Уголь является универсальным сырьем в области адсорбции. Сфера его применения разнообразна, начиная от очистки воды для бытовых нужд и заканчивая использованием в промышленных очистных установках.
Что такого примечательного в незаурядном угле? Во-первых, уголь, действительно,
обладает очень высоким адсорбирующим потенциалом, то есть поглощающим эффектом. А вот активированный уголь, то есть которому придали электроположительный заряд, увеличивает адсорбирующую способность к механическим загрязняющим веществам. Таким образом, отрицательные ионы загрязняющих веществ, находящиеся в воде, притягиваются к поверхности положительных угольных гранул. Это дает возможность активированному углю впитывать в себя немалое количество различных механических примесей, органических соединений и прочего «мусора», находящегося в воде. Активированный уголь, также, применяют для снижения давления и скорости потока воды, проходящего через фильтр. Именно поэтому его применяют во всех современных фильтрах по очистки воды, как в бытовых условиях, так и в промышленных целях.
Давайте разбираться, какой уголь применяется для очистки воды в домашних условиях с помощью бытовых проточных фильтров и систем обратного осмоса. Существуют такие понятия как гранулированный, кокосовый, брикетированный и спеченный уголь.
Гранулированный активированный уголь. Гранулирование угля – это процесс переработки угля в куски геометрически правильной, единообразной формы и одинаковой массы — гранулы. После изготовления гранулы активированного угля проходят обработку специальной кислотой для удаления нежелательных загрязнений. Высокая степень очистки угля и нейтральный рН предотвращают вторичное загрязнение очищаемой воды. Высокая эффективность активированного угля достигается получением гранул с максимальной сорбционной емкостью. Активированный уголь требует периодической обратной промывки для удаления задержанных взвешенных частиц и перераспределения фильтрующего материала.
Для очистки воды в бытовых фильтрах, как правило, используются картриджи с гранулированным углем, имеющих несколько размеров гранул. Для третьей ступени механической очистки рекомендуют применять гранулированный уголь, размером гранул 1 мкм и 5 мкм, задерживающие механические примеси. Гранулированный активированный уголь предназначен для удаления запахов, цвета, мутности и неприятного вкуса.
Гранулированный активированный уголь, в отличие от порошкового, имеет больший размер частицы, а значит, обладает меньшей внешней поглощающей поверхностью. Применяется для адсорбции газов, паров и разделения компонентов в системе потока. Активированные гранулы угля применяются специально для использования в паровой среде.
Порошковый активированный уголь, как правило, применяют на
промышленных станциях водоподготовки с целью удаления большого количества хлора. Порошок засыпается непосредственно в воду. Затем происходит процесс реагирования воды с углем, спустя некоторое время уголь отфильтровывается. В домашних условиях этот способ практически не используется.
Кокосовый активированный уголь применяется в картриджах к проточным фильтрам и систем обратного осмоса для удаления хлора, хлорорганических соединений, запахов, цветы, мутности и неприятного вкуса воды. Именно кокосовый уголь занимает лидирующее место среди всего ряда активированных углей. Обладая большей адсорбирующей (поглощающей) способностью, кокосовый уголь отличается еще и высокими прочностными качествами.
Производят кокосовый уголь путем нагрева хорошо высушенной скорлупы зрелых кокосов в специальных печах, без доступа кислорода. При этом важным моментом считается тот факт, что кокосовый уголь доводят до стадии коксования без полного разрушения. Кокосовый уголь также встречается в двух формах: гранулированный и порошковый.
Картриджи с брикетированным или спрессованным активированным
углем – изготовлены из активированного угля повышенной плотности, что обеспечивает фильтрацию в 5 мкм. Применяется для удаления сложных хлорсодержащих соединений. Улучшает вкус и запах воды, также удаляет органические соединения, пестициды и другие химикаты. Площадь фильтрации угольного блока практически вдвое больше обычного гранулированного угля, кроме того, он имеет большую адсорбирующую способность и более длительный срок службы.
Спечённый уголь может задерживать механические загрязнения величиной до 1-3 мкм. Картриджи со спечённым активированным углем, используемые для очистки воды, способны удалять 98-99% свободного хлора, органические загрязнения, хлоровторичные пестициды (до 85%), фенол, бензол. Уровень адсорбции спечённого угля гораздо выше, чем у остальных углей, которые предназначены для очистки воды. Спечённый уголь обладает адсорбцией, превышающей уровень гранулированного в 2 раза.
Фильтры для воды с активированным углем требуют постоянную замену. Как правило, один раз в 3-4 месяца. Только так можно обеспечить качественную фильтрацию воды. Неприятный вкус и запах воды, прошедшей через фильтр воды — сигнал о том, что фильтр больше не в состоянии полностью удалить загрязнения и отработал свой срок службы. Не допускайте до такого состояния свой фильтр, тем самым Вы подвергаете риску обратноосмотическую мембрану (система обратного осмоса) и, конечно же, качество питьевой воды.
Система «обратный осмос» на сегодняшний день самый оптимальный способ максимально очистить воду. Отличительной особенностью системы «обратного осмоса» является принцип ее работы: продавливание воды через специальную мембрану, которая способна пропускать только молекулы кислорода и водорода, то есть молекулу воды. Вода, проходящая через фильтрующие элементы, поддается многократному очищению. А именно:
Далее вода поступает во второй фильтр, который очищает воду от хлора, хлористых соединений. Подбор картриджа для второй стадии очистки производится индивидуально, исходя из качества Вашей воды. Но, как правило, применяются картриджи на основе угля (отличный адсорбент) или ионообменной смолы (максимальное смягчение). Здесь могут быть применены разные картриджи, в зависимости от качества вашей воды.
Обратный осмос используется в различных технологиях очистки воды от примесей, в том числе для опреснения воды и очищения питьевой воды для различных целей с начала 1970-х годов. Обратноосмотическую воду можно пить без кипячения, так как в ней нет вредоносных вирусов, микробов, бактерий. Через мембрану обратноосмотического типа не проходят органические вещества. К ним относятся гербициды, пестициды, сульфаты, железо, свинец, фтор, мышьяк, асбест, стронций, нитраты, нитриты, ртуть, магний.
В зону наиболее критических регионов входят Одесская, Донецкая, Харьковская, Днепропетровская, Запорожская, Херсонская и Николаевская области. В этих областях качество воды классифицируется как очень грязная (VI класс). В этих регионах из-за антропогенного загрязнения (промышленность, бытовые сточные воды), а также из-за изношенности очистных сооружений люди зачастую пьют техническую воду, отклонения от нормы которой порой составляет до 80 процентов.
Так появились первые мембраны. Конечно, изначально это применялось в секретных стратегических проектах (космос), в армии (в силу дорогостоящих технологий), разработки применялись и фармации.