4. БЫТОВЫЕ ФИЛЬТРЫ ПРОИЗВОДСТВА «СИБИРЬ-ЦЕО»

Вода – это самое мягкое и самое слабое существо в мире, но в преодолении твердого и крепкого она непобедима и на свете ей равного нет.
Дао Дэ Дзин.

4.1. Номенклатура выпускаемых фильтров.

Научно-производственное предприятие «Сибирь-Цео» работает на рынке водоочистных устройств с 1997 года и выпускает следующие фильтры:

• фильтр-кувшин «Водолей»;
• фильтры-насадки «Арго-Душ» и ДФК «Арго+»;
• фильтры настольного типа «рядом с мойкой»: «Арго», «Арго-М», «Арго-К», «Арго-МК», «Водолей» ПРЕМИУМ;
• фильтр под мойку «Водолей-БКП»;
• фильтр «Водолей-БКП» высокопроизводительный.

Прежде чем перейти к ознакомлению с устройством и принципом действия этих фильтров, давайте рассмотрим фильтрующие материалы, которые входят в их состав.

4.2. Свойства фильтрующих материалов.

Поскольку питьевая вода должна быть не только очищена от различных примесей, но и приближена по своему минеральному составу к природным эталонам, то проблему получения такой воды могут решать только природные экологически чистые минералы, поэтому в качестве основных фильтрующих материалов в фильтрах серий «Арго» и «Водолей» используются природные минералы цеолит и шунгит.

СПРАВОЧНО. Проведёнными в нашей стране и за рубежом исследованиями установлено, что наиболее перспективным методом, обеспечивающим достаточную глубину очистки воды, является применение природных сорбционных и ионообменных материалов, преимущество использования которых заключается в том, что с их помощью вредные примеси извлекаются из воды без превращения в другие соединения, резко ухудшающие качество воды, как это происходит при использовании окислителей.

4.2.1. Цеолит.

Одним из таких природных фильтрующих материалов является минерал цеолит, характеризующийся как высокоактивный сорбент, селективный ионообменник и молекулярное сито (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Цеолит.

СПРАВОЧНО. Цеолиты - в переводе с греческого «кипящие» или «вскипающие» камни, были открыты шведским исследователем Кронштедом почти 250 лет назад. До начала ХХ-го столетия на эти минералы не обращалось сколько-нибудь серьёзного внимания. Первые испытания свойств природных цеолитов в России были проведены в 1913 году на опытном комбинированном фильтре станции Ейск Московско-Курской железной дороги с целью умягчения московской водопроводной воды и воды из артезианской скважины для котлов паровозов. Первое промышленное месторождение цеолитов было открыто в 1969 году на территории Туркмении (Бадхызское проявление). После этого стала активно создаваться сырьевая база нового вида полезного ископаемого - цеолитовых туфов, и началось их использование в разнообразных сферах жизнедеятельности человека. К 90-ым годам ХХ-го века уже разрабатывается несколько десятков цеолитовых месторождений в России и за рубежом.

Но наиболее известной областью применения цеолита была и остаётся очистка воды. Благодаря своим уникальным сорбционным, ионообменным и каталитическим свойствам природные цеолиты гораздо успешнее, чем, например, кварцевый песок, работают в фильтрах очистных сооружений станций водоподготовки.

Кроме того, двадцать процентов территории Российской Федерации - это территории, пострадавшие от Чернобыля (порядка 120 городов, где выявлено более 2000 участков радиоактивного загрязнения, других пораженных территорий, зон экологического неблагополучия). Квалифицированное использование природных цеолитов (только разведанные запасы которых приближаются к 50 миллиардам тонн!) позволяет решать эту и множество других природоохранных, радиоэкологических и медико-биологических проблем.

Результаты исследований свидетельствуют: стронций-90 извлекается цеолитом из воды, содержащей радиоактивный элемент, с эффективностью 96,3%; цезий-137 извлекается цеолитом с эффективностью 97,5%. Именно это обстоятельство обеспечило эффективное применение цеолита в атомной промышленности и при ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.

