Водоочистные фильтры: утерянные секреты инженерной сантехники. А. А. Гасимов

Водоочистные фильтры: утерянные секреты инженерной сантехники. А. А. Гасимов

Не фильтруя воду и потребляя её из-под крана без опасения за своё здоровье, жители некоторых стран мира даже не осознают своего счастья. Для нас непривычно, что в городах от Исландии до Мальты из крана течет питьевая вода, а в Риме и Ватикане миллионы туристов и местных пьют воду из фонтанов. В России, богатой водными ресурсами, жители привыкли к бутилированной воде и не видят другой альтернативы, ведь состояние водопроводных коммуникаций в большей части регионов катастрофическое.



Водоочистные фильтры в домах россиян давно уже не редкость, их устанавливают на протяжении двух веков. К тому же современные фильтры во многом схожи с устройствами, которые использовали москвичи и жители Санкт-Петербурга ещё в XIX веке.

Всё началось с 1804 года, когда в Москве торжественно открыли и запустили первый водопровод. Для быстрорастущего города чистой воды всегда не хватало, её качество ухудшалось, и москвичи были вынуждены ставить в домах двойные краны с фильтрами типа «Симплексъ». Со второй половины XIX века производители трубопроводной арматуры и сантехники стали активно осваивать и развивать водоочистные технологии. Прошло более 100 лет, нынешние фильтры, естественно, усовершенствовались, но потеряли некоторые секреты, которые применяли в водоочистке первые производители.

От освящения к фильтрации

Когда-то в Москве пили воду из фонтанов, так же как в Риме и Ватикане. До появления водопроводов россияне не придавали особого значения качеству воды: её черпали из колодцев, рек и озёр, спокойно пили и употребляли в хозяйстве. Если водица по какой-то причине внушала опасения, то вызывали батюшку и он «исцелял» воду, освящая ёмкости и колодцы молитвами и серебряным крестом. Освященная вода считалась очищенной от скверны, и её пили, что порой приводило к массовым отравлениям, холере и эпидемиям.

Технологии водоочистки появились в России позже, чем в Европе. От европейских инженеров были заимствованы основные научные идеи и технические параметры фильтров, но отечественные умельцы внесли в эти устройства свои дополнения, применяя местные материалы и сырьё.

В каталогах российских торгово-промышленных товариществ, специализирующихся на сантехнике и трубопроводной арматуре, были представлены разные фильтры для воды с графическими рисунками, техническими параметрами и расценками. Один из них пользовался спросом в Москве и Санкт-Петербурге в конце XIX – начале ХХ веков, так как был очень прост в эксплуатации и эффективен. Водоочистной фильтр «Симплексъ» (от лат. s implex – «простой») выпускался в форме двойного крана с двумя вентилями и привинчивался на водопроводную трубу вместо обычного крана. Стоимость фильтра с производительностью два литра в минуту составляла 15 рублей и 25 рублей за пять литров в минуту.

По материалам «Вести. Экономика» (июль 2017 года), с учетом текущей стоимости золота и курса валют финансовые эксперты определили, что один царский рубль был равен 1513 рублям 75 копейкам. Если пересчитать старую цену фильтра по нынешнему курсу, то получится 22 700 и 37 850 рублей соответственно. Недешевое было устройство, хоть и презентовалось как простое.

Изображение и техническое описание фильтра сохранились в уникальном издании конца XIX века – черно-белом сантехническом каталоге, изданном в Москве в 1899 году торгово-промышленным товариществом «Василий Осипович Красавин с братьями». В нём представлены технические параметры и особенности устройства «Симплексъ», которые наглядно демонстрируют разницу между методами фильтрации в XIX и XXI веках.

«Симплексъ» - фильтр с секретом

Устройство фильтра «Симплексъ» действительно было простым, а качество фильтрации воды зависело всего от двух элементов – бумаги и камня. Как такое возможно? Нам действительно сейчас сложно понять и представить, что вода может фильтроваться с помощью бумаги и какого-то камня, но более 100 лет назад этот способ работал и считался весьма эффективным. В чём же его секрет?



