Ūdens filtri: tekošs ūdens no krāna – tīrs bez krāpšanas?

Mēģināsim saprast, kādi vietējie un ārvalstu filtru modeļi šodien ir pieejami tirgū un kā tie atšķiras viens no otra.

Filtrs. Un nav bazāra

Lai ko arī neteiktu par mūsu krāna ūdens slikto kvalitāti, tomēr attīrīšanas kvalitāte Latvijas pilsētas ūdens attīrīšanas iekārtās ir diezgan augsta, salīdzinot ar daudzām pasaules valstīm. Tomēr pilsētas krāna ūdenim joprojām ir nepieciešama papildu apstrāde, pirms to var lietot uzturā.

Pirmkārt, nolietotas caurules un dod piemaisījumus: rūsu, dūņas, lauksaimniecības atkritumus.

Otrkārt, priekšapstrādes cikls negarantē pilnīgu smago metālu, cietības sāļu, nitrātu, pesticīdu un organisko piemaisījumu kas mijiedarbībā ar hloru var izraisīt kancerogēnu un mutagēnu vielu veidošanos atdalīšanu.

Treškārt un visbeidzot, vairumā gadījumu krāna ūdenī ir augsts hlora saturs, kas tiek pievienots dezinfekcijas iekārtā.

Pilsētas dzīvokļos parasti tiek izmantoti četri galvenie filtru veidi.

krūzes tipa filtri

Filtrēšanas princips šādā ierīcē ir ļoti vienkāršs: ūdens izplūst caur nomaināmu kārtridžu, filtram nav nepieciešams tiešs savienojums ar ūdens padevi. Šāda krūzes tilpums ir no 1,8 l līdz 4,8 l, un filtrācijas ātrums nepārsniedz 0,4 l/min.

Noņemamā kārtridža iekšpusē ir īpašs sorbents parasti tas ir aktivētās granulveida vai šķiedrainās ogles sorbents . Svarīga šo modeļu priekšrocība ir tā, ka tie piedāvā iespēju izmantot kasetnes dažādiem mērķiem, t. i.,.e. mīkstināšanai, attīrīšanai ar hloru u. c.d.

Galvenais krāna filtru trūkums ir nepieciešamība diezgan bieži mainīt kārtridžus to kalpošanas laiks reti pārsniedz 350 litrus , un tas nozīmē, ka šādu filtru ekspluatācija ir dārga. Krūzes filtru cenu diapazons ir no 400 līdz 1000 Euroļiem. Apmaināmie kārtridži šādiem filtriem atkarībā no filtrācijas pakāpes maksā no 150 līdz 250 Euroļiem, un, lai tos nomainītu – un, attiecīgi, iegādātos jaunus, ieteicams apmēram reizi divos mēnešos.

Īpašas krāna sprauslas

Šādu modeļu filtrēšanas ātrums ir salīdzināms ar krūzes filtriem, bet piemaisījumus un piesārņojumu adsorbējošo filtru kalpošanas laiks ir divas līdz trīs reizes ilgāks. Atkarībā no attīrīšanas pakāpju skaita filtrēšanas galviņas var iegādāties par 200-1200 Euroļiem. Šo modeļu vienīgā nopietnā neērtība ir nepieciešamība uz krāna uzlikt sprauslu, lai iegūtu dzeramo ūdeni.

Galda virsmas caurplūdes filtri

Ierīces tiek uzstādītas tuvu ūdens krānam un, kad nepieciešams tīrs ūdens, tās ātri savieno ar elastīgu šļūteni. Tiek attīrīts tikai dzeramais ūdens, un, ja nepieciešams tehniskais ūdens, piemēram, trauku mazgāšanai, netiek izmantoti kārtridži vai filtri. Filtrēšanas ātrums ir 3-4 reizes lielāks nekā filtra ar krūzes filtru, un lietošanas ilgums ir gandrīz desmit reizes ilgāks. Šādu filtru izmaksas, salīdzinot ar piķa filtriem, palielinās proporcionāli vadošajām īpašībām un svārstās no 2700 līdz 10 000 Euro.

