Универсальный осмос

Архитекторы
А. Струев,
И. Никулин
Фото П. Лебедева,
А. Шипулина Установка на основе обратного осмоса COM 0 1000-16 производитель-
ностью 1м³/ч "Коминтекс- Экология" BWT
Установка
Profil V 3000 только на фото выглядит как игрушка. Вреальности она способна выдавать до 3м³ чистой воды в час "Осмос"
Баки-накопители для чистой воды займут значительно меньшую площадь, если разместить их друг над другом "Гейзер" "Гейзер"
Обратноосмоти-
ческую установку "Гейзер-Престиж" (а) производитель-
ностью до 200л/сут в принципе можно назвать бытовым фильтром. Авот "Гейзер RO12" (б) с аналогичным параметром до 3м³/ч к таковым никак нельзя отнести В дискотрубчатых (ДТ) мембранных модулях при ремонте возможна замена отдельных мембран, пришедших в негодность. Такие устройства Rochem успешно изготовляет и применяет уже более 25 лет Rochem
Модули нового поколения серии
ST (spacer tube module)- это гибрид дискотрубчатых и рулонных элементов: к перфорированной центральной трубке прикреплен не один, а множество мембранных пакетов, которые для компактности свернуты в спираль

"Гелиос Стар"
При создании установок высокой производитель-
ности есть два пути. Первый- использование мембран большого размера- более пригоден для промышленности "Осмос"
Устройство
СОМ О 500-12
в комплекте с мембранными баками и системой умягчения исходной воды Принцип работы мембранного агрегата:
1- исходная вода;
2- насос, повышающий давление;
3- очищенная вода (фильтрат);
4- мембрана;
5- концентрат, сливаемый в дренаж "Осмос"
Второй путь роста производитель-
ности- увеличение количества мембран. Если в СОМ О 500-12 (0,5м³/ч) всего два рулонных элемента, то в СОМ О 2000-16 (2м³/ч)- восемь. Расположены они вертикально, чтобы установка занимала минимальную площадь Схема процесса фильтрации через обратноосмоти-
ческую мембрану:
1- исходная вода;
2- очищенная вода;
3- мембрана;
4- приграничный слой;
5- концентрат "Гелиос Стар" "Гелиос Стар"
Если исходная вода чистая, то хватит штатного фильтра с порами диаметром 5мкм, как в установке RO2. Если примесей много, то для предочистки понадобится целый набор картриджных или засыпных фильтров

Свои мембранные установки серии UO в зависимости от производитель-
ности, габаритов (и как следствие- массы) BWT предлагает и в настенном (а) и напольном (б) вариантах Установки серии WPC 600 Krcher выпускает в трех видах: FW очищает пресную воду,
BW- солоноватую
и SW- морскую. Для скважин и водопровода в большинстве случаев вполне достаточно системы в варианте FW Krcher
Система подготовки воды серии WTC500, состоящая из трех модулей: опреснения, умягчения и обеззараживания "Коминтекс- Экология"
Как правило, в паспортах установок обратного осмоса (например, Atoll RO) производительность указана для воды температурой 15С. Сообщая этот параметр при 25С, изготовители завышают его "Коминтекс- Экология"
Устройство рулонного элемента:
1- центральная перфорированная трубка;
2- сетка-сепаратор;
3- дренажная прокладка;
4- мембраны

Водоочистная установка- не менее важный атрибут благоустроенного современного дома, чем, например, котел. Ведь беспокойство у домовладельцев вызывает не только та вода, которую они пьют, но и та, что питает дорогие сантехнические приборы, стиральные машины, бойлеры. При ее низком качестве техника может выйти из строя.

В этой статье мы продолжаем тему бытовых фильтров. Наш обзор посвящен устройствам, которые способны обеспечить водой питьевого качества абсолютно все точки водоразбора, предусмотренные в частном жилище. Речь пойдет о мембранных фильтрах, использующих принцип обратного осмоса. Благодаря таким установкам может стать явью мечта не только владельцев новеньких коттеджей, но и каждого жителя нашей страны- умываться и мыться чистейшей водой, льющейся из любого крана в доме.

