Рейтинг фильтров для воды

Мы протестировали и выбрали лучшее очистное оборудование и бытовые фильтры

Основные способы фильтрации воды

Фильтрование или фильтрация – это древнейший вид очистки воды, который заключается в пропускании потока через материал с множеством мелких сквозных отверстий.

Со временем термин в обиходе получили более широкое понятие. Сейчас под фильтрацией часто понимают все методы очистки воды с участием пористых материалов.

Виды механического фильтрования

Впервые воду начали очищать пропусканием через песок и гравий в Индии еще за 2000 лет до начала н.э.

В Древнем Риме каналы для водоснабжения вырывали неподалеку от озер для того, чтобы вода проходила через пористые стенки. Муниципальная очистка водных потоков впервые была организована в Британии в конце 18 века.

Справка! Сейчас вода подлежит обязательному фильтрованию, как на общегородских очистных станциях, так и во всех приборах домашнего пользования, которые устанавливаются на магистрали, под мойку, на поверхностях стола или пола.

В зависимости от размеров ячеек процесс происходит на следующих уровнях:

  • макро;
  • микро;
  • ультра;
  • нано.

У каждого вида механического фильтрования есть специфические особенности.


Макроуровень

Первичное механическое задержание макропримесей сначала проводится на сетках, сделанных из стойких металлических сплавов или полимеров.

Такие устройства часто называют грязевиками.

Они задерживают:

  1. самые крупные частицы;
  2. волокна,
  3. крупицы ила,
  4. ржавчины.

Грубое отделение примесей также успешно проводится на слое песка, измельченного щебня, гравия, других инертных пористых материалов. Первичная фильтрация может проводиться посредством пропускания потока через сетки и следующие конструкции:

  • картриджи;
  • колонки.

Сетки задерживают:

  • примеси с размерами от полусотни до 500 мкм;
  • картриджи – от 5 до 25 мкм;
  • колонки – не более 30 мкм.
На практике один вид механических фильтров применяется редко, гораздо чаще используется последовательность, составленная из сетки и следующей за ней колонки или картриджа.

Микроуровень

Микропроцесс проводится на специальных активированных углях, других материалах, которые используются в следующем виде:

  • мелкодисперсном;
  • гранулированном;
  • брикетированном посредством прессования.

При этом обеспечивается как механическое задержание, так и фиксирование по более сложному механизму частиц, минимальные размеры которых могут составлять несколько десятых долей микрометра.

Ультрауровень

Ультрафильтрация осуществляется с помощью фильтров из кокосовой стружки, других пористых материалов, часто имеющих волокнистую структуру.

При этом на мембранах с капиллярными размерами отверстий задерживаются примеси биологической (вирусы, микробы), органической природы с размерами до 0,01 мкм.

Недостаток метода заключается в том, что одновалентные ионы растворенных минеральных солей, имеющие слишком маленькие размеры, не задерживаются в порах ультрафильтров. Для удаления таких частиц нужны дополнительные усилия, основанные на обменных реакциях катионов.


Нанопроцесс

Фильтры с наноразмерами ячеек – результат инновационных разработок, которые пока на практике используются не очень часто.

Важно! Исследования об эффективности очистки воды наноматериалами продолжаются, результаты неоднозначны.

Маркетологи часто прибавляют приставку нано к названиям некоторых методов для придания им весомости. При ближайшем рассмотрении выясняется, что размеры ячеек соответствуют уровню ультрафильтрации, которая многократно апробирована и безопасна при правильном проведении.

Метод обратного осмоса

Эффективный метод отделения органических и минеральных примесей, включая ионы самых маленьких размеров, — обратное осмотическое фильтрование.

Процесс производится на мембранах с частичной проницаемостью.

Технология получила широкое распространение в промышленных и бытовых водоочистителях, позволяет не только избавить воду от загрязнений любого происхождения, но и умягчить ее.

Суть процесса сводится к продавливанию воды через полупроницаемое мембранное полотно. В результате грязевые частицы концентрируются и выводятся с дренажными стоками, а очищенный поток подается к потребителям. Обратный осмос позволяет очистить воду почти на 100 %.

Внимание! Полностью обессоленная вода не очень полезна при постоянном употреблении, поэтому в дополнение к таким комплексам желательно приобретать минерализаторы.

Применение сорбентов

Для очистки воды уже не одно столетие применяются разнообразные сорбенты – материалы с большой площадью активной поверхности, на которой благодаря физико-химическим взаимодействиям фиксируются частицы примесей.

В качестве сорбентов используются следующие материалы:

  • углеродсодержащие соединения естественного происхождения;
  • полимеры, например полипропилен;
  • безуглеродные материалы (например глины, природные алюмосиликаты);
  • графитовые композиты.

Пористый наполнитель картриджа или колонки не только обеспечивает сорбционные процессы, но и параллельно проводит механическую фильтрацию, что обеспечивает высокую суммарную результативность очистки.

Реагентные материалы

В процессе комплексной очистки воды используются методы совокупного воздействия на поток, при котором параллельно с механическим отделением частиц происходят химические реакции.


Ионный обмен

Наиболее яркий пример фильтрования, сопровождающегося реакцией, — это ионный обмен при умягчении воды. Жесткость придают, как известно, карбоновые соли кальция и магния, в то время как такие же соли щелочных металлов (калия, натрия) хорошо растворяются, не доставляют сложностей при пользовании водой.

Для умягчения поток пропускают через картридж или колонку с пористой массой, насыщенной подвижными ионами требуемых щелочных металлов.

Наполнитель представляет собой синтетические гранулы сферической или неправильной формы.

При пропускании воды через поры помимо обычного фильтрования происходит обмен катионами. В результате нормализуется солевой состав, уменьшается концентрация не только солей жесткости, но и в значительной мере ионов железа.

Каталитическое фильтрование

В некоторых ситуациях для отделения примесей, в частности железа, нужно провести окисление соединений, перевести их в нерастворимое состояние. Для этого на пористых сорбентах фиксируют измельченные катализаторы, при прохождении через которые происходит реакция окисления.

Образовавшийся осадок с размером крупиц от 10 до 25 мкм задерживается в порах поглотителя, обеспечивая таким способом очистку воды.

Биологический способ

Метод понижения концентрации аммиака в воде посредством пропускания через биофильтры применяется в рыбоводческих хозяйствах.

Рыбы при разведении после поедания 1 кг корма выделяют 31 г аммиака, обезвреживание которого могут обеспечить специальные бактерии.

Микробы, закрепленные на пластиковых гранулах, пористых пленках, песке или гравии, переводят токсичный аммиак водного потока в безопасный анионный вид.

Интересно! Для обеспечения полного обезвреживания аммиака объем биофильтра в рыбоводческом водоеме должен составлять 15 % от суммарного показателя. В других отраслях хозяйства фильтрация через биоматериалы практически не применяется.

Заключение

Фильтрование – это наиболее древний метод очистки воды, который по настоящее время остается базовым. Пропускание потока через сетки, ячеистые или пористые материалы проводится в промышленных, бытовых очистных комплексах. Иногда при этом помимо механического задержания примесей параллельно происходят процессы другой природы.

В последние года в медиа-источниках можно увидеть более широкую трактовку представлений о фильтрации, при которой рассматриваются способы очистки воды дистилляцией, пропусканием электрического тока, другими воздействиями. Такая постановка вопроса не совсем правомерна потому, что указанные процессы проходят без пропускания потока через фильтровальные материалы.

А какова Ваша оценка данной статье?
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...