Stacionārais plūsmas filtrs

To var veidot viens vai vairāki ūdens sistēmā iebūvēti korpusi, kas izvietoti zem izlietnes – blakus vai viens virs otra. Pie izlietnes ir papildu dzeramā ūdens krāns, bet no krāna turpina tecināt ūdeni, kas nav paredzēts pārtikai. Šādiem filtriem ir ļoti ilgs kalpošanas laiks no 4000 līdz 15 000 litriem , un tiem raksturīgs arī liels filtrēšanas ātrums no 2 l/min . .

Filtrēšanas process

Tabulā esam aprakstījuši galvenos pilsētas dzīvokļu filtru veidus. Tagad izskaidrosim mājas filtru tehnoloģijas un to, kā tās atšķiras viena no otras.

Sorbcijas filtrāciju reti izmanto atsevišķi, bet bieži vien to kombinē ar citiem attīrīšanas veidiem. Sorbcija nozīmē “absorbcija”, un aktīvā ogle parasti tiek izmantota kā absorbents. Granulu vai šķiedru aktīvās ogles adsorbenti absorbē hloru saturošus savienojumus un pesticīdus. Ir vairāki sorbentu veidi, bet nozarē visbiežāk izmanto kokosriekstu no kokosriekstu čaumalām un bērza aktīvo ogli.

Kasetņu, sorbentu ražošanai, kas paredzēti ūdens attīrīšanai, dod priekšroku kokoskoka kokogles izmantošanai. Tas ir mehāniski izturīgāks un tāpēc mazāk pakļauts nodilumam transportēšanas un turpmākās ekspluatācijas laikā.

Tā satur arī mazāk piemaisījumu, tostarp dzelzs, un tās sorbcijas spēja ir 2-3 reizes lielāka nekā aktivētai bērza kokoglei. Šāda veiktspēja ir saistīta ar kokosriekstu čaumalu īpašībām: tiem ir blīva un viendabīga struktūra, kas ļauj ogles “dziļi” aktivizēt, nezaudējot atsevišķu granulu mehānisko izturību.

Jonu apmaiņas filtrēšanas procesa mērķis ir atbrīvoties no smagajiem metāliem un sāļiem, kas padara ūdeni cietu, un to sauc arī par ūdens mīkstināšanu. Jonu apmaiņas sveķi ir iesaistīti ķīmiskajā reakcijā.

Elektroķīmiskajā filtrācijā jeb elektroķīmiskajā attīrīšanā ūdens, kas tiek izvadīts cauri vairākām īpaši konstruētām tvertnēm, kuras tiek pakļautas spēcīgam elektriskajam laukam, tiek pakļauts sarežģītām redoksreakcijām. Visi piemaisījumi, kā arī vīrusi un baktērijas tiek pilnībā iznīcināti. Šis attīrīšanas veids ir visproduktīvākais, un tā kalpošanas laiks ir praktiski neierobežots. Zināmas neērtības rada tas, ka ūdeni pēc šīs apstrādes sistēmas nav ieteicams dzert dažas stundas, jo paaugstinās tā skābums.

Membrānu filtrēšanas vai reversās osmozes sistēma. Šīs ārkārtīgi populārās tehnoloģijas būtība ir tā pati mehāniskā attīrīšana, bet jau molekulārā līmenī. Filtru plānās plēves membrānas caur vismazākajām porām aptuveni 0,0001 mikronu ļauj izkļūt tikai ūdens molekulām, jo membrānas poru diametrs ir aptuveni 200 reižu mazāks par vīrusu izmēru un 4000 reižu mazāks par baktēriju izmēru.

Filtrācijas process notiek ārējā spiediena ietekmē, kas ir lielāks par osmotisko spiedienu kurā šķīdumu koncentrācija ir izlīdzināta : ūdens sāk pārvietoties no šķīduma ar augstāku sāls koncentrāciju šķīdumā ar zemāku sāls koncentrāciju.

