Мой первый материал — сравнение бытовых фильтров для воды «Кто мутит воду» готовился в запале исследователя-переселенца. Когда впервые переезжаешь в свою собственную квартиру, начинаешь уделять внимание мелочам — потому что делаешь и покупаешь для себя, и надо, чтобы всё было «на века». В посте я поделился опытом сравнения фильтров-кувшинов и сорбционных проточных фильтров разных производителей. Планов будить воинствующих комментаторов изначально не было… А потом в дверь личку постучали и сказали: «Пиши ещё, гостем будешь!». И я написал. Меня зовут Дмитрий Михайленков, я работаю на предприятии химической промышленности, поэтому и в быту химия для меня — предмет пристального личного интереса. Первый материал родился из сравнения бытовых фильтров для воды, которое я проводил в поисках оптимального решения для своей новой квартиры. В том посте мы с моим коллегой сравнили кувшинные и сорбционные проточные фильтры разных производителей, а также поделились с читателями своими выводами. Честно говоря, не ожидал, что материал вызовет такой интерес на Geektimes, и соберёт столько комментариев. И уж чего я точно не ожидал, что производители фильтров, изученных и разобранных в той нашей статье, отреагируют так оперативно. Тем не менее, ко мне обратились представители Аквафора (их разработчики тоже читают Хабр) и пригласили стать гостем их блога. Естественно, я не стал отказываться.
В комментариях к первому сравнению многие читатели спрашивали, почему я не сравнил обратноосмотические фильтры. Ответ простой: стоимость каждого в районе 7-8 тысяч рублей. Я, конечно, энтузиаст, но не до такой степени, чтобы ради интересного эксперимента и полезной статьи расстаться с такой крупной суммой.
В общем, карты сошлись: я согласился написать в блог «Аквафор» при условии, что они дадут мне образец своего самого продвинутого обратноосмотического фильтра «Аквафор Морион» и покроют расходы на покупку фильтра-оппонента для предстоящего сравнения.
Соперника Аквафору я выбирал на своё усмотрение — мне приглянулся «Барьер Профи Осмо 100», который, судя по отзывам на Яндекс.Маркете, пользуется большой популярностью. Этот фильтр — образец качественного «стандартного» обратноосмотического фильтра, на мой взгляд, отличный конкурент для «Аквафор Морион». Тем более, что оба — в одной ценовой категории «около 8 000 рублей».
Но прежде всего, перед тем, как приступить к сравнению, проведу маленький ликбез для тех, кто совсем не в теме.
Чем хороши обратноосмотические фильтры?
Бытовые фильтры для дополнительной очистки питьевой воды можно условно поделить на три вида.
Первый вид. Фильтры-кувшины. Они стоят дешевле всего, они мобильны. Фильтры-кувшины очищают воду от хлора, ржавчины, тяжелых металлов и органики. Но, если приходится смягчать жесткую воду, картриджи кувшина не долго остаются эффективными, их придётся менять очень часто. А ещё кувшины не справляются биологическим загрязнением — воду после них нужно кипятить, особенно если вы не уверены в ее био-безопасности. Из колодца набрали, например.
Второй вид. Проточные сорбционные фильтры, которые подключаются к водопроводу (обычно на кухне под мойку). Такие фильтры дают хорошую очистку воды от большинства загрязнителей — процент очистки от хлора, ржавчины, тяжелых металлов и органики у стационарных фильтров значительно выше. Они на протяжении бОльшего срока, по сравнению с кувшинами, могут очищать воду от солей жёсткости. Но не очищают воду от вирусов, и требуют частой регенерации умягчающих картриджей.
И, наконец, третий тип. Обратноосмотические фильтры — это очистка воды ВООБЩЕ от всех примесей. Удаление из воды 100% солей жёсткости, 100% ржавчины, 100% тяжёлых металлов, 100% бактерий и цист паразитов. Обратный осмос задерживает даже вирусы, с чем не справляется ни один другой тип бытовых систем очистки воды. На выходе из обратноосмотической системы фильтрации получается максимально чистая вода, которую можно смело и без вреда для здоровья пить без кипячения — это H20 в чистом виде.
