ФИЛЬТРЫ  ДЛЯ  БЫТОВОЙ  ОЧИСТКИ  ВОДЫ:  ДОСТОИНСТВА  И  НЕДОСТАТКИ

Теремецкая  Юлия

класс  8  в,  лицей  №  378,  г.  Санкт-Петербург

Суханова  Элеонора  Александровна

научный  руководитель,  педагог  высшей  категории,  преподаватель  физики  лицея  №  378,  г.  Санкт-Петербург

Орлова  Ирина  Вадимовна

научный  руководитель,  педагог  I  категории,  преподаватель  химии  лицея  №  378,  г.  Санкт-Петербург

Чистая  питьевая  вода  нужна  человеку  постоянно,  ведь  почти  четверть  массы  тела  составляет  вода,  а  содержание  жидкости  в  организмах  достигает  85  %.  Вода  регулирует  все  функции  организма.  Движение  воды  —  единственный  способ  переноса  питательных  веществ  в  организме,  витаминов,  гормонов.  Как  только  вода  поступает  к  обезвоженным  клеткам  организма,  то  запускается  жизненно  важные  химические  процессы.

Установлено,  что  взрослому  человек  необходимо  от  2  до  2,5  литров  воды  в  день.  Уровень  кислорода  в  кровеносной  системе  прямо  зависит  от  количества  выпитой  воды.  Чистая  питьевая  вода  улучшает  состояние  кожи.  Вода  помогает  почкам  выводить  из  организма  токсины.  Вода  регулирует  температуру  тела.  Вода  нужна  и  для  правильного  функционирования  мозга  [5,  6,  7].

А  где  же  брать  чистую  воду?  Являются  ли  бытовые  фильтры  достаточным  средством  для  полной  очистки  водопроводной  воды  от  примесей?

В  статье  классифицированы  бытовые  фильтры,  имеющиеся  в  продаже,  описан  принцип  действия  бытовых  фильтров  для  очистки  водопроводной  воды  и  определена  эффективность  их  применения  посредством  анализа  некоторых  показателей  качества  воды  по  методикам  ГОСТа  [1].

Классификация  фильтров.

Задача  фильтров  для  воды  —  эффективно  и  необратимо  удалять  вредные  примеси.  Глубоко  очищая  воду,  фильтр  должен  удерживать  все  накопленные  загрязнители.  А  материалы,  используемые  для  производства,  должны  быть  безопасны  для  здоровья  потребителя.

По  интернет-материалам  [3,  4]  составлена  классификация  бытовых  фильтров  по  различным  критериям.  Данные  приведены  в  таблице.

Таблица  1. 

Классификация  фильтров

Результаты  социологического  опроса.

Насколько  широко  используют  фильтры  для  бытовой  очистки  воды?  В  социологическом  опросе  приняли  участие  учащиеся  и  учителя  лицея,  друзья  и  знакомые  автора. 

Вопросы:

·     используете  ли  вы  дома  фильтры  для  очистки  воды?

·     какие  фильтры  вы  используете?

Таблица  2. 

Результаты  социологического  опроса

Диаграмма  1.  Результаты  социологического  опроса

Поскольку  чаще  всего  используются  фильтры  компании  Аквафор,  мы  уделили  особое  внимание  строению  сорбционных  фильтров  семейства  Кристалл  и  фильтра  типа  «Кувшин».

Практическое  изучение  фильтров  компании  Аквафор.

Сорбционные  фильтры  семейства  Кристалл  относятся  к  устройствам,  установленным  под  мойкой,  их  врезают  в  магистраль  холодной  воды  с  отдельным  краном  для  чистой  воды.  Фильтр  состоит  из  трех  сменных  модулей.

1.  Сменный  модуль  для  предварительной  очистки  воды  К-1.  Осуществляет  предварительную  очистку  воды  от  органических  примесей,  тяжелых  металлах,  активного  хлора,  уменьшает  все  общие  примеси,  включая  бактерии  отфильтровывает  частицы  до  5  микрон.  Используется  увеличенное  содержание  аквалена,  имеет  повышенную  грязеемкость,  активно  удаляет  коллоидное  и  растворенное  железо,  содержит  серебро  в  активной  ионной  форме.

2.  Сменный  модуль  для  глубокой  очистки  воды  К-2.  Сменный  фильтр  для  глубокой  очистки  питьевой  воды.  Изготовлен  с  использованием  мелкодисперсионного  активированного  кокосового  угля,  отфильтровывает  частицы  до  3  микрон,  удаляет  органические  примеси  и  активный  хлор.  Используется  ионообменное  волокно  аквален  с  модифицированными  активными  хилатными  гранулами,  содержит  серебро  в  активной  ионной  форме.

