Системи за пречистване на питейни води в сгради

Производителите на пречиствателни съоръжения за питейна вода в сгради непрекъснато се стараят да отговарят на високите изисквания по отношение на качеството на водата във водоснабдителните мрежи, като предлагат на пазара разнообразни продукти. Изправени пред толкова богат избор, потребителите се нуждаят от насоки за избор на подходяща система за пречистване на питейна вода за всяко конкретно приложение.

Ако дадена сграда е свързана с обществена водоснабдителна мрежа, водата в нея по всяка вероятност отговаря на националните стандарти за качество на води за питейно-битови нужди, което означава, че нуждата от допълнително пречистване на водата, която се употребява, е елиминирана.

Случаят обаче е различен за хората, обитаващи сгради, които се водоснабдяват от частни водоизточници, тъй като самите те са отговорни за контрола и следенето на качеството на водата, която употребяват.

Съществуват пречиствателни устройства, които могат да подобрят качеството на водата, като намаляват съдържанието на бактерии, химически и други вредни замърсители в нея, или спомогнат за премахване на проблеми, свързани с органолептичните качества на водата като миризмата и твърдостта й.

Специалисти препоръчват преди да се пристъпи към проучване и избор на пречиствателни устройства, собствениците или ползвателите да проучат подробно качеството на водата. Проблемите с мириса и твърдостта понякога се откриват чрез обикновено наблюдение.

Но за детекция на бактерии, потенциално отровни вещества и други замърсители трябва да бъде извършен анализ на проби от водата в специализирана лаборатория. Ако след подобен анализ бъде установено, че във водата има замърсители или органолептичните й качества не отговарят на стандарта, проблемът може да бъде решен чрез подмяна на съществуващата система на водоснабдяване или чрез домашно пречистване на водата.

Преди самото закупуване на система за пречистване на питейно-битови води от частни водоизточници трябва да се анализират различните видове такива системи - какви проблеми решават и от каква поддръжка се нуждаят. Ако съществува повече от един проблем, пречиствателният процес се усложнява.

Системите за пречистване на води обикновено включват една или няколко от следните пет основни технологии: методи на дезинфекция (хлориране, облъчване с ултравиолетови лъчи и т. н.); филтриране, в т. ч. с филтри с активен въглен; обратна осмоза; дестилация; йонообмен (с използване на омекотители).

Дезинфекция
При дезинфекцията се убиват повечето вредни бактерии, вируси и паразити, които се срещат във водата и могат да предизвикат остри заболявания. Методите за дезинфекция са хлориране, пастьоризация, ултравиолетово облъчване и сваряване.

Най-често използваният, най-стар и относително евтин метод за дезинфекция на водата е хлорирането. При него химическа дозаторна помпа постоянно подава хлор и други химикали към потока вода за питейно-битови нужди. Хлорът е окислител, който убива повечето бактерии и някои вируси. При добавяне в подходяща концентрация и при осигурено достатъчно време за въздействие хлорът е отличен дезинфектант.

В някои приложения е необходимо да се вземат допълнителни мерки, за да бъде водата бистра, прозрачна и без механични замърсители. Хлорът реагира с някои метали и органични вещества във водата. Основният потенциален проблем при хлорирането е възможното образуване на вредни органични химикали (трихалометани), след като хлорът реагира с органичните молекули, съдържащи се във водоснабдителната система.

Прилагането на филтър с активен въглен след хлорирането премахва излишния хлор и ограничава концентрацията на хлорните съединения, образувани в процеса на пречистване.

Освен това при хлорирането се окисляват и премахват някои вещества, предизвикващи промяна в цвета и мириса на водата - в т. ч. желязо и сероводород. Дозаторната помпа за химическия реагент се нуждае от постоянна поддръжка. Резервоарът за химикала трябва да се поддържа пълен, а помпата да се проверява редовно за износени части.

При пастьоризацията водата се нагрява, за да бъдат убити бактериите, вирусите и паразитите, съдържащи се в нея. Ограничената ефективност на топлообмена обаче може да направи пастьоризацията твърде скъп метод на пречистване. При този процес във водата няма остатъчни продукти, които да се налага да бъдат дезинфектирани след това.