Факт для любителей бутилированной воды: большинство марок бутилированной питьевой воды в продаже — это обычная водопроводная (или артезианская) вода, прошедшая очистку в обратноосмотическом фильтре, и сдобренная небольшим количеством минеральных примесей для придания приятного вкуса. Причём речь как о воде за 30 рублей/литр, так и о многих «премиальных» водах за 200-400 рублей/литр. Реальная себестоимость такой воды — 0,5-0,7 рублей на литр. Чистой воды надувательство, так сказать.
Некоторые сведения из истории
В природе, явление осмоса распространено достаточно, широко.
На макроуровне, примером осмотической мембраны может служить скорлупа куриного яйца, которая легко пропускает молекулы воды или воздуха, задерживая более крупные молекулы различных химических веществ, таких как сахар или соли тяжелых металлов.
На микроуровне, явление осмоса использует любая живая клетка, мембрана которой проницаема для воды, но не пропускает различные примеси.
Человек обнаружил проявления осмоса достаточно давно.
Еще Аристотель наблюдал опреснение морской воды при прохождении через стенки сосуда, сделанного из воска.
В XVIII веке это явление наблюдал Реомюр, используя в исследованиях естественные полупроницаемые мембраны.
На новый этап, имеющий практическое значение, исследования осмоса вышли в 20-х годах XX столетия.
В результате, в 1927 году немецкой были созданы первые искусственные мембраны.
Но до широкого применения явления дело дошло только 50-х-60-х годах прошлого века, когда технология производства полимерных материалов позволила создавать полупроницаемые мембраны с заданными характеристиками.
В это время было проведено множество научных исследований, которые стали фундаментом для использования явления обратного осмоса.
Уже в начале 70-х годов появились первые промышленные установки, реализующие эти технологии.
А что вам известно про теплоизоляцию для труб отопления вспененным полиэтиленом? В полезной статье описаны характеристики утеплителя и способы его монтажа на действующих магистралях.
Как заменить унитаз самостоятельно, написано здесь.
На странице: https://ru-canalizator.com/kanalizatsiya/vygrebnaya-yama/ventilyatsija.html узнаете, нужна ли вентиляция для канализации.
С тех пор усовершенствованная технология стала одним из главных способов очистки воды во многих странах Запада.
Надежность, универсальность, экономичность и, главное, высочайший уровень очистки (обратный осмос позволяет удалить до 99% находящихся в воде примесей и 100% микроорганизмов) обеспечивают ей широкое применение в промышленных и бытовых установках и сегодня.
Чем плохи обратноосмотические фильтры?
Есть у обратного осмоса и недостатки: обратноосмотические системы обычно требуют наличия в водопроводе давления не менее 3 атмосфер, потому что вода должна проходить мембрану под напором. Очистка проходит в десятки раз медленнее, чем в сорбционных проточных фильтрах. Чтобы не вынуждать пользователя ждать, пока по капельке наберётся стакан воды, обратноосмотические фильтры комплектуют накопительными баками. Именно из-за громоздких баков системы обратного осмоса занимают много места под мойкой — раза в 2-3 больше, чем сорбционные фильтры.
Ну и самый главный недостаток для рядового потребителя: обратноосмотические фильтры стоят в районе 7-8 тысяч рублей. Сорбционные фильтры для установки под раковину, для сравнения, обойдутся в 4-5 тысяч рублей, кувшины и того дешевле — 400-800 рублей. Но обратноосмотические системы стоят своих денег, потому что, повторюсь, только они дают полную очистку воды от любых загрязнителей.
Техническое описание системы
Термин «осмос» имеет греческое происхождение (первоначально означал толчок, давление), и применяется для обозначения процесса односторонней диффузии через полупроницаемые мембраны под действием различных факторов.
К примеру, прямой осмос – явление выравнивания концентраций растворов, разделенных такой мембраной. Обратный осмос (что это такое) работает немного по другому принципу, о котором мы расскажем подробно.
Осмос – одно из проявлений принципа Ла-Шателье – Брауна, который гласит, что при воздействии на систему извне, находящуюся в устойчивом равновесии, в ней начнутся процессы, направленные на восстановление равновесия (компенсацию воздействия).
Условия равновесия могут быть различными – температура, давление, напряженность электромагнитного поля.
Для явления осмоса таким условием является концентрация раствора.