3.  Сменный  модуль  для  финишной  очистки  воды  К-3.  Сменный  фильтр  для  заключительного  этапа  очистки  питьевой  воды.  Изготовлен  из  порошкообразного  активированного  кокосового  угля,  удаляет  остаточные  концентрации  органических  примесей  и  тяжелых  металлов,  отфильтровывает  частицы  до  0,8  микрон,  аквален  распределяет  потоки  воды  в  сверхплотной  фильтрующей  среде  для  достижения  наилучшей  очистки,  содержит  серебро  в  активной  ионной  форме  [4].

Рисунок  1.  Сменный  модуль  для  финишной  очистки  воды  К-2

При  бытовой  очистке  воды  все  вредные  примеси  надо  задержать  очень  быстро  и  в  крайне  малом  объеме.  Традиционно  фильтры  для  воды  используют  активированный  уголь  как  основное  «рабочее»  вещество.  Вода,  проходя  сквозь  фильтр,  соприкасается  с  гранулами  угля,  оставляя  на  них  часть  вредных  примесей.  Некоторые  загрязнения  останавливаются  механически  (поверхность  гранул  упрощенно  можно  назвать  шероховатой),  другие  связываются  химически.

Главный  элемент  фильтра  —  это  сам  фильтрующий  модуль.  Заглянем  внутрь  модуля.  В  фильтрах  аквафор  используется  качественный  активированный  уголь,  выработанный  из  скорлупы  кокоса,  а  так  же  современный  волокнистый  ионообменный  материал  —  аквален.  Аквален  имеет  большую  поверхность  за  счет  уникальной  геометрии  материала:  диаметр  волокна  10  микрон,  площадь  поверхности  1000  см²/  г,  в  отличии  от  гранул  ионообменной  смолы,  так  же  используемой  в  фильтрах  (диаметр  —  700  микрон,  площадь  поверхности  10  см²/г).  Главное  химическое  оружие  аквалена  специальные  комплексы,  которые  настроены  так,  чтобы  захватывать  и  надежно  удерживать  тяжелые  металлы,  при  этом  селективность  их  в  800  раз  больше,  чем  к  калию  и  магнию,  поэтому  аквален  распознает  и  избирательно  поглощает  тяжелые  металлы  для  воды  любой  жесткости.  Так  же  в  аквален  возможно  внедрение  серебра  в  наиболее  активной  ионной  форме,  что  позволяет  увеличить  эффективность  фильтра  в  борьбе  с  бактериями.  Главное  достоинство  фильтров  аквафор  —  это  синергический  эффект.  Синергия  —  явление,  при  котором  в  результате  сложения  нескольких  компонентов  у  суммы  появляются  уникальные  свойства,  не  присущие  слагаемым  [2,  3].

Обычные  фильтры  имеют  две  проблемы:

·     в  них  нельзя  использовать  мелкий  сорбент,  так  как  его  сопротивление  потоку  воды  слишком  велико

·     не  скрепленные  ничем  частицы  под  действием  потока  воды  перемещаются  и  образуют  каналы,  через  которые  протекает  вода  без  должной  очистки

В  фильтрах  аквафор  сорбент  помещен  в  гидрофильную  сетку  из  волокон  аквален,  что  обеспечивает  равномерное  распределение  воды,  низкое  гидродинамическое  сопротивление  и  возможность  использовать  более  мелкий  сорбент.  Сочетание  волокон  аквалена  и  мелких  гранул  сорбента  предотвращает  канальный  эффект.  Волокна  аквалена  как  корни  в  почве  надежно  фиксируют  гранулы,  не  позволяя  им  перемещаться.  В  результате  очищаемая  вода  контактирует  со  всей  площадью  сорбента.

Исследование  качества  водопроводной  и  отфильтрованной  воды  по  методикам  ГОСТа.

