Угольный фильтр для воды: как подобрать и изготовить?

Воду, вытекающую из крана, сложно назвать чистой, безвредной для здоровья, пригодной для приготовления пищи и питья. Очистить и обеззаразить ее, устранить остаточный хлор и прочие дезинфицирующие добавки, убрать неприятный запах позволяют фильтры. Одним из самых доступных и экологичных является угольный тип приборов для фильтрации.

Особенности

Угольный фильтр предназначен для очистки водопроводной воды, а также применяется в качестве системы водоподготовки при водоснабжении автономного типа. Очищающим веществом в данных конструкциях является активированный уголь. Он, в свою очередь, представляет собой продукт на основе древесины лиственных пород или скорлупы кокосовых орехов, которые подвергаются термическому воздействию. Завершающим этапом является процедура вскрытия пор, называемая активацией. Помимо угля, в составе могут содержаться другие компоненты, содержащие высококонцентрированный углерод.

В результате получается пористое вещество, имеющее способность к сорбированию, то есть задерживанию загрязняющих частиц и пропусканию влаги.

Чаще всего угольные фильтры выпускают в форме картриджей, представляющих собой многослойный блок. Внешняя часть представляет собой сначала более крупные, а затем постепенно сужающиеся сетки. Они служат для сдерживания механических загрязнений. Внутренняя часть картриджа – активированный уголь, который нуждается в периодической замене.

Выступая в качестве сорбента, активированный уголь в составе фильтра выполняет следующие функции:

• устранение неприятного вкуса и запаха воды;
• очищение воды от ржавчины;
• задерживание органических элементов, в том числе микроорганизмов;
• удаление из воды остаточного хлора и прочих элементов, используемых для дезинфекции.

Фильтр на основе активированного угля не справляется с очищением воды от радиоактивных элементов и ионов металлов.

С выполнением данных функций справится только уголь, соответствующий следующим критериям:

• Небольшой размер пор, причем для каждого типа очистительных систем понятие «небольшой» индивидуально. Для бытовых фильтров обычно используется уголь из скорлупы кокосового ореха, так как переработка именно этого сырья позволяет добиться необходимых параметров.
• Большая химическая твердость, которая препятствует вымыванию угля из системы фильтра при прохождении через него микрочастиц.
• Небольшой размер гранул. Чем меньше этот показатель, тем лучше вещество фильтрует воду. Размер гранул непосредственно связан с размером пор.

Виды и принцип работы

Угольный состав может быть заключен в различные типы фильтров. От особенностей последних зависит пропускная способность фильтрующего слоя, а значит, и качество очистки воды.

Самый простой фильтр может быть установлен на кран, используемый для подачи питьевой воды. Монтаж устройства на основной водопровод может стать причиной перепада давления в последнем.

Более мощные модели могут устанавливаться на магистральном ответвлении или на трубах подачи. Если речь идет о необходимости использования системы на этапе водоподготовки к подаче, то логичнее устанавливать прибор в системе скважины или колодца. Конкретное место определяется обычно типом используемого фильтра.

Выделяют следующие типы фильтрации на основе активированного угля:

• Фильтр кувшинного типа представляет собой насадку, устанавливаемую в специальный кувшин. Продолжительность срока ее службы составляет около 2 месяцев, после чего фильтр нуждается в замене. Их преимуществом является невысокая стоимость, простота монтажа и использования. Такое устройство может стать неплохим способом очистки воды для небольшой (2-3 человека) семьи. Однако подобные фильтры не обеспечивают высокую степень очистки, пропуская вместе с водой некоторые виды бактерий, соли тяжелых металлов.
• Проточные фильтры представляют собой насадки на кран. По своим техническим характеристикам они ощутимо превосходят кувшинные системы, однако степень их очистки также далека от оптимальной.

Проточный фильтр легко монтируется на кран, но снижает давление воды в нем. Применяемый в системе картридж служит до 3 месяцев, а при необходимости весь фильтр может быть снят и установлен на другой кран.

Подобное устройство подходит для квартирных и офисных помещений с централизованной канализационной системой, то есть той, где не требуется дополнительной водоподготовки.

• Баллонные (картриджные системы) представляют собой конструкцию из нескольких картриджей, имеющих разную степень очистки. Такое устройство включается в общую водопроводную систему и может состоять только из угольного фильтра или нескольких различных фильтрующих комплексов.

Баллонные фильтры обеспечивают среднюю степень очистки воды, однако вместе с эффективностью и производительностью растет и стоимость агрегата.

В условиях городского водоснабжения такого фильтра обычно достаточно для очищения воды из центрального водопровода. В остальных случаях сорбционный фильтр на древесной основе должен включаться в многоступенчатую систему очистки, поскольку он не может справляться со всеми загрязнениями.

• Угольный фильтр в составе системы обратного осмоса. Данная система водоочистки представляет собой устройство с многоэтапным очищением, одной из ступеней которого является прохождение воды через угольный фильтр. Особенностью системы является наличие в ней мембраны, которая пропускает исключительно молекулы воды и кислорода. Иначе говоря, она обеспечивает высокую степень очистки воды.

Как правило, система имеет несколько слоев мембран, причем каждый последующий характеризуется все меньшим диаметром отверстий. Последняя мембрана имеет настолько мелкие перфорации, что через них проходят лишь молекулы воды. Благодаря применению данных систем удается получить даже дистиллированную воду, поэтому они находят применение не только в быту, но и на производстве.

Увеличение производительности устройства влечет за собой дополнительные расходы – на покупку и монтаж системы, а также в связи с увеличивающимся объемом расхода воды.

Тщательная очистка имеет не только положительное, но и отрицательное значение. Выходящая из мембран вода полностью деминерализована, то есть лишена не только вредных, но и полезных веществ.