Согласно техническому описанию двойного крана «Симплексъ», вода из трубы поступала в камеру фильтра, в которой помещался фильтрующий камень, а на нём фильтрующая бумага (аналог современного картриджа). Сначала вода проходила через бумагу, которая задерживала механические примеси – глину, песок, ржавчину, волокна пакли и пеньки, мелкие камушки и т. д.

Освобожденная от взвешенных частиц, осевших на бумаге, вода сталкивалась с фильтрующим камнем-минералом. Он, обладая антибактериальными свойствами, помогал ей избавиться от оставшихся загрязнений и бактерий, то есть выполнял функции антисептика. В этом камне и заключался главный секрет фильтрации – превращения водопроводной жидкости в безопасную питьевую воду. Причем отечественные производители «Симплекса» использовали в качестве фильтра три вида минералов – кремний, кварц и шунгит. Они до сих пор добываются в разных регионах России и имеют уникальные свойства.

Активным действующим компонентом в минералах является входящий в их состав диоксид кремния – кремнезём (SiO2), который отвечает за целебное, очищающее и антибактериальное воздействие камня на воду.

В зависимости от загрязненности фильтруемой воды и частоты использования устройства «Симплексъ» требовалось менять фильтрующие элементы по мере их износа. Бумага приходила в негодность быстрее, и поэтому её нужно было менять чаще. Как отмечено в разделе описания устройства, «произвести дежурную замену бумаги в фильтре может домашняя прислуга за полминуты». Фильтрующий камень менялся реже, но также легко. Для этого нужно было освободить два нажимных винта на корпусе устройства, снять его нижнюю часть, вытащить оттуда старый и поместить новый камень.



Комплект фильтрующих элементов можно было приобрести в сантехнических магазинах, например, в торговом доме «Василий Красавин с братьями» на Неглинной улице в Москве. На сохранившейся до наших дней рекламной листовке торгового дома содержится информация о предприятии: «Торговля медным и железным товаром, водопроводными и газопроводными принадлежностями. Покупка и продажа старой меди, цинка и свинца».

Состоятельным владельцам «Симплекса» предлагались два вида комплектов с фильтрующими элементами. Коробка с четырьмя камнями и 100 фильтрующими бумажками для устройства производительностью два литра в минуту стоила 1 рубль 50 копеек, а для пятилитрового аналога – 2 рубля 50 копеек. Запасная бумага также продавалась отдельно от камней, стоимость комплекта из 500 бумажных фильтров была равна 1 рублю 50 копейкам (для фильтра на два литра в минуту) и 2 рублям 50 копейкам (для фильтра на пять литров в минуту).

Производители фильтров честно предупреждали своих клиентов, что загрязненный минерал можно очистить самостоятельно и не менять на новый камень. Чтобы избавить рабочий камень от налипшей грязи, его следовало прокипятить или же прокалить в печи. После этой процедуры минерал стерилизовался, и его можно было вновь использовать для фильтрации.

Уникальные камни с фильтрующими и антибактериальными свойствами – кремний, кварц и шунгит добывались в разных регионах России: в Подмосковье, на Урале, в Карелии и т.д. Некоторые ученые и исследователи царской эпохи приписывали камням и лечебные свойства. Минералы активно применялись в лечебно-профилактических целях и оздоровительных процедурах к людям, страдающим болями в суставах и мышцах, хронической усталостью, чтобы укрепить иммунную систему организма и т.д.

Фильтры из кремния и кварца

Отечественные производители водоочистных фильтров начиная с XIX века использовали в качестве фильтрующего камня кремний, месторождения которого есть в Подмосковье, Тверской и Белгородской областях. В природе существует более 700 видов кремния вулканического и реликтового происхождения, но не все они пригодны для очистки воды.

Проведенные ещё в царские времена исследования показали, что только темно-серый или черный реликтовый кремний способны подавлять в воде многие бактерии, особенно те, которые вызывают брожение и гниение. Камень также может осаждать на себе тяжелые металлы, нейтрализовать хлор, адсорбировать радионуклиды.

