Filtracja wody: Rodzaje i procesy
- Szczegóły
Woda to podstawowy składnik życia - bez niej nie moglibyśmy prawidłowo funkcjonować ani my, ani środowisko naturalne. Choć na Ziemi są spore zasoby wody pitnej jej zanieczyszczanie przez ludzi powoduje, że zaczynamy odczuwać skutki jej niedoboru. Dotyczy to zwłaszcza rzek, jezior i płytko zalegających wód podziemnych. Wszystkie one są podstawowym źródłem wody pitnej dla ludzi.
W wielu miejscach mamy dostęp do wody wodociągowej spełniającej normy jakości, to jednak nie zawsze jest ona wolna od wtórnych zanieczyszczeń, które mogą wpływać na zdrowie, smak posiłków czy działanie sprzętów domowych. Skład wody ze studni również może budzić wątpliwości, ponieważ nie jest on regularnie kontrolowany przez podmioty zewnętrzne i zależy od lokalnych warunków geologicznych. Woda studzienna nie jest uzdatniana przez wodociągi, dlatego jej jakość może znacznie się różnić w zależności od lokalizacji i głębokości studni.
Filtracja wody to proces, który ma ogromne znaczenie dla zdrowia, komfortu i jakości życia. Nowoczesne technologie filtracji pozwalają uzyskać smaczną wodę o odpowiednim pH wody, idealną do picia, gotowania i codziennego użytkowania. Dzięki filtrom możesz ograniczyć zużycie wody butelkowanej, cieszyć się lepszym smakiem kawy, herbaty i potraw oraz zadbać o sprzęty domowe, które nie będą narażone na kamień i osady.
Dlaczego warto filtrować wodę?
Najważniejsze jest to, jakie efekty daje oczyszczanie wody w codziennym życiu użytkowników. Filtracja usuwa z wody czynniki, które mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia - od mikroorganizmów, po związki chemiczne. Czysta woda nie ma nieprzyjemnego zapachu ani posmaku, a napoje i potrawy przygotowane na jej bazie smakują lepiej. Dzięki redukcji osadów i twardości wody urządzenia AGD, armatura i instalacje wodne działają dłużej i bardziej wydajnie.
Niezależnie od tego, czy interesuje Cię przefiltrowana woda do picia, poprawa jakości wody pitnej w całym domu, czy kontrola przepływu wody i parametrów wody w przemyśle - filtr należy traktować jako inwestycję w zdrowie i komfort. Poprawa parametrów wody wymaga nierzadko zastosowania odpowiedniego zestawu filtrów.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Badanie wody - pierwszy krok do wyboru odpowiedniego filtra
Proces filtracji nie sprowadza się wyłącznie do zastosowania odpowiedniego urządzenia. To właśnie od wyników badań zależy, czy filtracja pozwoli osiągnąć optymalną jakość wody i zapewnić dostęp do czystej i bezpiecznej wody w domu. Badanie pozwala określić m.in. bakterie i związki organiczne - ryzyko mikrobiologiczne (np.
W przypadku korzystania z własnej studni analiza jest obowiązkowa, natomiast przy wodzie wodociągowej możesz skorzystać z badań laboratoryjnych lub poprosić o aktualne wyniki swojego lokalnego dostawcę wody. Dzięki temu masz pewność, że parametry są znane, a system filtracji zostanie dobrze dobrany.
Rodzaje filtrów do wody
Na rynku dostępne są różne rodzaje filtrów i urządzeń poprawiających jakość wody w domu - m.in. filtry mechaniczne, urządzenia odżelaziające, zmiękczające, filtry węglowe, bakteriobójcze a także wkłady mineralizujące.
- Filtry mechaniczne (sedymentacyjne): Montowane są na początku instalacji (filtracja wstępna) i zatrzymują zanieczyszczenia stałe o wymiarach od 1 mikrona chroniąc w ten sposób inne urządzenia filtrujące, takie jak zmiękczacze, odżelaziacze itp. Najczęściej są to urządzenia z wkładami siatkowymi, piankowymi albo sznurkowymi. Częstotliwość wymiany wkładów uzależniona jest od stanu wody, jej zużycia oraz dokładności doboru urządzenia- najczęściej po 3-6 miesiącach.
- Filtry węglowe: Równie popularne stają się także filtry węglowe do uzdatniania wody. Jedne z najlepszych filtrów do uzdatniania wody są wypełnione węglem aktywowanym. Najczęściej połączone są z systemem filtrów sedymentacyjnych (sznurkowych lub polipropylenowych) i najlepiej zamontować je tuż przed lampą bakteriobójczą. Takie urządzenia nie tylko eliminują zanieczyszczenia organiczne, ich działanie jest także gwarancją poprawy zapachu oraz smaku oczyszczanej, filtrowanej wody. Z dodatkiem stopów miedzi i cynku lub srebra filtry takie mogą działać także bakteriobójczo. Doskonale uzdatniają wodę do spożycia i gotowania, dodatkowo usuwają też chlor, dzięki czemu świetnie sprawdzają się w łazience.
