Согласно ГОСТ 2874–73, количество взвешенных веществ в воде, подаваемой для хозяйственно-питьевых целей, не должно превышать 1,5 мг/л. Мутность воды обуславливается наличием в ней различного рода механических примесей, находящихся во взвешенном состоянии: частиц песка, глины, илистых частиц органического происхождения и др. Мутность свойственна воде поверхностных источников, главным образом рек, но она также присутствует в скважинных водозаборах вследствие вымывания частиц грунта, увлекаемых водой. Проблемы влияния на организм человека содержащихся в воде механических и химических примесей постоянно обсуждается в медицине и самых различных периодических изданиях. Воздействие примесей на оборудование, работающее с водой — прерогатива специализированной прессы. Самое элементарное объяснение необходимости применения фильтров механической воды — это защита системы водоснабжения, ее отдельных узлов и оборудования от засорения, что может проявляться в уменьшении протока, а также в нарушении работы запорной и регулирующей арматуры и снижении ее эксплуатационного периода. Второе — это предотвращение коррозии, возникающей вследствие электрохимической активности взвешенных частиц, что может привести к сквозной коррозии металлических труб и фитингов. Фильтр механической очистки устанавливается перед всеми водоочистными устройствами и служит для первичного удаления из воды механических частиц, песка, взвесей, ржавчины и т.п. Для этих целей применяются, как правило, сетчатые фильтры и фильтры тонкой очистки со съемными картриджами. Также используются автоматические фильтры обратной промывки, у которых в момент максимального загрязнения сетки или по установленному на пульте управления времени выполняется автоматическая промывка фильтрующего элемента. Кроме того, в качестве механической фильтрующей среды могут применяться различные засыпки, например, из алюмосиликата, которые позволяют обеспечить фильтрацию до 20 мкм и хорошо работают в период залповых выбросов загрязнений. Выбор фильтра механической очистки осуществляется, исходя из конкретных требований. Технические характеристики определяют сферу применения и возможность эксплуатации при различных условиях. СЕТЧАТЫЙ ФИЛЬТР (грязевик) — самое простое устройство фильтрации, относящееся к группе фильтров грубой механической очистки. Он имеет наименьшие размеры и его конструкция элементарна. Фильтрующий элемент — металлическая сетка, обеспечивающая фильтрацию от крупных взвешенных частиц размером более 400–500 мкм. Он устанавливается как на подачу холодной, так и горячей воды — максимальная рабочая температура воды — около 120°C, максимальное рабочее давление — около 20 бар. Преимущества: низкая стоимость, элементарность конструкции, минимальные габаритные размеры, универсальность монтажа (может устанавливаться как на вертикально, так и горизонтально проложенный трубопровод), широкий диапазон рабочих температур, не нуждается в замене расходных материалах, не требует установки устройств понижения давления (редукторов). Недостатки: предотвращение от проникновения в систему только крупных механических примесей — размером более 400–500 мкм, необходимость демонтажа заглушки и прерывания цикла подачи воды и фильрации для очистки фильтрующей сетки. Сфера применения: системы холодного и горячего водоснабжения квартир, коттеджей и др. КАРТРИДЖНЫЕ ФИЛЬТРЫ, используемые в быту, относятся к фильтрам тонкой очистки. Между собой они различаются материалом колбы — металл или пластик; исполнением фильтрующего элемента — металлическая или полимерная фильтрующая сетка, гофрированный бумажный, полиэстеровый либо специальный картридж; размером ячейки фильтрующего элемента; рабочим давлением; пропускной способностью (производительностью в м3/ч); потерями давления (бар) и максимальной рабочей температурой. Материал колбы зависит от предназначения фильтра. Фильтры для холодной воды, как правило, имеют пластиковую колбу, для горячей — металлическую. Причем пластиковые колбы могут быть как прозрачные, так и непрозрачные. Существует мнение, что прозрачность колбы отрицательно влияет на качество воды, что заключается в развитии в воде бактерий из-за воздействия дневного света. На наш взгляд это неоправданное утверждение, так как фильтры обычно устанавливаются в закрытых, недоступных для дневного света помещениях. Применение металлических колб оправдано лишь для фильтрации горячей воды из-за ее специфических воздействий на материалы. Материал фильтрующей сетки — металл или полимерный материал — практически не влияет на свойства фильтрации и качество фильтра. Прочность здесь не играет большой роли, так как происходит регулярная замена фильтрующего элемента — картриджа. Замена осуществляется по мере его загрязнения, но, как правило, не реже одного раза в два месяца. Это вносит некоторые неудобства при пользовании, так как через определенный период необходимо производить демонтаж и замену фильтрующего элемента. Картриджные фильтры бытового и полупромышленного предназначения рассчитаны на стандартное давление водопровода и могут применяться практически без ограничений. В случае необходимости понизить давление в системе водопровода (рекомендуется для оптимизации расхода воды и защиты бытовых приборов, работающих с водой), используются картриджные фильтры со встроенным редуктором, диапазон регулировки которого, как правило, составляет — от 1 до 6 бар. Преимущества: приемлемая стоимость, эффективность фильтрации. Недостатки: необходимость регулярной замены фильтрующего элемента, демонтаж колбы при замене фильтрующего элемента и прерывание процесса фильтрации. Сфера применения: бытовые и полупромышленные системы водоподготовки. ФИЛЬТР ОБРАТНОЙ ПРОМЫВКИ Более эффективны и удобны в эксплуатации фильтры с обратной промывкой. Существует два вида обратной промывки — ручная и автоматическая. При ручной