Недостатки
Основной негативный момент, который выделяет все исследователи, это частичная деминерализация. Она заключается в том, что наравне с вредными примесями из водного раствора выводятся и полезные для здоровья, даже необходимые минералы – это ряд солей, в том числе. Но это правило более применимо не столько к бытовым кувшинам или насадкам, сколько к разновидности обратноосмотической аппаратуры.
И второй нюанс эксплуатации – сорбент не может полностью препятствовать попаданию бактерий и вирусов. Чтобы ничем не заразиться, все же нужна предварительная обработка ультрафиолетом, озонирование или хлорирование.
Виды угольных фильтров
Выбор необходимо делать в зависимости от того, какая вам нужна пропускная способность (объемы переработанной жидкости), а также с какими дополнительными функциями должен справляться агрегат. В этом разделе поговорим именно о бытовом назначении, а не о промышленных масштабах. То есть это использование воды для питья и приготовления пищи.
Кувшин
Малый объем емкости предполагает, что наливаться она будет несколько раз в день. Степень очистки не самая высокая и прямо пропорционально зависит от срока эксплуатации. Обычно рекомендуют менять картриджи каждые два месяца, что является дополнительной статьей расхода. И при видимой дешевизне способа он далеко не самый экономичный в далекой перспективе. Из плюсов можно отметить независимость от водопровода, небольшие габариты, мобильность.
Насадки на кран
Представляют собой проточный фильтр, который устанавливается на водопроводный смеситель. По количеству и качеству обработанной жидкости он гораздо продуктивнее кувшина. Имея очень мобильную установку, которую можно взять с собой в поездку, будем жертвовать напором, но получать оптимальный уровень очистки.
Картриджные
Такие системы устанавливаются под раковины и имеют отдельный кран подачи. Их ресурс рассчитан на 6 месяцев нормальной работы, а хороший темп переработки делает их одним из лидеров рынка.
Этот тип применяется и в магистральных системах с холодной и горячей водой. Он поможет снизить уровень хлорки и позаботиться о здоровье вашей кожи.
MBFT-75 Мембрана на 75GPD
АМЕТИСТ — 02 М Жилой дом до 10 человек или до 2 куб.м./сут.
Аэрационная установка AS-1054 VO-90
Баллонные
Представляют собой активированный уголь, прессованный в баллон. Установка довольно объемная и в то же время производительная. Более подходит для частных домов и средних организаций. Обеспечение фильтрации на таком уровне будет компенсировано объемом этой продукции и его обслуживанием.
Элементы систем обратного осмоса
Если вы хотите, чтобы из вашего крана поступала только чистейшая жидкость, состоящая из молекул воды и кислорода, то стоит задуматься над приобретением принципиально нового обратноосмотического аппарата. Это многоэтапная водоподготовка, основой которой является мембрана с мельчайшими ячейками, пропускающая исключительно молекулы кислорода. Но до того как влага пройдет через мембранный слой, она должна быть очищена через угольную прослойку. Недостаток только в цене оборудования и повышенном расходе водного ресурса. Но это дает получить максимально очищенную Н2О, буквально дистиллированную
Однако обратите внимание на то, что из водного раствора выводятся все примеси – и вредные, и полезные, в том числе этот процесс называется деминерализацией
Дополнительные компоненты угольных фильтров
Помимо активированного угля в фильтрах нередко используют следующие дополнительные компоненты:
Синтетические волокна. Синтетические материалы используются в фильтрующих картриджах как элементы механической водоочистки (диски на входе картриджей) от крупных нерастворимых примесей, предотвращая их проникновение в угольную массу и забивание ее каналов. Также фильтры из синтетических пористых материалов ставят на выходе картриджей для доочистки, удержания засыпки и предотвращения ее попадания в воду.
В некоторых фильтрующих системах (Аквафор) угольная засыпка перемешана с синтетическими волокнами, уплотняющими ее структуру и поддерживающими форму. В результате плотная масса активированного угля эффективнее очищает водный поток от вредных примесей.
