6 самых распространенных систем фильтрации воды

На рынке доступно множество типов домашних систем очистки воды, и в каждой из них используются различные технологии для производства более чистой, безопасной и качественной воды для вас и вашей семьи. Но знаете ли вы, какая из систем фильтрации воды лучше всего подходит для дома? В этой статье мы рассмотрим 6 самых распространенных систем очистки.

Фильтрация осадка

Фильтрация отложений — это наиболее распространенная и основная система фильтрации воды, которая широко используется во всем мире для очистки воды в домашних, коммерческих и промышленных целях.

Фильтр очень хорошо удаляет из воды такие отложения, как ржавчину, песок, пыль, ил, тяжелые металлы и другие крупные частицы. Обычно отстойный фильтр изготавливается из полипропилена (ПП), полученного экструзией с раздувом из расплава, или гофрированного полиэстера (моющийся) с микронным рейтингом от 1 до 100 микрон.

Рейтинг в микронах указывает на размер пор фильтра, более низкие микроны означают более сильную фильтрацию (способную отфильтровывать загрязнения меньшего размера), но обеспечивают меньшую скорость потока воды.
Его можно использовать отдельно как точку входа для фильтрования всего дома, или использовать вместе с другими фильтрами для обеспечения большей фильтрации. Осадочный фильтр обычно используется в качестве предварительного в других системах фильтрации воды в домашних условиях, таких как фильтр с активированным углем и система фильтрации обратного осмоса, чтобы защитить остальные фильтры от засорения крупными частицами.

Как работает осадочный фильтр

Принцип работы осадочного фильтра довольно прост. Когда вода (несущая загрязнения различного размера) протекает через фильтр-отстойник с размером пор 5 мкм, все частицы размером более 5 мкм будут блокироваться и накапливаться на поверхности фильтра-отстойника, а загрязняющие вещества с размером пор меньше более 5 микрон свободно проходят через осадочный фильтр. Когда площадь поверхности осадочного фильтра израсходована, просто замените картридж на новый.
 
Преимущества фильтрации осадка:

• Бюджетный
• Эффективен против отложений и крупных частиц в воде
• Простой процесс замены
• Доступен широкий диапазон микрон. 

Недостатки фильтрации осадка:

• Не удаляет химикаты и загрязнения размером менее 1 микрона
• Необходимо комбинировать с другими фильтрами, чтобы обеспечить безопасную и вкусную питьевую воду.

2. Фильтрация с использованием блока активированного угля

Блок активированного угля состоит из мелкодисперсного угольного порошка, который удерживается вместе и остается статическим за счет связующего вещества. Он очень эффективен при удалении из воды вкуса и запаха хлора, химикатов и других загрязняющих веществ. Кроме того, блок с активированным углем способен уменьшать количество загрязняющих веществ, таких как свинец, летучие органические соединения (ЛОС) и микроскопические кисты в воде.

Форма порошка с высокой пористостью приводит к увеличению площади поверхности, что позволяет ему адсорбировать больше загрязняющих веществ в воде и предотвращать образование каналов. Он также обладает высокой устойчивостью к росту бактерий из-за крошечных размеров пор.

Как работает блочный фильтр с активированным углем

Когда вода протекает через поры блока активированного угля, все примеси, размер которых превышает размер пор, механически адсорбируются и накапливаются на поверхности активированного угля. В то же время, положительно заряженный активированный уголь притягивает все отрицательно заряженные химические вещества, такие как хлор, и избавляет от неприятного вкуса и запаха. Такую технологию истользует фильтр гейзер со сменными картриджами, который можно встретить практически на каждой кухне.

Преимущества блочной фильтрации активированным углем:

• Доступная цена и высокая эффективность (соотношение производительности и стоимости)
• Отличная фильтрация загрязняющих веществ
• Очень эффективно удаляет привкус и запах хлора
• Настраивается для различных дизайнов и приложений
• Хороший расход воды
• Длительный срок службы фильтра
• Сохраняет необходимые минералы
• Минимальное изменение уровня pH
• Подавление роста бактерий
• Легко использовать в сочетании с другими технологиями фильтрации
• Не требует источника питания
• Зеленые технологии
• Без химических добавок 

Недостатки блочной фильтрации с активированным углем:

• Требуется отдельный фильтр для отложений (для крупных отложений), чтобы продлить срок его службы и эффективной работы
• Не удаляет вирусы
• Не удаляет лишние минералы и растворенные твердые частицы

