ТОП-3 ионообменных фильтра для очистки и умягчения воды, какой выбрать и купить

Поиск лучшего инженерного решения для умягчения слишком жесткой воды может затянуться надолго, если не подготовить качественный проект. Для корректной формулировки требований к составу технических составляющих надо подробнее изучить современные способы водоподготовки вместе со специализированным оборудованием, представленным в соответствующем сегменте рынка.

Устройства этой категории удаляет из обрабатываемой жидкости нежелательные вещества: кальций, магний, железо, медь и другие. Они работают на основе специальной гранулированной загрузки, которая способна обменивать свои ионы на ионы из воды, тем самым изменяя ее состав и свойства.

Принцип работы ионообменного фильтра заключается в следующем: вода пропускается через колонну, заполненную специальной смолой. Она представляет собой синтетический полимер с функциональными группами. Эти группы могут быть катионными или анионными. В зависимости от типа смолы, она удаляет из воды катионы либо анионы – положительно или отрицательно заряженные молекулярные соединения. При составлении специальной смеси можно задерживать оба вида ионов.

Конструкция типовой установки состоит из нескольких основных элементов:

· Корпус – это цилиндрический сосуд, в котором находится фильтрующий блок;

· Регулятор давления – поддерживает оптимальное давление воды в системе;

· Манометры – показывают давление на входе и выходе фильтра;

· Вентиль – управляет потоком воды и направляет ее либо на очистку, либо на регенерацию смолы;

· Солевой бак – емкость для хранения раствора соли, необходимого для восстановления рабочей загрузки;

· Контроллер – электронное устройство, автоматически запускающее процесс регенерации смолы по заданному алгоритму.

Ионообменный фильтр для воды имеет следующие преимущества:

· высокая степень очистки жидкости от различных примесей;

· улучшение вкуса, запаха и цвета;

· эффективное снижение уровня жесткости и предотвращение образования накипи в бытовой технике;

· экономичность и долговечность базовой загрузки;

· автоматизация процесса ее восстановления.

К недостаткам относятся:

· необходимость подключения к электросети и канализации;

· потребление соли и технической воды для регенерации загрузки в ионообменном фильтре;

· увеличение содержания натрия после обработки при использовании катионной смолы;

· необходимость периодической замены фильтрующего материала по истечении его срока службы;

· сложность точной настройки.

Дополнительно следует учитывать большие габариты оборудования при производительности, характерной для проточной водоподготовки. Для продления срока службы смолы придется выполнить предварительную очистку от примесей, способных сократить ее срок службы.

После изучения отмеченных недостатков многие потребители ищут альтернативные решения для смягчения и очистки воды, которые были бы более экономичными, экологичными и удобными в использовании.

Устройства этой категории очищают воду от механических примесей, микроорганизмов и цист лямблий с помощью тончайших полимерных трубок с пористыми стенками, называемых половолоконными мембранами. Размер пор в этих рабочих модулях составляет около 0,1 мкм, что в 600-800 раз меньше толщины человеческого волоса. Через такие отверстия не могут проникнуть даже самые мелкие загрязнители, что обеспечивает высокую степень очистки.

Загрязненная вода отводится в канализацию или используется для других целей. Половолоконный фильтр не требует подключения к электросети, соли или других реагентов для работы. Единственное, что нужно делать, это периодически промывать мембраны от накопившихся загрязнений. Соответствующая функция есть не во всех серийных моделях, что следует учитывать при выборе. Автоматизация промывки организуется по специальному проекту, так как в штатной комплектации соответствующая опция отсутствует.

Это устройство смягчает воду и предотвращает образование накипи в бытовой технике и сантехнике с помощью электромагнитного поля. Он не удаляет ионы кальция и магния, а изменяет их структуру, делая примеси менее агрессивными и не способными к формированию накипи.

Эффект воздействия определяется характеристиками электромагнитного поля. Для косвенной, но достаточно точной, оценки можно воспользоваться сведениями о мощности генератора и ширине частотного диапазона. При потреблении электроэнергии из сети до 5 Вт (1-10 кГц) прекращается формирование накипи на расстоянии до 700 метров от работающей катушки. Если увеличить мощность до 10-15 Вт, активизируется разрушения старых отложений.

Универсальными свойствами обладают наиболее мощные модели (около 20 Вт) с рабочей границей верхней частоты до 50 000 Гц. Они дезактивируют процессы коррозии, уничтожают микроорганизмы, разрушают старую накипь на дальности до двух километров (по длине трубы). Их действенность сохраняется даже при 25 мг-экв/ литр, что является очень высоким уровнем жесткости.