Цеолиты — природные минералы, гидратированные алюмосиликаты кальция и натрия, напоминающие по внешнему виду мутное стекло или перламутр, известны своей способностью поглощать и отдавать воду в зависимости от условий окружающей среды. Еще одна отличительная особенность цеолитов — способность к катионному и ионному обмену путем впитывания и отдачи различных веществ своей поверхностной структурой.
Шунгит — (аспидный камень) горная порода докембрийского периода, состоящая на 99% из углерода, по структуре сильно напоминает графит. Минерал известен с давних времен как отличный природный очиститель воды, шунгитовым водным источникам во времена Петра Первого приписывали чудодейственные целебные свойства, а солдатам рекомендовали носить с собой в походах шунгитовый камень и очищать с его помощью воду. В настоящее время шунгит известен как обладающий высокими впитывающими (сорбционными) и каталитическими свойствами минерал, к тому же он является отличным антиоксидантом.
Ионообменная смола применяется для смягчения воды, по внешнему виду напоминает мелкую икру рыб диаметром не более 1 мм коричневого, желтого, темных цветов. Смола обменивается ионами с солями растворимых в воде оксидов металлов (кальция, магния, железа, марганца), в результате чего они приклеиваются к поверхности круглых гранул. При добавлении в воду солей хлорида натрия (NaCl) происходит процесс регенерации, соли вредных металлов отделяются от поверхности шариков ионообменной смолы и смываются в канализацию.
Антибактериальные добавки. Для борьбы с размножением микробов и бактерий, обеззараживания воды, в угольные фильтры часто добавляют ионы серебра в виде мелких шариков серого цвета.
Кварцевый мелкозернистый гравий. Применяется в качестве поддерживающей засыпки, позволяющей равномерно пропускать поток при прохождении очищаемой воды через угольный слой, используется в крупногабаритных углесодержащих системах для очистки больших объемов воды.
Цинк и медь высокой чистоты. Данные вещества входят в состав одной из последних запатентованных инновационные разработок — фильтрующей засыпки KDF (Kinetic Degreadation Fluxion), обладающей более высокой производительностью и степенью очистки воды от вредных примесей в сравнении с традиционными наполнителями. Помимо металлов KDF содержит в своем составе активированный уголь и ионообменные смолы.
Вариант засыпки кувшинных картриджей
Картридж-уголь для фильтров
Бытовые фильтры с наполнителем из активированного угля бывают нескольких видов.
- Кувшины и насадки.
Работа первого не зависит от подачи воды в системе. В кувшин помещается картридж. Ресурс сменного блока составляет пару месяцев. Насадки же применяются для очистки проточной воды. Их закрепляют непосредственно на кран. Ресурс сменного картриджа в насадке – 3 месяца. Эти разновидности фильтров применяют для очищения небольшого количества воды. Степень очистки средняя.
- Картриджные и баллонные фильтры.
Это устройства стационарного назначения. Они крепятся к трубе, подводящей воду. В них может быть только угольный картридж или несколько фильтров с разным составом. Степень очистки довольно высокая, но не 100 %. Эти фильтры способны удержать не все загрязнения.
- Угольный фильтр в системе многоуровневой очистки
Для максимально эффективной очистки питьевой воды фильтр из угля применяется не как самостоятельный модуль, а в комплексной системе, имеющей несколько уровней очистки. Первым в системе располагается механический фильтр, затем – с угольным наполнителем, далее – элемент обратного осмоса или мембранный.
Угольный фильтр состоит из пластикового корпуса и внутреннего наполнителя. Кроме активированного угля дополнительно может использоваться мелкозернистый гравий, в качестве поддерживающего наполнения. Он нужен, чтобы уголь был равномерно распределен.
Уголь для фильтров может быть порошковым, спрессованным или гранулированным. Так какой уголь в фильтрах лучше? Вообще, лучшими сорбционными свойствами обладают угольные гранулы. Преимущество прессованного угля – в невозможности вымывания частиц. Это объясняется тем, что он изготавливается из разных видов угля, которые спрессованы в единый блок.
Уголь применяется в очищающих фильтрах в качестве наполнителя. И он может быть не только активированным. Итак, основное применение в системах фильтрации получили:
Активированный уголь. Его применяют для очищения воды от механических примесей, хлора, озона.