Заглянем в прошлое

Явление самопроизвольного проникновения молекул воды в более насыщенный раствор через тонкую пористую пленку органического происхождения (мембрану), названное осмосом, было открыто еще в 1748г.Почти два столетия ученые только изучали этот удивительный процесс. Вконце концов в Германии после Первой мировой войны была изготовлена искусственная мембрана. Практическое же использование их началось лишь в 60-х гг. XXв., когда удалось технически реализовать процесс обратного осмоса- фильтрации воды через эту самую мембрану. Ипервыми серийно выпускаемыми устройствами, в которых применяли обратноосмотический процесс, стали опреснительные установки для нужд флота. Постепенно мощное мембранное оборудование начали применять промышленные предприятия и заводы, выпускающие различные напитки. Атехника продолжала развиваться и совершенствоваться. Но даже 10 лет назад никто и не думал предлагать ее частнику- стоимость была заоблачной.

Впоследнее время благодаря научным и технологическим достижениям картина изменилась: мембраны значительно подешевели, производительность установок возросла, безопасность их эксплуатации повысилась. Можно сказать, начался новый бум в мембранной технике, и прежде всего- в бытовой. Какие же именно устройства предлагает сейчас российский рынок?

Осмос в комплекте

Большинство отечественных и зарубежных фирм выпускают обратноосмотические установки в комплекте. Они рассчитаны на определенную производительность. Комплектность и схему работы агрегата мы рассмотрим на примере устройства средней ценовой категории серии RO2 (фирма «Гелиос Стар», Россия).

Сначала вода попадает в механический фильтр предварительной очистки с порами размером 5 мкм. Назначение этого фильтра- защитить мембрану от мелких частиц, приносимых потоком. Далее расположен повышающий давление роторный насос, помещенный в корпус из латуни (модификация Е) или нержавеющей стали (модификация Р). Этот компонент призван обеспечить рабочее давление для обратноосмотической мембраны на уровне 15 атм. Следом идут две высокоселективные рулонные мембраны типа 2540 (тонкослойные полиамидные композитные, диаметром 2,5 и длиной 40 дюймов) в корпусах из стеклопластика (выдерживают давление до 30 атм). Высокое давление, создаваемое насосом, поддерживается только внутри установки и в систему распределения воды по дому не передается- для этого на входе в фильтр предусмотрен обратный клапан, а на выходе- сбрасывающий давление редуктор.

Установка снабжена также комплексом безопасности: на входе в систему помещены соленоидный (отсекающий) клапан и датчик давления, обеспечивающие защиту насоса от «сухого хода». За давление воды на входе и рабочее давление «отвечают» два манометра. Расход очищенной воды и воды, сбрасываемой в дренаж, контролируют два ротаметра. Для осуществления гидравлической промывки мембраны в состав системы включены второй соленоидный клапан и регулирующие вентили из нержавеющей стали.

Управляет установкой контроллер, помещенный в защитный пластиковый корпус. Всерии RO2 он представлен в двух модификациях: Е и Р. Контроллер вида Е содержит блок управления насосом, индикаторы режимов работы, программируемый таймер гидравлической промывки и разъемы для подключения внешних датчиков. Контроллер Р оснащен цифровым дисплеем, счетчиком времени работы устройства и цифровым кондуктометром, отслеживающим проводимость воды на выходе из мембранных модулей (таким образом осуществляется контроль ее качества). Все перечисленное оборудование закреплено на раме, сваренной из стального уголка.

Обратноосмотическую фильтрационную установку RO2 размещают, как правило, в подвале или в котельной коттеджа. При этом она обеспечивает производительность до 0,4м³/ч. Стоимость 1м³ очищенной воды- примерно 8руб. Естественно, при пиковых нагрузках (например, когда все домочадцы одновременно вернулись с работы и каждый захотел принять душ или ванну) производительности 0,4м³/ч будет явно недостаточно. Решить проблему поможет накопительный бак для чистой воды (стальной или полимерный). Его емкость рассчитывают в соответствии с количеством точек водоразбора и объемом потребляемой воды. По тем же критериям, но уже с учетом бака, определяют и производительность самой установки. Для работы в комплекте с баком установка RO2 снабжена поплавковым выключателем- он отключает ее при заполнении бака и включает при его опорожнении.