Бактерицидните живачни лампи с ниско налягане създават ултравиолетова светлина, която има съответните бактерицидни свойства. Излъчваната ултравиолетова светлина убива или деактивира патогенните микроорганизми. Бактериите се убиват от сравнително малки количества ултравиолетова светлина, но вирусите са по-резистентни. Кистите и паразитите остават незасегнати от нея.

Коефициентът на полезно действие на бактерицидните лампи намалява с течение на времето, поради което те следва ежегодно да се сменят. Цветът, мътността на водата и органичните замърсители в нея също се повлияват от ултравиолетовото излъчване, при което параметрите й се довеждат до безопасни нива. Освен това ултравиолетовото излъчване не оставя никакви остатъчни замърсители, които имат нужда от допълнителна дезинфекция след процеса на пречистване.

Преваряването на водата в продължение на три минути убива бактериите, в т. ч. болестотворните микроорганизми и паразитите Giardia. При този метод обаче е налице концентрация на неорганични замърсители, като нитрати и сулфати. В допълнение, сварената вода е по-безвкусна, защото от нея е отнет въглеродният диоксид.

Филтриране
Системите за филтриране са относително прост и ефективен начин за отстраняване на разнообразни замърсители от питейната вода. Те биват: механични филтри, филтри с активен въглен, окислителни филтри и неутрализиращи филтри. Системите за филтриране са предназначени само за пречистване на вода за питейно-битови нужди в сгради. Това означава, че водата в сградната водоснабдителната система следва да е чиста, без замърсители и подходяща за пиене.

Механичните филтри отстраняват минералните и суспендираните вещества от водата, включително пясък, шисти, глина и органични материи. Те не отстраняват разтворените и много фините частици, поради което често се използват съвместно с друго оборудване за пречистване на питейни води.

Филтрите обикновено са от плат, влакна, керамика или друг филтриращ материал. Механичните филтри могат да представляват малки касети или патрони, монтирани на водопровода или на смесителната батерия, но могат да са и големи устройства, подобни на резервоари, които пречистват цялата вода за домакинството. Филтрите имат нужда от периодична поддръжка.

Филтрите с активен въглен абсорбират замърсителите във водата, която преминава през касетата, пълна с такъв въглен. Обикновено те се използват за отстраняване на неприятния мирис и вкус на водата, както и на съдържащите се в нея органични замърсители и остатъчен хлор.
Много замърсители, като метали, микроорганизми и нитрати, не се влияят от филтрите.

Въглеродните филтри премахват и някои потенциално вредни замърсители, като газа радон, разтворени органични химикали и трихалометани. Ако във водата в сградната инсталация се срещат ниски концентрации на такива замърсители, може да се използва пречиствателно съоръжение за цялата вода за домакинството.

Но тези филтри не са проектирани, за да отстраняват постоянно високи концентрации на такива замърсители. Когато замърсяването не може да бъде елиминирано, най-безопасното решение е да се потърси алтернативен източник за водоснабдяване.

С течение на времето въглеродният филтър постепенно губи ефективността си, тъй като се пренасища със замърсители, поради което следва редовно да се сменя. Използването на филтър по-дълго от неговия регламентиран период на експлоатация може да стане причина за проникване на замърсители в питейната вода.

Преди да бъде закупено пречиствателно съоръжение с въглероден филтър, е необходимо потребителите да се информират от доставчика дали същият може да се сменя, колко често трябва да се извършва това, къде могат да се закупят филтри за смяна и колко струват те.

Филтрите с активен въглен допускат растеж на определени бактерии. Ако филтърът не е употребяван пет или повече дни, през него е препоръчително да бъде пусната хлорирана вода за поне 30 секунди, преди да бъде използван.

Окислителните филтри премахват желязото, мангана и сероводорода (мириса на развалени яйца) от водата. Мангановият филтър със зеолитно покритие кара разтворените желязо и манган да образуват частици, които филтърът улавя. Тези филтри са подходящи за отстраняване на желязо, когато не е нужен омекотител на водата.

Един филтър обикновено обработва цялата вода, консумирана от домакинството. Окислителният филтър следва да се промива периодично с химически разтвор за отстраняване на натрупалите се желязо и манган.
С неутрализиращите филтри се пречистват киселинни води. Филтърът пречиства цялата вода, подавана на домакинството, като я пропуска през ламели от варовик или друго вещество за неутрализация.

При водоснабдяване с киселинни води в питейната вода в сградната инсталация могат да проникнат олово, мед и други токсични метали, извлечени от тръбите.

