Filtry i metody filtracji

Klasyfikacja ze względu na sposób działania czy sposób montażu to niejedyne kryteria rozróżnienia filtrów do wody. Ważną kwestią jest także ich podział ze względu na metodę jej oczyszczania.

Rodzaj filtracji wpływa na budowę filtrów oraz stosowane w nich rozwiązania, które mają na celu redukcję konkretnych zanieczyszczeń. Najprościej mówiąc, uzdatnianie wody polega na poprawie jej właściwości fizykochemicznych i dostosowaniu ich do obowiązujących norm. Podstawowym czynnikiem decydującym o jakości wody i sposobach uzdatniania jest jej skład. Woda testowana jest pod kątem organoleptycznym, fizykochemicznym, mikrobiologicznym i radiologicznym. Nie wszystkie metody uzdatniania zalecane są do stosowania w domach, w których jest ujęcie wodociągowe – część z nich po prostu tego nie potrzebuje lub proste dzbanki filtrujące albo modele nakranowe w zupełności wystarczają.

Filtry mechaniczne

Filtracja mechaniczna jest pierwszym i niezbędnym etapem oczyszczania wody, który stosowany jest we wszystkich filtrach. Proces ten polega na usunięciu zanieczyszczeń stałych i częściowo bakterii, które mogły powstać podczas transportu wody rurami wodociągowymi. Skuteczność oczyszczania zależy m.in. od rodzaju użytego materiału, stopnia zanieczyszczenia wody czy wielkości porów w fi1ltrze. Filtry mechaniczne bardzo często nazywane są również cząstkowymi. Wyłapują m.in. piasek, resztki materiałów uszczelniających, rdzę czy drobiny pochodzenia organicznego. Zasada działania jest prosta. Woda przepływa przez masę filtrującą, która ma postać siateczki. Otwory, mające od 5 do 50 mikronów, najczęściej umieszczane są w miejscu, gdzie woda wpływa (filtracja wstępna) i gdzie wypływa (filtracja końcowa). Filtry mechaniczne dzielą się na kilka rodzajów. Do najważniejszych zalicza się filtry z wymiennymi wkładami z włókniny polipropylenowej, siatki metalowej lub sznurka, wypełnione materiałami filtrującymi lub z wkładami stałymi z tworzywa sztucznego lub stali nierdzewnej.

Filtry węglowe

Wypełnione są węglem, który wytwarzany jest głównie z torfu, węgla kamiennego i brunatnego, a także materiału drzewnego i ma postać granulek lub specjalnych bloków sprasowanego, porowatego węgla. Filtracja polega na absorpcji fizycznej i chemicznej. Zanieczyszczenia przyklejają się do powierzchni węgla, wnikają w pory i tam są zatrzymywane. Wkłady węglowe brykietowe zatrzymują swoją masą nie tylko zanieczyszczenia koloidalne o wielkości 1–5 mikronów, ale również chlor. Budową przypominają wkłady mechaniczne z pianki polipropylenowej, czyli jest to rodzaj „otwartokomorowej” masy mikropęcherzyków i mikroporów z węgla aktywnego. W wypadku filtracji za pomocą węgla aktywnego konieczne jest wcześniejsze oczyszczanie mechaniczne. Filtry węglowe przeznaczone są do usuwania chloru i jego związków oraz zanieczyszczeń organicznych. Dodatkowo poprawiają smak, zapach i kolor wody, którą pozbawiają żółtego zabarwienia.

Filtry zmiękczające

Wykorzystują tzw. wymiennik jonowy, czyli żywicę jonowo-wymienną. Proces filtracji polega na wymianie jonów „twardych” na jony „miękkie”, które są obojętne. Sole wapnia i magnezu, które powodują twardość wody, zostają zatrzymane przez żywicę, a w ich miejsce wstawiane są jony sodu. W filtrach domowych stosowane są kationity i anionity. Pierwsze z nich usuwają kationy wapnia i magnezu, drugie aniony chlorków i siarczanów. Złoże wypełnione jonami „twardymi” przechodzi proces automatycznej regeneracji. Zmiękczona woda nie tylko likwiduje kamień kotłowy, ale również chroni instalacje ciepłej wody, usuwa zacieki na szklanych naczyniach i zmniejsza zużycie środków piorących.

