Как работает фильтр: Как работает фильтр для воды

Как работает фильтр для воды

Фильтры для воды – это общепринятое название технических установок или средств, которые применяются в системе водоподготовки. Все они делятся на две категории:

• предназначенные для бытового очищения,
• предназначенные для подготовки питьевой воды.

Итак, фильтры для воды отличаются по принципу работы и типу, благодаря чему выбрать подходящий не составляет труда. Но как именно они работают?

Принцип работы фильтров-кувшинов

Кувшинный фильтр практически от любого производителя – это простая конструкция, состоящая из двух основных элементов емкости определенного объема и фильтрующего картриджа, через который вода, протекая внутрь емкости, очищается от примесей.  Такой способ прост, дешев и достаточно эффективен, если водопроводная вода находится в границах допустимого загрязнения.

Принцип работы фильтров-насадок на кран

Этот вариант фильтра имеет малые габариты и обладает минимум вдвое большим ресурсом картриджа, чем у фильтра-кувшина. Принцип работы фильтра-насадки на кран практически такой же, как у кувшина, но основное отличие заключается в том, что вода проходит сквозь очищающий картридж под воздействием напора воды, а не под действием гравитации.

Фильтрующие насадки на кран также являются достаточно бюджетным вариантом очистки воды. Но здесь нужно понимать, что качество фильтрации не намного выше, чем у кувшинных фильтров.

Такой фильтр станет идеальным выбором в поездках или для дачи, поскольку сам фильтр достаточно мал в габаритах.

Принцип работы стационарных фильтров

Стационарные фильтры в зависимости от вида и производителя – это достаточно эффективные установки, которые соединяются с водопроводом при помощи гибкого патрубка и очищают весь поступающий объем воды. Эффективность очистки таким вариантом фильтра достаточно высока, но сама установка будет занимать определенное место, что следует учитывать при выборе. При желании установку можно спрятать в тумбу на кухне или подвесить на стене.

Сам фильтр имеет специальную емкость, в которой скапливается чистая вода. А среди преимуществ отметим относительно высокую скорость очистки воды и способность работать даже при слабом напоре воды в водопроводе.

Принцип работы фильтров под мойку

Данный вариант фильтров отличается от вышеуказанных тем, что он не требует дополнительного места на кухне, поскольку работает по принципу прямого подключения к водопроводу. От фильтра в мойку или на отдельную столешницу выводится особый краник, который и поставляет очищенную питьевую воду.

Качество очистки у качественных фильтров под мойку высокое, благодаря тому, что процесс включает целых пять ступеней очистки. Конечно, есть варианты фильтров под мойку и попроще, но они также очищают воду намного лучше, чем все вышеперечисленные фильтры вместе взятые. Единственным особым условием для установки системы под мойку является необходимость в достаточно высоком давлении и если вы живете на последних этажах дома и напор воды в кране оставляет желать лучшего, такой фильтр ставить не стоит.

Принцип работы фильтрующих установок на основе обратного осмоса

Фильтры на основе обратного осмоса – это на сегодняшний день самый эффективный способ очистки воды, благодаря тому, что они способны очищать максимальное количество воды в очень короткие сроки. Технология обратного осмоса позволяет очистить даже очень грязную воду на первый взгляд не пригодную для питья.

Единственным заметным минусом такой системы является ее достаточно  высокая стоимость.

Принцип очистки в систему обратного осмоса заключается в том, что вода проходит сквозь специфические мембранные элементы, пропускающие только атомы водорода и кислорода, а вот всевозможные примеси, соли жесткости, вирусы и бактерии сквозь очистной наполнитель пройти, не способны. В результате имеется достаточно большой объем чистейшей безопасной воды.

Читайте так же:

• Как работает фильтр для воды

принцип работы ➣ Первая вода

Фильтры для воды – общее название технических установок, используемых в системах водоподготовки. Все виды устройств делятся на две категории:

• для бытовой очистки;
• для подготовки питьевой воды.

Чтобы получить представление о том, как работает фильтр для воды, надо ознакомиться с наиболее распространенными конструкциями, применяемыми в жилых домах, промышленных и общественных учреждениях.

Фильтры для получения питьевой воды

Фильтры для получения питьевой воды различаются принципом действия, установкой, производительностью и степенью очищения. Чтобы выбрать оптимальную по функциональным возможностям установку, надо знать не только как работает фильтр для очистки воды, но и качество водного источника.

Водные ресурсы в городах и регионах отличаются химическим и биологическим составом, содержанием механических примесей (песок, глина, известь, коллоидные взвеси). От комплекса этих параметров зависят главные характеристики воды — вкусовые качества и прозрачность. К фильтрам питьевой очистки относятся:

• настольные кувшины с картриджами;
• насадки на кран;
• проточные установки;
• системы обратного осмоса.

