, якість водопровідної води у багатьох регіонах України бажає кращого. Зношеність водопровідних мереж, застарілі методи очищення та вторинне забруднення призводять до того, що з крана тече вода, насичена хлором, важкими металами, пестицидами та іншими шкідливими домішками.

Установка фільтра для води – розумне рішення у такій ситуації. Фільтри дозволяють очистити воду від механічних частинок, хлору, органічних сполук, нітратів, бактерій та вірусів. Залежно від типу та моделі, фільтри можуть покращувати смак, запах та м'якість води, роблячи її придатною для пиття, приготування їжі та інших побутових потреб.

Різноманітність фільтрів для води на сучасному ринку вражає. Щоб не заплутатися у всьому цьому розмаїтті та вибрати оптимальний варіант для свого будинку, потрібно розібратися в основних типах та принципах роботи фільтрів.

Загальна класифікація фільтрів для води

Фільтри для води розрізняються за цілою низкою параметрів - призначення, тип фільтруючого матеріалу, принцип дії, продуктивність та інші характеристики.

За призначенням фільтри поділяються на

• побутові,
• комерційні,
• промислові.

Побутові моделі компактні, прості в установці та обслуговуванні. Вони розраховані на очищення води у квартирах, приватних будинках та невеликих офісах. Комерційні фільтри - потужніші системи, призначені для кафе, ресторанів, готелів, спортивних клубів. Промислові фільтри – це високопродуктивні установки для очищення великих обсягів води на підприємствах, заводах, об'єктах комунального господарства.

Серце будь-якого фільтра – фільтруючий матеріал. Від його властивостей залежить, які саме забруднення буде видалено з води. Механічні фільтри затримують нерозчинні частинки – іржу, пісок, мул, волокна. Сорбційні фільтри, що містять активоване вугілля, шунгіт, цеоліт, видаляють хлор, органічні сполуки, пестициди, важкі метали за рахунок адсорбції на поверхні матеріалу. Іонообмінні смоли пом'якшують воду, замінюючи іони кальцію та магнію на іони натрію. Мембранні фільтри, зокрема системи зворотного осмосу, видаляють із води 99,9% домішок, включаючи бактерії та віруси.

За принципом дії виділяють

• проточні фільтри,
• магістральні системи,
• фільтри зворотного осмосу,
• пом'якшувачі.

Проточні фільтри очищають воду безпосередньо в точці споживання – на кухні або у ванній. Їх легко встановити, вони вимагають підключення до водопроводу. Магістральні фільтри монтують у розріз труби і очищають всю холодну воду, що надходить до будинку. Системи зворотного осмосу пропускають воду через напівпроникну мембрану під тиском, видаляючи навіть найдрібніші частинки. Пом'якшувачі води вирішують проблему накипу та вапняного нальоту, продовжуючи термін служби побутової техніки.

Механічні фільтри

Механічні фільтри – це перша лінія захисту від великих нерозчинних домішок у воді. Вони затримують частинки іржі, піску, мулу, окалини, волокон та інших видимих ​​забруднень. Принцип роботи механічних фільтрів заснований на фізичному бар'єрі - елементі, що фільтрує, з порами певного розміру.

Залежно від конструкції та фільтруючого матеріалу виділяють кілька типів механічних фільтрів:
Сітчасті фільтри - найпростіші пристрої у вигляді колби із сіткою із нержавіючої сталі або полімерних волокон. Розмір осередків сітки варіюється від 50 до 500 мкм. Сітчасті фільтри затримують відносно великі частки і запобігають забиванню трубопроводів та сантехніки.
Дискові фільтри складаються з кількох фільтруючих дисків із прорізами або щілинами. Диски щільно прилягають одна до одної, утворюючи лабіринт каналів. Вода проходить через ці канали, залишаючи забруднення поверхні дисків. Тонкість очищення дискових фільтрів – від 20 до 200 мкм.

Найбільш популярні картриджні фільтри, в яких фільтруючим елементом служить змінна "свічка" - пустотілий циліндр із пористою структурою. Картриджі розрізняються за матеріалом та мікронністю:

• Поліпропіленові картриджі видаляють частинки від 1 до 100 мкм. Вони недорогі, стійкі до хімікатів та бактерій, підходять для гарячої води.
• Картриджі зі спеченого активованого вугілля затримують домішки до 0,5 мкм та частково видаляють хлор, пестициди, органіку.
• Керамічні картриджі з мікронністю 0,2-1,0 мкм ефективно очищають воду від механічних забруднень, бактерій та навіть деяких вірусів.

Переваги механічних фільтрів – простота, надійність, доступність. Вони не вимагають електрики, реагентів та особливого обслуговування. Однак механічні фільтри не позбавляють розчинених домішок, таких як солі жорсткості, важкі метали, хлор. Крім того, засмічення фільтра призводить до зниження тиску води, тому картриджі потрібно регулярно змінювати.

Магнітні фільтри

Магнітні або електромагнітні фільтри – відносно новий вид пристроїв для очищення води. Їхня дія заснована на силі магнітного поля, яке змінює фізико-хімічні властивості домішок у воді.