Два раствора с различной концентрацией растворенного вещества, разделенные полупроницаемой мембраной, как раз и представляют собой систему, в которой нарушено условие равновесия.
Полупроницаемой, называется мембрана, которая пропускает только молекулы определенных веществ.
Различная концентрация растворов, означает, что давление, которое создают молекулы растворителя в растворе с более высоким содержанием примеси, больше, чем в том, где количество примесей меньше.
А что вы знаете устройство и ремонт шарового крана? Подробное техническое описание и пошаговую инструкцию по разборке и сборке элемента запорной арматуры прочитайте в полезной статье.
Как своими руками сделать монтаж унитаза с горизонтальным выпуском, написано на этой странице.
Эта разница давлений вызывает движение молекул растворителя через мембрану и называется осмотическим давлением.
Когда концентрация обоих растворов выровняется, система придет в равновесие, и диффузия растворителя через мембрану прекратится.
Если создать в растворе с высокой концентрацией примесей избыточное давление, которое превышает величину осмотического, начнется процесс диффузии молекул растворителя из раствора с большей концентрацией в раствор с меньшей.
В направлении, противоположном направлению осмоса. Такое явление получило название обратного осмоса.
Как работает обратноосмотическая мембрана
Несмотря на свою эффективность в очистке воды, обратноосмотические мембраны довольно чувствительны к окислителям (хлору) и осадкам, таким как коллоидное железо, которые могут «запачкать» поверхность мембраны. Поэтому в обратноосмотических фильтрах есть модули предварительной механической и сорбционной очистки, которые фильтруют хлор, песок, грязь и слизь. После предочистки, вода попадает в модуль с мембраной.
Чтобы объяснить принцип работы обратноосмотической мембраны, можно привести простой пример: соковыжималку. Предочищенная вода — фрукты, фильтр — соковыжималка, совершенно чистая вода — сок. Только в отличие от соковыжималки, мембрана может «отжать» не только «мякоть», которая является аналогом нерастворенных примесей, но и вещества, которые в воде растворены.
Вода с примесями под напором продавливается сквозь свернутую рулоном мембрану. Все примеси — абсолютно все! — остаются на самой мембране, насквозь проходит исключительно чистая вода. Ещё один поток неочищенной воды проходит вдоль мембраны, смывает с неё все примеси и отправляет их в канализацию. Чтобы получить 1 литр чистой воды, некоторые фильтры расходуют аж 10 литров дренажной воды для промывки мембраны.
Сама мембрана в раскрученном виде ничего интересного собой не представляет — тонкий полимерный материал, на ощупь похожий на малярный скотч. На фото ниже — кусок мембраны из разобранного модуля от фильтра в руках супруги, которая с интересом наблюдала за нашим экспериментом.
Как уже было сказано выше, чтобы людям не приходилось ждать, пока мембрана отфильтрует воду, в обратноосмотических фильтрах есть специальные баки, в которых накапливается очищенная вода. Баки бывают от 3 до 18 литров объёмом. Самые распространенные баки имеют объем 18 и 12 литров. А чистой воды в них набирается 12 и 9 литров соответственно — не менее трети бака занимает воздух, под давлением которого вода проходит постфильтрацию и подаётся на отдельный кран. Система так и называется — водо-воздушный бак.
Стадии очистки
Схема работы обратного осмоса выглядит следующим образом:
- Сначала вода проходит предварительное очищение в резервуарах.
- Оттуда она поступает на полупроницаемый барьер, где делится на два направления: одно проходит через ячейки, а другое – омывает их снаружи и со всеми частицами мусора сливается в дренаж.
- Далее жидкость проходит стадию пост очистки в специальной емкости, где удаляются все посторонние запахи и осуществляется минерализация.
Согласно данной технологии из природного ресурса уходят максимум загрязнений, обеспечивая чистоту в 99,9 процентов.
Не все мембраны одинаково полезны?
Оказывается, никто из производителей бытовых фильтров самостоятельно не производит обратноосмотические мембраны — их заказывают у зарубежных поставщиков. Есть мембраны подороже, есть подешевле, но глобальной разницы в плане эффективности очистки воды между разными моделями обратноосмотических фильтров почти нет. То есть красочные эксперименты с разными растворами, которые мы проводили в ходе предыдущего теста, в случае сравнения обратноосмотических фильтров заметных результатов не дадут.