- Lampy sterylizujące UV: Obok dwóch rodzajów urządzeń wymienionych powyżej warto także zwrócić uwagę na lampy UV lub też lampy bakteriobójcze UV, które zabijają w wodzie patogeny, wirusy i bakterie. Składają się na nie: szafka sterownicza oraz korpus ze stali kwasoodpornej. Lampy, jak sama nazwa wskazuje, działają na podstawie promieniowania ultrafioletowego. Uzdatnianie wody odbywa się bez konieczności dostarczania do wody środków chemicznych. Lampy sprawdzają się doskonale i działają jak najlepsze filtry do wody, gdy pojawią się w niej mikroorganizmy. W wypadku lamp UV warto wymienić promiennik UV raz w roku.
- Odżelaziacze, odmanganiacze: Filtry odżelaziające i odmanganiające eliminują zanieczyszczenia wody związanie z obecnością w niej związków żelaza i manganu. Powodują one, że z wody eliminowana jest mętność oraz zabarwienie, które powoduje zbyt wysokie stężenie ww. pierwiastków. Stosowane są w nich substancje, dzięki którym następuje utlenienie nadmiaru żelaza i manganu. Wymienione tu filtry powinniśmy montować za filtrami mechanicznymi, ale przed zmiękczającymi. Dodatkowo często usuwają z wody amoniak oraz siarkowodór.
- Filtry z odwróconą osmozą (zwane też osmotycznymi): Tego typu rozwiązanie można zastosować zarówno do wody pobieranej z sieci wodociągowej, jak i ze studni. W systemie wykorzystuje się filtrację wstępną z wymiennymi wkładami mechanicznymi i węglowymi oraz filtrację osmotyczną, w której specjalna membrana usuwa bakterie, wirusy, metale ciężkie, pierwiastki radioaktywne i inne związki rozpuszczone w wodzie (redukcja zanieczyszczeń wynosi 90-99,8%). Systemy te są mniej wydajne, dlatego czysta woda gromadzona jest w specjalnym zbiorniku, ale są bardzo dokładne- filtracja osmotyczna usuwa zanieczyszczenia o wymiarze 0,1 do 0,001 mikrometra.
- Zmiękczacze: Zmiękczacze nazywane również wymiennikami jonowymi ze względu na ich sposób pracy. Zmniejszają twardość wody, która powoduje powstawanie szkodliwych osadów wapnia w rurach, na urządzeniach sanitarnych, w czajnikach oraz mechanizmach pralek czy zmywarek. Zmiękczacze wody mają doskonały wpływ na urządzenia AGD oraz na skórę i włosy. Najczęściej montowane są centralnie w domach jednorodzinnych.
Etapy filtracji wody i kolejność montażu filtrów
Kolejność montażu poszczególnych filtrów wody zależy od tego, jaką funkcję one pełnią. W pierwszej kolejności woda wpływająca do budynku powinna przepływać przez filtr zatrzymujący zanieczyszczenia stałe. Taką funkcję pełni filtr mechaniczny, dlatego to on powinien być wpięty do instalacji wodnej jako pierwszy w kolejności. Filtr mechaniczny stanowi podstawowy element filtracji wody w domu. Realizuje on wstępny etap filtracji. Usuwa z wody m.in. piasek, muł, rdzę i inne osady.
Za omówionymi wcześniej elementami systemu uzdatniania wody montuje się filtry węglowe. Ich zadaniem jest poprawa smaku i zapachu wody. Usuwają z niej chlor, a także eliminują lub redukują substancje organiczne i inne zanieczyszczenia.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
W dalszej kolejności do instalacji włącza się filtry antybakteryjne, których zadaniem jest wykluczenie ryzyka rozwoju mikroorganizmów, które mogą występować w wodzie. W tym celu można wykorzystać m.in. bakteriobójcze lampy UV. Przepływająca przez nie woda musi być przejrzysta.
Zadaniem wkładów mineralizujących nie jest zatrzymywanie zanieczyszczeń, ale wzbogacenie przefiltrowanej wody w cenne minerały. Takie wkłady alkalizują wodę, remineralizują ją oraz podnoszą jej pH.
Rodzaje filtrów ze względu na miejsce montażu
- Filtry na cały dom: Filtry uzdatniające wodę docierającą do domu ze studni lub z innego źródła powinny być ulokowane w domu, czyli w miejscu, gdzie panują odpowiednie warunki do działania urządzeń elektronicznych i zbiorników z wodą (ochrona przed niską temperaturą). Może to być kotłownia, pomieszczenie gospodarcze lub garaż.