промывке необходимо самостоятельно с определенной периодичностью выполнять промывку сетки фильтра. Обычно для этого необходимо повернуть, в зависимости от конструкции, кран или крышку фильтра. После этого вода из общего водопровода поступает с обратной стороны фильтрующей сетки, промывает осажденные на ней отфильтрованные элементы и затем сливается в канализацию. В идеальном варианте фильтры обратной промывки должны подключаться к канализации. Если нет возможности такого подключения, то можно использовать любую емкость. Фильтр промывается в течение двух минут (при подключении к канализации) или в емкость сливается 10–12 литров (при отсутствии канализации). Фильтры обратной промывки некоторых производителей имеют специальные щетки, соприкасающиеся с сеткой, за счет которых происходит дополнительная механическая очистка сетки и повышается эффект обратной промывки. Фильтры, имеющие автоматику обратной промывки, очень удобны в эксплуатации. У них в момент максимального загрязнения сетки или по установленному времени на промывочном устройстве автоматически выполняется очистка фильтрующего элемента. Определение максимального загрязнения происходит на основе замера давления. Когда потери давления достигают определенной величины, автоматика включает промывку. Приоритет использования того или иного способа автоматической промывки зависит от конкретных условий. Например, при слишком большом или наоборот слишком маленьком содержании механических примесей целесообразным для оптимальной очистки воды и, соответственно, работы фильтра будет использование автоматики на основе датчика давления. В других случаях достаточно использование системы с включением промывки через определенный интервал времени. Настройка интервалов промывки зависит от качества воды — содержания примесей. Обычный период включения промывки составляет один раз в один или два месяца. Следует заметить, что сразу после монтажа любых фильтров механической очистки промывка должна проводиться раз в неделю или чаще. Особенно важно это делать в только что сданных в эксплуатацию системах водопровода, так как именно в них после монтажа находится очень много твердых частиц, оставшихся в трубах после монтажа. Также рекомендуется проводить более частую промывку после профилактического периода или ремонта трубопроводов. Преимущества: постоянная высокоэффективная фильтрация, промывка фильтрующего элемента без отключения от водопроводной сети, не требует замены фильтрующего элемента Недостатки: требует подключение канализации. Сфера применения: в зависимости от фланцевого подключения может использоваться как в бытовых, так и промышленных целях. Одной из важнейших характеристик фильтров является размер ячейки фильтрующего элемента, который выражается в микрометрах (микронах). В зависимости от ширины ячейки фильтры тонкой очистки можно разделить на три группы: 10–30 мкм, 80–130 мкм и более 130 мкм. Ширина ячейки определяет назначение фильтра и область использования. Выбор нужной степени фильтрации зависит от используемого оборудования и рекомендаций производителей данного оборудования (например, смесители, душевые кабины и др., где уровень фильтрации может влиять на исправность и продолжительность работы соответствующего оборудования). Фильтры со степенью очистки 5–30 мкм имеют специфическую область применения. Это, прежде всего, химическое, фармацевтическое производство, холодильные установки, фотолаборатории и др., то есть там, где недопустимо проникновение даже относительно мелких механических примесей. Вторая группа (80–130 мкм) — это фильтры бытового предназначения. Они наиболее распространены. Их рекомендуется использовать в системах децентрализованного водоснабжения для защиты водопроводной системы, ее отдельных компонентов, водоразборной, водоподготовительной арматуры и приборов. В них применяется наиболее оптимальная величина размера ячейки сетки. При применении более мелкой сетки, если в воде содержатся мелкодисперсные взвеси (илистые, глинистые частицы, некоагулированные хлопья ржавчины) и коллоиды, эффект очистки фильтром резко снижается. Причина заключается в том, что примеси не осаждаются на поверхности сетки, а сразу забивают ее ячейки, что приводит к сильному гидравлическому сопротивлению и необходимости в более частой промывке. Ячейки с шириной 80–130 мкм, «обрастая» задержанной взвесью, с течением времени увеличивают эффект очистки, одновременно не позволяя забиваться фильтрующему элементу. Фильтры третьей группы — тоже относятся к фильтрам грубой очистки, но они больше предназначены для первичной очистки централизованной системы водоснабжения. Они имеют большую пропускную способность, и поэтому применяются для фильтрации воды используемой для технических целей (например, для полива, в автомобильных мойках и т.п.). Некоторые производители предлагают фильтры с посеребренной металлической сеткой фильтрующего элемента. То есть процесс фильтрации дополняется еще и процессом обеззараживания. Стоимость таких фильтров выше, а эффект при большом потреблении воды — сомнителен. Встроенный в фильтр редуктор давления позволяет иметь систему «два в одном». Это экономит место и упрощает монтаж. Использование таких фильтров актуально при повышенном давлении в системе водопровода для защиты оборудования и труб. Для визуального контроля и настройки давления могут устанавливаться редукторы. Производительность фильтров зависит от размера фланцевых соединений (пропускной способности труб), размеров ячейки фильтрующего элемента и гидравлических потерь. Гидравлические потери фильтра незначительны и могут составлять от 0,1 до 0,5 бар. Данную характеристику необходимо учитывать при низком давлении в водопроводе. Для бытовых целей при децентрализованном водоснабжении достаточно фильтра производительностью порядка 4 м3/ч при размере фланцевых соединений 1/2–3/4 дюйма.