Как получить чистую питьевую воду в частном доме: выбираем систему водоподготовки с обратным осмосом. Как получить чистую питьевую воду в частном доме: выбираем систему водоподготовки с обратным осмосом Как получить чистую полезную питьевую воду

Валентин Володин

Вступление

Еще не стерлись из памяти события «лихих» 90-х. Помнится МММ, разгул криминала, веерные отключения электроэнергии. На Украине, например, во второй половине 90-х дело доходило до того, что свет в жилых районах выключали на 2 часа через каждые 2 часа. Помнится, наиболее коварным был зимний период темноты между пятью и семью часами вечера. Как раз, когда народ возвращался с работы. Выгружаешься на остановке, автобус уезжает, и ты остаешься в полной темноте. Пытаешься привыкнуть, трешь глаза, давишь на глазные яблоки. Все безрезультатно, вокруг полная темнота. Делать нечего, осторожно ступаешь во мраке, пытаясь нащупать заветный забор, который должен вывести к родной калитке и потихоньку, на ощупь, домой.

Однако в этих мытарствах были и положительные элементы. Например, резко возрос спрос на разные бензо- и дизель-генераторы, а также на электронные преобразователи и бесперебойные источники тока. Последнее обстоятельство позволило людям творческим применить свои профессиональные навыки и даже немного улучшить на этом поприще свое финансовое положение. А там, глядишь, появились различные фирмочки, выпускающие эти самые преобразователи и бесперебойники. Какой-никакой подъем в экономике образовался, дополнительные рабочие места и т. п. Собственно, и Ваш покорный слуга, примерно в те времена, из электроники слабосильной подался в электронику силовую.

Нельзя сказать, что тогда с этой самой электроникой сильно мудрили. Делали, чтобы было просто, надежно и дешево. В принципе, для того чтобы питать одну-две лампочки, больше ничего и не требовалось. Однако по мере развития процесса конкуренция ужесточалась. Народу уже стало из чего выбирать. Особо привередливые начали интересоваться формой напряжения на выходе преобразователей и бесперебойников. На что им очень обтекаемо отвечали, что форма там практически синусоидальная, но лишь слегка модифицированная. Более честные говорили, что там присутствует синусоида, но только квадратная. А уж совсем честные говорили напрямую, что их преобразователи и бесперебойники формируют на выходе прямоугольное напряжение с паузой. Но параметры этого напряжения (амплитудное и действующее значение, а также частота) практически соответствуют аналогичным параметрам однофазного переменного напряжения бытовой электросети. В принципе, такое напряжение вполне подходило для основных бытовых электропотребителей, таких телевизоры, компьютеры, а также накальные и люминесцентные лампы. Те же электропотребители, которые требовали чисто синусоидального напряжения (асинхронные двигатели, например), были в меньшинстве и погоды особой не делали.

Однако такое положение не могло длиться вечно. Количество отключений сокращалось и в какой-то момент они практически вообще прекратились. Однако параллельно на рынке бытовых товаров стали появляться отопительные котлы, оборудованные циркуляционными насосами, приводными задвижками и электронным управлением. Такие котлы требовали высококачественного бесперебойного электропитания. В противном случае, при отключении электричества работа системы отопления полностью нарушалась.

И вот тут возникала некая дилемма. Многие владельцы отопительного чуда уже обладали бесперебойными источниками, мощности которых с лихвой хватало для питания котла. Однако, вот беда, циркуляционные насосы ни в какую не хотели крутиться от «прямоугольной синусоиды». Для чудо-котла надо было приобретать новый чудо-бесперебойный источник, формирующий на выходе чистейшую синусоиду. А куда же теперь девать старый, к которому уже душой прикипели. Нехорошо как-то все это!

Но положение не безвыходное и старый друг нам еще послужит! Для питания асинхронного двигателя от прямоугольного напряжения можно использовать фильтр Отто. Есть множество положительных примеров практического воплощения такого подхода. Однако такой вариант не самый простой и, уж точно, не универсальный. После продолжительной и утомительной настройки фильтр можно будет использовать только с конкретным двигателем. Хотелось бы чего-то более универсального. Таким более универсальным решением будет использование в качестве фильтра феррорезонансного или подобного ему стабилизатора. При этом феррорезонансный стабилизатор, включенный после бесперебойного источника, будет не только исправлять форму его выходного напряжения в периоды отсутствия сети (работа от аккумулятора), но и будет стабилизировать напряжение сети в моменты его присутствия.

Ниже приводится описание и принципиальная электрическая схема феррорезонансного стабилизатора мощностью 1000 Вт. В статье приведены формулы и методика расчета, которая позволит вам пересчитать стабилизатор на другую мощность, если это потребуется.

Феррорезонансный стабилизатор

Феррорезонансные стабилизаторы имеют ряд достоинств, таких как высокая надежность и быстродействие, широкий диапазон входных напряжений, хорошая стабильность выходного напряжения, способность к исправлению формы сильно искаженного входного напряжения. Однако, не смотря на все свои достоинства, эти стабилизаторы имеют и некоторые недостатки, к которым можно отнести относительно низкую удельную мощность и высокий уровень шумов, создаваемых при работе.

Не так давно, в 60-80-х годах прошлого века, феррорезонансные стабилизаторы широко использовались в быту для питания ламповых телевизоров. И старшее поколение читателей, скорей всего, до сих пор помнит тот надрывный гул, которым сопровождалась работа этих аппаратов, которые различались формой и расцветкой, но имели вес 10-15 кг при мощности 250-350 Вт.

Основным источником шумов в феррорезонансном стабилизаторе является насыщающийся дроссель. В работе сердечник этого дросселя постоянно насыщается, что приводит к изменению его линейных размеров. Это явление называется магнитострикционным эффектом. О «шумности» этого эффекта говорит хотя бы тот факт, что он широко используется в гидроакустике для генерации мощных акустических волн. Следовательно, если мы хотим построить тихий стабилизатор, то в первую очередь должны избавиться от насыщающегося дросселя. Однако нельзя просто так выбрасывать неугодные комплектующие из стабилизатора. В этом случае мы рискуем потерять его функциональность. Чтобы этого не произошло, сначала нужно найти достойную замену. И на нашу удачу такая достоянная замена имеется. Еще в 70-х годах прошлого столетия была доказана возможность замены насыщающегося дросселя последовательной цепочкой, состоящей из линейного дросселя и двух встречно-параллельных тиристоров . Такая цепь ведет себя аналогично насыщающемуся дросселю, но в отличие от него имеет меньшие размеры и массу, может оперативно регулироваться за счет управления тиристорами, обеспечивает меньшие потери и, самое главное, гораздо меньше шумит. В технической литературе такая цепочка зачастую называется резонансным тиристорным регулятором (РТР) . При необходимости, два встречно-параллельных тиристора РТР можно с успехом заменить одним симистором.

Работа стабилизатора

Функциональная схема стабилизатора с РТР изображена на Рисунке 1.

Стабилизатор с РТР имеет практически тот же принцип действия, что и феррорезонансный стабилизатор. Выходное напряжение U Н поддерживается на требуемом уровне (220 В). Когда напряжение питающей сети U С имеет минимальное значение, симистор VS1 заперт. При этом напряжение U Н поднимается до требуемого уровня за счет резонанса в колебательном контуре L1C1. Если же напряжение питающей сети U С имеет максимально допустимое значение, то симистор VS1 постоянно открыт. При этом дроссели L1 и L2 образуют делитель переменного напряжения, уменьшающий сетевое напряжение до требуемого уровня. В феррорезонансном стабилизаторе насыщающийся дроссель также максимально используется при максимальном входном напряжении, и минимально при минимальном. Дроссель L3 совместно с конденсатором С1 образует фильтр третьей гармоники, улучшающий форму выходного напряжения стабилизатора.