Для корректного сравнения разных способов можно подробнее изучить серийные фильтры для воды с ионообменной смолой. Эти установки выпускаются надежными производителями, которые подтвердили на практике эффективность своих инженерных разработок. Чтобы исключить ошибки, следует учитывать их общие рекомендации. Подробные инструкции приведены в пакете сопроводительной документации.

Перед установкой фильтра необходимо провести лабораторный анализ и выбрать подходящую модель в соответствии с параметрами загрязненности воды и потребностями потребителей.

При монтаже функциональных модулей надо соблюдать технические требования и инструкции производителя, а также учитывать базовые параметры:

· давление,

· температуру,

· скорость потока.

Для предотвращения протечек и повреждений устанавливаются следующие компоненты:

· предварительный фильтр,

· обратный клапан,

· редуктор давления,

· манометр.

При эксплуатации оборудования необходимо регулярно проводить регенерацию смолы, следуя индикациям электронного блока или инструкциям производителя. Для воспроизведения этого процесса подходит поваренная соль высокого качества, без примесей и загрязнений. Она должна храниться в сухом и чистом месте, а ее запас должен быть достаточным для проведения регенерации.

При пользовании установкой следует периодически проверять качество воды на выходе из фильтра, используя специальные тест-полоски или приборы. Если жесткость превышена или нарушены другие показатели, выполняется диагностика и ремонт. При необходимости – обращаются к специалистам или производителю для решения технических проблем.

В процессе эксплуатации фильтра для очистки воды с ионообменными смолами требуется соблюдать санитарно-гигиенические нормы и правила. Не реже одного раза в годы проводится дезинфекция оборудования с применением специальных растворов или препаратов. Эта процедура предотвращает развитие бактерий и грибков, которые могут загрязнять воду и вызывать неприятный запах.

Версия Гейзер Эко существенно отличается от обычного ионообменного фильтра для воды. Эта компактная модель стоимостью от 8900 рублей разработана для воспроизведения финишного этапа обработки. В комплект поставки производитель включает:

· стальной корпус, выдерживающий без повреждений давление до 25 атм;

· картридж с фирменной загрузкой Эко Маск для высокого уровня жесткости на производительность до 1,5 л/мин;

· отдельный кран для очищенной воды;

· соединительную трубку;

· тройник-адаптер с вентилем.

Функцию частичного умягчения выполняет сменный блок с ресурсом до 12 месяцев. Его комбинированная загрузка предотвращает образование накипи, но пропускает минеральные соединения.

Этот магистральный ионообменный фильтр предназначен для умягчения воды с жесткостью до 12 мг-экв/л и удаления железа при концентрации соответствующих примесей не более 20 мг/л. Допускается незначительное содержание органики.

Ионообменный фильтр Аквафор (44 000 руб.) имеет современный дизайн и эргономичную форму, которая позволяет установить его в любом месте. Он работает в автоматическом режиме. Штатный электронный блок отображает текущее состояние установки, сигнализирует о необходимости регенерации.

Восстановительный процесс запускается по установленному в настройках расходу, который определяется встроенным датчиком. Он занимает 15-20 минут и требует около 0,5 кг соли и 45 литров воды. Производительность фильтра составляет 0,5-1,25 м куб./ч. Объем фильтрующего материала – 42 л. Габариты основной колонны и солевого бака составляют 260 х 1530 х 260 мм и 330 х 880 х 330 мм соответственно.

Производитель ограничивает следующие показатели (макс. значения):

· ПМО – 3 мг О2/ л;

· свободный хлор – 0,1 мг/л;

· мутность – 3 мг/ л;

· марганец – 5 мг/л;

· общее содержание солей – 2 г/ л.

Не разрешается размещение установки в помещениях с повышенным загрязнением пылью атмосферы. Следует исключить прямое попадание солнечных лучей на корпуса и обеспечить удаленность рабочих модулей от нагревательных приборов. Необходимо поддерживать положительную температуру, выполнять регулярные профилактические мероприятия по инструкциям производителя.

Под этим названием Барьер предлагает колонну (18790 руб.), которую можно использовать в качестве основного рабочего модуля ионообменного фильтра для очистки воды. Она изготовлена из полимерного материала с армированием стекловолокном. Прочная конструкция выдерживает давление до 10 атм, не повреждается коррозией. Малый вес (по сравнению с металлическими аналогами) упрощает перевозку и монтажные операции. Внутренняя часть изготавливается из безвредного полиэтилена пищевого класса.