3. Фильтрация из гранулированного активированного угля (ГАУ)

Выполняет ту же функцию, что и блок с активированным углем, например, избавляется от вкуса и запаха хлора. Гранулированный активированный уголь содержит рыхлые гранулы угля, что приводит к более слабой адсорбции загрязняющих веществ, но более высокой скорости фильтрации воды по сравнению с угольным блоком. Его можно использовать в качестве предварительного фильтра, чтобы защитить угольный фильтр от более крупных частиц и добиться лучшего удаления вкуса и запаха хлора, химикатов и других загрязняющих веществ из водопроводной воды.

Высокая скорость потока воды делает его подходящим для использования при фильтрации с высокой и низкой интенсивностью, например, в системе фильтрации всего дома в точке входа, в коммерческих и промышленных системах фильтрации, в линейном фильтре для воды и в составе многоступенчатой системы фильтрации.

Как работает гранулированный активированный уголь

Подобно блоку активированного угля, гранулы угля поглощают содержащиеся в воде загрязнения, размер которых превышает размер ее пор. Гранулы активированного угля также притягивают к себе хлор, несущий отрицательный заряд. Кроме того, сам углеродный материал впитывает неприятный вкус и запах из воды. 

Преимущества фильтрации гранулированного активированного угля:

• Недорого
• Высокая фильтрация воды и скорость потока
• Хорошая способность фильтровать загрязнения
• Эффективно избавляется от вкуса и запаха хлора
• Длительный срок службы фильтра
• Сохраняет необходимые минералы
• Минимальное изменение уровня pH
• Легко использовать в сочетании с другими технологиями фильтрации для большей фильтрации
• Не требует источника питания
• Зеленые технологии
• Без химических добавок 

Недостатки фильтрации с использованием гранулированного активированного угля:

• Более слабая фильтрация, особенно против загрязнений меньшего размера
• Более низкая плотность углеродных гранул может вызвать рост бактерий
• Невозможно удалить вирусы
• Не удаляет лишние минералы и растворенные твердые частицы

4. Фильтрация с обратным осмосом

Обратный осмос — это технология фильтрации, в которой используется полупроницаемая мембрана (или мембрана обратного осмоса) для отделения неорганических загрязнений от воды и получения самой чистой питьевой воды. Он способен удалять из воды большинство загрязнителей (до 99%, включая минералы), за исключением большинства растворимых летучих органических соединений, некоторых пестицидов, растворителей и хлора.

Конечно, за высокоинтенсивной фильтрацией стоят некоторые затраты, такие как более высокая цена, низкая скорость фильтрации и образование большого количества рассола (обычно соотношение сточных вод к фильтрованной воде составляет 3:1).

А из-за низкой скорости фильтрации воды большая часть систем фильтрации обратного осмоса поставляется с резервуаром под давлением для хранения отфильтрованной воды. Мембрана обратного осмоса уязвима для хлора, поэтому необходимо установить хотя бы один фильтр с активированным углем в системе фильтрации обратного осмоса в качестве предварительного для удаления хлора.

Как работает обратный осмос

В процессе обратного осмоса молекулы воды вынуждены проходить через полупроницаемую мембрану из более концентрированного растворенного вещества в менее концентрированное. Размер пор мембраны обратного осмоса может составлять до 0,0001 микрон, что позволяет ей удалять до 99% загрязняющих веществ в воде, включая такие микроорганизмы, как бактерии и цисты.

Накопившиеся загрязнения на поверхности мембраны затем будут смываться и сливаться в виде рассола (сточных вод), чтобы мембрана обратного осмоса оставалась чистой и прослужила дольше. Отфильтрованная питьевая вода будет храниться в резервуаре для воды под давлением для дальнейшего использования.