Но неужели обратноосмотические фильтры правда отличаются только названиями и ценниками? Практика показала, что нет. Изучив отзывы на «Яндекс.Маркете», я обнаружил несколько важных критериев для сравнения обратноосмотических систем:
- Габариты. У многих людей маленькие кухни, маленькие мойки, и места под фильтр с баком под раковиной просто не хватает. Либо хватает, но хочется разместить там что-то ещё кроме фильтра.
- Скорость очистки. Допустим, вам потребуется больше воды, чем есть в накопительном баке — ждать, пока он снова наполнится, придется долго.
- Расход воды. Конечно, мы не в Европе живем, и вода из-под крана стоит копейки. Но если есть возможность купить фильтр с соотношением дренажа к очищенной воде 5 к 1 вместо 10 к 1, почему бы и не сэкономить? Тем более что вода практически во всех новых домах сейчас учитывается счётчиками, а, как известно, копейка рубль бережёт. Напомню, дренажная вода сначала расходует ресурс модулей предочистки. Это напрямую влияет на пункт №4.
- Срок службы картриджей. Само собой, хочется, чтобы картриджи служили подольше, потому что стоят они недёшево — от 800 до 1 800 рублей в зависимости от производителя и типа картриджей.
- Простота обслуживания. Вызвать мастера 1 раз для установки фильтра — ещё куда ни шло. А вот вызывать мастера для замены модулей или заморачиваться и работать ключом самому — уже не очень удобно. Удобнее, когда все можно сделать голыми руками: просто и быстро.
- По этим критериям мы и решили сравнивать обратноосмотические фильтры.
Критерии выбора
Итак, будем разбираться в вопросе – на что обратить внимание, выбирая фильтр для воды с обратным осмосом.
Первое, что вас должно интересовать, минерализатор. Без него фильтр лучше не покупать. Также запомните, что современный осмотический фильтр – это прибор с пятью степенями очистки. То есть на входе должно стоять три фильтра в виде вертикальных колб. Затем устройство с мембраной. И последним ещё один горизонтальный фильтр тонкой очистки. На сегодняшний день это самая эффективная модель.
Некоторые модели комплектуются структуризаторами. Надо отметить, что воду, прошедшую фильтр обратного осмоса, нельзя назвать биологически активной. Поэтому её надо структурировать заново. Для этого и устанавливается в прибор ещё один элемент. Внутри него располагают биокерамические картриджи или турмалиновые наполнители.
Задача двух веществ – очистить воду от пестицидов, бактерий, тяжёлых металлов, хлора и прочего. При этом вкус воды становится приятным. Добавим, что структуризатор имеет достаточно серьёзный эксплуатационный ресурс – 2 года.
И, конечно, обязательно ознакомьтесь с инструкцией к приобретаемому фильтру. Просто убедитесь, что с его помощью можно провести все степени очистки воды.
Практика: сравнение фильтров
Как я уже сказал ранее, в сравнении эффективности и экономичности обратноосмотических систем участвовали «Аквафор Морион» (8 490 руб.) и фильтр «Барьер Профи Осмо 100» (8 190 руб.). Пока я готовил материал, и Аквафор и Барьер слегка подорожали. Спасибо читателю, который указал на этот недочет. Выше заменил ценники на актуальные.
Габариты
«Аквафор Морион» имеет размеры 37,1 х 42 х 19 см. Я сначала вообще подумал, что бак для чистой воды забыли положить в коробку, но, оказывается, пятилитровая ёмкость уже встроена в корпус. То есть такие габариты — уже с учетом бака. В то же время фильтр «Барьер» имеет габариты 38,5 x 44,5 x 13 см, и с ним в комплекте идёт 12-литровый бак диаметром 23 см и высотой 39 см. Оценить разницу в габаритах можно по фото ниже:
Слева направо: «Аквафор Морион» в профиль, «Аквафор Морион» анфас (это не один фильтр из двух частей, а отдельных два фильтра с разных ракурсов), и «Барьер Профи Осмо 100».