-
Кокосовый уголь. Способен устранить неприятный запах, органические соединения, хлор. Еще он может эффективно улучшить цвет воды и сделать ее прозрачной. В отличие от других видов способен регенерировать, что является несомненным плюсом.
Каменный уголь. Он устраняет запах, эффективно удаляет пестициды, фенолы. Особенность применения в том, что его предварительно выдерживают в воде в течение суток.
Кроме указанных выше, в фильтрах применяются и другие сорбенты. Они могут использоваться вместо угольного наполнителя или дополнять его. Силикат алюминия в гранулах эффективно очищает воду от коллоидных частиц. Способностью задерживать соли тяжелых металлов отличается цеолит. Эти сорбенты обладают свойствами, которых нет у угля.
Главное требование к фильтрующему наполнителю – пористая структура. Поры могут быть разных размеров, и качество очистки напрямую зависит от этого показателя. Крупнопористый уголь отлично устраняет механическую взвесь и крупные частицы органических соединений. Хлор, растворенные вещества, ионизированные частицы задерживаются сорбентом с мелкопористой структурой. Например, микропоры имеет кокосовый уголь, до 2 нм. Каменный уголь обладает так называемыми мезопорами, размером 2–50 нм. Структуру древесного угля отличают макропоры, крупные, размером от 50 нм.
Важнейший показатель эффективности угольного наполнителя в фильтре – сорбционная емкость. Данным термином обозначается способность угля задержать определенное количество загрязняющих воду частиц. Чем выше этот показатель, тем больше загрязнителей сможет задержать фильтрующий элемент до следующей замены или регенерации.
Еще один показатель – скорость очистки. Вода проходит через фильтрующий слой с огромной скоростью. Задача наполнителя – успеть за время прохождения через него воды задержать загрязнения. Наилучшие результаты демонстрируют мелкоизмельченные наполнители, благодаря микропорам которых обеспечивается больший контакт воды с их поверхностью.
Кроме вышеперечисленных преимуществ, фильтры с угольным наполнителем обладают и существенными недостатками. Главный из них – ограниченный срок службы. За небольшой промежуток времени угольный слой забивается, не пропуская более воду. К тому же, без дополнительной бактерицидной добавки он становится местом размножения опасных бактерий. Если тянуть с заменой, уголь превращается в черную слизь.
Читайте материал по теме: Комплексная очистка воды
Монтаж угольных фильтров
Устанавливают угольные фильтры чаще всего в городских квартирах. Владельцам частных домов удобнее использовать воду из скважин, которая содержит органические вещества в малых количествах, поэтому угольные фильтры не эффективны в этом случае.
- Механическая очистка воды;
- Система по устранению из воды солей;
- Система обезжелезивания.
Устанавливая угольные фильтры, необходимо следовать следующим правилами:
Нельзя превышать давлении системы водопровода, которое установлено производителем. Величина среднего показателя давления в водопроводных трубах – 8 атмосфер.
Не рекомендуется устанавливать угольные фильтры на краны, из которых идет горячая вода. Угольные фильтры, на которые действуют высокие температуры, рискуют потерей своих очистительных свойств.
Не стоит монтировать угольный фильтр вблизи нагревательных приборов, что снижает положительные характеристики фильтра. Между фильтром и нагревательным оборудованием необходимо соблюдать большое расстояние.
Помещение, в котором устанавливается угольный фильтр, должно иметь хорошую вентиляцию. Если влажность в помещении превышает 70 %, может нарушиться функционирование системы.
Необходим доступ к дренажной системе, чтобы загрязненная вода свободно удалялась.
Чтобы в очищаемую воду не попадали мелкие частицы угля, можно установить дополнительно систему механической защиты.
Очистка воды шунгитом
Еще один камень, применяемый для очистки воды, – это шунгит, который, как и кремний, можно приобрести в аптеке.
Этот минерал притягивает и абсорбирует соединения хлора, фенола и ацетона, удаляет из воды вредные бактерии и микроорганизмы, что положительно сказывается на работе всего организма.
Для очистки литра воды Вам понадобится 100 г шунгита.
Процедура очистки воды шунгитом:
- Тщательно промойте камень.