Комплектация рассмотренной установки, на наш взгляд, наиболее типична- очень похоже выглядят самые простые устройства и других изготовителей. Но не надо думать, что рынок ограничивается подобными предложениями. Та же фирма "Гелиос Стар" выпускает две серии обратноосмотических установок: RO2 производительностью 0,075-0,34м³/ч и RO4 Leader- 0,2-2,7м³/ч (у компании есть и более мощные устройства, но мы здесь и в дальнейшем будем рассматривать агрегаты, обеспечивающие не более 3м³/ч).

Серия RO4 Leader в целом похожа на RO2, но здесь использованы мембраны 4040 (диаметр и длина- 40 дюймов, общая производительность- до 0,6м³/ч), а также добавлен насос, дозирующий подачу ингибитора (только в моделях модификации Р). Насос-дозатор можно заменить на патрон с сухим ингибитором. задача ингибитора- предотвратить выпадение осадка солей жесткости на мембране. Врезультате увеличиваются интервалы между ее регенерационными промывками и удлиняется общий срок службы. система также снабжена специальным контуром, по которому часть концентрата возвращается на вход, что позволяет несколько повысить выход очищенной воды и снизить количество сбросов.

Об ингибиторах и техобслуживании

Пожалуй, из сказанного об ингибиторных патронах можно понять, что монтаж и техническое обслуживание мембранной установки собственными силами осуществлять трудно. Именно поэтому практически все фирмы, торгующие таким оборудованием, предлагают заключить договор на сервисное сопровождение. Оно сводится к регулярной замене (2-3 раза в год) ингибирующих патронов и фильтров предварительной очистки, а также к регенерации мембранных элементов силами специальной бригады (этот процесс длится от 15 мин до 3-4ч и зависит от объема работ). Регенерацию "заросших осадками" мембран можно осуществлять как в производственных условиях (в этом случае элемент снимают и на время увозят в технический центр), так и прямо на месте. Первый вариант считается предпочтительным- он избавляет от неудобств, связанных с проведением подобных мероприятий в пределах жилого дома. Но при этом приблизительно на сутки вы остаетесь без системы очистки. Стоимость сервисного обслуживания у разных фирм составляет 5,3-13,3 тыс.руб. в год, включая затраты на заменяемые узлы. Атеперь вернемся к обзору предлагаемой рынком продукции.

Ждем гостей со всех волостей

GE Water Process Technologies (новое подразделение международного концерна General Electric, в которое недавно влилась фирма Osmonics, США) выпускает три серии мембранных установок: Е2, Е4, Е4Н. Вкаждой из них две модификации: ECN (попроще и, значит, подешевле) и DLX (более технически «навороченная» и потому дорогая). Например, если в установке Е2 ECN использован роторный насос из латуни, а все детали, контактирующие с очищенной водой, изготовлены из таких материалов, как нейлон, полипропилен и ПВХ, то в E2 DLX насос и все детали выполнены из нержавеющей стали. Кроме того, в модификации DLX добавлен автомат, который срабатывает при неисправности системы и включает аварийную сигнализацию.

Вкаждой из последующих моделей увеличено количество устройств, обеспечивающих безопасность и надежность работы системы (причем в модификации DLX их всегда больше, чем в ECN). Например, возникает автоматизированная система контроля скорости потока жидкости вдоль мембраны, на смену расходомерам приходят цифровые измерители ит.п. Фирма "Гидротех" (Россия), сотрудничающая с компанией GE Water Process Technologies, выпускает аналоги систем Е2, Е4 и Е4Н, которые стоят существенно дешевле прототипа.

Предприятие "Гейзер" (Россия) производит для коттеджей две серии установок, использующих метод низконапорного обратного осмоса: "Престиж" (одна модель) и RO (пять моделей). Вних применены новые четырехслойные мембраны, которые не боятся ни загрязнения, ни воздействия примесей железа. Фильтр предочистки с порами диаметром 5 мкм дополнен картриджем на основе кокосового угля и специального фильтрующего материала. Последний сорбирует растворенные в воде соединения железа, тяжелые и радиоактивные металлы, свободный хлор. Для удаления растворенных газов, которые придают воде неприятный запах и привкус, после мембраны устанавливают еще один картридж с прессованным активированным углем.