Принцип роботи магнітних фільтрів ось у чому. Вода проходить через потужне магнітне поле, яке створюється постійними магнітами або електромагнітами. Під дією цього поля молекули солей жорсткості (кальцію і магнію) поляризуються, втрачають здатність утворювати нерозчинні сполуки та кристалізуватися на поверхнях. Частинки домішок укрупнюються, набувають однойменних зарядів і відштовхуються один від одного, що перешкоджає утворенню накипу та відкладень.

Магнітні фільтри мають ряд переваг:

• Запобігають утворенню накипу та вапняного нальоту в бойлерах, пральних машинах, посудомийних машинах, кавоварках.
• Зберігають корисні мінерали (кальцій, магній) у воді, на відміну іонообмінних пом'якшувачів.
• Не вимагають заміни витратних матеріалів та регенерації.
• Компактні, прості в монтажі не потребують підключення до електромережі.

У той же час магнітні фільтри не видаляють механічні домішки, хлор, органіку, бактерії. Їхня ефективність залежить від складу води та інтенсивності магнітного поля. Оброблена магнітним полем вода зберігає свої властивості лише протягом 24-48 годин, після чого ефект поступово зникає.

Існує кілька типів магнітних фільтрів:

• Магнітні перетворювачі - компактні пристрої у вигляді скріпки або прищіпки, які кріпляться безпосередньо на трубу.
• Магнітні активатори - рукави або муфти з магнітними елементами, що монтуються у розріз трубопроводу.
• Електромагнітні фільтри – системи з котушками індуктивності, що створюють змінне магнітне поле високої частоти.

Магнітні фільтри - гарний додаток до традиційних систем очищення води. Однак вони не є повноцінною заміною механічних, сорбційних чи мембранних фільтрів. Для комплексної очистки води рекомендується комбінувати магнітну обробку з іншими методами фільтрації.

Проточні фільтри

Проточні або під мийку фільтри - компактні системи для очищення питної води в побутових умовах. Вони встановлюються безпосередньо в точці споживання – на кухні або у ванній кімнаті. Проточні фільтри забезпечують глибоке очищення холодної води від механічних домішок, хлору, органіки, важких металів, а деякі моделі – навіть від бактерій та вірусів.

Принцип роботи проточних фільтрів полягає у багатоступеневому очищенні води, що проходить через кілька змінних картриджів з різними наповнювачами. Зазвичай до складу проточного фільтра входять:

• Механічний картридж (поліпропіленовий або з порожнім волокном) для видалення частинок іржі, піску, мулу від 1 до 100 мкм.
• Сорбційний картридж з активованим вугіллям або пресованим вуглеволокном для видалення хлору, органічних сполук, пестицидів, неприємних запахів та присмаків.
• Іонообмінне засипання для корекції мінерального складу води та видалення важких металів.
• Постфільтр або вугільний блок для фінішного очищення та кондиціювання води.

Залежно від моделі проточний фільтр може мати від 2 до 6 ступенів очищення. Деякі виробники комплектують фільтри ультрафіолетовою лампою для знезараження або мінералізатором для збагачення води корисними елементами.

Існує два основні види проточних фільтрів:

Системи "на кран" - мініатюрні фільтри, що кріпляться безпосередньо на водопровідний кран або замість штатного аератора. Вони складаються з одного або двох маленьких картриджів і змінюють напрямок потоку при повороті рукоятки. Фільтри насадки прості в установці, не вимагають підключення до водопроводу. Проте їхній ресурс та ефективність очищення невеликі.

Системи під мийку монтуються в кухонну шафу під раковиною і підключаються до холодної лінії водопроводу через трійник. Очищена вода подається через окремий кран, що встановлюється на мийці або стільниці. Проточні фільтри "під миття" мають продуктивність від 0,5 до 2 л/хв і забезпечують більш ретельне очищення, ніж насадки на кран. Картриджі змінюються раз на 2-6 місяців залежно від якості вихідної води та інтенсивності використання.

Проточні фільтри підходять для більшості регіонів із водопровідною водою середньої жорсткості та забрудненості. Вони ефективно знижують вміст хлору, органіки, заліза, марганцю, свинцю, ртуті, видаляють неприємні запахи та присмаки. У той же час, проточні фільтри не повністю демінералізують воду і не позбавляють вірусів, розчинених солей і нітратів.

Фільтри зворотного осмосу

Системи зворотного осмосу (RO) – високотехнологічні пристрої, які дозволяють отримати надчисту питну воду, практично вільну від будь-яких домішок, включаючи бактерії, віруси, солі, нітрати, важкі метали. Вони використовують принцип зворотного осмосу – продавлювання води під тиском через напівпроникну мембрану з порами 0,0001 мкм.
На відміну від звичайного осмосу, коли вода мимовільно проходить через мембрану з менш концентрованого розчину більш концентрований, при зворотному осмосі вода рухається у зворотному напрямку. Для цього створюється надлишковий тиск 4-15 атм за допомогою насоса або спеціального накопичувального бака. Молекули води проникають через пори мембрани, а більші частинки домішок затримуються її поверхні і змиваються в дренаж.