Простейшие фильтры-кувшины очищают воду от механических примесей, соединений хлора, органики, задерживают вредные вещества, частично обеззараживают от патогенных микроорганизмов. Для поддержания высокого качества очистки картриджи необходимо менять раз в месяц.

Насадки на кран – компактные устройства, сравнимые по тонкости очистки с фильтрами-кувшинами. Отдельная категория – магнитные насадки, эффективно удаляющие из воды минеральные примеси и обеззараживающие состав от болезнетворных бактерий.

Проточные установки ─ фильтрующие системы, устанавливаемые под мойкой. Комплекс состоит из нескольких картриджей, каждый из которых отвечает за очистку от определенных компонентов. Для выбора подходящего комплекта необходимо знать исходный состав воды, требования потребителей к производительности системы.

Системы обратного осмоса – высокотехнологичные устройства, очищающие воду до идеальных показателей. Главный функциональный элемент – полупроницаемые мембраны, пропускающие сквозь поры только молекулы чистой воды. Для обогащения очищенного ресурса необходимыми для организма минералами дополнительно устанавливается минерализатор (по желанию потребителей). Зная, как работают фильтры для очистки воды в определенных условиях эксплуатации, проще выбрать конструкцию, соответствующую индивидуальным потребностям.

Фильтры для бытовой очистки

Речная, озерная и артезианская вода содержат различные примеси, которые в процессе эксплуатации разрушают трубопроводы и сантехническое оборудование. Соли металлов и кальция откладываются на стенках труб, забивают переходники, что, в конечном итоге, приводит к преждевременному износу и порче оборудования.

К узкоспециализированному виду фильтрующих приборов относятся обезжелезиватели, устанавливаемые на входе трубопровода в дом. Оборудование используется в регионах, где подается вода с высоким содержанием соединений железа, которые оставляют ржавые следы на керамике и других видах покрытий.

Магистральные фильтры эффективно очищают воду от механических примесей и устраняют неприятные запахи. Уровень очистки зависит от размера частиц, задерживаемых фильтрующим материалом (диапазон от 1 до 200 мкм).

Качественная очистка бытовой воды представляет не меньшую важность для здоровья, чем подготовка питьевого состава. Мягкая, очищенная от вредных компонентов вода, благотворно воздействует на кожу и волосы, не вызывает аллергии и раздражения.

Сертифицированные фильтры для бытового и промышленного применения представлены на сайте интернет-магазина «Первая вода». Выбрать подходящие устройства, соответствующие критериям потребителей, помогут описания приборов и консультации профессиональных менеджеров.

Как работают фильтры для воды?

Как работают фильтры для воды? | Типы фильтров для воды

Вы здесь: Домашняя страница > Домашняя жизнь > Фильтры для воды

• Дом
• индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 26 апреля 2022 г.

Вы можете прожить без еды несколько недель, потому что ваше тело постепенно переключится на использование накопленного жира и белка для получения энергии. Но вырезать отключи воду, и через несколько дней ты умрешь. Вода равна жизнь: это так просто. Около двух третей вашего тела (столько как 75 процентов, если вы ребенок) это вода. Даже твои кости, которые ты можно подумать, что они полностью твердые, содержат около 25 процентов воды. На в среднем, согласно наиболее авторитетному источнику медицинской информации Великобритании, NHS, нам нужно «от 6 до 8 чашек или стаканов [воды] в день» (1,5–2,5 литра или 0,3–0,6 галлона) чтобы сохранить свое здоровье, хотя то, сколько на самом деле нужно каждому человеку, несколько сложнее по разным причинам. Учитывая, что вода так важна для нашей жизни, неудивительно, что мы любим ее чистой, чистой и вкусной. Это одна из причин, по которой люди тратят столько денег на фильтры для воды, что может удалить любые вредные примеси.

Как они работают — и действительно ли мы нужно их? Давайте посмотрим поближе!

Художественное произведение: Типичный фильтр для воды типа кувшина «преобразовывает» водопроводную воду в более чистую питьевую воду с помощью сменных фильтров. Как правило, срок службы каждого фильтра составляет около месяца, а на кувшине есть дисплей с таймером, который напоминает вам, когда вам нужно его заменить. Такие кувшины делают Brita, Biocera и многие другие.