Подобные системы редко используются в бытовых нуждах, чаще такое оборудование имеет промышленное или медицинское назначение.

В зависимости от формы выпуска угля выделяют следующие фильтры:

• Картриджи, заполненные гранулированным составом. Они имеют более высокие сорбционные характеристики.
• Порошковые картриджи имеют большую рабочую площадь, поэтому жидкость очищается медленнее.
• Карбон-блок включает в себя разные виды угля, что предотвращает быстрое вымывание частиц.

Основой угольных фильтров могут выступать следующие компоненты:

• Каменный уголь, который хорошо справляется с очищением от пестицидов, фенолов.
• Активированный уголь обладает бактерицидным действием, устраняет запах хлора, считается наиболее доступным вариантом. Если имеет серебристое напыление, то характеризуется бактерицидным свойством.
• Природный цеолит характеризуется термостойкостью, способен устранять из воды тяжелые металлы.
• Кокосовый уголь отличается универсальностью действия, хорошо справляется с органическими загрязнениями, устраняет запах хлора, отличается способностью к регенерации. Выпускается в форме гранул или прессованных волокон.
• Медный цинк фильтрует не только холодную, но и горячую воду, задерживает взвешенные частицы. Он выпускается в гранулах.
• Гранулированный силикат алюминия поглощает взвешенные коллоидные частицы, имеет высокую скорость фильтрации.

Каждый из очищающих компонентов имеет различные размеры пор, что влияет на их фильтрующую способность. Так, вещества с большими порами подходят для очищения от органических частиц, с маленькими – для задержки химических.

Небольшие (микропоры) поры содержат уголь на основе скорлупы орехов кокоса, их диаметр составляет до 2 нанометров. Мезопоры имеют размеры в пределах 2-50 нанометров (картриджи с каменным углем). Макропорами называют поры размером от 50 нанометров, их можно наблюдать в древесном угле.

Как уже говорилось, большая часть угольных фильтров имеет вид картриджа, но возможен и выпуск в мешках. В них сменным сорбирующим элементом выступает металлический или полипропиленовый мешок.

Все устройства имеют идентичный принцип работы. Рассмотрим его на примере автоматической системы на основе кокосового угля, не нуждающегося в подсыпке и очищаемого обратным током воды.

Такой фильтр имеет вид пластиковой емкости с отделением для сорбента и распределительным баллоном внутри. Вода сверху вниз проходит через сорбент, а задержанные загрязнения при обратной промывке направляются в дренаж. Для промывки не применяют химические реагенты, устранить угольную пыль и воздух позволяет наполнение устройства водой. Эффективная очистка достигается лишь при условии, что контакт воды и угля продолжался не менее 5 минут.

Как сделать?

Простейший угольный фильтр для использования в домашних условиях можно сделать своими руками.

Данный процесс состоит из нескольких этапов и выглядит так:

• Необходимо взять пластиковую бутылку для воды и срезать у нее дно.
• Подготовьте емкость с крышкой, обычно используется простое ведро с крышкой. В ней делается перфорация размером с диаметр горлышка бутылки.
• Соедините ведро с крышкой и бутылку, обеспечив надежность и герметичность места стыка. Для этих целей можно использовать уплотнитель.
• Бутылку заполняют сорбентом, состоящим из смеси активированного угля (он является основой), песка, гравия. Готовый уголь можно купить в магазине или сделать самому. Для этого измельченные частицы древесины (самый простой вариант – ветки) лиственных пород нужно почистить от листьев, почек и загрязнений и прокалить в металлической кастрюле.
• Через полученный фильтр следует слить несколько литров воды, это позволит промыть сорбент, вывести из него угольные частицы. После того, как через фильтр начнет выходить чистая вода, он готов к использованию.

Если использовать канистры большого объема с краником, удастся сделать использование системы более комфортным.

Для тех, кто ищет экономный вариант создания угольного фильтра, полезной окажется информация о том, как восстановить фильтр, продлив период его эксплуатации.

Рекомендация одного из производителей картриджа предлагает вести восстановление угля следующим образом:

• Уголь засыпать в эмалированную посуду, промыть 2-3 раза проточной водой, после чего рекомендуется оставлять состав в воде для отстаивания на 2-3 часа.
• Процедить, залить 3 л воды с растворенной 3% двууглекислой соды. Довести до кипения, кипятить 30 минут.
• Слить раствор, промыть водой, процедить.

Таким способом можно регенерировать уголь до 3-4 раз. Большее количество раз восстановить состав не удастся, будет нужна его замена.

Советы

Обеспечить качественную фильтрацию и предотвратить ранний выход фильтра из строя позволит соблюдение следующих рекомендаций:

• Систему можно использовать только при таком давлении воды, которое считается разрешенным для данной модели (максимальное значение давления указывается на упаковке или в инструкции к прибору).
• Нельзя фильтровать горячую воду (исключение – картридж на основе медного цинка).
• При использовании в качестве фильтра каменного угля его на сутки замачивают в воде перед применением.
• Не следует устанавливать фильтр возле источников отопления и кипятить возле него воду. Это приведет к потере сорбентом своих свойств.
• При повышении влажности воздуха более чем на 70% работа фильтра нарушается, поэтому он должен устанавливаться только в помещениях с хорошей вентиляцией.
• Важно правильно организовать систему дренажа для удаления загрязненной воды.

Наибольшую эффективность угольные фильтры демонстрируют при очищении водопроводной воды. Система убирает остаточный хлор, ржавчину.

Если же вода поступает из глубокой скважины и практически не содержит органику, такая система окажется малоэффективной. Ее можно использовать лишь на этапе подготовки воды, а для очищения необходимы фильтры иного принципа действия.