Невская  вода  на  водопроводных  станциях  проходит  многоступенчатую  очистку,  прежде  чем  попадает  к  потребителю.  Однако  для  обеззараживания  воды  используется  гипохлорит  натрия,  а  в  качестве  коагулянтов  —  соединения  алюминия  и  железа.  Конечно,  за  содержанием  технологических  примесей  в  воде  тщательно  следят,  и  содержание  в  воде  активного  хлора  или  алюминия  не  превышает  ПДК,  но  максимально  исключить  все  примеси  из  питьевой  воды  —  весьма  желательно.  К  тому  же,  вода,  пока  дойдет  до  потребителя,  проходит  многокилометровый  путь  по  водопроводным  трубам,  что  тоже  не  добавляет  ей  чистоты  и  прозрачности.  Чтобы  пить  чистую  воду,  мы  используем  фильтры.  Чтобы  проверить,  действительно  ли  фильтры  очищают  воду  так  хорошо,  как  указывается  в  рекламе,  была  исследована  вода  по  некоторым  характеристикам,  методику  для  проведения  которых  нам  предоставила  главный  технолог  Северной  водопроводной  станции  Шалугина  Н.А.

Мы  провели  измерения  следующих  показателей:

1.  Запаха  (ГОСТ  3351-74  )

2.  Вкуса  ГОСТ  3351-74

3.  Щелочности  (ГОСТ  18190-72)

4.  Остаточного  активного  хлора  ЦВ  1.01.11-98  «А»  ФР.1.31.2000.00140

Эти  показатели  были  определены:

·     у  водопроводной  воды;

·     воды,  отфильтрованной  с  помощью  фильтра  —  кувшина  с  новым  картриджем;

·     воды,  отфильтрованной  с  помощью  фильтра  —  кувшина  с  картриджем,  бывшем  до  этого  в  употреблении  два  месяца.

Таблица  3.

Результаты  измерений

Этапы  эксперимента.

Рисунок  2.

Рисунок  3.

Рисунок  4.

Наши  измерения  характеризуются  большей  погрешностью,  чем  те,  что  выполнены  в  профессиональной  лаборатории,  но  нам  было  важны  не  абсолютные  значения  показателей  параметров  качества  воды,  а  отличия  этих  показателей  для  водопроводной  и  фильтрованной  воды,  что  нам  вполне  удалось.

Заключение.

На  российском  рынке  представлено  огромное  количество  фильтров.  Классификация  фильтров  по  различным  критериям,  социологический  опрос  сотрудников  и  учащихся  лицея  показали,  что  наиболее  часто  люди  пользуются  фильтрами  Аквафор.  Нами  описано  устройство  двух  сменных  блоков  фильтров  этой  модели.  Наибольшее  количество  фильтров  основано  на  использовании  сорбентов.  Они  более-менее  эффективно  очищают  воду  лишь  от  избытка  хлора  и  органических  веществ.  Материал  аквален,  использующийся  в  фильтрах  Аквафор  в  сочетании  с  различными  сорбентами  полностью  очищают  воду  от  остаточного  хлора  и  большинства  примесей,  однако  эффективность  очистки  снижается  при  длительном  использовании.  Эти  выводы  подтверждены  теми  результатами  измерений,  которые  были  получены.  Можно  констатировать,  что  фильтры  Аквафор  —  весьма  эффективное  устройство  для  получения  качественной  питьевой  воды,  но  пока  у  нас  нет  данных  об  объеме  воды,  которую  можно  пропустить  через  фильтр,  пока  его  свойства  отвечают  стандартам  качества.  Руководствуясь  полученными  результатами  можно  сказать,  что  фильтр-кувшин,  который  был  в  эксплуатации  два  месяца,  значительно  хуже  очищает  воду,  но  у  нас  нет  сведений  о  количестве  воды,  очищенной  этим  устройством.  По  результатам  проведенного  нами  исследования  мы  можем  рекомендовать  фильтры  компании  Аквафор  для  бытовой  очистки  водопроводной  воды  с  уменьшением  срока  эксплуатации  устройства,  указанного  в  паспорте.

Список  литературы:

1.Александров  В.М.  Методы  санитарно-гигиенических  исследований,  МЕДГИЗ,  1955.

2. Официальный  сайт  компании  Аквафор  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.aquaphor.ru/aqualen  (дата  обращения  18.04.2013).

3.Официальный  сайт  компании  Аквафор  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.aquaphor.ru/filters  (дата  обращения  15.04.2013).

4.Официальный  сайт  компании  Алтаом  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://altaom.ru/index.php?categoryID=568  (дата  обращения  18.04.2013).

5.Энциклопедия  для  детей.  Техника.  Том  14.  М.:  Аванта  2000  год.

6.Энциклопедия  для  детей.  Физика.  Том  16.  М.:  Аванта  2000  год.

7.Энциклопедия  для  детей.  Химия.  Том  17.  М.:  Аванта  2000    год.