Содержимое

1. Как работают фильтры для воды
2. Четыре типа фильтров для воды
   • Уголь активированный
   • Обратный осмос
   • Ионный обмен
   • Перегонка
3. Должны ли мы перестать пить бутилированную воду?
4. Заключение
5. Узнать больше

Как работают фильтры для воды

Во многом благодаря необычной молекулярной структуре вода удивительно хорошо растворяет различные вещества. (Мы рассмотрим это более подробно в нашей основной статье о воде. ) Иногда это полезно: если вы хотите стряхнуть пыль с джинсов, просто бросьте их в стиральную машину с моющим средством, и вода с мылом притянет грязь, как магнит.

Но у этого есть и обратная сторона.

Вся наша вода постоянно циркулирует в окружающей среде в так называемом круговорот воды. В одну минуту он мчится через реку или плывет высоко в облаке, затем он течет из вашего крана (кран), сидит в стакане на вашем стол или смывать в унитаз. Откуда вы знаете, что вода, которую вы собираетесь пить, — с ее блестящей способностью притягивать и растворять грязь — не впитала в себя всевозможные гадости? его путешествие через Землю и атмосферу? Если вы хотите быть уверенным, вы можете пропустить его через фильтр для воды.

Физическая и химическая фильтрация

Фильтры для воды используют два разных метода для удаления грязи. Физический фильтрация означает процеживание воды для удаления крупных примеси. Другими словами, физический фильтр — это прославленное сито — может быть, кусок тонкая марля или очень тонкая текстильная мембрана. (Если у вас есть электрический чайник, у вас, вероятно, есть фильтр, встроенный в носик, чтобы удалить частицы известкового налета.) Другой метод фильтрации, химическая фильтрация, заключается в пропускании воды через активный материал, который химически удаляет примеси по мере их прохождения.

Фото: Физическая фильтрация: фильтр NanoCeram Nanoalumina представляет собой физический фильтр из керамики на основе оксида алюминия. В нем есть нановолокна — достаточно мала, чтобы удалить 99,99999 процентов вирусов и бактерий из загрязненная вода или воздух. Фото Уоррена Греца предоставлено Министерством энергетики США/Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE/NREL) (изображение № 105471).

Рекламные ссылки

Четыре типа фильтров для воды

Существует четыре основных типа фильтрации, в которых используется сочетание физических и химические методы.

Активированный уголь

В наиболее распространенных бытовых фильтрах для воды используется так называемый активированный уголь. углерод гранулы (иногда называемые активированным углем или AC) на основе древесный уголь (очень пористая форма углерода, полученная путем сжигания чего-то вроде дерева в снижение поступления кислорода). Древесный уголь похож на нечто среднее между графитом «повести» карандашом и губкой. Он имеет огромную внутреннюю поверхность, заполненную закоулки, которые притягивают и улавливают химические примеси через процесс, называемый адсорбцией (когда жидкости или газы захватываются твердыми телами или жидкостями).

Фото: Угольный фильтр: классическая система фильтрации сточных вод, описанная в патенте 1901 года Клеофаса Монжо из Мидлтауна, штат Огайо. Грязная вода стекает из резервуара наверху (синий), проходит через растительность (вероятно, тростниковую заросль), которая удаляет питательные вещества, органические вещества, некоторые виды загрязнений и некоторые бактерии, а затем стекает через песок, древесный уголь и гравий. фильтры. Более чистая вода собирается для повторного использования в другом резервуаре на дне. Тростниковые заросли и по сей день широко используются для очистки сточных вод, в том числе в системах очистки стоков с автомагистралей. Работа из патента США 681 884: Очистка воды Клеофаса Монжо, выданного 3 сентября 19 г.01, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Хотя древесный уголь отлично подходит для удаление многих обычных примесей (включая хлорсодержащие химические вещества, вводимые при очистке сточных вод, некоторые пестициды, и промышленных растворителей), не справляется с «жесткостью» (накипь), тяжелые металлы (если не используется специальный тип активированного угля). фильтр), натрий, нитраты, фтор или микробы. Главный Недостатком активированного угля является то, что фильтры со временем засоряются. с примесями и должны быть заменены. Это означает, что есть текущие (и иногда значительные) затраты.

Фото: Водоочистная станция очищает воду для повторного использования с помощью пропуская грязную воду из домов и заводов через слои древесного угля и песка. Это похоже на гигантскую версию фильтра на нашей картинке выше, хотя есть в этой системе нет тростника.

Обратный осмос

Обратный осмос означает пропускание загрязненной воды через мембрану (фактически очень фильтр тонкой очистки) под давлением, поэтому вода проходит, но загрязнения остаются.

Подробный обзор обратного осмоса

Если вы изучали биологию, то наверняка слышали об осмосе. Когда у вас есть концентрированный раствор, отделенный от менее концентрированного раствора полупроницаемая мембрана (своего рода фильтр, через который некоторые вещи может пройти, а другие нет), решения попробуйте переставить себя, так что они оба в той же концентрации.