Filtry odżelaziające i odmanganiające

Używa się ich do oczyszczania wody z dużych głębokości, która często ma zbyt duże stężenie żelaza i manganu, wpływające na przebarwienia i mętność. Filtracja polega na zamianie rozpuszczalnych związków w formy nierozpuszczalne, które następnie są zatrzymywane przez odpowiednie złoże. Oczyszczanie wody jest dwuetapowe. W pierwszym żelazo i mangan są utleniane, co sprawia, że przyjmują postać większych cząstek i łatwiej je wychwycić. Dzięki temu następuje drugi etap, w trakcie którego są one zatrzymywane i nie przedostają się już do wody. Systemy tego typu eliminują wszystkie rodzaje żelaza i manganu z wody, dzięki czemu na kranach czy umywalkach nie pojawiają się żadne osady. Wśród odżelaziaczy dostępne są urządzenia regenerowane nadmanganianem potasu lub przez napowietrzanie. W zależności od jakości wody można też skorzystać z urządzeń regenerowanych solą kuchenną, które jednocześnie usuwają żelazo rozpuszczone w wodzie oraz mangan i węglan wapnia.Używa się ich do oczyszczania wody z dużych głębokości, która często ma zbyt duże stężenie żelaza i manganu, wpływające na przebarwienia i mętność. Filtracja polega na zamianie rozpuszczalnych związków w formy nierozpuszczalne, które następnie są zatrzymywane przez odpowiednie złoże. Oczyszczanie wody jest dwuetapowe. W pierwszym żelazo i mangan są utleniane, co sprawia, że przyjmują postać większych cząstek i łatwiej je wychwycić. Dzięki temu następuje drugi etap, w trakcie którego są one zatrzymywane i nie przedostają się już do wody. Systemy tego typu eliminują wszystkie rodzaje żelaza i manganu z wody, dzięki czemu na kranach czy umywalkach nie pojawiają się żadne osady. Wśród odżelaziaczy dostępne są urządzenia regenerowane nadmanganianem potasu lub przez napowietrzanie. W zależności od jakości wody można też skorzystać z urządzeń regenerowanych solą kuchenną, które jednocześnie usuwają żelazo rozpuszczone w wodzie oraz mangan i węglan wapnia.

Filtry odwróconej osmozy

Są doskonałym rozwiązaniem w tych domach, w których woda pobierana jest z własnego ujścia i nie jest wstępnie oczyszczana. Odwrócona osmoza polega na demineralizacji wody, która ma przez to skład zbliżony do wody destylowanej, oraz na ponownym wprowadzeniu niezbędnych organizmowi ludzkiemu minerałów. Woda, przepływając pod ciśnieniem przez specjalną membranę, zostaje pozbawiona wszystkich cząsteczek, które są większe od jej cząstek. Pod wpływem ciśnienia siatka rozdziela wodę na dwa roztwory o różnych stężeniach. Konstrukcja błon sprawia, że przepuszczają one tylko czyste i proste cząstki związków chemicznych. Proces ten odbywa się w kierunku odwrotnym, gdyż po stronie brudnej wody przyłożone jest ciśnienie wody wodociągowej, które pokonuje ciśnienie osmotyczne, niweluje je i powoduje przepychanie przez mikrootworki membrany osmotycznej tylko cząstek czystej wody i niektórych prostych związków soli pierwiastków. Tak więc czysta woda płynie przez membranę, podczas gdy substancje rozpuszczone odprowadzane są do kanalizacji. To, ile wody trafi do odrzutu, zależy od temperatury wody zasilającej, jej ciśnienia oraz zasolenia, które jest im mniejsze, tym lepiej. Idealna temperatura wynosi 32 °C, a ciśnienie 4,5 atm. Jednak to nie wszystko. Uzyskanie właściwych proporcji tych parametrów jest dosyć rzadkie. Dlatego też pod uwagę bierze się również wydajność i jakość zastosowanej membrany osmotycznej, rodzaj i czystość wkładów wstępnych oraz to, czy filtr ma zainstalowaną pompę elektryczną, która szybciej odcina dopływ wody. Standardowy system filtruje min. 200 l wody na dobę, zajmuje ok. 1/3 szafki pod dwukomorowym zlewozmywakiem i zwykle ma osobny zbiornik na czystą wodę, który jest połączony z wkładami za pomocą specjalnego przewodu. Takie rozwiązanie pozwala na umieszczenie jednej części urządzenia w innym miejscu.

Lampy UV

Służą do dezynfekcji wody, w której występują wirusy, drobnoustroje, różnego rodzaju bakterie i mikroorganizmy, mogące stanowić zagrożenie dla zdrowia człowieka. Dezynfekcja wody odbywa się przez naświetlanie wody promieniami UV, które niszczą fl orę bakteryjną. Promienie są absorbowane przez struktury genetyczne DNA drobnoustrojów, co powoduje ich zniekształcenie. Kupując tego typu fi ltr, trzeba pamiętać o wymianie żarnika, odpowiadającego za sterylność wody.