- Поместите шунгит в емкость с водой комнатной температуры и оставьте настаиваться на 3 дня: закрывать емкость не нужно (можно накрыть ее марлей).
- Сначала вода приобретет черный оттенок, но постепенно станет прозрачной, а черная минеральная пыль осядет на дно.
- Уже через час настаивания вода будет очищена от бактерий и нитратов, а через трое суток приобретет целебные свойства, по крайней мере, так утверждают народные целители.
- Слейте настоявшуюся воду, оставив на дне около 3 см воды.
После каждого применения камень следует тщательно мыть, раз в месяц чистить с применением щетки, а раз в полгода – менять на новый.
В отличие от кремниевой, у воды, очищенной посредством шунгита, есть противопоказания:
- Склонность к тромбообразованию.
- Онкологические заболевания и склонность к их развитию.
- Повышенная кислотность.
- Болезни в стадии обострения.
Поэтому перед применением этого камня в виде очистительного фильтра лучше проконсультироваться с лечащим врачом.
Угольные фильтры для воды
Фильтры для воды с угольным наполнителем
Уголь – природное вещество с незапамятных времен используемое человеком. И если на протяжении столетий основным предназначением угля было давать тепло, сгорая в каминах и печах, а позднее вырабатывать электроэнергию в турбинах тепловых электростанций, то в последнее столетие этот уникальный минерал, представляющий собой чистый углерод, стали применять и в других отраслях, в том числе в медицине в качестве дезинтоксикационного средства и, что более актуально для сайта “Все о воде”, в качестве универсального наполнителя для картриджей водяных фильтров.
Конечно, в последнее время появляются и более современные методы очистки воды, такие как система обратного осмоса, но фильтры для воды с угольным наполнителем имеют ряд неоспоримых преимуществ, благодаря которым продолжают оставаться актуальными и востребованными как для промышленной очистки воды, так и в быту. Расскажем о них немного подробнее.
Механизм действия угольных фильтров
Механизм действия угольных фильтров основан на двух процессах – адсорбции и каталитическом сокращении.
Адсорбция – процесс притяжения примесей, содержащихся в воде, к поверхности адсорбента (в нашем случае активированного угля). Особенность активированного угля в том, что его поверхность имеет многочисленные поры и трещины, значительно увеличивающие площадь рабочей поверхности, участвующей в процессе очистки, и создающие дополнительные силы межмолекулярного притяжения, благодаря которому молекулы примесей буквально втягиваются внутрь кусочков угля и надежно нейтрализуются. Поэтому даже небольшое количество активированного угля способно адсорбировать значительный объем растворенных в воде посторонних веществ.
Каталитическое сокращение – это процесс притяжения положительно заряженными ионами углерода, из которых состоит поверхность угольного фильтра, отрицательно заряженных частиц, содержащихся в фильтруемой воде. Таким путем, в частности, задерживаются имеющие отрицательный заряд ионы хлора и хлорамина, остающиеся в водопроводной воде после ее дезинфекции на водоочистных станциях.
Активированный уголь состоит практически из чистого углерода, без каких либо примесей, а пористость его структуры создается в процессе производства. Одни из лучших показателей адсорбции имеет активированный уголь, произведенный из скорлупы кокосовых орехов.
Особенности работы угольных фильтров для воды
Угольные фильтры способны задерживать содержащие в воде фенолы, ароматические углеводороды, фторорганические пестициды и конечно же продукты хлорирования. То есть практически все те примеси, которые могут содержаться в водопроводной воде. Именно поэтому они прекрасно справляются как с очисткой водопроводной воды, так и в фильтрации больших объемов для пищевой производства.
Фильтры для воды с угольным картриджем могут быть как проточного, так и кувшинного типа, и применяться как в быту, так и в промышленных очистных установках. Главный их недостаток – это необходимость периодически промывать или же полностью менять угольный наполнитель, поскольку со временем он полностью заполняется примесями и очистная способность активированного угля резко снижается.
Естественно, чем больше объем фильтруемой в единицу времени воды и чем больше в ней содержится примесей, тем скорей выходит из строя угольный фильтр. Картриджи фильтров-кувшинов обычно рассчитаны на 100-150 литров воды, после чего их необходимо заменять. Самые современные угольные фильтры способны к регенерации путем промывки простой водой, пущенной в обратном направлении. Правда, стоят такие устройства гораздо дороже обычных бытовых фильтров.