- Filtry kuchenne: Filtry podzlewozmywakowe montowane są zazwyczaj w kuchni i mieszczą się w szafce pod zlewozmywakiem. Dostarczane są zazwyczaj wraz ze wszystkimi elementami koniecznymi do montażu. Zestaw składa się z dwóch lub trzech korpusów z wkładami filtrującymi - sedymentacyjnym, oczyszczającym wodę z zanieczyszczeń mechanicznych oraz węglowym, który czyści wodę z chloru, pestycydów i metali ciężkich. Filtry nakranowe umieszcza się je zwykle na wylewce baterii kuchennej, aby poprawić smak i zapach wody przeznaczonej do celów spożywczych.
- Filtry łazienkowe: W łazience możemy zastosować specjalne filtry węglowe w słuchawce prysznicowej, korzystnie wpływające na jakość wody, którą spłukujemy ciało podczas kąpieli. Do tej grupy zaliczamy również filtry do pralek, które usuwają złogi kamienia odkładające się na elementach urządzeń AGD (bębny, grzałki itp.), powodują niszczenie sprzętu oraz większe użycie energii.
- Filtry dzbankowe: Najprostsze urządzenie filtrujące, które ma za zadanie oczyścić wodę przeznaczoną do picia z kranu. Umieszczony w urządzeniu filtr oczyszcza wodę z chloru, jonów wapnia (co zapobiega osadom, np.
Na co zwrócić uwagę przy wyborze filtra do wody?
- Rozmiar: Wielkość urządzeń filtrujących jest bardzo różnorodna. Największe systemy uzdatniające na cały dom składają się z filtrów o wysokości człowieka, które najlepiej umieścić w piwnicy tuż przy hydroforze. Natomiast te montowane przy kranie są niewielkie i nie przeszkadzają w codziennym korzystaniu z kuchni. Filtry podzlewozmywakowe są nieco większe, ich rozmiary (np. 40 x 40 x 14 cm) pozwalają na bezproblemowy montaż pod zlewozmywakiem.
- Wydajność: W zależności ile wody zużywamy (przeciętnie jedna osoba zużywa codziennie od 200 do nawet 400 litrów wody) musimy dobrać urządzenie do tej wartości. Decydując się na filtr zamontowany na cały dom, trzeba brać pod uwagę ilość domowników (czyli ilość wszystkich możliwych kranów odkręconych przez nich w jednym czasie). Producenci bardzo często określają wydajność, biorąc pod uwagę ilość osób w danym gospodarstwie domowym. Kuchenne filtry węglowe charakteryzują się wydajnością wahającą się w granicach od 100 do 200 litrów na godzinę. Wydajność systemów osmotycznych w przeciętnych urządzeniach waha się w granicach 200 - 300 litrów na dobę, co w przypadku użytkowania filtra w kuchni jest zupełnie wystarczające.
- Temperatura pracy: Należy pamiętać o tym, że filtry do wody nie mogą pracować w temperaturze poniżej zera. Możemy kupić filtr do wody zimnej - zazwyczaj działające w przedziale 2°C - 42°C, oraz specjalnie przeznaczone do wody gorącej (mogą one być również używane do wody zimnej)- sprawdzające się w przedziale temperatur 2°C - 80°C.
- Rozmiar przyłącza: Kupując filtr warto sprawdzić, czy rozmiar przyłącza pokrywa się z rozmiarem naszych rur. Najczęściej przyłącza mają rozmiar ¾”, ¼” lub ½”. Można też znaleźć modele, w których można dostosować rozmiar przyłącza do wielkości jakiej potrzebujemy.
- Żywotność wkładów i lamp UV: Wkłady sedymentacyjne jak i węglowe powinny być wymieniane co 2 - 6 miesięcy. Żywotność membran oceniana jest na 3 - 5 lat. Żywotność promiennika sterylizującego UV to około 12 miesięcy. W przypadku określania żywotności naszego sprzętu filtrującego wodę musimy wziąć pod uwagę zużycie wody oraz jej jakość.
- Maksymalne ciśnienie pracy: Filtrowanie obniża ciśnienie wody i często przy wyjściu z filtra może być nawet kilkukrotnie niższe jak przy wejściu. Z reguły ciśnienie pracy filtrów wynosi od 3,5 do 4 bar.
- Maksymalne ciśnienie uderzeniowe: Określa maksymalną wartość ciśnienia, z jaką woda jest dostarczana do filtra. Producenci dbają o to, aby wytrzymałość urządzenia przewyższała standardowe ciśnienie spotykane w instalacji wodnej w gospodarstwach domowych.
Procesy filtracji wody
Proces uzdatniania wody może przebiegać na różne sposoby, w zależności od rodzaju zanieczyszczeń i oczekiwanej jakości.