Рассмотрим подробнее работу стабилизатора с РТР. На Рисунке 2 изображены осциллограммы основных напряжений и токов стабилизатора с РТР. Выходное напряжение стабилизатора U Н выпрямляется при помощи выпрямителя В2. Выпрямленное напряжение U В2 поступает на фильтр Ф, который выделяет из него среднее, действующее или амплитудное значение, в зависимости от того, какое значение выходного напряжения U Н требуется стабилизировать. Далее напряжение с выхода фильтра поступает на сумматор, где сравнивается с опорным напряжением U ОП. С выхода сумматора напряжение ошибки поступает на регулятор Рег, который формирует управляющий сигнал, призванный компенсировать отклонение выходного напряжения стабилизатора. Выходное напряжение регулятора U ПОР поступает на вход порогового устройства ПУ и определяет его порог срабатывания. На другой вход порогового устройства подается синхронизирующее напряжение U В1 , привязанное к моментам перехода через ноль выходного напряжения U Н стабилизатора. На выходе порогового устройства ПУ формируются импульсы управления U УПР, которые усиливаются усилителем мощности УМ и в требуемой полярности поступают на управляющий электрод симистора VS1. Синхронизирующее напряжение создается при помощи интегратора Инт и выпрямителя В1. Благодаря интегратору, импульсы выпрямленного напряжения U В1 отстают от импульсов U В2 на 5 мс (фазовый сдвиг -90°).

Импульсы управления U УПР формируются на нарастающем фронте U В1 между нулевым и амплитудным значением этого напряжения. При увеличении порогового напряжения U ПОР импульсы управления максимально сдвигаются к амплитудному значению U В1 и, соответственно, к нулевому значению U В2 . В этом случае симистор открывается в районе нулевого значения U Н и через линейный дроссель L2 протекает незначительный ток I L2 , который не оказывает существенного влияния на выходное напряжение стабилизатора. При уменьшении порогового напряжения Uпор импульс управления сдвигается в сторону амплитудного значения U Н и через линейный дроссель L2 начинает протекать существенный ток, который шунтирует выход стабилизатора и уменьшает величину его выходного напряжения.

Если выходное напряжение стабилизатора меньше требуемого, то регулятор Рег увеличивает пороговое напряжение U ПОР. В результате ток, протекающий через дроссель L2, уменьшается, и выходное напряжение стабилизатора возрастает за счет резонанса в колебательном контуре L1C1. Если выходное напряжение больше требуемого, то регулятор Рег уменьшает пороговое напряжение U ПОР. В результате ток, протекающий через дроссель L2, увеличивается и выходное напряжение стабилизатора уменьшается.

Расчет силовой схемы стабилизатора

Рассмотрим практическую методику расчета стабилизатора мощностью 1000 ВА. Такой стабилизатор может использоваться как независимое устройство или совместно с устаревшими источниками бесперебойного питания для получения синусоидальной формы напряжения.

Принципиальная электрическая схема силовых цепей стабилизатора с РТР мощностью S Н = 1000 ВА изображена на Рисунке 3. Стабилизатор рассчитан на работу от сети переменного тока 220 В 50 Гц c нагрузкой, имеющей коэффициент мощности cos φ Н ≥ 0.7, и формирует выходное напряжение U Н = 220 В ±1% во всем диапазоне нагрузок при изменении входного напряжения от 150 до 260 В.

Рисунок 3.	Принципиальная электрическая схема силовых цепей стабилизатора с РТР мощностью 1000 ВА. .

Стория возникновения любого города, любого населён­ного пункта неразрывно связана с водой. Одним из основных условий благоустройства города является хоро­шее водоснабжение. Вода нужна для питья и приготовле­ния пищи, для промышленных целей, для орошения зелё­ных насаждений, для удаления нечистот по каналам за пределы города, для поливки улиц и т. д.

В зависимости от того, идёт ли вода в пищу, подаётся в паровой котёл, используется как растворитель в произ­водстве или предназначается для точных научных иссле­дований, она должна быть в той или иной степени осво­бождена от примесей.

Вода, употребляемая для питья, не должна содержать вредных для здоровья веществ. Она должна быть бес­цветна, прозрачна, прохладна (летняя температура воды должна быть не выше 10-12 градусов), лишена всякого запаха и постороннего вкуса.

При оценке качества питьевой воды в первую очередь следует выяснить, не загрязнена ли она отбросами живот­ного происхождения, потому что это может явиться при­чиной заражения питьевой воды болезнетворными микро­бами. Резкие изменения температуры колодезной воды, наличие загрязнений или внезапное помутнение её могут служить признаком того, что в водоносный слой попали сточные воды.

Встречающиеся в питьевой воде минеральные соли, как правило, безвредны для здоровья, но если вода содержит их очень много, она становится невкусной.

Большая жёсткость нежелательна и в воде, употреб­ляемой для мытья и стирки. При мытье в жёсткой воде требуется большее количество мыла, так как часть его образует нерастворимые в воде соединения с солями кальция, магния, железа. Это и есть тот процесс, который мы обычно называем «свёртыванием» мыла. Кроме того, стирка в такой воде понижает носкость тканей: ткани деЛаются жёсткими и хрупкими и легче рвутся в местах сгибов. Так же действует жёсткая вода и на волосы, делая их ломкими и клейкими.

Нельзя пользоваться жёсткой водой и для питания даровых котлов. Присутствие в ней солей, особенно солей кальция и магния, ведёт к быстрому разрушению стенок котла. Образование накипи утолщает стенки котла и при­водит к излишнему расходу топлива. В технической лите­ратуре можно встретить такие цифры перерасхода топ­лива: при слое накипи толщиной в один миллиметр пере­расход топлива составляет 1,5 процента, при слое в три миллиметра - 5 процентов, а при слое накипи в 5 мил­лиметров - до 8 процентов.

Различные производства предъявляют к воде самые разнообразные требования. Так, например, при обработке шерсти и шёлка требуется вода, совершенно лишённая солей кальция, магния, железа. В воде, используемой в бумажном производстве, не должно быть солей железа: они могут дать пятна на бумаге. Нежелательны и примеси органических веществ: при загнивании они могут вызвать образонание в бумаге грибков.

В крахмальном производстве требуется совершенно прозрачная и бесцветная вода, не содержащая железа не имеющая запаха и каких бы то ни было растительных остатков - травы, листьев, водорослей и так далее; в про­тивном случае крахмал при сушке станет бурым. Вода должна быть свободна от различных возбудителей бро­жения - дрожжевых и споровых грибков, сообщающих крахмалу неприятный гнилостный запах.

Вода, применяемая при сахароварении, должна содер­жать как можно меньше солей: соли затрудняют варку и кристаллизацию сахара и увеличивают его зольность.

Пивоваренное производство также требует прозрач­ной воды, без запаха, не загрязнённой вредными мине­ральными солями и органическими загнивающими ве­ществами.

Интересно, что состав воды диктует производство того или другого сорта пива. Светлые сорта пива получаются только тогда, когда используется вода, бедная углекис­лыми солями, тёмные же сорта пива требуют, наоборот, воды, в которой имеются преимущественно эти соли. Если в Мюнхене (Германия) варят тёмные сорта пива, то вовсе не потому, что население предпочитает их другим, а по­тому, что местная вода богата углекислыми солями.

Однако человек сравнительно редко приспосабливается к свойствам той воды, которую предоставляет в его рас­поряжение природа. В большинстве случаев он находит средства и приёмы для очистки воды в той степени, конечно, в какой это ему нужно.