Praktiski visas filtrēšanas metodes ūdens attīrītājos ir kombinētas; pēdējā laikā arvien biežāk cenrāžos parādās filtri ar daudzpakāpju filtrāciju. attīrīšanas procesa pirmajā fāzē tiek atdalīti neizšķīdušie ķīmiskie savienojumi, suspendētās cietvielas, smiltis un citi piemaisījumi, kuru maksimālais izmērs ir aptuveni 5 mikroni.

Lielākajā daļā daudzpakāpju filtru modeļu šajā posmā darbojas vienkāršs polipropilēna filtrs. Nākamais posms ir sorbcijas filtrācija, kas absorbē hloru un citus organiskos savienojumus ja hloru saturoši savienojumi netiek izvadīti no ūdens, turpmākā membrānas apstrāde kļūst gandrīz neiespējama, jo hlors bojā membrānu . Visbeidzot ūdens iziet cauri membrānai – reversās osmozes sistēmai, kas galu galā no ūdens noņem piemaisījumus un netīrumus.

Kādam jābūt dzeramajam ūdenim?

ūdens un tīra ūdens problēmu īpaši pēta UNESCO, kas atbalsta dažādu kopienu un indivīdu iniciatīvas un projektus visā pasaulē. Piemēram, Krievijā skolas ar UNESCO statusu daudz dara, lai īstenotu Lielā Volgas upes ceļa projektu. Daudzās pasaules valstīs un kopš 1995. gada arī mūsu valstī 22. martā tiek atzīmēta “Starptautiskā ūdens diena”.

Hlora atvasinājumi, piemēram, hloroforms, tetrahloroglekļa tetrahlorīds, uzkrājas organismā. Saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas datiem 70 % gadījumu tie izraisa vēzi. Turklāt atlikušais hlors un alumīnijs krāna ūdenī izraisa slimības bērniem ļaundabīgos audzējus, pneimoniju, gastrītu, ekzēmu un agrīnu mirstību pieaugušajiem vēzi, Alcheimera slimību u. c. . Saskaņā ar amerikāņu pētnieku datiem, 15 gadus ikdienā lietojot hlorētu krāna ūdeni, mirstība no zarnu vēža palielinās 2-3 reizes, salīdzinot ar tiem, kas dzer tīru ozonētu ūdeni. Pat tad, ja jūs vārīsiet hlorētu ūdeni, jūs nevarat atbrīvoties no visām problēmām. Vairākas baktērijas paliek dzīvotspējīgas pat pēc vārīšanas, un hlora saturs samazinās tikai par 30 %. Ūdens nesatur smago metālu sāļus vai organiskos piesārņotājus. Ne vārīšana, ne sasaldēšana, ne ūdens atstāšana uz vienu dienu nenovērš toksiskos hlororganiskos savienojumus.

Kopš 1996. gada higiēnas prasības dzeramā ūdens kvalitātei centralizētajās ūdensapgādes sistēmās ir noteiktas SanPiN 2.1.4.1074-01 “Dzeramais ūdens”. Šajā dokumentā ūdens kvalitātes rādītāji iedalīti epidemioloģiskajos, organoleptiskajos, radioloģiskajos un ķīmiskajos rādītājos. Kādi ir šie rādītāji?

Epidēmija. Ūdenī var dzīvot un augt daudzas baktēriju, vienšūņu un augstāko organismu formas. Nav iespējams veikt testus, lai pārbaudītu visas no tām – tie ir pārāk dārgi un laikietilpīgi. Mēs testējam tā saukto indikatormikrobu klātbūtni, kas brīdina par iespējamu avota piesārņojumu ar patogēno mikrofloru, piemēram, E. coli. Tās daudzumu 1 l ūdens sauc par koli-indeksu. Otrais rādītājs ir kopējais mikrobu skaits. Tas ir baktēriju skaits, kas veido kolonijas 1 ml ūdens. Saskaņā ar SanPiN dzeramā ūdens sanitārajiem noteikumiem abiem jābūt vienādiem ar nulli. Arī protozoām ir jābūt pilnīgi prom.