Фирма Atoll (Россия), известная своими бытовыми фильтрами, устанавливаемыми под мойку, предлагает и серию коттеджных фильтров RO (девять моделей). По заявлению компании, все они созданы на основе импортных комплектующих высшего класса- тех же, которые используют ведущие мировые производители аналогичных систем. Астоимость изделий фирмы Atoll значительно ниже, поскольку собраны они в России и рассчитаны специально на здешние условия эксплуатации.

Компания «Осмос» (Россия) выпускает свои обратноосмотические установки под торговой маркой СОМ. Для использования в коттеджах подходят модели СОМ О 250-12, СОМ О 500-12 и СОМ О 1000-16. Они оснащены электронными контроллерами управления, режимом автоматического ополаскивания мембран фильтратом, многоступенчатой системой защиты, а также рядом дополнительных функций, разработанных специально для частного дома.

Иностранных производителей интересуют не только высокие технические параметры выпускаемого оборудования, но и его внешний вид. Международный концерн Best Water Technology (BWT) выпускает три серии обратноосмотических установок. Из них только в устройствах серии UO применяют стальную раму (всего имеется девять моделей: четыре для настенного монтажа, пять- для напольного). Аагрегаты серий Profil (шесть моделей) и Profil V (одна модель) заключены в довольно симпатичный металлический корпус, но главное- у них более высокая степень автоматизации по сравнению с устройствами UO, а все их рабочие параметры выведены на ЖК-дисплей.

Известная своими мини-мойками компания Krcher (Германия) в 2007г. пополнила рынок "дизайнерских" установок моделью WPC 600. По внешнему виду она напоминает кулер (устройство для подачи горячей и холодной воды), выполненный в стиле хай-тек, только большего размера. Но дизайн- не главная особенность новинки. По утверждению производителя, она проста как в инсталляции, так и в управлении. Отличается низким уровнем энергопотребления и шума, простотой обслуживания и при этом обеспечивает до 0,6м³/ч. Кроме основного варианта, в который включен фильтр предварительной очистки с порами диаметром 5мкм, WPC 600 предлагается в нескольких видах: A- с угольным фильтром и AM- с гравийным и угольным фильтрами.

Есть в ассортименте Krcher и менее "дизайнерская" (она собрана на стальной раме), но столь же эффективная система подготовки питьевой воды серии WTC 500. Состоит она из трех модулей: опреснения, умягчения и обеззараживания. Приобретать все сразу не обязательно, можно ограничиться теми, которые действительно необходимы. Встандартную комплектацию каждого модуля входит узел подмешивания в очищенную воду хлора, что исключит ее повторное заражение микроорганизмами (воду можно смело накапливать в баке).

Мембранный модуль WTC 500-RO способен не только очищать пресную воду (производительность- 0,5м³/ч), но и обессоливать морскую (аналогичный параметр- 0,4м³/ч). Встандартном варианте модуль включает в себя две 40-дюймовые мембраны и УФ-обеззараживатель. Модуль умягчения WTC 500-soft по конструкции аналогичен WTC 500-RO и предназначен для очистки поверхностных вод с небольшим содержанием солей. Основой модуля обеззараживания WTC 500-BC является генератор озона (производительность- порядка 2 г озона в час). Вкомплект также входят УФ-излучатель и картриджный фильтр с активированным углем (удаляет из воды избыточный озон), после которого установлен еще один УФ-излучатель.

Хочу мембрану плоскую

Если до сих пор мы рассказывали о мембранных обратноосмотических установках, главным элементом которых являются рулонные мембраны (именно их использует подавляющее большинство отечественных и зарубежных изготовителей), то теперь речь пойдет об устройствах с плоскими мембранами. Такое оборудование предлагает фирма Rochem (Германия), а собирает в России ее дочернее предприятие Rochem Service. Результатом их совместных усилий стал широкий ряд установок бытового назначения: LP-NRO (модификации 1 и 2), RO-052 DT (1 и 2) и RORO 200 DTS (1, 2, 3). Все они предназначены для очистки водопроводной или артезианской воды и способны, как заявляет производитель, работать 8-10 лет без замены фильтрационных элементов. Техническое оснащение установок примерно такое же, как и в изделиях RO2. Авот мембранный модуль абсолютно другой: он состоит из набора дисковых мембран. Устройства смонтированы в шкафах из нержавеющей стали и могут поставляться с разными по объему накопителями чистой воды.