Как выбирать лучший угольный фильтр по характеристикам
Выбор модели зависит от того, какие цели вы преследуете. Расскажем кратко о трех вариантах и их преимуществах – когда и для кого они являются наиболее подходящим решением.
Проточные устройства
Они же – насадки на кран. Особенность в том, что полностью отсутствует емкость для накопления влаги. Двухступенчатый картридж (сперва механическая очистка в виде сетки от ржавчины и грязи, затем – гранулированный активированный уголь) прикручивается непосредственно на конец смесителя, поэтому его очень удобно применять на кухне. Также из плюсов:
- простота эксплуатации и замены, под силу справиться любой домохозяйке;
- низкая стоимость;
- довольно хороший уровень водоподготовки, но не в больших объемах, поскольку средняя скорость подачи – стакан в минуту.
Сорбционные системы
Они более функциональны, представляют собой емкость с абсорбирующими насыпными веществами внутри. При использовании происходит одновременное очищение от примесей, хлорсодержащих соединений и микроорганизмов.
По устройству угольные фильтры этого вида делятся на:
- Колбы без наполнителя. В них пользователь сможет сам насыпать гранулы, менять засыпку и ее количество, фракцию частиц в зависимости от качества исходного ресурса.
- Сборная емкость со сменным картриджем. Его нужно, соответственно, менять. Как правило, срок эксплуатации при среднем расходе воды – полгода.
Вариант больше подходит для постоянного использования и тем самым позволяет не задумываться о частой замене сорбента.
Стационарные фильтрационные системы
Идеальный вариант для очистки от хлорсодержащих соединений. Установка монтируется под раковину, оттуда к рабочей зоне подводится отдельный тонкий кран. Таким образом, когда нужно использовать водопроводный ресурс для питья или приготовления пищи, пользуются им, а для других целей, например, мытье посуды, – классическим смесителем.
Примеры использования
Европейская компания в сотрудничестве с российскими коммунальными службами изучали порошкообразный активированный уголь для удаления из воды минеральных углеводородов при стандартных температурных условиях (22-26 °C).
Растворы очищаемой воды приготовляли методом дозирования. Начальная концентрация минеральных масел составляла около 1,7 мг/л. Фракционный состав углеводородов был следующий:
- C₁₀–C₁₆ — 1 мг/л;
- C₁₇–C₂₀ — 0,4 мг/л;
- C₂₁–C₂₄ — 0,2 мг/л.
Для построения изотерм адсорбции применялся набор навесок порошкообразного угля от 2 до 10 мг/л
. В зависимости от используемой дозы активированного угля из раствора удалялось от 60 до 90% от общего содержания углеводородных соединений.
Параллельные опыты изучали изменение характеристик активированного угля при добавлении в раствор дополнительных реагентов (хлорамина). Хлорамин получали внесением в раствор аммиака и гипохлорита натрия.
При более высокой концентрации в растворе углеводородов (до 4,2 мг/л) и в присутствии хлорамина заметно возросла адсорбция активированным углем углеводородных соединений. Такой эффект объясняется тем, что хлорамин химически взаимодействовал с органическими углеводородами и преобразовывал их в легко адсорбируемые соединения.
Какими особенностями обладает активированный уголь для водоочистки
Кокосовую и абрикосовую скорлупу обрабатывают вначале термическим, а потом химическим способом, в результате чего получают натуральный, качественный сорбент – активированный уголь. Полученное сырье прессуют в брикеты или гранулируют, в зависимости от типа фильтра, в котором используется уголь для водоочистки. Для фильтровальных систем используются сменные картриджи или сыпучий гранулированный сорбент – он засыпается напрямую в фильтр.
Сменные, угольные кассеты имеют небольшой ресурсный запас, а у фильтров, в которые сорбент можно засыпать неоднократно, – длительный срок службы, они широко применимы как в бытовых, так и в промышленных целях. Достаточно регулярно выполнять процедуру обратной очистки. Суть процесса заключается в том, что поток воды, проходя через фильтр в обратную сторону, вымывает накопленные загрязнения. В дополнение, благодаря такой процедуре, в сорбенте устраняются «тоннели», которые образуются водными потоками, проходящими сквозь фильтр.