- Napowietrzanie: Inaczej utlenianie wody za pomocą tlenu. Napowietrzanie odpowiada za usuwanie z wody gazów rozpuszczonych (dwutlenku węgla, siarkowodoru oraz innych wpływających negatywnie na smak oraz zapach wody) i lotnych związków organicznych. Podczas napowietrzania wody wzrasta stężenie tlenu, a przez usunięcie CO2 zwiększa się odczyn pH wody. Napowietrzanie bardzo często stanowi pierwszy etap przed właściwym odżelazianiem i odmanganianiem wody.
- Koagulacja: Proces koagulacji polega na łączeniu się drobnych cząstek rozproszonych w wodzie w większe skupiska - koloidy, które następnie łączą się w większe aglomeraty i w kolejnych procesach jednostkowych uzdatniania wody mogą być łatwiej usuwane.
- Sedymentacja i flotacja: Metoda filtracji wody za pomocą sedymentacji i flotacji zapewnia usunięcie zawiesin obecnych zarówo w wodzie surowej jak i wodzie po koagulacji, czy strącaniu chemicznym. Podczas sedymentacji usuwane są cząsteczki cięższe niż woda.
- Filtracja mechaniczna: Mechaniczne oczyszczanie wody na dużych stacjach uzdatniania wody realizowane jest na kolumnach, filtrach o dużej wydajności pośpiesznych, powolnych wypełnionych specjalnym materiałem filtracyjnym, np. piaskiem kwarcowym, na którym tworzy się biofilm. Podczas filtrowania mechanicznego z wody usuwane są zanieczyszczenia stałe.
- Wymiana jonowa: Wymiana jonowa stosowana jest do usuwania z wody substancji rozpuszczonych. W zależności od rodzaju żywic wypełniających butle filtracyjne wymieniane są kationy lub aniony. Wymiana jonowa jest znana jako sposób na zmiękczanie wody. Filtr zmiękczające wodę wypełnione są żywicą jonowymienną kationitową.
- Adsorpcja: Najczęściej stosowanym sorbentem jest węgiel aktywny występujący w formie pylistej, granulowanej.
- Procesy membranowe: Procesy membranowe znajdują zastosowanie w odsalaniu i demineralizacji wody przemysłowej lub dla produkcji wody pitnej w domach i mieszkaniach. Do procesów membranowych zaliczają się: odwrócona osmoza, elektrodializa, ultrafiltracja, nanofitlracja. Systemy odwróconej osmozy są coraz bardziej popularne.
- Dezynfekcja: Dezynfekcja, to metoda filtracji wody, która odpowiada za usunięcie i zahamowanie rozwoju mikroorganizmów, bakterii i wirusów z wody. Proces ten, jest stosowany jako ostatni element stacji uzdatniania wody. W warunkach domowych do skutecznej dezynfekcji wody używane są bakteriobójcze lampy UV.
Naturalna filtracja wody
Natura sama w sobie posiada mechanizmy, które pozwalają minimalizować negatywny wpływ człowieka. Do filtrowania wody przyroda wykorzystuje m.in. piasek, kamienie i inne rodzaje naturalnych „filtrów”.
- Gleba: Gleba to największy filtr na Ziemi. Każdy rodzaj wody, która występuje w przyrodzie musi najpierw przepłynąć przez glebę, która zawiera wiele różnych zanieczyszczeń. Mogą mieć one postać osadów, chemikaliów, nawozów, pestycydów, metali ciężkich, bakterii lub wirusów. Mimo licznych zanieczyszczeń gleba filtruje wodę na trzy różne sposoby: fizyczny, chemiczny i biologiczny!
- Mokradła: Także mokradła służą za naturalne filtry do wody. Wszystko za sprawą trzech procesów. Pierwszy z nich to wychwytywanie osadów, podczas którego gęsta roślinność terenów podmokłych w naturalny sposób filtruje wodę, spowalniając jej przepływ. W rezultacie zanieczyszczenia takie jak metale, opadają na dno mokradeł i z czasem zostają odseparowane od środowiska osadzając się głębiej w ziemi. Kolejnym etapem jest usuwanie składników odżywczych. Tereny podmokłe wychwytują z wody zanieczyszczenia takie jak azot i fosfor nim woda wpłynie do większego zbiornika takiego jak rzeka lub jezioro. Trzeci proces to detoksykacja chemiczna.
Jak widać, natura nie przestaje zaskakiwać swoją pomysłowością. Także filtry do wody kupowane w sklepach wykorzystują naturalne warstwy filtrujące. Wkłady filtrujące Dafi zawierają filtr z węgla aktywnego pozyskiwanego z łupin orzecha kokosowego. Posiadają też warstwę w żywicy jonowymiennej.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
tags: #filtracja #wody #rodzaje #i #procesy