Скорость очистки
Мембраны в сравниваемых фильтрах отличаются по заявленной производительности. В фильтре «Аквафор» используется 50-галонная мембрана (50 галлонов = 189 литров в сутки). В фильтре «Барьер» — 100-галонная мембрана (378 литров воды в сутки). По логике, должна быть в два раза выше.
Чтобы оценить реальную скорость фильтрации (а не скорость подачи воды из накопительных ёмкостей), мы начали испытание с пустым накопительным баком у обоих фильтров. Скорость очистки у фильтров «Аквафор» и «Барьер» отличается на 1,5 минуты/литр: «Аквафор» чистит литр воды за 7,5 минут (8 литров в час), «Барьер» — за 6 минут (10 литров в час). В принципе, эти цифры близки к заявленным на сайтах производителей 7,8 литрам в час у «Аквафора» и 12 литрам в час у Барьера. Но, как видите, разницы в производительности в два раза нет.
Справедливости ради стоит отметить, что для модели «Аквафор Морион» продают отдельно и 100-галонную мембрану, которая должна обеспечить производительность 15,6 литров в час. Производительнее, чем у Барьера, и почти на 200 рублей дешевле.
Расход воды
Разница в объемах дренажа оказалась значительной — можете оценить по фото сверху. «Аквафор» для получения 0,75 литра чистой воды расходует 1,3 литра дренажа, «Барьер» — около 2,5 литра. При другом напоре воды и при другом качестве воды значения могут быть иными, но соотношение расхода воды на дренаж между Аквафором и Барьером должно сохраниться — 1 к 2 в пользу Аквафора.
Преимущества
- Качество воды, полученное на выходе – ее можно применять как питьевую, использовать для приготовления пищи, давать детям и животным. Она значительно полезнее, нежели кипяченная.
- Несмотря на сложность системы, она довольно компактная, и из видимых глазу деталей – только удобный смеситель на раковине.
- Производители формируют комплект из всех составляющих, включая инструменты и крепежи, обеспечивающие легкость монтажа.
- Все детали станции заменяемы. Несмотря на изначальную дороговизну набора, дальнейшие траты будут исключительно на замену фильтров.
- Многие установки оснащены датчиками контроля и сигнализируют о необходимости замены комплектующих.
Откуда такая разница габаритах, производительности и расходе воды?
Добиться такой разницы в габаритах, скорости и экономичности «Аквафор» смог благодаря собственной разработке — водо-водяному накопительному баку. Вот видеоролик, который подробно объясняет и показывает устройство этой системы: Коротко о сути: в обычном обратноосмотическом фильтре при полном заполнении бака водой треть ёмкости остается пустой — её заполняет воздух. Поэтому эти баки такие большие. По мере накопления чистой воды давление в обычном накопительном баке растет, отчего скорость фильтрации становится ниже, а объём сбрасываемой в дренаж воды увеличивается. В случае водо-водяного бака системы «Аквафор Морион» вода из управляющей полости сливается, не создавая сопротивления, а скорость наполнения бака остаётся постоянно высокой. Отсюда — высокая производительность, экономный расход воды на дренаж.
И, кстати, для жителей старых домов актуально ещё одно преимущество разработки «Аквафора»: согласно инструкции, фильтр «Морион» может работать при напоре 0,2 Мпа (примерно 2 атмосферы), тогда как большинство обратноосмотических систем требует 3 атмосферы и больше. У Барьера, участвующего в сравнении, например, в руководстве по эксплуатации указано рабочее давление от 3,5 до 7 атмосфер.
Срок службы картриджей
Вернёмся к сравнению. Как долго прослужат картриджи в фильтрах Аквафора и Барьера, как часто их нужно менять?
«Аквафор» на сайте приводит следующие цифры (в расчёте на семью из 3 человек): модули предфильтрации К5 (315 рублей), К2 (540 рублей) нужно менять дважды в год. Модуль постфильтрации К7М (540 рублей) — раз в год. Модуль с мембраной (К50S за 1 895 рублей) нужно менять раз в полтора года. Итого суммарные расходы в год составят (540 р + 315 р) * 2 + 540 р + 1 895 р / 1,5 = 3 513 рублей.
На сайте «Барьер» указан ресурс фильтра 5 тысяч литров, и дополнительно обозначено, что для семьи из 3 человек менять картриджи придётся каждые 160 дней (365/160 = 2,3 раза в год).