Отсутствие поблизости больших открытых водоёмов с чистой водой давно заставило человека искать хорошую воду в недрах земли. С незапамятных времён человек на­чал рыть колодцы и добывать грунтовую воду.

Вода неглубоких колодцев может быть загрязнена поверхностными водами, просачивающимися через грунт; поэтому желательно устраивать возможно более глу­бокие колодцы. Хорошую воду с больших глубин обычно дают так называемые артезианские колодцы. Схема устройства такого колодца показана на рисунке 8.-

Вода рек, озёр и других пресных водоёмов также широко используется для водоснабжения. Однако она

Часто загрязнена илом, а в крупных населённых пунктах -" нередко и сточными водами. Эти примеси делают её не­пригодной не только для питья, но и для ряда промышлен­ных целей.

Интересно отметить, что вода способна самоочищаться. Если канализационная вода спускается в большую реку, то уже на расстоянии нескольких десятков километров вниз по течению речная вода становится такой же чистой, как и до спуска сточных вод. Благодаря растворённому в воде кислороду и деятельности некоторых видов бакте­рий органические вещества канализационной воды разру­шаются. Уменьшается и количество бактерий, принесённых сточными водами: бактерии или пожираются простейшими

Животными рек или оседают на дно вместе со взвешенными к воде частицами и там погибают. Но часть бактерий - а среди них и болезнетворные бактерии - продолжает оставаться в воде довольно долгое время. Кроме того, в воде остаются вредные вещества из сточных вод хими­ческих заводов. Поэтому на естественное обеззаражива­ние воды подобных водоёмов полагаться нельзя и необхо димо искусственно очищать воду.

Прежде чем поступить в водопроводную сеть, вода под­вергается специальной очистке на водоочистительной стан­ции. Сначала она отстаивается, а затем направляется в огромные подземные фильтры-бассейны, выложенные каким-нибудь водонепроницаемым материалом. На дно бассейна насыпан толстый слой гравия, а затем песка. Вода просачивается через этот слой и собирается в распо­ложенных на дне сборных трубах, откуда поступает в во­допроводную сеть. Однако свежий, хорошо промытый пе­сок - плохой фильтр, поэтому вначале профильтрованная

Вода выбрасывается. Но вода, проходя через фильтр, оставляет на песчинках илистую плёнку, которая только со временем делает фильтр вполне «созревшим». Такой фильтр задерживает и взвешенные в воде частицы и до

99 процентов всех содержащихся в ней бактерий.

В значительной степени воду можно очистить, поль­зуясь весьма простым фильтром. Его устройство показано на рисунке 9. Поверх гравия укладывается слой песка

Или мешок с ватой, чистыми древесными опилками или измель­чённым углём.

При очень сильном загрязнении воды, осо­бенно во время поло­водья, даже самого тща­тельного фильтрования бывает недостаточно. В таких случаях перед фильтрованием прибе­гают к химической очи­стке: к воде прибавляют сернокислую соль алю­миния. Эта соль в воде разлагается и образует более или менее круп­ные хлопья. Хлопья за­хватывают взвешенные частички и медленно падают с ними на дно отстойника.

Иногда воду «смягчают», выделяя из неё известковые соли путём добавки соды. Наша промышленность выпу­скает специальные водосмягчители, в состав которых вхо­дят вещества, связывающие известковые соли и тем самым заметно уменьшающие их вредное действие. Применение водосмягчителей позволяет иногда значительно улучшить условия работы различных промышленных установок, снизить расход мыла при стирке и т. д.

Для окончательной очистки питьевую воду перед впу­ском в водопроводную сеть дезинфицируют, употребляя для уничтожения оставшихся бактерий чаще всего озон, хлор или хлорную известь, а иногда и ультрафиолетовое облучение.

Очистку воды, предназначенной для питания паровых котлов и для других технических целей, обычно произво­дят химическими способами. Среди них особенно нужно отметить способ очистки, успешно разрабатываемый советскими учёными. Это - очистка с помощью особых веществ, называемых ионитами. Ионитами могут служить некоторые минералы (например, натриево-алю­миниевая соль кремневой кислоты - пермутит), а также искусственные смолы. При фильтровании воды че­рез иониты можно заменить вредные соли, содержащиеся в воде, на соли более безобидные для того или другого производства. Иониты позволяют также провести полное опреснение воды. В настоящее время иониты ещё не полу­чили широкого распространения, но успешное применение их в ряде производств и для бытовых целей указывает на то, что ионитам несомненно принадлежит будущее.

Снабжение населённых пунктов чистой водой - слож­ная и ответственная задача. Чистая вода так же важна для здоровья человека, как и свежий воздух. Однако в капиталистических странах вопрос об охране здоровья населения не интересует правителей. В Англии, напри­мер, промышленники, не утруждая себя заботами о здо­ровье населения, долгое время спускали сточные воды со своих фабрик и заводов прямо в реки. В результате промышленные отбросы сделали воду рек Англии со­вершенно непригодной для питья. Известен следующий случай. От реки Темзы однажды исходило такое зловоние, что парламент был вынужден прекратить заседание; пар­ламентская комиссия составила протокол о чрезмерном загрязнении Темзы, написав протокол водой из этой реки, а в заключение выразила сожаление, что не может в каче­стве второго доказательства приложить к протоколу запах, исходящий от Темзы!

В городах капиталистических стран есть благоустроен­ные кварталы с прекрасной канализационной сетью, сияю­щие чистотой. Эти кварталы существуют только для тех, у кого есть деньги. Но есть и другие кварталы, кварталы рабочих окраин, утопающие в грязи и зловонии. Ещё Энгельс писал о них так: «Современное естествознание показало, что так называемые «дурные кварталы», в кото­рых скучены рабочие, представляют очаги всех тех эпиде­мий, которые периодически посещают наши города. Холера, тиф и тифозная горячка, оспа и другие заразные болезни распространяют свои бактерии в зачумлённом воздухе и отравленной воде этих рабочих кварталов; там они почти никогда не исчезают, развиваются, едва только условия позволяют это, в эпидемические массовые болезни и выходят за пределы своих очагов в более богатые воз­духом и здоровые части города, населённые господами капиталистами. Господа капиталисты не могут безнака­занно доставлять себе удовольствие обрекать на эпиде­мические заболевания рабочий класс; последствия падают на них самих, и смерть косит свои жертвы среди капита­листов так же беспощадно, как среди рабочих...

С тех пор, как наука установила этот факт, человеко­любивые буржуа возгорелись пламенным соревнованием в заботе о здоровье своих рабочих... В Германии, по обыкновению, понадобился гораздо более продолжитель­ный срок, пока постоянно существующие и здесь источ­ники заразы развивались до такой степени, которая необходима, чтобы расшевелить сонную крупную бур­жуазию».

Кое-где пытались сносить такие «дурные» кварталы и на их месте создавать широкие улицы и скверы. Но грязные жилища рабочих снова возникали в других ме­стах. По существу, они только переносились с одного места на другое.

Пока существует капитализм, бессмысленны всякие разговоры о серьёзном улучшении условий жизни рабочих. Только в стране социализма эта задача является одной из основных общегосударственных задач.

В дореволюционной России водопровод был в 215 го­родах, а канализация только в 20. При Советской власти к концу второй пятилетки число водопроводов уже было удвоено и значительно расширена канализационная сеть. Законодательством Советского Союза запрещается спуск сточных промышленных вод и других нечистот в поверх­ностные водоёмы без предварительной очистки, а в отдель­ных случаях - и дезинфекции.