Стандартна система зворотного осмосу складається з 5 ступенів очищення:

1. Механічний префільтр для видалення завислих частинок розміром більше 5 мкм.
2. Вугільний префільтр для сорбції хлору та органіки, здатних пошкодити мембрану.
3. Назад осмотична мембрана з поліамідних або ацетатцелюлозних волокон з розміром пор 0,0001-0,0009 мкм.
4. Вугільний постфільтр для усунення сторонніх запахів та присмаків.
5. Фінішний кондиціонер із мінералізатором для збагачення води кальцієм, магнієм, калієм, натрієм.

Продуктивність систем зворотного осмосу становить від 150 до 500 л/добу. Близько 5-20% очищеної води надходить у накопичувальний бак і далі до крана на мийці, інші 80-95% йдуть у дренаж разом із концентратом домішок. Співвідношення очищеної та стічної води залежить від тиску, температури та солевмісту вихідної води.

Переваги систем зворотного осмосу – найвища якість очищення, компактність, автоматичний режим роботи. Вони видаляють із води 99,9% усіх домішок, включаючи нітрати, хлориди, сульфати, фториди, важкі метали, радіонукліди, пестициди, бактерії та віруси. Вода, отримана методом зворотного осмосу, ідеально підходить для пиття, приготування їжі та напоїв.

Недоліки зворотньоосмотичних фільтрів – відносно висока ціна, необхідність підключення до електромережі та каналізації, обмежений ресурс мембрани (1-3 роки), висока витрата води на промивання. Крім того, демінералізована вода має прісний смак і потребує ремінералізації.

Системи зворотного осмосу рекомендуються для регіонів із високим рівнем забруднення та мінералізації води, а також для споживачів з особливими вимогами до якості питної води – сімей з дітьми, вагітних жінок, алергіків, людей із хронічними захворюваннями.

Магістральні фільтри

Магістральні або так звані "whole house" фільтри призначені для комплексного очищення води по всьому будинку. Вони встановлюються на вході водопроводу в будинок і фільтрують як холодну, так і гарячу воду, що надходить до сантехнічних приладів та побутової техніки.
Головне призначення магістральних фільтрів – видалення механічних домішок (іржі, піску, мулу), зниження жорсткості та концентрації заліза у воді. Це дозволяє запобігти засміченню та поломці водопровідних труб, змішувачів, бойлерів, пральних та посудомийних машин, продовжити термін їхньої служби.

На відміну від локальних проточних фільтрів, магістральні системи не призначені для отримання високої якості питної води. Вони виконують функцію очистки та кондиціювання води для побутових потреб - вмивання, прийняття душу або ванни, прання, миття посуду.
Склад забруднень, що видаляються магістральними фільтрами, залежить від типу та моделі системи. Як правило, це:

• Нерозчинні частинки розміром понад 20-100 мкм (іржа, пісок, глина, мул).
• З'єднання заліза та марганцю, що надають воді жовтуватий відтінок та неприємний металевий присмак.
• Солі жорсткості (кальцій та магній), що викликають утворення накипу та білого нальоту на сантехніці.
• Органічні речовини, хлор, пестициди – за допомогою спеціальних сорбційних картриджів.

За конструкцією та принципом дії розрізняють два основні типи магістральних фільтрів:
Механічні фільтри - колби або корпуси з поліпропілену, нержавіючої сталі або латуні з одним або декількома картриджами всередині. Картриджі виготовляються із поліпропіленового шнура, спіненого поліетилену, поліестеру та інших волокнистих матеріалів. Вони затримують нерозчинні частинки певного розміру (від 1 до 100 мкм) з допомогою фільтрації води через пористу структуру. Механічні фільтри вимагають регулярної заміни картриджів у міру забруднення.

Комплексні системи очищення води - автоматичні установки, що поєднують у собі кілька методів фільтрації та пом'якшення води. Зазвичай вони складаються з наступних компонентів:

• Магістральний префільтр грубої очистки 50-100 мкм для видалення великих механічних частинок.
• Система знезалізнення на основі каталітичного фільтруючого матеріалу Ecomix, Birm, Pyrolox або спеціальних іонообмінних смол. Видаляє розчинене та колоїдне залізо до концентрації 0,1-0,3 мг/л.
• Вугільний сорбційний фільтр видалення органіки, хлору, пестицидів. Заповнюється гранульованим активованим вугіллям чи пресованим вуглеволокном.
• Пом'якшувач води іонообмінного типу із засипкою з іонообмінної смоли. Знижує жорсткість води до 0,05-0,1 мг-екв/л за рахунок заміни катіонів кальцію та магнію на катіони натрію.
• Постфільтр механічної очистки 5-20 мкм для видалення дрібних частинок іонообмінної смоли та вугілля.

Продуктивність магістральних фільтрів варіюється від 0,5 до 10 м³/година залежно від моделі та кількості точок водорозбору в будинку. Ресурс фільтруючих матеріалів становить від кількох місяців до 5-10 років. Комплексні системи оснащені автоматикою, яка контролює параметри очищення та періодично запускає регенерацію смол розчином кухонної солі.