Полный комплект из 5 картриджей стоит 3 190 рублей, соответственно, ежегодные затраты составят 3 190 * 2,3 = 7 334 рубля.
Более внимательный пользователь изучит каталог на сайте Барьера и обнаружит, что у отдельного модуля с мембраной за 2 320 рублей указывается срок службы 340 дней — чуть меньше года.
То есть если не попасться на уловку с навязыванием полного комплекта, а покупать модули по отдельности, ежегодные расходы семьи из трёх человек составят (99 + 490 + 139 + 599)*2,3 + 2 320 = 5 372 рубля.
Естественно, цифры ресурса, указанные производителями, условные и зависят от многих факторов, например, от напора и от качества воды. Но пропорция при прочих равных должна сохраниться: «Аквафор» получается минимум в полтора раза экономнее, и модуль с мембраной у него служит в 1,5 раза дольше, чем у Барьера.
Почему мембрана у «Аквафора» служит полтора года, а у Барьера меньше года? Рискнём предположить. Как уже говорилось выше, обратноосмотическая мембрана — штука чувствительная. Важную роль в продолжительности службы мембраны играет качество воды, которая на эту мембрану подаётся.
В обоих фильтрах есть полипропиленовые модули механической очистки воды от песка и ржавчины — они удаляют из воды самые крупные частицы загрязнителей. За ними следуют сорбционные модули — они по устройству и содержанию похожи на модули сорбционных фильтров, которые сравнивались в предыдущем испытании. У Барьера внутри сорбционных модулей обычный гранулированный активированный уголь. В сорбенте картриджа «Барьер» вода под напором сможет промыть каналы, через которые будет проходить быстро и не очищаясь должным образом. То есть со временем на мембрану Барьера может начать попадать вода с крупными частницами загрязнителей, что негативно сказывается на сроке её службы и качестве очистки воды.
Помните эту схему из моего теста-сравнения? В случае «Аквафора» канальный эффект образоваться не сможет из-за применения собственной разработки компании, модуля, изготовленного по особой технологии: гранулированный уголь «спекли» с волокном «Аквален», получив единый блок. В таком материале в принципе не образуются каналы. Соответственно, мембрана в фильтре «Аквафора» получает более чистую воду и служит дольше.
Простота замены картриджей
Сравнивать особо нечего. Замена модулей в фильтре Аквафора проходит просто: картриджи выкручиваются как лампочки. Контактировать с содержимым колб не придётся, промывать ничего не надо.
Пример на видео:
У Барьера придётся поработать ключом и промывать колбы. Процесс монтажа — на видео по ссылке ниже:
Особо отмечу, что при работе с картриджами, использовавшимися на протяжении долгого времени, надо быть аккуратным. Все отсечённые бактерии и микробы могут оставаться внутри сменного модуля и продолжать там размножаться. В воду они через мембрану не попадут, но, если полезете внутрь картриджа — будьте предельно осторожны.
В общем, «Аквафор» в плане обслуживания решительно проще: модули можно менять «по щелчку», никакие инструменты не потребуются. И контактировать с содержимым картриджей тоже не надо, что ещё важнее.
Принцип работы фильтрационной системы очистки воды обратного осмоса с помпой
Если давление в трубе водоснабжения ниже отметки в 2,5 атм., придется дополнять оборудование насосом. Она позволяет увеличить напор подаваемой жидкости и повышает производительной очистительной станции. Подобный вопрос актуален для жителей верхних этажей многоэтажек, а также районов со старыми магистральными коммуникациями.
Нагнетатель при этом, работает совершенно бесшумно, не создавая неудобств. В комплектацию подобного фильтра обычно включены: мембрана, картриджи, накопительная емкость, кран, набор для монтажа, крепежи и помпа, датчики давления и сухого хода, предохранитель. 5-ступенчатая фильтрация позволяет получить практически на 100% безвредный состав:
- 1— удаление частиц, размерами от 12 до 35 мк посредством картриджа из пропилена;
- 2 – выведение соединений хлора и органических примесей;
- 3 – доочистка от взвесей размером 1-5 мк;
- 4 – чистка по обратноосмотическому методу;
- 5 – улучшение характеристик посредством активированного угля и других фильтроэлементов.
