Вода, как известно, является необходимым продуктом и, более того, обязательным условием для жизни человека. Важнейший критерий, характеризующий любой продукт, – его качество. К сожалению, именно качество воды, поступающей к потребителю вне зависимости от источника её происхождения, вызывает много вопросов. Вода, особенно питьевая, должна иметь регламентированный химический состав, не содержать вредных примесей и бактериальной флоры. Кроме того, органолептические характеристики воды (вкус, запах и цвет) также должны устраивать потребителя. Для этого в современных системах водоподготовки используются химические и физические технологии обеззараживания и устройства для умягчения воды. Но основными элементами водоочистки являются фильтры различной конструкции.
Спецификация устанавливаемого фильтровального оборудования зависит, в первую очередь, от исходных характеристик поступающей воды. Однако вне зависимости от результатов её химического анализа и определяемого на его основании качества воды, на входе в систему монтируют фильтры грубой механической очистки. Их основная задача – задержка твёрдых нерастворимых частиц, которые могут вывести из строя основные фильтры тонкой очистки и бытовую технику. Периодическая очистка фильтра производится с помощью функции обратной промывки, это удобнее и практичнее, нежели чистка фильтра вручную или его замена.
В фильтрах более тщательной и избирательной очистки специфику фильтрации определяет тот или иной сорбент. Самый распространённый и самый простой – активированный уголь. Для удаления из воды излишков железа и марганца существует несколько видов сорбентов-обезжелезивателей, в основном на основе двуокиси марганца. Во всех этих фильтрах, так же как и в фильтрах засыпного типа (алюмосиликат, керамика и пр.), в процессе эксплуатации довольно быстро накапливаются вредные примеси. Угольные картриджи меняют, а осадочные системы требуют постоянной промывки.
Наиболее эффективна очистка воды с помощью мембранных фильтров. Во-первых, осадок по мере накопления выводится в дренаж, не засоряя мембрану, а, во-вторых, мембрана характеризуется так называемой полупроницаемостью. Иначе говоря, при этом способе фильтрации очистной барьер проходят только молекулы определённого размера – воды и растворённых в ней веществ. Конкретные характеристики такой дифференциации зависят от материалов мембраны, которые могут быть металлическими, стеклянными, керамическими, полимерными и т.д. Часто используются комбинированные мембраны. Соответственно, и материал мембран подбирается с учётом показателей загрязнённости воды. Второй признак отличия различных методов мембранной очистки – собственно способ разделения растворённых в воде веществ. Так, под действием обычного давления происходит микрофильтрация: на фильтре осаждаются только крупные частицы. Микрофильтрация – это те же фильтры грубой очистки. Если давление по разные стороны мембраны различно, то в результате ультрафильтрации мембранный барьер преодолевают только вода и растворённые в ней соли, а крупные фрагменты органики, коллоидные частицы и бактерии удаляются из системы.