Как бы ни была широка область применения природных цеолитов (см. табл. 4.1), в настоящее время сделаны лишь первые шаги в освоении уникального материала, подаренного человеку природой, глубокое познание физико-химических свойств которого открывает огромные возможности. С уверенностью можно сказать:

Цеолиты - минерал XXI века!

Оксидная формула широко распространенного природного цеолита клиноптилолита имеет вид:

(К, Na,1/2Са)2 О*Al2O3*10SiО2*Н2О.

С научной точки зрения, цеолит является алюмосиликатом со скелетной структурой, содержащей пустоты, занятые крупными ионами и молекулами воды, имеющими значительную свободу движения, что приводит к ионному обмену и обратимой дегидратации.

Именно наличие системы пустот и каналов в структуре цеолита, которые могут составлять до 50% от общего объема минерала, и обуславливает ценность цеолита как сорбента. Входные отверстия из каналов в полости цеолитов, образованные кольцами из атомов кислорода, - это наиболее узкие места каналов: их формой и размерами определяются величины ионов и молекул, которые могут проникнуть в полости, на чём и основано применение цеолитов в качестве молекулярных сил.

Таблица 4.1. Области применения цеолитов.

Цеолиты, как ионообменники катионного типа, характеризуются высокой ионообменной селективностью к радиоактивным элементам, сорбционной способностью к тяжёлым металлам, фенолу, аммонийному азоту, но, кроме того, сорбируют различные микроорганизмы и вирусы. В результате экспериментальных и натурных исследований на водоочистных сооружениях установлено, что добавление в воду цеолита значительно повышает эффективность очистки от микроорганизмов и мелкодисперсных частиц. Установлена также высокая сорбционная способность цеолита в отношении практически всех изученных вирусов: арбовирусы, миксовирусы, энтеровирусы, вирусы растений, бактериофаги и актинофаги. Кроме того, фильтрующая загрузка на основе цеолита обладает барьерными функциями по отношению к крупным органическим молекулам, в частности, по 3,4 бенз(а)пирену: до 90%.

4.2.2. Шунгит.

Второй природный фильтрующий материал, используемый в фильтрах серий «Арго» и «Водолей» (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Шунгит.

СПРАВОЧНО. В самом начале XVII века на берегу Онежского озера, в глухомани Толвуйского погоста умирала в заточении знатная невольница - инокиня Марфа Ивановна, в миру - боярыня Ксения Романова. От пережитых несчастий, одиночества и плохого питания развилась у боярыни припадочная болезнь. Местные крестьяне, жалея боярыню, указали ей живой источник, от воды которого инокиня Марфа полностью излечилась. Более того, ещё до ссылки Боярыня родила семерых детей, но все они умерли во младенчестве. После купания в источнике она родила здорового сына - Михаила Романова, который стал основателем царской династии. А источник стали называть «Царевиным источником».
В те далёкие времена никто не связывал силу живых источников Заонежья с чёрным «аспидным камнем», который исследователи XX века назвали шунгитом - по имени близлежащего посёлка Шуньга.
О чудесном источнике вспомнили почти через сотню лет, уже во времена царствования Петра. В именном указе Петра I от 1719 года о создании курорта «Марциальные воды» на Олонце говорится: «Понеже оные воды лечат следующие жестокие болезни, а именно: цынготную, желчь, бессильство желудка, рвоту, понос, почечную, каменную, ежели песок или малые камни из почек гонит, от водяной, когда оныя зачинается, от запору месячной крови у жён, от излишнего кровотечения у оных, от эпилепсии, выгоняет глисты, также лечит килы и от прочих болезней великую силу имеет». Будучи знаком с антимикробными свойствами «аспидного камня», Пётр I отдал приказ солдатам русской армии носить этот камень в ранцах. В походах камни опускали в котелки для обеззараживания и для придания воде родниковой свежести. Так, например, к началу Полтавской битвы стояла жаркая весна, и водные источники после бурного паводка зацвели и стали опасными. В шведской армии были массовые желудочные заболевания, а в русской армии ничего подобного не было.

