На рынке представлено множество различных систем фильтрации воды. Как они работают? Есть ли различия между системами фильтрации, и если да, то какие? Какая система фильтров наиболее подходит для какой цели? Что говорят размеры пор о качестве процесса фильтрации? Ниже описаны различные системы фильтрации и показано, что ими фильтруется, а что нет.
Как работает фильтрация воды и что говорит размер пор в микрометрах (мкм)?
По сути, фильтр для воды должен улучшить качество воды. Это можно сделать двумя способами:
- Фильтры для воды, основанные на физико-химических эффектах, могут удалять растворенные в воде вещества (например, соли или минералы). К ним относятся ионообменники и системы адсорбции активированным углем.
- Физические фильтры для воды, которые задерживают примеси чисто механически (например, сито) в зависимости от размера пор. Размер пор определяет, среди прочего, насколько эффективны системы или какие вещества фильтруются, а какие остаются в воде.
Что делают фильтры для воды?
Важно понимать, что в зависимости от качества и эффективности фильтры для воды могут фильтровать из воды все возможные вещества, такие как тяжелые металлы, бактерии, вирусы и другие примеси, а также минералы - кальций и магний. Перечень отфильтрованных материалов отличается от одного процесса к другому.
Входные фильтры в дом
Входные фильтры в доме относятся к категории фильтров грубой очистки и должны защищать соответствующую систему водоснабжения дома от растворенных отложений и остаточных частиц. Вся годная к употреблению вода в доме должна быть очищена от большинства видимых примесей. Основной принцип типичного входного фильтра дома соответствует принципу сита с механически действующим фильтрующим элементом> 80 мкм.
ЧТО ФИЛЬТРУЕТСЯ
- растворенные частицы и отложения> 80 мкм
ЧТО НЕ ФИЛЬТРУЕТСЯ
- все бактерии, вирусы, тяжелые металлы, лекарства, пестициды, гербициды, растворенные соли, минералы.
Настольный кувшинный фильтр
Настольный фильтр для воды — это кувшин, в который вставлен фильтрующий патрон. Если вы наполняете кувшин водой, она проходит через фильтр и попадает в емкость для хранения. Основным компонентом фильтрующих элементов является комбинация пластиковой смолы и гранулята активированного угля.
Кальций-образующие минералы (кальций и магний) удаляются из воды посредством ионного обмена с использованием синтетической смолы и заменяются натрием. Вода становится мягче, а значение pH понижается до кислого диапазона. Рыхлый гранулят активированного угля обеспечивает связывание хлора и других органических примесей, что придает питьевой воде более нейтральный вкус и запах. Кроме того, активированный уголь частично снабжен добавкой серебра, которое попадает в отфильтрованную воду.
По сравнению с фильтрами, использующими блоки из спеченного активированного угля, характеристики настольных фильтров очень ограничены. Также необходимо соблюдать особую осторожность, поскольку они могут способствовать росту микробов. Это особенно актуально, если кувшин не хранится в холодильнике или картридж фильтра не заменяется регулярно.
ЧТО ФИЛЬТРУЕТСЯ
- органические вещества, ухудшающие вкус и запах воды;
- частично тяжелые металлы?
- известь.
-
ЧТО НЕ ФИЛЬТРУЕТСЯ
Бытовые напольные фильтры в основном предназначены только для улучшения вкуса и не предназначены для конкретной и поддающейся проверке очистки воды. С очень высокой вероятностью все химические вещества, а также множество микробов и бактерий остаются в воде. Вот почему производители почти никогда не указывают, что на самом деле фильтруется!
Фильтры с активированным углем
В зависимости от метода производства активированный уголь обладает механическим фильтрующим действием, а также каталитическим (фильтрация за счет преобразования) и адсорбционным действием (фильтрация за счет всасывания). Благодаря чрезвычайно богатой порами поверхности активированный уголь может абсорбировать различные загрязнители из воды, при этом содержание минералов остается неизменным.
Активированный уголь широко распространен и используется не только на водопроводных станциях и в промышленности, но также в аквариумистике и для получения питьевой воды. Важно различать форму и тип используемого угля – они не все одинаковы.
Блок-фильтр с активированным углем (угольный блок)
Моноблочные фильтры из спеченного активированного угля сочетают в себе исключительную тонкость фильтрации (до 0,45 мкм) с высоким адсорбционным эффектом активированного угля. В отличие от рыхлого активированного угля, он не только промывается, но и проходит через специально разработанный корпус под давлением воды, что обеспечивает значительно более высокую эффективность фильтра.
Особым преимуществом системы является то, что даже если емкость угольной поверхности исчерпана, никакие примеси не достигают выходящей из фильтра пресной воды, поскольку поры просто закрываются, и скорость потока значительно снижается. Блочные фильтры с активированным углем особенно удобны и могут быть установлены непосредственно у крана или под раковиной в водяном контуре. Их фильтрующая способность обеспечивает безопасное удержание микроорганизмов, пестицидов, различных тяжелых металлов и остатков лекарств.
ЧТО ФИЛЬТРУЕТСЯ
Среди прочего, проверяемым и безопасным образом удаляются:
- частицы, взвешенные частицы;
- хлор и органические соединения;
- бактерии и паразиты;
- тяжелые металлы;
- остатки пестицидов и лекарств.