Подождите, это проще, чем кажется!

Предположим, у вас есть запечатанная стеклянная бутылка, полная очень сладкой воды, и вы ставите ее в большой стеклянный кувшин, наполненный менее сладкая вода. Ничего не случится. Но что, если бутылка на самом деле это особый вид пористого пластика, через который вода (но не сахар) может путешествовать? Что происходит, так это то, что вода движется из внешнего кувшин через пластик (по сути, полупроницаемую мембрану) в бутылку, пока концентрация сахара одинакова.

Вода движется сама по себе под так называемым осмотическим давлением.

Это осмос, а как насчет обратного осмоса? Предположим, вы берете немного загрязненной воды и заставить его через мембрану сделать чистую воду. По сути, вы заставляя воду двигаться в направлении, противоположном осмосу обычно заставляют его двигаться (не из менее концентрированного раствора в более концентрированный раствор, как при осмосе, но из более концентрированный раствор на менее концентрированный).

Поскольку вы заставляете воду двигаться против ее естественного наклона, обратный осмос предполагает прогон загрязненной воды через мембрана под давлением, а это значит, что вам нужно использовать энергию. В Другими словами, фильтры обратного осмоса должны использовать электрические насосы. это стоит денег, чтобы запустить. Как и активированный уголь, обратный осмос хорошо удаляет некоторые загрязняющие вещества (соли, нитраты или накипь), но менее эффективен при удалении других (например, бактерий). Другой Недостатком является то, что системы обратного осмоса производят довольно много сточные воды — некоторые тратят четыре или пять литров воды на каждый литр чистой воды они производят.

Вот как выглядит фильтр обратного осмоса на практике (в разрезе). Нефильтрованная вода (синяя труба) перекачивается в блок очистки (серый) и проходит через пластиковую полупроницаемую мембрану (желтая), изготовленную (в данном случае) из ацетат целлюлозы. Через красную трубу вытекает чистая вода; примеси смываются через зеленую трубу:

Изображение: Вырез основного мембранного фильтра обратного осмоса. Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США из патента США 3,39.0,773: Система очистки воды Ульриха Мертена. Gulf General Atomic Inc, 2 июля 1968 г.

Ионообменные

Ионообменные фильтры особенно хорошо «смягчают» воду (удаление известкового налета). Они предназначены для разделения атомов загрязняющего вещества на части. создавать ионы (электрически заряженные атомы со слишком большим или слишком малым электроны). Затем они захватывают эти ионы и высвобождают вместо них некоторое количество другие, менее неприятные собственные ионы — другими словами, они обменивать «плохие» ионы на «хорошие».

Работа: Как работает ионный обмен: Ионы магния и кальция (оранжевые и красные) попадают в кристаллы фильтра для воды (серые), которые изначально содержат ионы натрия (желтые). Ионы магния и кальция захватываются, а на их место высвобождаются ионы натрия.

Как они работают? Ион обменные фильтры изготавливаются из большого количества цеолитовых шариков, содержащих ионы натрия. Жесткий вода содержит соединения магния и кальция и, когда вы ее наливаете в ионообменный фильтр эти соединения расщепляются с образованием ионы магния и кальция. Фильтрующие шарики обнаруживают магний и ионы кальция более привлекательны, чем натрий, поэтому они улавливают поступающие ионы магния и кальция и высвобождают собственные ионы натрия в заменить их. Без ионов магния и кальция вода на вкус мягче и (до много людей) приятнее. Однако натрий — это просто другое. форме загрязнителя, поэтому вы не можете описать конечный продукт ионообменная фильтрация как «чистая вода» (добавленный натрий может даже быть проблематичным для людей, придерживающихся диеты с низким содержанием натрия). Другой недостатком ионообменной фильтрации является необходимость подзарядки фильтры периодически с большим количеством ионов натрия, как правило, путем добавления специального вид соли. (Вот почему вы должны добавлять «соль» в посудомоечные машины, время от времени: соль перезаряжает смягчитель воды посудомоечной машины и помогает предотвратить постепенное образование известкового налета, который может повредить машина.)

Дистилляция

Один из самых простых способов очистки воды — ее кипячение, но тепло убивает множество различных бактерий, он не удаляет химикаты, известковый налет и другие загрязнения. Дистилляция идет на шаг дальше обычного кипячения: вы кипятите воду чтобы сделать пар, затем захватить пар и сконденсировать (охладить) его обратно в воду в отдельной емкости. Так как вода кипит при более низкой температуре, чем некоторые из содержащиеся в нем загрязняющие вещества (такие как токсичные тяжелые металлы), они остаются позади, как пар отделяется и выкипает. К сожалению, тем не менее, некоторые загрязняющие вещества (включая летучие органические соединения или ЛОС) кипят при более низкой температуре, чем вода, а это значит, что они испаряются с паром и не удаляются при перегонке процесс.