Эти достоинства кремния вполне подходили и отвечали жестким требованиям фильтрации воды, чем и воспользовались производители фильтров в XIX веке. Кремниевые фильтры со сменными картриджами производятся до сих пор и пользуются большим спросом.



В качестве фильтрующего камня в России также применяли горный кварц – один из самых древних минералов на планете. Этот камень впервые привлек внимание рудокопов в Альпах и его приняли за окаменевший лёд, поэтому минерал назвали «хрусталь», что с греческого переводится как «лёд».

Исследуя структуру кварца, российские учёные пришли к интересному выводу и сравнили его с водой. Дело в том, что у воды на два атома водорода приходится один атом кислорода (Н2О), а у кварца на один атом кремния, силициума – два кислорода (SiO2). Это совпадение навело на мысль, что кварц должен положительно влиять на структуру воды и улучшать её качества.

Производители водоочистных фильтров подхватили это открытие и дополнили его собственными исследованиями на предмет лечебных и оздоровительных свойств кварца. Выяснилось, что минерал благоприятно влияет на лимфатическую, выделительную и иммунную систему человека. Проходя через кварцевый фильтр, вода насыщается веществами, которые улучшают обмен веществ, кровообращение, стимулируют регенерацию клеток, снимают боль в суставах и т.д.

Шунгит – уникальный фильтр



О целебных и антибактериальных свойствах шунгита, вполне возможно, было известно ещё Петру I. В районе залежей шунгита и железистых минеральных источников в Карелии император распорядился открыть лечебницу «Марциальные воды» – первый в России бальнеологический и грязевой курорт. Соответствующий указ Петр I подписал в 1719 году, и за короткие сроки поручение царя было выполнено. Первыми на курорт были отправлены солдаты и офицеры для реабилитации подорванного на войне здоровья. Многим пациентам лечение помогало, солдаты поправлялись, быстро восстанавливали силы и возвращались в регулярную русскую армию.



На протяжении 300 лет курорт продолжает активно работать и реабилитировать больных, перенесших серьезные заболевания. Сопоставление анализов минеральных источников XVIII и XXI веков подтвердило постоянство химического состава марциальной воды.

В народе шунгит называли «аспидным камнем», по своему составу и свойствам он занимает промежуточное положение между антрацитами и графитом. Уникальная порода содержит твёрдый углерод и оксид кремния. Первое месторождение «аспидного камня» было обнаружено в посёлке Шуньга в Южной Карелии, отсюда и пошло известное нам название камня - шунгит.

В XIX веке разработчики и производители фильтров решили воспользоваться идеей Петра I по-своему, они приспособили шунгит для водоочистки и он стал играть роль фильтрующего камня. В результате о полезных свойствах «аспидного камня» узнали миллионы россиян, которые поверили в его природную силу и положительное воздействие на организм. По мнению некоторых ученых, шунгит оказывает оздоровительное воздействие на людей, страдающих от заболеваний желудочно-кишечного тракта и камней в почках.



Аналогов этому камню в мире нет! Шунгитовая порода добывается только в России, на единственном месторождении «Зажогинское» в Медвежьегорском районе Республики Карелия, рядом с Онежским озером. Предприятие добывает и перерабатывает 200 000 тонн «аспидного камня» в год. В целом же запасы месторождения оцениваются в 35 млн тонн.

Ученые выдвигают несколько версий появления шунгита на Земле. Некоторые геологи считают, что необычная порода имеет космическое происхождение: якобы это осколки метеорита, упавшего на территорию нынешней России минимум 2 млрд. лет назад. Другие причисляют шунгит к продуктам вулканической деятельности или к осадочным породам, сформировавшимся из донных органических элементов. Известна также интересная гипотеза, что шунгит – это окаменевшая древнейшая нефть. Какая из этих версий наиболее объективна и научно обоснованна, покажут дальнейшие исследования.

В советские годы, а потом и в современной России некоторые предприятия вновь принялись за производство фильтров из шунгита, вспоминая технологию фильтрации воды вековой давности. Былая слава к «аспидному камню» возвращается. Ведь всё новое – это хорошо забытое старое!

Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 4 (46) 2018