Москва ещё с конца XVIII века пользовалась прекрас­ной ключевой водой из источников близ Мытищ. Но Мыти­щинская водоподъёмная станция не могла давать больше 2 миллионов вёдер воды в сутки. Этого количества воды нехватало для быстро растущего города. В начале нашего столетия был построен Рублёвский водопровод, черпавший воду из верхнего течения реки Москвы.

До Великой Октябрьской социалистической революции на каждого москвича приходилось меньше 100 литров воды в сутки, включая сюда расход воды промышленными предприятиями, потреблявшими основную её массу.

В настоящее время канал имени Москвы приносит столице в изобилии чистую волжскую воду. На каждого жителя Москвы приходится свыше 600 литров воды в сутки.

Водопроводная вода чиста, безвредна и приятна на вкус. Только воды некоторых ключей могут состязаться

С ней в этом отношении. Но и водопроводная вода далеко не везде может быть использована. Например, для аптек, фотографий и многих научных лабораторий вода из водо­провода непригодна - ведь в ней всегда есть небольшое количество растворённых солей и некоторые органические вещества. Каким же путём освободиться от них?

Обычное фильтрование и химическая очистка здесь не помогут. Поэтому воду перегоняют. Перегонка воды про­изводится в специальных аппаратах. На рисунке 10 пока­зан часто употребляющийся для этой цели перегон­ный куб. Он состоит из котла с крышкой и пароотвод­ной трубкой и холодильника в виде спирали, охлаждаемого снаружи проточной холодной водой. В котле кипит вода. Пары её поступают в холодильник и охлаждаются на холодных стенках змеевика. Капельки воды вытекают в приёмник. Этот процесс называется дестилляцией, а получаемая вода - дестиллированной.

Однако и очищенная такой перегонкой вода все ещё недостаточно чиста, - она содержит и летучие органиче­ские вещества, которые перегоняются вместе с водой, и растворённый воздух. Кроме того, нужно помнить, что вода - весьма активное химическое вещество. Хотя и в незначительной степени, вода разъедает стенки металли­ческих сосудов.

Разъедает или, как говорят, «выщелачивает» вода и стекло и фарфор.

Освободиться от летучих органических веществ не представляет труда: в перегонный куб добавляют марган­цовокислый калий, легко окисляющий эти вещества в нелетучие соединения. Но избежать действия воды на стенки перегонного аппарата из обычного материала нельзя. Поэтому воду, полученную после первой пере­гонки с марганцовокислым калием в обычном аппарате (медном, лужёном, оловянном, стеклянном или фарфо­ровом), вновь перегоняют, пользуясь приборами, сделан­ными из платины, на которую вода не действует.

Полученная таким путём вода содержит в себе только растворённый воздух. Для удаления его воду долго кипятят, а затем охлаждают в безвоздушном про­странстве.

Такая вода уже совершенно чиста. Хранится она в запаянных платиновых сосудах, без доступа воздуха.

Как видите, получение совершенно чистой воды - довольно сложная и дорогая операция. Однако при изучении свойств воды подобной очистки избежать нельзя.

Дестиллированная вода имеет неприятный вкус. По­этому её не применяют для питья. Кроме того, дестиллиро­ванная вода вредна для организма: продолжительное

Употребление воды, лишённой солей, понижает солевой состав клеточного сока и приводит иногда к тяжёлым заболеваниям. Тем не менее в некоторых случаях перегон­кой пользуются для получения питьевой воды. Например, в Баку, где грунтовые воды загрязнены нефтью, водопро­водная сеть одно время питалась перегнанной морской водой. Однако к этой воде специально добавляли некото­рые соли и насыщали её воздухом.

Ода как растворитель имеет огромное значение и в промышленности и в быту. Трудно найти какое-нибудь производство, в котором вода не использовалась бы как растворитель. Возьмём, например, производство сахара. Горячая вода извлекает из тонких стружек сахарной свёклы сахар; затем, после очистки, раствор упаривает­ся, и из него выделяются кристаллы сахара. Без воды работа сахарного завода немыслима. Невозможно себе представить выделку кожи, травление и крашение раз­личных тканей, мыловарение и множество других про­изводств без использования водных растворов различных веществ.

Вода как растворитель представляет особенно боль­шой интерес для химии.

Химики очень часто применяют воду для очистки полу­чаемых ими продуктов. Эта очистка основана на том, что большинство веществ растворяется в горячей воде лучше, чем в холодной. Так, например, в 100 граммах воды при температуре в 100 градусов растворяется 342 грамма едкого натрия, а при 20 градусах - 109 граммов; при

100 градусах в том же количестве воды растворяется 291 грамм борной кислоты, а при 20 градусах - около 40 граммов. Желая получить чистое вещество, поступают так. Загрязнённое вещество растворяют в горячей воде до тех пор, пока не получится насыщенный раствор, то-есть такой, в котором вещество больше уже не растворяется. Затем фильтрованием удаляют нерастворимые примеси и охлаждают жидкость. При этом образуется пересыщенный раствор, из которого по мере понижения температуры вы­падает всё больше и больше чистых кристаллов вещества. Растворимые же примеси остаются в растворе. Растворе­ние и кристаллизацию повторяют несколько раз в зави­симости от того, насколько чистый продукт надо получить, Если растворимость изменяется с повышением темпера­туры незначительно (как, например, у поваренной соли: при 100 градусах в 100 граммах воды растворяется 39,1 грамма соли, а при нуле градусов - 35,6 грамма), профильтрованный раствор упаривают. Так получают, например, выварочную соль.

Однако вода ценна не только как средство для очистки вещества. Очень часто она играет незаменимую роль как единственно возможная среда для протекания тех или иных химических процессов.

Одним из условий возникновения реакции является столкновение участвующих в ней молекул. В случае если взаимодействуют газообразные вещества или жидкости, такое столкновение осуществляется легко: молекулы

Газов и жидкостей достаточно подвижны. Но как провести реакцию между твёрдыми веществами? Ведь в них движе­ние частиц весьма стеснено, так как каждая из них закреп­лена в определённом месте кристалла, где она может только колебаться. Вы можете насыпать в стакан немного соды и лимонной или щавелевой кислоты, но реакции между ними не дождётесь: эта смесь может простоять без всяких изменений сколь угодно долго. Как же быть? Здесь на помощь снова приходит вода. Прибавьте в тот же ста­кан воды. Сода и кислота растворятся в воде, и мельчай­шие частички их получат возможность сталкиваться друг с другом. Между ними моментально начнётся химическая реакция, которую легко заметить по выделению из рас­твора пузырьков одного из продуктов реакции - углекис­лого газа.

Известно, что очень крепкую серную кислоту можно свободно перевозить в стальных цистернах - корпус цистерны ею не разрушается. Но если серная кислота раз­бавлена водой, стальные цистерны использовать уже нельзя, так как водный раствор серной кислоты легко разъедает железо.

Вещества не взаимодействуют друг с другом, если они не растворены, - гласит старинное правило химиков.

Вода отличается ещё одним важным свойством: она сама способна соединяться с очень многими веществами, быть активным участником различных химических про­цессов.

Вода способна соединяться с простыми веществами как металлами, так и неметаллами.

Например, неметалл хлор даёт с водой смесь кислот: соляную и хлорноватистую. Если хлор пропускать через воду, к которой прибавлен едкий натр, то в результате реакции получается «жавелевая вода», хорошее белящее средство.

С натрием, калием и некоторыми другими металлами вода бурно взаимодействует. При этом получаются едкие щёлочи и выделяется газ водород.