Естественно, в обзоре мы перечислили далеко не всех производителей обратноосмотических агрегатов- на рынке их значительно больше.

Все ли так просто?

Неужели это так легко: купил обратноосмотическую установку- и проблемы решены? К сожалению, нет. Исходная вода в разных количествах содержит взвешенные вещества различной дисперсности, соединения железа, соли кальция, магния ит.д. Эти включения могут образовывать на поверхности полупроницаемых мембран разнообразные отложения. Иуже их состав и структура зависят не только от качества обрабатываемой воды, но и от гидродинамических условий и даже от продолжительности пребывания загрязнений в аппарате. Всилу этого обстоятельства необходима предварительная очистка воды, препятствующая выпадению осадка.

Так, при незначительном содержании взвешенных веществ достаточно использовать только патронные микрофильтры с размером пор 5мкм (ими и снабжены рассматриваемые в этом обзоре установки). Но в подавляющем большинстве случаев состав исходной воды весьма далек от такого идеала, значит, ее надо предварительно готовить.

Например, при доочистке воды из городского водопровода специалисты рекомендуют установить карт-ридж с активированным углем- он будет сорбировать свободный хлор, воздействия которого "боятся" мембраны. Может понадобиться и второй такой же картридж- для растворенных хлорорганических веществ, которые тоже могут оседать на мембранах. Внаиболее сложном случае необходим целый набор фильтров, обеспечивающих многоступенчатую предварительную фильтрацию, обезжелезивание, умягчение, удаление растворенных газов ит.п. Ачтобы добиться высокой производительности, будет нужна станция очистки на засыпных фильтрах большого объема. Ивполне вероятно, что затраченная на ее сооружение сумма окажется сопоставимой со стоимостью самой мембранной установки и даже превысит ее.

Совет один: прежде чем приобретать мембранный агрегат, возьмите исходную воду и отправьте на анализ. Ипусть по его итогам специалисты выбранной вами фирмы подсчитают, устройство какой производительности подойдет для ваших условий и какую систему предварительной подготовки необходимо установить. Ауже по этому результату вы сможете прикинуть, стоит ли овчинка выделки.

Что еще надо учесть?

В проводимые расчеты помимо стоимости самого агрегата и системы предварительной подготовки надо включить данные по оплате контракта на монтаж и пуск устройства, а также цены на сервисное обслуживание и потребляемые установкой реагенты. Суммировав все это, можно рассчитать себестоимость 1м³ очищенной воды и сопоставить ее с аналогичным показателем, например, для наиболее распространенной системы на основе засыпных фильтров.

Аеще надо решить, куда девать концентрат (на 1м³ очищенной воды его образуется 0,25-2м³). Можно просто сливать его в канализацию (если, конечно, она с таким дополнительным объемом справится) или закачивать в специальную скважину (концентрат- это все та же исходная вода, только обогащенная примесями). Правда, на бурение скважины придется получить специальное разрешение. Но даже если вы и с этой непростой проблемой разобрались, не торопитесь...

Что осталось за кадром?

В нашем обзоре шла речь только об обратноосмотических установках очистки воды для всего дома. Но ведь, как уже отмечалось, технический прогресс в области фильтрации на месте не стоит, и рынок уже сегодня предлагает бытовые устройства на основе таких методов мембранной очистки, как микро-, ультра- и нанофильтрация. Иоб этом мы обязательно поговорим в одном из ближайших номеров журнала. Вот тогда-то и можно будет принять более взвешенное решение. Вобщем, продолжение следует.

Редакция благодарит фирмы "Гейзер", "Гелиос Стар", "Гидротех", "Коминтекс-Экология", "МВС Кема", "Осмос", BWT, Krcher, Rochem Service за помощь в подготовке материала.

• Источник: Журнал «Идеи вашего дома»№104

Материал подготовил

Вадим Ковалев