Колонна с размерами по внешним стенкам корпуса 35,66х165,1 см совместима со стандартными блоками управления, в которых посадочный размер составляет 2,5”, Она подходит для разных видов загрузок.

Фильтрующий материал этой категории выпускается из синтетических смол в гранулах с различными добавками в составе. В зависимости от вида загрузки, она способна задерживать разные примеси:

· катионы (положительно заряженные ионы) металлов – кальций, магний, железо, медь, свинец;

· гидроксильные или другие анионы (отрицательно заряженные ионы) кислотных остатков – хлориды, сульфаты, нитраты, фосфаты;

· соли, которые образуются при соединении катионов и анионов.

Срок службы типовой загрузки составляет 8-10 лет, после чего выполняется плановая замена. Чтобы улучшить этот показатель, производители рекомендуют специальные защитные мероприятия. Функциональное состояние гранул ухудшают следующие факторы:

· чрезмерный нагрев (более +40°C);

· повреждение абразивными фракциями, агрессивными химическими соединениями;

· формирование пленки на их поверхностях из органических примесей, нефтепродуктов, сульфидов;

· высокая перманганатная окисляемость.

паспорте на загрузку отмечены другие ограничения, которые следует соблюдать в процессе эксплуатации. Выполнения отдельных дополнительных требований способно существенно увеличить себестоимость реализации проекта.

Со временем смола теряет свою способность к ионному обмену и нуждается в регенерации, то есть восстановлении своего работоспособного состояния. Восстановительный процесс заключается в промывании загрузки без ее извлечения из колонны концентрированным раствором поваренной соли (NaCl), который подается в обратном направлении потока жидкости. При этом натрия из раствора соли замещают ионы кальция и магния на смоле, а ионы жесткости вымываются в сточную воду. После завершения этой процедуры загрузка снова готова к работе.

Технология регенерации фильтра с ионообменной смолой для умягчения воды может быть запущена по времени или по расходу. В первом случае восстановительный цикл происходит через определенные промежутки времени, например, раз в неделю или раз в месяц, в зависимости от интенсивности использования оборудования.

Во втором случае регенерация запускается по достижении определенного объема пропущенной через фильтр воды, который определяется с помощью специального счетчика. Этот способ более экономичный и эффективный, так как учитывает реальную степень насыщения смолы ионами жесткости.

Пример расчета процесса регенерации фильтра с ионообменной смолой:

Дано:

· производительность фильтра – 1 м куб./ч;

· объем загрузки смолы – 25 л;

· уровень жесткости воды – 10 мг-экв/л;

· концентрация раствора соли – 10%;

· расход раствора соли – 4 л/л смолы;

· время регенерации – 60 мин.

Объем пропущенной через фильтр воды до регенерации определяется по формуле V = C * Q * t, где:

· V – объем воды, м3;

· C – обменная емкость смолы, мг-экв/л;

· Q – объем загрузки, л;

· t – время работы фильтра, ч.

Обменная емкость смолы зависит от типа смолы и может составлять от 1 до 2 мг-экв/г. Для примера возьмем среднее значение 1,5 мг-экв/г. Тогда:

V = 1,5 * 25 * t

Чтобы найти время работы фильтра до регенерации, нужно учесть, что смола насыщается ионами жесткости на 90%, то есть остается 10% запаса. Тогда:

0,9 * 1,5 * 25 * t = 10 * V

Отсюда:

t = 10 * V / (0,9 * 1,5 * 25) = 2,96 * V

Подставляя производительность фильтра, получаем:

V = 1 * t

t = 2,96 * t

t = 1 / 2,96 = 0,34 ч

V = 1 * 0,34 = 0,34 м3

Ответ: объем пропущенной через фильтр воды до регенерации составляет 0,34 м3.

Количество соли для регенерации определяется по формуле m = k * Q, где:

· m – масса соли, кг;

· k - коэффициент расхода соли, кг/л смолы;

· Q - объем загрузки смолы, л.

Коэффициент расхода соли зависит от концентрации раствора соли и может составлять от 0,1 до 0,2 кг/л смолы. Для примера возьмем среднее значение 0,15 кг/л смолы. Тогда m = 0,15 * 25 = 3,75 кг. Количество соли для регенерации составляет 3,75 кг.

Объем сточной воды после регенерации определяется по формуле W = R * Q, где:

· R – расход раствора соли, л/л смолы (= 4 л/л смолы по условию задачи);

· Q – объем загрузки, л.