Вода вступает в реакции и со многими сложными веществами. Мы здесь укажем только несколько примеров этих реакций, приводящих к образованию очень важных в химической промышленности веществ - оснований (или гидроокисей) и кислот.

Всем знакома негашёная известь. Это - соединение металла кальция с кислородом или окись кальция. Её получают накаливанием известняка и используют в каче­стве строительного материала.

Если негашёную известь облить водой, то вода хими­чески соединится с нею. Этот процесс называется гаше­нием, а получающийся продукт - гашёной известью, или гидроокисью кальция. Она находит широкое техническое применение. Таким же способом - соединением окислов металлов с водой - могут быть получены и многие дру­гие гидроокиси.

При взаимодействии воды с неметаллическими окисла­ми получаются также необходимые для промышленности продукты - кислоты. Так, окисел (двуокись) азота, раство­ряясь в воде, образует азотную и азотистую кислоты. Эта реакция используется в химической промышленности для получения азотной кислоты. Она же приводит к образо­ванию аммиачной селитры в воздухе во время грозы.

Не менее важна реакция между водой и трёхокисью серы: продукт этой реакции - серная кислота, имеющая применение во многих отраслях промышленности.

И основания и кислоты, как мы видим, образуются при участии воды. Вода входит в состав этих веществ как неотъемлемая часть; это - так называемая консти­туционная вода. Выделить конституционную воду, не разрушая вещества, нельзя.

Но есть такие соединения, в которых взаимодействую­щие молекулы сохраняют некоторую самостоятельность. Это - так называемые кристаллогидраты. Они по­лучаются при кристаллизации веществ из водных раство­ров. Частицы растворённого вещества прочно удерживают около себя молекулы воды, и эти молекулы входят в со­став выделяющихся из раствора кристаллов.

Содержащаяся в кристаллах вода, кристалли­зационная вода, находится в соединении с молеку­лами вещества в строго определённых количествах. Так, в кристаллах медного купороса каждая молекула купороса связывает одну, три или пять молекул воды, в кристаллах соды - десять молекул, в кристаллах азотнокислого олова - двадцать молекул воды. Пова­ренная соль, сахар и многие другие вещества кристал­лизуются без воды. Исследования тепловых, электриче­ских и других свойств кристаллогидратов показали, что кристаллизационная вода ведёт себя как твёрдое вещество.

Процесс потери кристаллизационной воды называется выветриванием.

Некоторые безводные кристаллы очень жадно притя­гивают к себе воду, причём притягивают её в гораздо большем количестве, чем это нужно для образования соответствующего кристаллогидрата; в результате этого они расплываются. Так расплываются, например, поташ, хлористый кальций. Эти вещества используются как поглотители влаги при высушивании различных химиче­ских продуктов.

Нам осталось сказать ещё об одном важном для химии свойстве воды - о её способности ускорять течение раз­личных реакций.

Многие химические реакции протекают с неизмеримо малой скоростью, но в присутствии даже ничтожных количеств определённых веществ идут в сотни и тысячи раз быстрее. Вещества, которые ускоряют течение хими­ческой реакции, но сами не входят в состав конечных про­дуктов реакции, называются катализаторами. К числу катализаторов относится и вода.

Каталитическое действие воды весьма разносторонне. Мы знаем, что железо на воздухе ржавеет, гремучий газ при нагревании взрывается, плавиковая кислота разъ­едает стекло, натрий и фосфор быстро окисляются на воздухе, хлор активно действует на металлы... Оказы­вается, что во всех этих случаях катализатором являет­ся вода.

При полном отсутствии влаги скорость этих процес­сов ничтожна. Сухой гремучий газ, например, не взры­вается даже при значительном нагревании, а железо в воздухе, лишённом воды, становится таким же устойчи­вым, как золото или платина.

Можно сказать, что если бы вода не обладала катали­тическим действием, мы составили бы совершенно иное представление о химических свойствах многих окружаю­щих нас веществ.

Аждый знает, что поднять ведро воды на второй или третий этаж нелегко. Работу, которую нужно затра­тить на подъём груза вертикально вверх, в физике подсчи­тывают так: величину действующей силы умножают на пройденный телом путь. Если ведро с водой весит 10 ки­лограммов и его надо поднять на высоту 5 метров, то для этого должна быть затрачена работа 10X5 = 50 кило­граммометров. Здоровый человек совершит эту работу без особых затруднений. Однако если ему придётся без отдыха совершать такую «прогулку» вверх и вниз раз десять, он почувствует усталость.

Работа, затрачиваемая на подъём воды, не пропадает: поднятая на определённую высоту вода заключает в себе больше энергии, чем га же вода, находящаяся внизу. При падении воды эта энергия снова превращается в работу. Обратите внимание, как падающие с крыши капли дожде­вой вод£>1 со временем проделывают на земле или даже на каменной панели целые канавки. «Вода камень точит»- метко говорит пословица.

А какую поистине грандиозную работу совершает вода в природе! Миллионы миллионов тонн воды в виде дождя и снега падают ежегодно на землю с высоты сотен метров. И если бы мы попытались подсчитать, сколько энергии таит в себе вся эта вода, собранная в одну тучу на высоте в 1 километр, то увидели бы, что для получения такого количества энергии необходимо сжечь миллиарды тонн нефти.

И эта энергия не пропадает бесследно для земли - с течением времени вода сильно изменяет её облик.

Вы, конечно, видели овраги, бороздящие наши рав­нины. Это результат действия воды. Начиная, может быть, с маленькой колеи, оставленной колесом телеги, вода медленно, но настойчиво размывает почву и проры­вает в конце концов глубокий овраг.

Много земли уносится в моря водами рек.

Подземная вода роет себе дорогу в горных породах, вы­мывая миллионы кубических метров камня, создавая ог­ромные пустоты в виде пещер, вызывая оползни и обвалы.

А ливни, особенно весной, в горах! В июле 1921 года город Алма-Ата испытал последствия такого ливня. У истоков реки Алмаатинки тогда ещё лежал снег. Про-

Шёл ливень. Большой оползень запрудил русло реки выше города. Через несколько часов напор воды прорвал эту плотину, и на город ринулась лавина из воды, гальки, громадных валунов, деревьев и обломков смытых в вер­ховьях реки строений»

Нельзя ли разрушительную силу воды превратить в силу созидающую, заставить падающую воду служить человеку?

Использовать всю энергию природной воды, конечно, не представляется возможным. Но часть её может быть поставлена на службу человеку. Это - энергия быстро текущих рек и водопадов, энергия так называемого «белого угля». Только одни наиболее крупные реки и водо­пады на всём земном шаре могут дать в одну секунду столько энергии, сколько получается от сжигания почти двухсот тонн нефти. Вот какое богатство представляет вода, текущая с возвышенностей суши к морю! И это богатство неистощимо, оно непрерывно восполняется. Но чтобы воспользоваться им, человек должен управлять по своему желанию огромными массами воды: направлять бурные потоки в определённые русла и заставлять падаю­щую воду совершать полезную работу.

Было время, когда человек был бессилен перед водной стихией. Дождевые ручьи вели свою медленную разруши­тельную деятельность на его полях, прорывая глубокие овраги. Весенние воды и ливни отнимали у него самую плодородную почву, размывая и унося её с собой. Неис­числимые бедствия приносили человеку наводнения.

Прошли века упорного труда, прежде чем человек научился сопротивляться этим грозным силам и подчинять своей воле водную стихию.