Художественное произведение: дистилляция включает в себя нагрев воды для удаления загрязняющих веществ и отделить примеси. Вода кипит при 100°C (212°F), поэтому пар улавливается именно при этой температуре. должен, по идее, состоять только из воды. На практике все не так просто!

Заключение

Вы можете видеть, что разные типы фильтрации удаляют разные загрязняющие вещества, но не существует единого метод, который удаляет все загрязнения из воды. Вот почему многие домашние системы фильтрации воды используют два или более из этих процессов вместе. Если вы ищете домашний фильтр для воды, действуйте осторожно. Имейте в виду, что вам не обязательно убрать все гадости. Помните также, что большинство фильтров для воды требуют постоянного обслуживания. стоимость и, без регулярного обслуживания, чтобы поддерживать их правильную работу, может привести к тому, что ваша вода будет в худшем состоянии, чем она была начать с!

Должны ли мы перестать пить бутилированную воду?

Многие люди покупают фильтры для воды или бутилированную воду, часто ошибочно полагая, что вся водопроводная вода грязно или вредно пить. Фактически, как Агентство по охране окружающей среды (EPA) сообщает, около 92 процентов общественных систем водоснабжения США соответствует «всем применимым стандартам питьевой воды для здоровья» в 2018 г. (по сравнению с 85 процентами в 2005 году). В Англии и Уэльс, на 2020 год Инспекция питьевой воды сообщила, что 99,96 процента питьевой воды соответствует национальные и европейские стандарты (включая около 40 различных измерения). Эти цифры действительно весьма примечательны, когда вы считаете, насколько грязной мы делаем воду и некоторые вещи (например, пестициды и автомобильное масло), которые люди смывают в канализацию. Тем не менее, высокое качество большей части питьевой воды не мешает людям тратить около 280 миллиардов долларов по всему миру, каждый год покупая бутилированную воду, которая в несколько тысяч раз дороже, чем вода из-под крана.

Одной из причин такого разрыва связи является громкое (и вполне оправданное) освещение в СМИ исключительно плохое — и действительно опасное — качество воды, с которым некоторые люди действительно сталкиваются. Если всего 8 процентов населения США имеют системы водоснабжения, не соответствующие стандартам, мы говорим о 2–3 миллионах человек. Но реальная картина могла быть намного хуже. Нетрудно найти примеры опасного качества питьевой воды. В отчете Рабочей группы по окружающей среде и Северо-восточного университета за 2017 г. утверждается, что около 15 миллионов американцев могут подвергаться риску воздействия определенных токсичных химических веществ. Это большая проблема, но это еще не значит, что ответ для всех. вместо этого пить бутилированную воду. Ответ заключается в том, чтобы бороться с загрязнением воды. и очистить нашу водопроводную воду с помощью более эффективной фильтрации.

?

Мы тратим миллиарды на воду на вынос, но стоимость — не единственный недостаток. Большинство из них одноразовые пластиковые бутылки, которые трудно перерабатывать. Выброшено на свалки, смыто реками, сброшено на пляжи, сожженные в мусоросжигательных печах — пластиковые бутылки загрязняют окружающую среду это снижает качество естественного водоснабжения Земли. Как это ни парадоксально: купив «чистая» бутилированная вода для поддержания здоровья, мы помогаем сделать Землю грязным местом и усугубить ситуацию в целом.

Почему бы не избавиться от привычки покупать воду в бутылках? Вы можете повторно использовать некоторые виды одноразовых пластиковых бутылок, при условии, что вы тщательно вымоете их и высушите на воздухе, но это надежнее купить себе гигиеническую многоразовую пластиковую или алюминиевую бутылку с водой и наполнить ее из-под крана. Сделайте это всего 10–20 раз, и ваш бутылка скоро себя окупит.

Лучше всего отдать деньги, сэкономленные на бутилированной воде, компании WaterAid и помочь некоторым людям, которым действительно не хватает чистой воды в развивающихся странах. Будем считать, что нам повезло, что нам не приходится пить воду прямо из грязной реки, как это делают до сих пор многие. Кстати, помните, мы тратим 280 миллиардов долларов в год на бутилированную воду? Давайте поместим это в контекст. Одна из целей ООН в области развития, сформулированных в Декларации тысячелетия, заключалась в том, чтобы «сократить вдвое к 2015 году долю людей, не имеющих постоянного доступа к безопасной питьевой воде и основным санитарно-техническим средствам»; в 2012 году По оценкам Всемирного банка, ежегодные затраты на достижение этой цели составят 184 миллиарда долларов.

