Принцип роботи проточного фільтру для води?

Принцип роботи проточного фільтра для води

Якість водопровідної води залишається гострою проблемою для багатьох українських міст. Старі комунікації, застарілі системи очищення на водоканалах, сезонні коливання якості води – це змушує задуматися про встановлення домашніх систем фільтрації. Проточні фільтри для води стали одним із найефективніших рішень цієї проблеми, дозволяючи одержувати чисту воду безпосередньо з крана.

Проточний фільтр – це система очищення води, яка встановлюється безпосередньо у водопровід та забезпечує очищення води в режимі реального часу. На відміну від глекових фільтрів, де доводиться чекати, поки вода протікає через картридж, проточна система працює відразу при відкритті крана. При цьому продуктивність сучасних фільтрів досягає 2-3 літрів на хвилину, що можна порівняти зі звичайним натиском води з крана.

Існує кілька основних типів проточних фільтрів. Найпростіші – одноступінчасті системи, які використовують один картридж для базового очищення води. Більш просунуті – багатоступінчасті системи з 2-5 картриджами, кожен із яких відповідає за певний етап очищення. Найбільш ефективними вважаються системи зворотного осмосу, де крім звичайних картриджів використовується спеціальна мембрана з розміром пір 0,0001 мікрон.

Види проточних фільтрів по системі очищення

Сучасний ринок пропонує кілька типів проточних фільтрів, що відрізняються за принципом та складністю очищення води. Кожна система має свої особливості роботи та сферу застосування. Вибір конкретного типу залежить від якості вихідної води та вимог до очищення.

Одноступінчасті системи є базовим рішенням для очищення води. У них використовується один картридж, який поєднує функції механічного та сорбційного очищення. Принцип роботи таких систем досить простий – вода проходить через комбінований фільтруючий елемент зі швидкістю 3-4 літри на хвилину. Ефективність очищення становить 70-80% за основними показниками забруднення. Такі системи підходять для води з невисоким рівнем забруднення, коли потрібне базове очищення від хлору, механічних домішок та покращення смаку.

Багатоступінчасті системи забезпечують глибше очищення за рахунок послідовного застосування різних методів фільтрації. У стандартній триступеневій системі вода проходить через:

• Картридж механічного очищення (перший ступінь)
• Вугільний сорбційний картридж (другий ступінь)
• Картридж тонкого очищення (третій ступінь)

Швидкість фільтрації в таких системах становить 1,5-2 літри на хвилину, що зумовлено більш ретельним очищенням на кожному етапі. Ефективність видалення домішок досягає 95% більшості показників.

Комбіновані системи є найсучаснішим рішенням. Вони можуть поєднуватися різні технології очищення: механічна фільтрація, сорбція, пом'якшення, зворотний осмос. Особливість роботи таких систем полягає в тому, що вони можуть адаптуватися під різні якості води за рахунок зміни комбінації картриджів.

Базовий пристрій проточного фільтра

Розуміння конструкції фільтра допомагає розібратися у принципах його роботи. Стандартна проточна система складається з кількох основних елементів, кожен із яких виконує свою функцію в процесі очищення води.

Корпус фільтра виготовляється із міцного харчового пластику або нержавіючої сталі. Він має витримувати тиск води до 6-7 атмосфер. Усередині корпусу розташовуються змінні картриджі – від одного до п'яти, залежно від моделі. Кожен картридж закривається спеціальною кришкою з кільцем ущільнювача, що забезпечує герметичність з'єднання.

Система підключення до водопроводу включає:

• Трійник для врізання у водопровід
• Кульовий кран для перекриття подачі води на фільтр
• Гнучке підведення для з'єднання з фільтром
• Кран чистої води, що встановлюється на мийку

Всі з'єднання виконуються за допомогою швидкороз'ємних фітингів типу John Guest, що забезпечує надійність та простоту монтажу. Діаметр трубок, що підводять, зазвичай становить 1/4 або 3/8 дюйма, що достатньо для забезпечення нормального потоку води.

p align="justify"> Важливим елементом системи є кронштейн для кріплення фільтра до стіни. Враховуючи, що вага заповненого водою фільтра може досягати 5-7 кілограмів, кріплення має бути надійним. Сучасні кронштейни виготовляються із металу з антикорозійним покриттям та комплектуються всіма необхідними елементами для монтажу.

У складніших системах можуть бути додаткові елементи:

• Манометри для контролю тиску
• Автоматичні клапани для промивання
• Електронні системи контролю ресурсу картриджів
• Мінералізатори для збагачення води корисними речовинами

Усі компоненти системи з'єднуються між собою у певній послідовності, утворюючи замкнутий контур руху води через елементи, що фільтрують. Це забезпечує максимальну ефективність очищення за умови збереження достатнього напору води на виході з системи.