Чтобы проследить историю использования водных сил в нашей стране, нам придётся заглянуть в седую старину. Много веков назад на Руси строились водяные мельницы - мукомольные, крупорушки, сукновальни. В XVII-XVIII веках водяные колёса стали использоваться, на медеплавильных заводах и доменных печах; к концу XVIII века в России было уже более трёх тысяч «вододей­ствующих» предприятий. Русские «водяные люди» умели сооружать прочные плотины, стойко выдерживающие на­пор весенних вод. На Урале и теперь действуют плотины, созданные 200 лет назад замечательными русскими ма­стерами.

В начале XVIII века в России началось сооружение каналов. Пётр I создал первый водный путь, соединивший Каспий с Балтийским морем. Решив построить канал в Вышнем-Волочке, между Твердой и Цной (для соединения Волги с бассейном Балтики), Пётр I выписал из Голлан­дии шлюзовых мастеров. Амстердамские инженеры к 1709 году закончили работу, но выполнили её очень плохо: канал оказался слишком мелким для крупных судов. Прошло десять лет. Русский строитель Михаил Иванович Сердюков начал по собственному проекту работу на канале. Сердюков соорудил регулирующее водохрани­лище, шлюзы и каналы и в 1722 году успешно закончил дело. К середине XVIII века по новому водному пути еже­годно шло до 12 миллионов пудов товаров.

Для развития русской гидротехники много сделал замечательный строитель Козьма Дмитриевич Фролов. Обычно заводы строились непосредственно у плотин, при­чём каждое водяное колесо приводило в действие какой - нибудь один механизм: молот, мельницу, воздуходувные мехи и т. д. В 1763-1765 годах на Алтае, на речке Корба - лихе Фролов соорудил плотину нового типа и направил воду речки в длинный канал, вдоль которого построил три завода для измельчения и промывки руд, содержащих серебро и золото. Этим удалённым от русла Корбалихи заводам уже не угрожало половодье, столь страшное для заводов, построенных близ плотины. Кроме того, Фролов впервые в мире превратил водяной двигатель в централь­ный мотор, соединённый с помощью приводов со всеми рабочими и транспортными механизмами предприятия. Заводы Фролова явились прообразом самого совершен­ного из современных предприятий - завода-автомата.

В восьмидесятых годах XVIII века на Алтае, на Змеи­ногорском руднике Фролов построил подземную гидро­силовую установку. Вода от сооружённой Фроловым плотины на речке Змеёвке (эта плотина работает и ныне) проходила путь в 2200 метров и приводила в движение водяное колесо лесопильной мельницы и гигантские подземные колёса водоподъёмников и рудоподъёмников. Установка Фролова является самым совершенным инже­нерным сооружением XVIII века.

По масштабам использования водной энергии Россия долго была одной из передовых стран. Русские учёные и инженеры внесли большой вклад в развитие гидроэнер-

Гетики и гидротехники. Среди них и великий русский учё­ный М. В. Ломоносов и его современники петербургские академики Д. Бернулли и Л. Эйлер, а позднее В. Ф. До- бротворский, Б. Е. Веденеев, Г. О. Графтио, И. Г. Алексан­дров, Б. Р. Бахметьев, В. Е. Тимонов и др.

Однако к началу XX века Россия сильно отстала от За­падной Европы. В это время энергия падающей воды ста­ла использоваться для получения электрической энергии.

В 1917 году у нас было всего три гидроэлектростанции общей мощностью около пяти тысяч киловатт, в то время как гидроэлектростанции Европы давали четыре миллиона киловатт.

С первых же дней победы Великой Октябрьской социа­листической революции В. И. Ленин выдвинул задачу электрификации страны: «Только тогда, когда страна бу­дет электрифицирована, когда под промышленность, сель­ское хозяйство и транспорт будет подведена техническая база современной крупной промышленности, только тогда мы победим окончательно». В годы гражданской войны по замыслу В. И. Ленина был разработан план электрифика­ции нашей Родины, план ГОЭЛРО. По этому плану боль­ше одной трети электрической энергии должен давать «белый уголь». Преимущества «белого угля» перед другими источниками энергии огромны - электроэнергия, полученная на гидростанциях, в несколько раз дешевле электроэнергии, которую дают, например, тепловые станции.

По плану ГОЭЛРО за 15 лет нужно было выстроить - девять крупных электростанций. К 1935 году Советский Союз имел их девятнадцать. В 1926 году дал ток в город Ленина первенец советской гидротехники - Волховская гидроэлектростанция. В 1932 году вступила в строй круп­нейшая в Европе Днепровская гидростанция.

С 1928 года до начала Великой Отечественной войны было построено 39 гидроэлектростанций.

Когда будет закончено строительство величайших в мире Куйбышевской и Сталинградской электростанций, одна только Волга даст стране электроэнергии больше, чем все гидроэлектростанции Канады. А ведь новые элек­тростанции на Волге - это только часть великих строек коммунизма. Мощные гидроэлектростанции будут постро­ены на Главном Туркменском канале, в устье Аму-Дарьи, на Днепре, на Дону. Директивы XIX съезда партии по

Пятому пятилетнему плану предусматривают ввод в дейст­вие новых больших электростанций: Камской, Горьков­ской, Мингечаурской, Усть-Каменогорской и других, а также строительство Чебоксарской, Боткинской, Бухтар - минской и других. Это - громадный вклад в наше социа­листическое хозяйство, который позволит в недалёком будущем предпринять ещё более грандиозное строитель­ство. Имеется проект поворота течения западносибирских рек - Оби и Енисея - в Среднюю Азию. Осуществление такого проекта - это новые крупные гидростанции, новый водный путь от Каспийского до Карского моря и до Бай­кала, смягчение климата Западной Сибири и полное пре­образование природы засушливых и пустынных земель, составляющих почти седьмую часть всей нашей терри­тории.

Так советский человек покоряет водную стихию.

Нашу страну можно назвать страной белого угля. Таких запасов белого угля, как у нас, нет нигде в мире. Мы обладаем одной шестой частью его мирового запаса - 300 миллионов киловатт. Это несколько больше, чем во всех государствах Западной Европы и в четыре с полови­ной раза больше, чем в США и Канаде, вместе взятых.

Наша Родина - страна с самой передовой в мире, социалистической системой хозяйства. У нас нет частной собственности на землю, на воду, на орудия производства. Все богатства страны принадлежат народу. Строительство электростанций-гигантов, создание новых мощных рек - каналов, орошение и обводнение миллионов гектаров засушливых земель - это общегосударственные задачи, задачи самого народа. Вот почему в советской державе ведётся созидательная работа в таких грандиозных мас­штабах, которые невозможны ни в одной капиталистиче­ской стране.

Есть в природе ещё один источник громадных коли­честв энергии, - это морские приливы, или, как иногда говорят, «синий уголь». В приливах участвуют одновре­менно огромные массы воды (в некоторых местах разница между уровнями полной и малой воды превышает 15 мет­ров). По величине энергии синий уголь во много раз пре­восходит белый. Использование мощных источников этой энергии представляется очень заманчивым.

Известно много проектов гидроэлектростанций с при­менением синего угля, однако до сих пор синий уголь нигде не используется в крупных масштабах. Связано это с тем, что подъём воды совершается в море два раза в сутки, и сооружение электростанций, использующих этот подъём, очень сложно и дорого. Кроме того, станции часто пришлось бы строить там, где нет близко ни горо­дов, ни промышленных центров, ни других крупных потребителей электроэнергии.

В Северном Ледовитом океане и в Тихом океане, омы­вающих северные и восточные берега нашей родины, наблюдаются большие приливы, но в Балтийском, Чёрном и Каспийском морях они почти неуловимы и не имеют практического значения. В настоящее время сила прили­вов используется в основном в судоходстве - для входа больших морских кораблей в устья рек и для подъёма судов в доки.