Подставив значения в формулу, получим ответ: W = 4 * 25 = 100 л

Применение ионного обмена для умягчения воды сопряжено с дополнительными затратами, которые надо учесть на этапе подготовки проекта. Следует уточнить, как работает выбранная ионообменная смола при определенном уровне солей жесткости, количестве и составе других загрязнений в скважине. Не исключено, что может понадобиться два этапа обработки жесткой воды для получения надежной защиты от накипи.

В перечень проверяемых статей расходов следует включить:

· прокладку трубопровода и других сетей с необходимыми рабочими параметрами;

· предварительную очистку воды для продления срока службы основной загрузки;

· звукоизоляцию технического помещения, обеспечивающую акустический комфорт в жилой зоне при воспроизведении промывки;

· регулярное пополнение запаса поваренной соли;

· регламентное обслуживание, выполняемое работниками сервисной службы.

Половолоконный умягчитель для частного и загородного дома выглядит предпочтительнее. Он подключается по простой схеме, как обычный магистральный фильтр. Его применение не ухудшает химический состав обработанной воды. Для упрощения обслуживания можно применить дооснащение автоматикой, запускающей промывку по таймеру. Специальный инструмент и профессиональные навыки для выполнения регламентных работ не требуются. Дополнительным преимуществом этого решения является возможность исключить финишный этап чистовой водоподготовки, что снижает общую стоимость комплекта специального оборудования.

Электромагнитное воздействие позволяет устранить образование накипи без сложностей и затрат, сопряженных с применением фильтра умягчения с ионообменными смолами. Аппарат, подходящий для скважины с определенным уровнем жесткости, можно выбрать и эксплуатировать правильно без специальных расчетов. Подключение техники выполняется за 10-15 минут по простому алгоритму. Оборудование этой категории работает автоматически. Срок службы при выборе продукции надежного бренда превышает 20 лет.

Сменные блоки выпускаются в универсальном и оригинальном исполнении. Второй вариант предполагает возможность использования только совместимых изделий одного бренда. Первый – позволяет применять для магистральных фильтров любые ионообменные картриджи, подходящие по размерам.

Монтажные работы, обслуживание и ремонт качественно выполняют опытные специалисты уполномоченного сервисного центра. Они соблюдают технологические инструкции производителя, правильно рассчитывают рабочий режим, пользуются фирменными запасными частями. Соответствующие организации выполняют согласованные с клиентом задания, не нарушая действие официальных гарантийных обязательств.

Для предварительного анализа воспользуемся данными, собранными на дату подготовки публикации. Стоимость простого фильтра с картриджем, заполненным ионообменной смолой, не превысит 10000 рублей. Однако ресурс заменяемого модуля составит меньше месяца даже при среднем уровне жесткости, а производительности хватит только для подготовки сравнительно небольшого количества питьевой воды.

Для решения более сложных задач придется формировать установку из нескольких рабочих модулей. Общая стоимость проекта с учетом перечисленных дополнительных затрат способна значительно превысить уровень 100 тыс. рублей.

С ценой половолоконных модулей следует разбираться не менее тщательно. Простейшие модели (2-4 тыс. рублей) выпускаются в одноразовом исполнении, обеспечивают базовый уровень очистки. Более качественные установки, которые выпускают под брендом Акварис, в фирменном интернет-магазине стоят от 48,5 тыс. руб. Эта инвестиция оправдана не только возможностью многократной промывки, увеличивающий ресурс до 5 лет. Рабочие параметры фильтрации мембран этого бренда на порядок лучше стандартных моделей – 0,01 мкм.

Электромагнитные установки АкваЩит предлагаются в ценовом диапазоне от 18,5 до 21,5 тыс. рублей. Самый дорогой вариант оснащается мощным генератором (20 Вт), который обладает расширенным функционалом. Кроме удаления старой накипи он уничтожает микроорганизмы и угнетает процессы коррозии. Такое оборудование подходит для большого дома с протяженностью коммуникаций от места намотки катушки в обе стороны до двух километров.

Для экономичной водоподготовки с получением необходимого эффекта на выходе необходима тщательная подготовка проекта. Как показывает краткое исследование, первичное заключение о целесообразности покупки определенной установки может быть ошибочным. Следует в комплексе проверять инвестиционные затраты, включая подключение и наладку. На завершающем этапе надо убедиться в том, что эксплуатационные расходы не будут чрезмерными.

Собственными силами без специальных знаний сложно сделать правильную оценку всех важных параметров. Чтобы исключить ошибки, можно воспользоваться помощью профессиональных разработчиков. Соответствующие услуги опытных специалистов отдельные торговые предприятия и представители производителей предоставляют бесплатно.