Съществуват два потенциални проблема с този тип филтри. Първо, те могат да повишат твърдостта на водата. Второ, киселинната вода може да изостри проблема със съдържанието на желязо в питейни води, които и без това съдържат такова. Филтърът обаче изисква относително малко поддръжка - само периодична смяна на ламелите от варовик.

Обратна осмоза
При обратната осмоза замърсената вода се пропуска под налягане през полупропусклива мембрана, при което се премахват много от замърсителите в нея (около 90% от минералните и биологичните замърсители). Качеството на мембраната и налягането на водата са определящи за ефективността, с която се отстраняват замърсителите от водата.

Обратната осмоза премахва значителни количества от повечето неорганични химически съединения (като соли, метали и минерали), повечето микроорганизми и много органични химикали. Но при нея не се премахват ефективно или напълно някои органични замърсители, като нитратите; техните концентрации обаче намаляват.

Съвместно с устройството за обратна осмоза най-често се използват механични филтри и такива с активен въглен. Първо механичният филтър отстранява мътността, утайките и други замърсители, които могат да задръстят мембраната на филтъра с обратна осмоза, който се монтира след това.

След него има филтър с активен въглен, който отстранява някои органични замърсители, преминали през филтъра с обратна осмоза. Нитратите обаче преминават през филтрите с активен въглен.
Пречиствателните устройства с обратна осмоза потребяват големи количества вода. Обикновено 75% или повече от водата, подадена за пречистване в едно устройство с обратна осмоза, се изхвърля със замърсителите.

Тези системи не са подходящи за домакинства и сгради, които се захранват с вода от водоизточници с ограничен дебит. Освен това те са скъпи и изискват редовна поддръжка. Обикновено те захранват само водопровода с вода за пиене и готвене и се монтират под кухненската мивка. Необходимо е редовно да се провеждат тестове на водата, за да е сигурно, че мембраната е цяла и работи.

Дестилация
При дестилацията водата се загрява, докато се изпари. Минералите, бактериите и други съдържащи се във водата вещества остават в изпарителя. След това парата се кондензира като относително чиста вода. Дестилаторите премахват бактериално замърсяване, минерали, следи от метали, много органични химически вещества и нитрати.

Но при някои дестилатори веществата с температура на завиране, по-ниска от тази на водата (като пестицидите и летливите разтворители), се изпаряват заедно с водата и впоследствие се кондензират заедно с нея. Дестилаторът с изпускателен клапан решава този проблем.

Недостатък на дестилаторите е, че премахват от водата и полезни минерали и й придават блудкав вкус. Процесът на дестилация е и много бавен (дневният му капацитет е от 10 до 22 литра). Около 22 литра чешмяна вода са необходими за получаване на 4,54 литра дестилирана вода.

В допълнение, дестилаторите са относително скъпи. Те изискват регулярно почистване, като поддържането на чистотата им често пъти е трудно. Изискванията за поддръжка и голямата консумация не електричество са сред основните фактори при вземане на решение за закупуване на дестилатор.

Йонообмен (омекотители за вода)
Често срещан проблем при водоснабдителните системи е твърдостта на водата, предизвикана от големи концентрации на калций и магнезий. Йонообменните системи омекотяват водата, като извличат минералите, предизвикващи повишаване на твърдостта й.

Тези минерали влияят на почистващото въздействие на сапуна и детергентите, като предизвикват постепенно натрупване на т. нар. „котлен камък” по стените на тръбите за топла вода, водонагревателите и в арматурите по водопроводната мрежа в сградата. Освен това омекотителните системи ефективно отстраняват известни количества желязо, манган и други.

Твърдата вода се препомпва през резервоар, съдържащ йонообменна смола. Натрият в йонообменната смола неутрализира минералите, предизвикващи твърдостта на водата. В омекотената вода натрият остава в разтворимо състояние.

За да функционира правилно, резервоарът с йонообменна смола трябва периодично да се промива (или презарежда) с разтвор от натриев хлорид (готварска сол). Някои омекотители автоматично презареждат резервоара или по график, или когато електронен сензор сигнализира, че йонообменната смола трябва да се презареди.

При автоматично презареждане се изисква поддържане на контейнера за съхранение на натриев хлорид пълен. Други типове омекотителни системи се презареждат ръчно и обикновено се обслужват от специализирани в тази област компании.