Узнать больше

• Агентство по охране окружающей среды принимает решение против ограничения использования перхлората в питьевой воде Лиза Фридман, The New York Times, 31 марта 2022 г. Агентство по охране окружающей среды продолжает сопротивляться усилиям по регулированию химического вещества, вызывающего повреждение головного мозга у младенцев.
• Вода в бутылках высасывает Флориду, Майкл Сайнато и Челси Скойец, The New York Times, 15 сентября 2019 г. Как розлив воды в бутылки разрушает наши истощающиеся природные запасы воды.
• Мэр Лондона добивается возрождения общественных питьевых фонтанчиков, Алан Коуэлл, Guardian, 4 декабря 2017 г. Одним из способов решения проблемы бутилированной воды является увеличение количества общественных точек с водой.
• Должен ли я прекратить пить бутилированную воду? Луиза Диллнер, The Guardian, 1 июня 2015 г. Почему водопроводная вода может быть полезнее для вас, чем бутилированная.
• Продажа бутилированной воды, которая лучше для планеты, Глория Доусон. The New York Times, 30 апреля 2016 г. История компании Just Water, целью которой является предоставление лучшей альтернативы бутилированной воде.
• The Story of Bottled Water: The Guardian, 14 декабря 2010 г. Пара отличных видеороликов, объясняющих реальную стоимость бутилированной воды.
• Бутилированная вода: кому она нужна? Том Хип, BBC Panorama, 18 февраля 2008 г. Рассматривает дело против бутилированной воды, задавая такие вопросы: морально ли приемлемо импортировать бутилированную воду с Фиджи, где треть населения не имеет чистой, безопасной питьевой воды?

Узнайте больше

На этом сайте

• Окружающая среда
• Серая вода
• Вода

На других объектах

• Агентство по охране окружающей среды США: Грунтовые воды и питьевая вода: Полная информация о качестве и безопасности питьевой воды от Агентства по охране окружающей среды.
• Британская инспекция питьевой воды: качество и стандарты питьевой воды от правительства Великобритании.
• [PDF] EPA: Water Health Series: Факты о фильтрации: В этом восьмистраничном независимом руководстве по фильтрации воды обсуждается, действительно ли вам нужно фильтровать воду, и сравнивается эффективность (и рентабельность) различных методов.

Книги и статьи

• Хорошо спросите: нужно ли фильтровать воду? Рони Кэрин Рабин. The New York Times, 31 декабря 2015 г. Вода из-под крана может превышать установленные законом ограничения, но достаточно ли они строги?
• Установка фильтра для воды обратного осмоса, автор Мерл Хенкениус, Popular Mechanics, январь 2004 г. Еще одно простое руководство для любителей делать своими руками.

Патенты

Для получения более подробной информации о том, как устроены фильтры для воды на практике, попробуйте эти ссылки. Я выбрал по одному типичному примеру каждого из основных типов фильтров; Вы можете найти много других примеров, выполнив поиск в Google Patents или на веб-сайте USPTO.

• Патент США 3,390,773: Система очистки воды Ульриха Мертена. Gulf General Atomic Inc., 2 июля 19 г.68. Описывает типичную систему фильтрации обратного осмоса.
• Патент США US, 7537,695 B2: Фильтр для воды, включающий частицы активированного угля с выращенными на поверхности углеродными нановолокнами, Майкл Донован Митчелл и др. , Pur Water Purification Products, Inc., 26 мая 2009 г. Современный уровень техники фильтр для воды с активированным углем и угольными нановолокнами.
• Патент США 4,474,620: Устройство для очистки воды ионным обменом Джеймса У. Холла. 2 октября 1984 г. Типичный ионообменный фильтр с использованием силы тяжести и эффекта давления манометра.
• US 20040003990 A1: Устройство для очистки воды и способ очистки воды Пьера Мансура, 8 января 2004 г. Недавний патент на получение «чистой» дистиллированной воды из водопроводной воды с использованием как дистилляции, так и угольной фильтрации.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2008/2020) Фильтры для воды. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howwaterfilterswork.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

• Средства связи
• Компьютеры
• Электричество и электроника
• Энергия
• Машиностроение
• Окружающая среда


• Гаджеты
• Домашняя жизнь
• Материалы
• Наука
• Инструменты и инструменты
• Транспорт

↑ Вернуться к началу

Как работают фильтры для воды?