В Большой Советской Энциклопедии о шунгите сказа но следующее: «Шунгит - группа твёрдых углеродистых минеральных веществ, представляющих в главной массе аморфные разновидности углерода, близкие по составу к графиту. Химический состав шунгита ... содержит 60-70% углерода и 30-40% золы. В золе содержится: 35-50% кремния, 10-25% окиси алюминия, 4-6% окиси калия, 1-5% окиси натрия, 1-4% окиси титана, а также примеси других элементов. Шунгит представляет собой органическое вещество, сконцентрировавшееся в древних (допалеозойских) кремнисто-глинистых и карбонатных осадках, впоследствии превращённых процессами метаморфизма в кремнистые сланцы и доломиты».

Безусловно, поражает огромное содержание в шунгите углерода и кремния - двух минералов, поддерживающих жизнь. Однако особенности шунгита этим не ограничиваются! Шунгит является биологически активным органоминеральным комплексом. Эти уникальные особенности связаны с возрастом шунгита, которому, подумать только, два миллиарда лет!

Два миллиарда лет пребывания живой материи в подземном котле привело к появлению в шунгите неизвестных науке до недавнего времени веществ с необыкновенными биологическими свойствами. И только недавно эти вещества были открыты. Ими оказались фуллерены.

Фуллерены - уникальные биологически активные вещества, представляющие собой молекулярный углерод в виде полых шариков, которые необычны во всём, начиная с истории их открытия.

СПРАВОЧНО. Названы они в честь американского архитектора Букминстера Фуллера, автора сферического павильона, построенного на всемирной выставке ЭКСПО-67. Павильон был собран из плоских многоугольников и очень напоминал молекулу фуллерена.
В 1992 году российскими учёными открыто наличие фуллерена в карельском шунгите, причём в весьма значительном количестве. Были обнаружены фуллерены, которые содержатся в комочках - глобулах углерода в структуре породы. Именно эти глобулы выходят в холодную воду целебных источников или в процессе фильтрации воды через раздробленную породу.

Водные растворы фуллеренов прекрасно лечат ожоги и раны, снимают усталость и депрессию, ускоряют обезвреживание печенью разного рода токсинов, нормализуют клеточный обмен веществ, усиливают активность ферментов и повышают устойчивость клеток, включая её генетический аппарат, к внешним воздействиям от нагрева до вирусного заражения. Фуллерены нормализуют нервные процессы, влияя на обмен нейромедиаторов, повышая работоспособность и устойчивость к стрессу. Они оказывают выраженное противовоспалительное и антигистаминное действие, благодаря чему снимают боли, подавляют широкий круг аллергических заболеваний и повышают иммунитет. И как показали опыты, фуллерены в полтора-два раза лучше тормозят рост раковых опухолей и снимают побочные эффекты лучевой химиотерапии. Кроме того, они действуют в малых и даже в сверхмалых дозах, и их воздействие даже после однократного приёма длится месяцами.

Лабораторными исследованиями было установлено, что шунгит не только очищает водопроводную воду от вредных примесей, но и обеззараживает её, т.е. убивает болезнетворные бактерии. Кроме того, шунгит обладает ионообменными свойствами и одновременно является катализатором для окислительно-восстановительных реакций.

4.2.3. Активированный уголь.

Третий материал, используемый в фильтрах серий «Арго» и «Водолей» (рис. 4.3).

Примечательно, что очистку Великих озёр в США решали с помощью углей. Именно активированный уголь чаще всего используется и в бытовых фильтрах. Он захватывает и сорбирует на своей поверхности (в основном в порах) различные примеси. Фильтры с использованием угля извлекают из воды чрезвычайно ядовитые органические соединения хлора (хлороформ, четырёххлористый углерод и др.), а также тяжёлые металлы (железо, свинец и т.д.).