Благодаря современным способам обработки активированный уголь наделяется устойчивостью к механическим и химическим загрязнениям, сохраняет свои полезные свойства под воздействием многочисленных промывок.
Несмотря на высокие характеристики угля для водоочистки, такие фильтры могут справиться с загрязнениями и взвесями, которые содержатся в жидкости не более 10 мг/л. Это означает, что угольные фильтры должны использоваться только на завершающей стадии фильтрации.
Для изготовления угля для водоочистки используют различное углеродсодержащее сырье:
Твердая оболочка кокосового ореха.
Древесина лиственных пород деревьев, торф.
Каменный уголь.
При производстве активированного угля сырье подвергается первичной высокотемпературной, бескислородной обработке. После на будущий сорбент воздействуют паром, в результате чего активированный уголь приобретает требуемую площадь и поры необходимых размеров в соответствии с задачами. Так, уголь используют для фильтрации газов, рекуперации воды.
В процессе фильтрации воды возможно применение как гранулированного, так и порошкового сорбента. Размер пор напрямую зависит от исходного сырья
Пористость – это одна из важных характеристик угля для водоочистки, кроме того, следует принимать во внимание такие свойства, как зольность, плотность, влажность, скорость сорбции и прочность, сорбционная емкость.
Существенный недостаток угольных фильтров картриджного типа – ограниченный срок эксплуатации.
По мере использования всей площади угольного фильтра, сорбент превращается в вязкую, черную слизь, которая является плодородной почвой для размножения бактерий. Чтобы этого избежать, необходимо четко придерживаться графика замены сменного фильтра.
Для усиления свойств сорбента производитель обогащает его бактерицидными добавками, ионизирует серебром. Такие меры помогают устранить появление грибков и размножение микроорганизмов и плесени, но это не является панацеей.
Уголь для водоочистки в бытовых условиях используют в сорбционных фильтрах. Так, во время прохождения воды через поры фильтра из нее удаляются крупные и мелкие загрязнения. Благодаря микроскопическим порам сорбента из жидкости устраняются молекулы хлора и фенола, а более крупные поры задерживают объемные молекулы.
Показатель зольности указывает на наличие неорганических веществ в сорбенте – чем ниже этот показатель, тем выше качество сорбента. Плотность сорбента – одна из важных характеристик, которая определяет срок службы систем водоочистки.Скорость сорбции указывает на темпы поглощения и впитывания примесей и загрязнений
При прохождении через фильтр, жидкость задерживается в нем менее минуты, поэтому очень важно, чтобы скорость сорбции была высокой.
Отличными показателями сорбции обладает активированный уголь, полученный из твердой оболочки кокоса. Мелкие частицы сорбента максимально контактируют с водой по всей площади, повышая качество очистки. Прочность – одна из важных характеристик сорбента, указывает на прочность связывания примесей, которые он может удерживать, не отдавая обратно в воду. Сорбционная емкость – этот показатель активированного угля отвечает за его способность удерживать и поглощать наибольшее количество примесей и загрязнений.
Читайте материал по теме: Ионообменные смолы для воды
Критерии выбора
Выбирать угольные фильтры для дома нужно по таким критериям:
- Предполагаемый объем обрабатываемой среды. Для подготовки питьевой воды на семью из 3-5 человек устройства проточного типа будет недостаточно. А для дачи, эксплуатируемой в летний сезон – самое то.
- Уровень загрязненности обрабатываемой среды. Если это просто водопроводная жидкость, выгоднее поставить обычный кувшин. Если это водоподача из скважины или колодца, лучше монтировать полноценную установку под мойку с выводом отдельного крана.
- Размер гранул угольной засыпки. Чем она меньше, тем быстрее будет забиваться прослойка. При этом тем лучше она очищает жидкость от взвесей и растворенных примесей.
- Тип засыпки. Разные её вариации направлены на борьбу с примесями железа, хлора, повышенной жесткостью и др.