Как работают фильтры для воды? | Типы фильтров для воды

Вы здесь: Домашняя страница > Домашняя жизнь > Фильтры для воды

• Дом
• индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 26 апреля 2022 г.

Вы можете прожить без еды несколько недель, потому что ваше тело постепенно переключится на использование накопленного жира и белка для получения энергии. Но вырезать отключи воду, и через несколько дней ты умрешь. Вода равна жизнь: это так просто. Около двух третей вашего тела (столько как 75 процентов, если вы ребенок) это вода. Даже твои кости, которые ты можно подумать, что они полностью твердые, содержат около 25 процентов воды. На в среднем, согласно наиболее авторитетному источнику медицинской информации Великобритании, NHS, нам нужно «от 6 до 8 чашек или стаканов [воды] в день» (1,5–2,5 литра или 0,3–0,6 галлона) чтобы сохранить свое здоровье, хотя то, сколько на самом деле нужно каждому человеку, несколько сложнее по разным причинам. Учитывая, что вода так важна для нашей жизни, неудивительно, что мы любим ее чистой, чистой и вкусной. Это одна из причин, по которой люди тратят столько денег на фильтры для воды, что может удалить любые вредные примеси. Как они работают — и действительно ли мы нужно их? Давайте посмотрим поближе!

Художественное произведение: Типичный фильтр для воды типа кувшина «преобразовывает» водопроводную воду в более чистую питьевую воду с помощью сменных фильтров. Как правило, срок службы каждого фильтра составляет около месяца, а на кувшине есть дисплей с таймером, который напоминает вам, когда вам нужно его заменить. Такие кувшины делают Brita, Biocera и многие другие.

Содержимое

1. Как работают фильтры для воды
2. Четыре типа фильтров для воды
   • Уголь активированный
   • Обратный осмос
   • Ионный обмен
   • Перегонка
3. Должны ли мы перестать пить бутилированную воду?
4. Заключение
5. Узнать больше

Как работают фильтры для воды

Во многом благодаря необычной молекулярной структуре вода удивительно хорошо растворяет различные вещества. (Мы рассмотрим это более подробно в нашей основной статье о воде. ) Иногда это полезно: если вы хотите стряхнуть пыль с джинсов, просто бросьте их в стиральную машину с моющим средством, и вода с мылом притянет грязь, как магнит.

Но у этого есть и обратная сторона.

Вся наша вода постоянно циркулирует в окружающей среде в так называемом круговорот воды. В одну минуту он мчится через реку или плывет высоко в облаке, затем он течет из вашего крана (кран), сидит в стакане на вашем стол или смывать в унитаз. Откуда вы знаете, что вода, которую вы собираетесь пить, — с ее блестящей способностью притягивать и растворять грязь — не впитала в себя всевозможные гадости? его путешествие через Землю и атмосферу? Если вы хотите быть уверенным, вы можете пропустить его через фильтр для воды.

Физическая и химическая фильтрация

Фильтры для воды используют два разных метода для удаления грязи. Физический фильтрация означает процеживание воды для удаления крупных примеси. Другими словами, физический фильтр — это прославленное сито — может быть, кусок тонкая марля или очень тонкая текстильная мембрана. (Если у вас есть электрический чайник, у вас, вероятно, есть фильтр, встроенный в носик, чтобы удалить частицы известкового налета.) Другой метод фильтрации, химическая фильтрация, заключается в пропускании воды через активный материал, который химически удаляет примеси по мере их прохождения.

Фото: Физическая фильтрация: фильтр NanoCeram Nanoalumina представляет собой физический фильтр из керамики на основе оксида алюминия. В нем есть нановолокна — достаточно мала, чтобы удалить 99,99999 процентов вирусов и бактерий из загрязненная вода или воздух. Фото Уоррена Греца предоставлено Министерством энергетики США/Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE/NREL) (изображение № 105471).

Рекламные ссылки

Четыре типа фильтров для воды

Существует четыре основных типа фильтрации, в которых используется сочетание физических и химические методы.

Активированный уголь

В наиболее распространенных бытовых фильтрах для воды используется так называемый активированный уголь. углерод гранулы (иногда называемые активированным углем или AC) на основе древесный уголь (очень пористая форма углерода, полученная путем сжигания чего-то вроде дерева в снижение поступления кислорода). Древесный уголь похож на нечто среднее между графитом «повести» карандашом и губкой. Он имеет огромную внутреннюю поверхность, заполненную закоулки, которые притягивают и улавливают химические примеси через процесс, называемый адсорбцией (когда жидкости или газы захватываются твердыми телами или жидкостями).