Читайте в статье:

Нередко бывает так, что вода, поступающая в дом из автономного или поселкового водопровода, не соответствует качеству питьевой. Выходом из положения может стать организация собственной системы водоподготовки, основанной на принципе обратного осмоса, что позволяет получать чистую, пригодную для питья воду

Качество и состав воды

Природная вода, содержащая в себе взвешенные частицы (песок, ржавчину и пр.) и растворенные неорганические и органические вещества, нуждается в очищении. Основная задача — не удалить из нее абсолютно все примеси, а свести их наличие к предельно допустимым концентрациям (ПДК). Безопасны ли для человека те или иные показатели, можно узнать, сверившись с «СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». При содержании примесей ниже их ПДК и отсутствии бактериального загрязнения воду можно считать пригодной для питья. Соответственно, если допустимые значения превышены, такую воду используют лишь для хозяйственно-бытовых нужд, и даже в этом случае она должна быть очищена от твердых включений, а также от избытка железа и солей жесткости.

Химический и бактериологический анализ

Чтобы определить качество поступающей в дом воды, необходимо провести ее химическое и бактериологическое исследование.

Скважинная вода из общей (поселковой) сети, разумеется, должна быть проверена на безопасность, но надо иметь в виду, что после очистки на центральном водозаборном узле она может быть загрязнена при прохождении по трубам, состояние которых зачастую оставляет желать лучшего. Пробы воды из своего колодца или скважины следует периодически сдавать на анализ, так как ее состав может меняться в зависимости от времени года (осадки, таяние снега и т. п.).

Анализ можно заказать в лабораториях специализированных организаций, например в Главном контрольно-испытательном центре питьевой воды (ГИЦ ПВ) или Научно-производственном центре (НПЦ) «Звезда», либо в крупных компаниях, монтирующих системы водоподготовки.

Количество позиций, по которым проводят исследование, определяется в зависимости от источника водоснабжения и характерных для конкретной местности видов загрязнений. Чем подробнее анализ, тем больше уверенности в том, что будут обнаружены все превышающие ПДК примеси. Обычно эксперты рекомендуют делать анализ по 22 показателям химического состава воды, но если заказчик изъявляет желание проверить пробы на наличие редко встречающихся примесей, перечень показателей будет расширен. Кроме того, специалист лаборатории может подсказать, следует ли проводить дополнительные исследования (например, на суммарное альфа- и бета-излучение).

Результаты исследования представляют собой протокол с показателями качества воды, в котором выделены примеси, превышающие величины ПДК. Если, скажем, «зашкаливает» общее содержание железа, то можно самостоятельно установить мощный обезжелезивающий фильтр на вводе в дом водопровода. Но чаще всего таких показателей несколько, и потребуются фильтры разного типа. Для их подбора следует обратиться к специалистам по системам водоподготовки. После монтажа фильтрационной установки необходимо провести повторное исследование воды.

Стоимость химического анализа колеблется от 600 до 3000 руб., а сроки — от 12 ч до 2-3 дней. Но если компания будет монтировать тот комплект фильтров, который она подбирает сама на основании проведенных ею же исследований, то обе пробы воды — исходная и контрольная — обойдутся заказчику бесплатно

Анализ на бактерии обязательно следует провести, если источником воды является колодец, песчаная скважина и тем более родник. В скважинах, пробуренных на известняк, бактериальные загрязнения отсутствуют. Но поскольку они могут попасть в водопровод при монтаже очистной системы, перед ее пуском баканализ воды будет не лишним.

Каким количеством питьевой воды должен быть обеспечен дом ежедневно?

Питьевая вода - это жидкость, состоящая из взаимосвязанных молекул водорода и кислорода с присутствием (в необходимых количествах) различных полезных микроэлементов. В таком виде она нормализует обмен веществ в организме человека: кальций укрепляет кости, суставы и связки; фосфор требуется для функционирования центральной нервной системы; магний стабилизирует сердечный ритм; калий нужен почкам, натрий - мышцам и т. д.

Для сохранения естественной структуры воды ее следует пить «сырой» (из-под крана), а не кипяченой. Так, многие врачи рекомендуют выпивать стакан некипяченой воды натощак. В течение же дня каждый член семьи обычно потребляет 2-3 л питьевой воды. Плюс еще столько же расходуется на приготовление пищи. Таким образом, в среднем для семьи из пяти человек требуется 20-25 л питьевой воды в сутки, с учетом того, что стирка, мытье посуды, умывание, прием душа и прочие туалетные процедуры осуществляются с применением технической воды.

Две стадии водоподготовки

Если кроме «обычных» загрязнений (соединения железа, мутность, сероводород, соли жесткости) вода содержит еще и тяжелые металлы, фтор, бор, кремний и т. п., рекомендуется проводить две стадии водоподготовки. На первом этапе вода, проходя через основную фильтрационную установку, очищается от типичных загрязнений и бактерий. Чем больше превышена ПДК по той или иной примеси, тем выше должна быть производительность фильтра для ее удаления. (В частности, во многих районах Подмосковья, где вода отличается очень высоким содержанием железа, для очистки от этой примеси применяют двухступенчатые фильтры.) Вода, прошедшая первую стадию подготовки, может использоваться для хозяйственных нужд.

Чтобы вода была пригодна для питья, она должна пройти вторую стадию водоподготовки. На данном этапе имеет смысл подвергать обработке не всю поступающую в дом воду, а лишь ее часть (иначе очень большой объем воды будет просто уходить в дренаж: отношение получаемой питьевой воды к сливаемой в дренаж может достигать 1:10). Для этой цели отлично подойдет компактная установка с обратноосмотической мембраной, которую обычно дополняют системой проточных фильтров разного типа (от 2 до 5 штук): так, фильтр механической очистки задерживает крупные частицы загрязнений, предотвращая засорение мембранных ячеек, а сорбционный фильтр удаляет из воды хлор, разрушительно действующий на материал мембраны.

Постепенно любые фильтры засоряются удаляемыми примесями, и время от времени их необходимо менять. Периодичность этой процедуры зависит от состава и температуры исходной воды, а также от расхода питьевой воды. Основанием для незамедлительной замены фильтров является резкое падение производительности установки либо появление у питьевой воды постороннего вкуса или запаха

Как правило, установку обратноосмотической очистки помещают под кухонной мойкой и ставят либо отдельный кран для питьевой воды, либо специальный кран с двумя изливами — для питьевой воды и для технической.

Системы обратного осмоса разных марок отличаются производительностью, количеством фильтров перед мембраной, габаритами, перечнем дополнительных функций и типом гидробака для сбора питьевой воды.

Чаще всего выбирают установки, обеспечивающие подачу до 7-10 л/ч (до 190 л/сут) воды. При бóльших потребностях ничто не мешает использовать несколько таких установок или одну с производительностью 280 или 380 л/сут.

Что такое обратный осмос?

Под осмосом (греч. оsµоўs - толчок) понимают перетекание растворителя (в данном случае воды) через полупроницаемую мембрану от слабого раствора в концентрированный. Ячейки мембраны настолько малы, что пропускают лишь небольшие молекулы воды, задерживая основную часть растворенных в ней веществ с более крупными молекулами. Концентрация раствора, находящегося по одну сторону мембраны, постепенно снижается за счет перетекания в него молекул чистой воды. При обратном осмосе давление, превышающее осмотическое, выталкивает молекулы воды через ту же мембрану, но в противоположном направлении, задерживая практически все содержащиеся в растворе вещества. Этот процесс используют для отделения от раствора чистой воды.