Radioloģiskie rādītāji. Tos nosaka ar dozimetriskajiem instrumentiem. Kopējā α-radioaktivitāte ūdenī nedrīkst pārsniegt 0,1 Bq, un β-radioaktivitāte – 1 Bq uz 1 litru ūdens.

Ķīmiskie indikatori. pH vērtība, vienkārši sakot, ir skābuma mērvienība. Saskaņā ar šo principu ūdens var būt neitrāls pH = 7 , sārmains pH 7 vai skābs pH +/- 7 .

Kopējo mineralizāciju nosaka pēc sausā atlikuma masas, ko iegūst, iztvaicējot noteiktu ūdens daudzumu. Šī vērtība nedrīkst pārsniegt 1000 mg/l.

organiskās un neorganiskās vielas. Kopējais ķīmisko vielu skaits, kas var nonākt ūdenī rūpniecības un citu cilvēka darbību rezultātā, pārsniedz 50 000. Vienkārši nav iespējams pārbaudīt ūdeni attiecībā uz katru no šīm īpašībām. Interesanti, ka no 2002. gada 1. jūlija radioaktivitāte – 1 Bq. pirmo reizi ir noteikta ne tikai pieļaujamo elementu augšējā robeža, bet arī apakšējā robeža. Protams, tas neattiecas uz visām vielām, bet tikai uz tām minerālvielām, kas ir izplatītas un labvēlīgas organismam. Piemēram, ūdens cietībai jābūt no 1,5 līdz 7 mg ekv/l, sārmainībai no 0,5 līdz 6,5 mg/l, kalcijam no 25 līdz 80 mg/l, magnijam no 5 līdz 50 mg/l, kālijam no 2 līdz 20 mg/l, bikarbonātiem no 20 līdz 400 mg/l, fluorīda jonam no 0,06 līdz 0,2 mg/l un jodīda jonam no 40 līdz 60 μg/l. Šāda pieeja zināmā mērā ierobežo tādu attīrīšanas metožu izmantošanu, kas samazina minerālvielu saturu ūdenī gandrīz līdz nullei.

Organoleptiskie rādītāji. Smarža un aromāts. Lai novērtētu šos divus rādītājus, tiek izmantota piecu punktu skala: 1 punkts – ļoti vājš; 2 – vājš; 3 – manāms; 4 – izteikts; 5 – ļoti izteikts. Dzeramais ūdens nedrīkst iegūt vairāk par diviem punktiem. Un nevis istabas temperatūrā, bet 60 °C temperatūrā, kad gan aromāts, gan garša ir daudzkārt spēcīgāka to var izmantot arī kā novērtēšanas metodi . Tiesa, abi ir noteikti, lietojot ekspertu valodu, organoleptiski, bet, vienkārši sakot, “garša” un “smarža”.

Ūdens cietību iedala pagaidu un pastāvīgajā cietībā. Pagaidu cietību izraisa kalcija un magnija hidrogēnkarbonāti, kas vārīšanas laikā nogulsnējas kā kaļķakmens. Pastāvīgu cietību rada kalcija un magnija sāļi, piemēram, nitrāti, sulfāti utt. d. Tas nav kaitīgs cilvēkam un ir galvenais kalcija un magnija avots organismā. Ūdens analīzē izmanto kopējo, kopējo cietību miligramos uz litru mg ekv/l . Dzeramajam ūdenim tā nedrīkst pārsniegt 7 bet nekad nedrīkst būt mazāka par 1,5 .

Ūdens skābums. To izraisa organisko vielu klātbūtne, kā arī vairāki viegli oksidējami neorganiski piemaisījumi divvērtīgā dzelzs, sērūdeņradis u. c. . d. . Visbiežāk izmantotā metode, lai to noteiktu, ir ūdens oksidēšana ar kālija permanganātu manganicu – parasti to sauc par permanganāta paskābināšanu. Dzeramajam ūdenim tas nepārsniedz 5 mg/l.