ЧТО НЕ ФИЛЬТРУЕТСЯ
- теоретически фильтруется все. Подобно магниту, эффект адсорбции также извлекает из воды различные более мелкие элементы и удерживает их на своей поверхности.
Ультрафильтрация
Ультрафильтрация — это метод фильтрации, при котором предел отклонения составляет от двух до десяти нанометров. Отклонение — это молекулярная масса, до 90% удерживаемая мембраной.
Когда дело доходит до очистки питьевой воды, ультрафильтрация становится все более популярной и используется в основном на водопроводных станциях. Ультрафильтрация происходит таким образом, что очищаемая вода прижимается к мембране с минимальным давлением. В сочетании с блочными фильтрами с активированным углем этот принцип реализуется посредством внутренней половолоконной мембраны. Все, что больше 0,02 мкм, задерживается с помощью ультрафильтрации. Благодаря половолоконной мембране толщиной 0,15 мкм можно надежно удерживать даже вирусы.
ЧТО НЕ ФИЛЬТРУЕТСЯ
- растворенные вещества, такие как нитрат или известь.
Фильтр обратного осмоса
В процессе прохождения через обратный осмос вода продавливается через мембрану, которая настолько мелкопористая, что через нее могут проходить только молекулы H2O. Чтобы мембрана не забивалась, ее необходимо регулярно промывать.
Недостатком процесса является то, что pH питьевой воды значительно снижается до 5,5. Кроме того, вкус воды существенно ухудшается из-за нехватки минералов, поэтому минералы часто добавляются снова после прохождения системы.
Обратный осмос считается особенно эффективным механизмом фильтрации, поскольку почти все твердые частицы и растворенные вещества отфильтровываются из воды. К ним относятся тяжелые металлы и органические соединения, а также соли и минералы, растворенные в воде. Процесс обратного осмоса особенно рекомендуется при высоком уровне нитратов.
ЧТО ФИЛЬТРУЕТСЯ
- примерно 80-97% растворенных веществ и > 99,9% всех остальных;
- также нитраты и известь.
ЧТО НЕ ФИЛЬТРУЕТСЯ
- минимальные остатки растворенных веществ.
Системы паровой дистилляции
При перегонке с водяным паром вода нагревается, в результате чего молекулы H2O испаряются и собираются конденсатом в контейнере для хранения. Остальные ингредиенты остаются в процессе и фильтруются из воды. После первой стадии дистилляции в питьевой воде все еще остаются летучие компоненты, которые можно отфильтровать с помощью активированного угля.
При этом питьевая вода почти полностью очищается от всех других веществ. Недостатком этого процесса является высокое потребление энергии, временной аспект (для 3 литров 800-ваттному устройству требуется примерно от 4 до 5 часов) и потребность частой очистки парового котла.
ЧТО ФИЛЬТРУЕТСЯ
- 99% всех ингредиентов и загрязняющих веществ.
ЧТО НЕ ФИЛЬТРУЕТСЯ
- оставшаяся доля растворенных веществ составляет менее 1%.
Ионный обменник
Ионный обмен сам по себе не является фильтрацией. Ионообменник может использоваться, например, для обмена нитрата, сульфата и мышьяка из воды, но также ионы магния или кальция (оба образуют известь) могут быть эффективно удалены с помощью этого процесса. Это делается путем замены ионов, растворенных в воде, другими ионами с таким же зарядом. Чем выше электрический заряд иона, тем лучше он может связываться ионообменником.
Таким образом, Na + может быть замещен Ca2 + по принципу: более слабый ион вытесняется.
Самым большим недостатком является необходимость в постоянном контроле степени истощения обменной смолы и иногда чрезмерное увеличение количества питьевой воды из-за натрия.
ЧТО ФИЛЬТРУЕТСЯ
- в зависимости от области применения и используемой обменной смолы из воды удаляется одно загрязняющее вещество до тех пор, пока смола не исчерпает свои возможности.
ЧТО НЕ ФИЛЬТРУЕТСЯ
- все прочие примеси и ингредиенты
УФ-фильтр
Другой метод очистки воды — это ультрафиолетовые лучи, которые попадают в воду и, таким образом, уменьшают количество микробов на 99,99%. Форсунки можно регулировать в зависимости от количества очищаемой воды. Поскольку отдельный процесс фильтрации подходит только частично, он часто используется в сочетании с другими процессами.
ЧТО ФИЛЬТРУЕТСЯ
- микроорганизмы, такие как микробы, бактерии, вирусы и различные споры.
ЧТО НЕ ФИЛЬТРУЕТСЯ
- все другие примеси, такие как крупные частицы (тяжелые металлы и т. д.) и химические вещества.
Заключение
В целом у всех фильтровальных систем есть свои достоинства и недостатки. Если вы хотите улучшить качество питьевой воды, вам следует тщательно подумать, какие вещества вы хотите отфильтровать из воды. Обратный осмос и блокирующий фильтр с активированным углем - особенно эффективные процессы фильтрации. Также следует учесть, что чем меньше размер пор материалов, тем больше веществ можно отфильтровать из воды.