Гидробак для питьевой воды

После прохождения через обратноосмотическую мембрану вода поступает в бак объемом от 5 до 12 л. Он может находиться в одном корпусе с фильтрами или быть отдельностоящим (в напольном или настенном исполнении). При наполнении водой давление в баке повышается за счет гибкой перегородки, а как только оно достигнет определенной величины, процесс обратного осмоса прекращается. Когда происходит забор воды, давление падает, и процесс запускается снова.

Хранить питьевую воду в гидробаке дольше недели не стоит из-за возможности попадания туда примесей через перегородку и из воздуха

По способу давления на перегородку — воздухом или водой — гидробаки подразделяются на воздушно-водяные и водо-водяные. Соотношение питьевой и спускаемой в дренаж воды составляет у них 1:8-1:10 и 1:4-1:6 соответственно. Для обратного осмоса в баках первого типа требуется давление в системе не менее 3,5 бар, а для баков второго типа хватит и 2 бар. Если давления в водопроводе для воздушно-водяного бака недостаточно (например, оно достигает максимум 2,5 бара или держится на уровне всего 1 бар), рекомендуется использовать обратноосмотическую установку, оснащенную на входе повысительным насосом.

Комплектация установки и дополнительные функции

Большинство потребителей выбирают обратноосмотические установки с четырьмя фильтрами. Это два фильтра для предварительной очистки (их располагают перед мембраной), один, карбоновый, — для тонкой очистки воды и фильтр-минерализатор в качестве дополнительной опции. Все фильтры и мембрана имеют одинаковые размеры и выполнены в виде сменных картриджей, которые легко снимаются и вставляются на место.

Первым в дело вступает фильтр механической очистки, призванный задержать твердые включения (песок, окалина, ржавчина и пр.) размером свыше 5 мкм. Следующим барьером для загрязнений является фильтр, предназначенный для глубокой сорбционной очистки воды. Он устраняет из нее соединения хлора и марганца, а также умягчает ее (до 2 мг-экв/л и более). Если в воде отмечается высокое содержание хлора, то еще на первой ступени водоподготовки (для получения технической воды) необходимо использовать дополнительный угольный фильтр для его удаления.

Устанавливаемый уже после мембраны карбоновый фильтр окончательно делает воду собственно питьевой. На данном этапе удаляются следы примесей, могущие попасть в нее из перегородки гидробака.

Фильтрующие материалы для обратноосмотической установки постоянно совершенствуются всеми производителями картриджей. Основное направление разработок — расширение перечня удаляемых примесей, повышение качества очистки воды и производительности процесса

Вариант компоновки системы водоочистки в доме

Что касается фильтра-минерализатора, то это, как было сказано, дополнительный элемент системы. Он насыщает воду неорганическими солями, необходимыми для нормальной жизнедеятельности человека. Ведь чистая вода — совсем не значит «живая». При прохождении через мембрану из нее удаляются как вредные вещества, так и полезные, в результате чего по составу она становится почти дистиллированной. Для бытовой техники (утюги, парогенераторы, увлажнители и т. п.) это благо, но для нашего здоровья — нет. Постоянно пить такую воду медики не рекомендуют, и потому после очистки ее нужно обогащать полезными минералами и микроэлементами. Оптимальный уровень минерализации — не ниже 40 мг/дм³.

Еще одним дополнительным компонентом установки является подключаемый к электросети TDS-тестер (или солемер): он измеряет и выводит на ЖК-дисплей показатели жесткости воды, позволяя таким образом контролировать количество содержащихся в ней солей и минералов, определять ее электропроводность, оценивать производительность фильтрационной системы.

Полезной функцией будет и принудительная промывка обратноосмотической мембраны, мельчайшие ячейки которой постепенно засоряются отфильтрованными взвесями. Процедура запускается микропроцессором, самостоятельно определяющим сроки ее проведения, и продлевает рабочий ресурс мембраны в полтора-два раза.

Случается, что в «благополучных» прежде скважинах появляются загрязнения, которых там раньше не было. И фильтровальное оборудование, исправно работавшее с одним составом воды, дает сбои в новых условиях. Не стоит во всем винить старые фильтры. Для исправления ситуации достаточно провести анализ воды и сравнить его с первоначальным. Если разница велика, то нужно задуматься о серьезной модернизации очистной установки. Если же показатели близки, то, скорее всего, удастся обойтись изменениями в настройках оборудования и минимальными его доработками.

УФ-дезинфекция воды

Хотя система обратного осмоса способна задерживать бактерии и вирусы, содержащиеся в исходной воде, но весной велика опасность попадания в водопровод талых вод (в особенности при заборе из неглубокого колодца), в микробиологическом отношении отнюдь не небезопасных. Дезинфицировать такую воду рекомендуется с помощью специальной УФ-лампы, помещаемой после мембраны. Она инактивирует вирусы и штаммы бактерий (лишает их способности размножаться), а также устраняет неприятные запахи. Этот амальгамный источник света должен излучать в диапазоне 250-270 нм дозу не менее 25 мкВт.с/см², что гарантирует полную дезинфекцию воды, которой удается достичь только путем традиционного хлорирования. Лампу устанавливают в разрыв трубопровода, подающего питьевую воду к крану, и включают в электросеть. Обычно она рассчитана на 8000-9000 ч непрерывной работы, но ее защитную кварцевую гильзу следует периодически протирать.

Чистой водой считается та, которая берется из чистых природных источников. Например, тающие ледники или артезианские скважины. , согласно требованиям международных стандартов, должна разливаться в тару непосредственно из скважин. Однако, к сожалению, есть много скважин, которые не охраняются должным образом, и в которых не ведется должный учет .

Однако воду из природного источника далеко не всегда можно назвать чистой. Любой источник воды нужно проверять. Он должен соответствовать химическим нормативам, и если там были обнаружены недопустимые с точки зрения лабораторного анализа для качества питьевой воды отклонения, значит, эту воду нельзя использовать.

Как ни странно, наиболее действенными остаются народные методы очистки воды.

Наиболее распространенными методами очистки воды в домашних условиях является отстаивание, замораживание с последующим оттаиванием и кипячение.

Самый простой способ получить чистую заключается в ее отстаивании на протяжении нескольких часов. Некоторые опускают при этом в емкость с водой какой-либо серебряный предмет — ложечку или ювелирное изделие из серебра, но в идеале для отстаивания воды нужно использовать серебряную посуду — тогда эффект будет максимально результативный. Однако были известны случаи так называемого «отравления серебром» — когда в организме наблюдался переизбыток ионов серебра. Так что старайтесь использовать такой метод очистки только в экстренных случаях, когда другие способы недоступны.

По мнению экспертов, талая вода действительно может считаться чистой. Но лишь в том случае, если замораживание проходит по специальной технологии. Вода набирается из-под крана в небольшую емкость, и ставиться в морозильник. Через 2-3 часа на поверхности образуется лед. Это замерзает тяжелая вредная вода. От этой воды надо избавиться. Оставшаяся жидкость переливается в чистую посуду, и ставится в морозильник еще на 2-3 часа. Через 2-3 часа все соли и примеси, которые есть в воде, должны осесть на дно. Наша цель — ледяная верхушка. Именно она должна обладать чудесными свойствами. Эта и способствует повышению иммунитета.

Талый снег. Обязательным условием потребления талой воды является экологически чистый район. Талая вода из холодильника гораздо чище и мягче водопроводной. Однако главное неудобство — в сложности приготовления.

При кипячении воды нужно учитывать тот момент, что хлор, которым обеззараживают водопроводную воду, при высоких температурах образует различные вредные соединения. А трубы, по которым вода поступает в квартиры, могут быть старыми и ржавыми — в результате мы получаем воду с избытком железа, который в процессе кипячения не устраняется.