Детальний принцип роботи

Процес очищення води у проточному фільтрі відбувається послідовно, проходячи через кілька важливих етапів. Кожен етап має своє призначення та забезпечує певний рівень очищення води від різних забруднень.

Етап 1: Надходження води до системи

Вода з водопроводу надходить у фільтр під тиском, який зазвичай становить 2-6 атмосфер. Цей тиск є критично важливим для правильної роботи системи. При тиску нижче 2 атмосфер продуктивність фільтра значно падає, а деякі картриджі можуть працювати неефективно. Надлишковий тиск понад 6 атмосфер може призвести до пошкодження фільтруючих елементів або розгерметизації системи.

Вбудований редуктор тиску захищає систему від гідроударів та перепадів тиску у водопроводі. Без такого захисту, різке підвищення тиску може пошкодити картриджі або порушити герметичність з'єднань. Редуктор підтримує оптимальний робочий тиск у межах 3-4 атмосфер, що забезпечує стабільну роботу всіх щаблів очищення.

Етап 2: Попереднє механічне очищення

У першому етапі фільтрації відбувається затримка великих механічних домішок. Вода проходить через картридж із спіненого поліпропілену з розміром пор 5-20 мікрон. Для порівняння: людське волосся має товщину близько 100 мікрон, так що фільтр затримує частинки в 5-20 разів тонше за волосся.

У процесі роботи механічний фільтр затримує:

• Пісок та глину
• Іржі та окалину
• Дрібні волокна та суспензії
• Інші тверді частки

Цей етап є критично важливим для подальшої роботи системи. Без попередньої механічної очистки наступні картриджі швидко забиваються грубими домішками і втрачають ефективність. При сильному забрудненні води механічний картридж може вимагати заміни вже через 2-3 місяці використання.

Етап 3: Сорбційне очищення

Після механічного очищення вода надходить у картридж з активованим вугіллям. Тут відбувається видалення розчинених органічних домішок, хлору та його сполук. Активоване вугілля має пористу структуру – один грам якісного вугілля має активну поверхню до 1000 кв.

На молекулярному рівні процес адсорбції відбувається з допомогою сил Ван-дер-Ваальса. Молекули забруднень притягуються до вугілля і утримуються у його порах. При цьому видаляються:

• Хлор та його сполуки
• Органічні домішки
• Нафтопродукти
• Пестициди
• Неприємні запахи та присмаки

Етап 4: Пом'якшення води

На цій стадії відбувається заміна іонів кальцію та магнію на іони натрію. Процес здійснюється за допомогою іонообмінної смоли. Коли тверда вода проходить через шар смоли, відбувається обмін – кожні два іони натрію зі смоли заміщуються одним іоном кальцію або магнію з води.

В результаті пом'якшення:

• Знижується жорсткість води
• Запобігається утворенню накипу
• Поліпшується смак води
• Продовжується термін служби побутової техніки

Ефективність пом'якшення залежить від вихідної жорсткості води. При жорсткості 5-7 мг-екв/л картридж здатний пом'якшити близько 1000-1500 літрів води, після чого потребує заміни чи регенерації.

Етап 5: Фінальна очистка

Останній етап є тонкою очисткою води через картридж з розміром пор 1-5 мікрон. Це дозволяє затримати найдрібніші частинки, які могли утворитися у процесі попередніх етапів очищення, а також видалити мікроорганізми.

На виході із системи вода проходить через фінішний пост-фільтр, який:

• Видаляє можливі механічні домішки від попередніх картриджів
• Забезпечує фінальне шліфування смаку та запаху
• Запобігає попаданню у воду частинок фільтруючих матеріалів

В результаті послідовного проходження через всі щаблі очищення вода звільняється від 95-99% домішок, залежно від їх типу та початкової концентрації. При цьому швидкість фільтрації становить 1,5-2 літри за хвилину, що достатньо для комфортного використання очищеної води в побутових цілях.

Висновок

Проточні фільтри для води є ефективним рішенням для отримання чистої води безпосередньо з водопроводу. Принцип їх роботи заснований на послідовному багатоступеневому очищенні, де кожен етап виконує свою специфічну функцію.

Ефективність різних етапів очищення варіюється в залежності від типу забруднень, що видаляються:

• Механічна фільтрація видаляє до 99% зважених частинок більше 5 мікронів
• Сорбційне очищення ефективне на 95-98% для видалення хлору та органічних сполук
• Пом'якшення знижує жорсткість води на 70-90%
• Фінішне очищення затримує до 99% частинок розміром більше 1 мікрона
  
  Важливо розуміти, що максимальна ефективність системи досягається лише при правильному доборі картриджів та дотриманні термінів їх заміни. При виборі проточного фільтра слід враховувати якість вихідної води, необхідну продуктивність системи та необхідний ступінь очищення.