СПРАВОЧНО. Научные исследования связывают хлор и побочные продукты хлорирования воды с онкологическими заболеваниями мочевого пузыря, печени, желудка, прямой кишки, а также с заболеваниями сердца, атеросклерозом, анемией, высоким давлением и аллергическими реакциями. Есть также свидетельства того, что хлор может разрушать белки в организме человека и оказывать неблагоприятное воздействие на кожу и волосы. Наличие хлора в воде может способствовать и образованию хлораминов, которые вызывают проблемы с запахом и вкусом.

Кроме того, целый ряд органических загрязнений, определяющих содержание БРОУ, привкусы, запахи воды могут быть извлечены на фильтрах с загрузкой из активированного угля.

СПРАВОЧНО. БРОУ - биоокисляемый растворённый органический углерод; вещество, которое оказывает вредное воздействие на иммунитет человека.

Применением активированного угля сегодня удаётся извлекать из воды многочисленные растворённые и, прежде всего, трудноокисляемые загрязнения (молекулы некоторых пестицидов, ряд органических микрозагрязнений, некоторые минеральные микрозагрязнения).

При транспортировании очищенной воды по трубопроводам, как уже было сказано выше (гл. 2, п. 2.3), возможно её вторичное загрязнение, в том числе и микроорганизмами, поэтому в бытовых фильтрах применяются решения, создающие условия для подавления жизнедеятельности микроорганизмов.

Рис. 4.3. Активированный уголь.

Применение активированного угля, обработанного серебром, способствует подавлению жизнедеятельности микроорганизмов и ускорению реакции окисления органических загрязнений. Особо следует отметить, что подавление жизнедеятельности микроорганизмов происходит на поверхности частичек угля, и катионы серебра не поступают в воду.

4.2.4. Ионообменная смола.

Четвёртый материал, используемый в фильтрах серий «Арго» и «Водолей» (рис. 4.4).

Напомним, что при повышенной жёсткости воды происходит интенсивное накипеобразование в электронагревательных приборах и повышается риск образования камней в почках и желчном пузыре человека (см. гл. 1, п. 1.2.2), поэтому следующим материалом, используемым в составе картриджей фильтров производства «Сибирь-Цео», является ионообменная смола, которая позволяет эффективно уменьшить содержание солей жёсткости, в результате чего вода становится более мягкой (см. также гл. 1).

Таблица 4.2. Технические характеристики фильтров производства ООО «Сибирь-Цео»

* при своевременной регенерации фильтрующего элемента;
** начальная.

Рис. 4.4. Ионообменная смола.

Ионообменные смолы - это синтетические продукты. По-другому - иониты. Представляют собой твёрдые, практически нерастворимые в воде вещества, механически прочные и химически устойчивые.

На сегодняшний день, как уже говорилось, ионообменные смолы являются наиболее распространённым материалом для снижения жёсткости (умягчения) воды.

4.1. Устройство и принцип действия фильтров.

В начале главы 4 была приведена номенклатура фильтров, выпускаемых предприятием «Сибирь-Цео». Сводная информация с характеристиками каждого фильтра представлена ниже в табл. 4.2. К ней мы будем обращаться, заканчивая рассмотрение каждого типа фильтра.

Ещё раз обращаем внимание, что такие параметры как ресурс и срок работы указаны для доочистки воды стандартного качества (очистка воды стандартного качества от вторичных загрязнений).

• 4.3.1. Фильтр-кувшин «Водолей»
• 4.3.2. Фильтры-насадки
• 4.3.3. Фильтры настольного типа «рядом с мойкой»
• 4.3.4. Фильтр под мойку
• 4.3.5. Фильтр высокопроизводительный

4.4. Качество питьевой воды, очищенной фильтрами серии «Арго» и «Водолей»