Преимущества фильтрации обратного осмоса:

• Предлагает самую сильную фильтрацию против большинства загрязняющих веществ, содержащихся в воде.
• Способна удалять или значительно уменьшать растворенные твердые вещества, железо, кальций, свинец, цисты, ртуть, бактерии и другие загрязнители
• Самая чистая питьевая вода
• Очень долгий срок службы мембраны обратного осмоса (2-3 года) благодаря постоянной очистке
• Низкое значение общего содержания растворенных твердых веществ (TDS) в фильтрованной воде 

Недостатки фильтрации обратным осмосом:

• Не удаляет хлор, некоторые пестициды и органические химические вещества, растворители и летучие органические соединения
• В процессе фильтрации образуется большое количество рассола (сточных вод)
• Медленная скорость фильтрации воды
• Удаление из воды необходимых минералов и снижение уровня pH.
• Требуется резервуар для хранения фильтрованной воды
• Не может использоваться отдельно для очистки хлорированной водопроводной воды.
• Более высокая стоимость

5. Дистилляция

Дистилляция — это процесс очистки воды, который используется очень давно. Возможно, он не так популярен и широко используется, как фильтр с активированным углем и обратный осмос, но хорошо справляется со своей задачей по очистке воды.

Читайте также: Польза и вред бутилированной воды. 15 "за" и "против"

Как работает дистилляция воды

Водяной дистиллятор сначала испаряет воду, нагревая ее до точки кипения с помощью электроэнергии. Затем пар улавливается и конденсируется в чистую дистиллированную воду в жидкой форме. В процессе испарения и конденсации загрязняющие вещества в воде, включая основные минералы, остаются и позже сбрасываются. За исключением летучих органических соединений (ЛОС), поскольку они также будут испаряться и конденсироваться в дистиллированной воде из-за их температуры кипения ниже 100 градусов.

Весь процесс дистилляции воды занимает довольно много времени, чтобы произвести лишь небольшое количество дистиллированной воды, что ограничивает область применения (в основном используется только для промышленных процессов).

Преимущества дистилляции воды:

• Сильная очистка воды
• Удаляет большинство загрязняющих веществ, содержащихся в воде
• Возможность удаления растворенных твердых веществ, лишних минералов и бактерии.
• Замена фильтрующего картриджа не требуется 

Недостатки дистилляции воды:

• Длительный процесс
• Низкая производительность
• Требует тщательного ухода
• Потребляет электроэнергию
• Более высокие эксплуатационные расходы
• Удаляет из воды необходимые минералы
• Более высокая стоимость
• Невозможно удалить органические вещества с температурой кипения ниже 100 градусов по Цельсию

6. Ионный обмен

Ионный обмен — это процесс удаления нежелательных растворенных ионов из воды и замены их другими ионами с таким же электрическим зарядом из ионообменной смолы. Химическая реакция происходит, когда вода проходит через сосуд со специальной смолой в периодическом, или непрерывном режиме.

Существует два типа ионообменных процессов: процесс катионного обмена (для положительно заряженных ионов) и процесс анионного обмена (для отрицательно заряженных ионов). При очистке воды два ионообменных процесса обычно используются для смягчения и деионизации воды, таких как деминерализация, абсорбция кислоты и удаление металлов.

Как работает ионный обмен

В процессе умягчения воды смола с положительно заряженными ионами натрия улавливает образующие накипь положительно заряженные ионы кальция и магния в воде и выделяет ионы натрия в воду для обмена. В то время как для процесса деионизации он может либо обменивать положительно заряженные ионы (катионы), либо отрицательно заряженные ионы (анионы).

В процессе анионообмена отрицательно заряженные ионы в воде, такие как фторид, мышьяк, нитрат, уран, сульфат и другие, удаляются и обмениваются с другими желательными отрицательно заряженными ионами, такими как хлорид. И когда емкость ионообменной смолы полностью израсходована, она будет подвергаться процессу, называемому регенерацией, чтобы восстановить исходное состояние смолы IX с использованием регенератора, такого как раствор хлорида натрия и соляная кислота.

Умягчение и деионизация воды часто используются в системе фильтрации воды вместе с другими технологиями фильтрации, такими как обратный осмос (RO) и активированный уголь. Процесс ионного обмена эффективен при удалении растворенных неорганических загрязнений, но слаб против органических загрязнений и микроорганизмов.

Преимущества ионообменного метода:

• Недорого
• Эффективен против растворенных неорганических загрязнений
• Способен удалять мышьяк, фторид, нитраты, сульфаты, уран и другие отрицательно заряженные загрязнители
• Способен удалять марганец, железо, хром, магний, кальций и другие положительно заряженные загрязнения
• Регенерируемый для непрерывного использования 

Недостатки метода ионного обмена:

• Не удаляет отложения, органические загрязнения и микроорганизмы
• Смола уязвима для роста бактерий
• Высокие эксплуатационные расходы