Фото: Угольный фильтр: классическая система фильтрации сточных вод, описанная в патенте 1901 года Клеофаса Монжо из Мидлтауна, штат Огайо. Грязная вода стекает из резервуара наверху (синий), проходит через растительность (вероятно, тростниковую заросль), которая удаляет питательные вещества, органические вещества, некоторые виды загрязнений и некоторые бактерии, а затем стекает через песок, древесный уголь и гравий. фильтры. Более чистая вода собирается для повторного использования в другом резервуаре на дне. Тростниковые заросли и по сей день широко используются для очистки сточных вод, в том числе в системах очистки стоков с автомагистралей. Работа из патента США 681 884: Очистка воды Клеофаса Монжо, выданного 3 сентября 19 г.01, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Хотя древесный уголь отлично подходит для удаление многих обычных примесей (включая хлорсодержащие химические вещества, вводимые при очистке сточных вод, некоторые пестициды, и промышленных растворителей), не справляется с «жесткостью» (накипь), тяжелые металлы (если не используется специальный тип активированного угля). фильтр), натрий, нитраты, фтор или микробы. Главный Недостатком активированного угля является то, что фильтры со временем засоряются. с примесями и должны быть заменены. Это означает, что есть текущие (и иногда значительные) затраты.

Фото: Водоочистная станция очищает воду для повторного использования с помощью пропуская грязную воду из домов и заводов через слои древесного угля и песка. Это похоже на гигантскую версию фильтра на нашей картинке выше, хотя есть в этой системе нет тростника.

Обратный осмос

Обратный осмос означает пропускание загрязненной воды через мембрану (фактически очень фильтр тонкой очистки) под давлением, поэтому вода проходит, но загрязнения остаются.

Подробный обзор обратного осмоса

Если вы изучали биологию, то наверняка слышали об осмосе. Когда у вас есть концентрированный раствор, отделенный от менее концентрированного раствора полупроницаемая мембрана (своего рода фильтр, через который некоторые вещи может пройти, а другие нет), решения попробуйте переставить себя, так что они оба в той же концентрации.

Подождите, это проще, чем кажется!

Предположим, у вас есть запечатанная стеклянная бутылка, полная очень сладкой воды, и вы ставите ее в большой стеклянный кувшин, наполненный менее сладкая вода. Ничего не случится. Но что, если бутылка на самом деле это особый вид пористого пластика, через который вода (но не сахар) может путешествовать? Что происходит, так это то, что вода движется из внешнего кувшин через пластик (по сути, полупроницаемую мембрану) в бутылку, пока концентрация сахара одинакова. Вода движется сама по себе под так называемым осмотическим давлением.

Это осмос, а как насчет обратного осмоса? Предположим, вы берете немного загрязненной воды и заставить его через мембрану сделать чистую воду. По сути, вы заставляя воду двигаться в направлении, противоположном осмосу обычно заставляют его двигаться (не из менее концентрированного раствора в более концентрированный раствор, как при осмосе, но из более концентрированный раствор на менее концентрированный).

Поскольку вы заставляете воду двигаться против ее естественного наклона, обратный осмос предполагает прогон загрязненной воды через мембрана под давлением, а это значит, что вам нужно использовать энергию. В Другими словами, фильтры обратного осмоса должны использовать электрические насосы. это стоит денег, чтобы запустить. Как и активированный уголь, обратный осмос хорошо удаляет некоторые загрязняющие вещества (соли, нитраты или накипь), но менее эффективен при удалении других (например, бактерий). Другой Недостатком является то, что системы обратного осмоса производят довольно много сточные воды — некоторые тратят четыре или пять литров воды на каждый литр чистой воды они производят.

Вот как выглядит фильтр обратного осмоса на практике (в разрезе). Нефильтрованная вода (синяя труба) перекачивается в блок очистки (серый) и проходит через пластиковую полупроницаемую мембрану (желтая), изготовленную (в данном случае) из ацетат целлюлозы. Через красную трубу вытекает чистая вода; примеси смываются через зеленую трубу:

Изображение: Вырез основного мембранного фильтра обратного осмоса. Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США из патента США 3,39.0,773: Система очистки воды Ульриха Мертена. Gulf General Atomic Inc, 2 июля 1968 г.

Ионообменные

Ионообменные фильтры особенно хорошо «смягчают» воду (удаление известкового налета). Они предназначены для разделения атомов загрязняющего вещества на части. создавать ионы (электрически заряженные атомы со слишком большим или слишком малым электроны). Затем они захватывают эти ионы и высвобождают вместо них некоторое количество другие, менее неприятные собственные ионы — другими словами, они обменивать «плохие» ионы на «хорошие».

Работа: Как работает ионный обмен: Ионы магния и кальция (оранжевые и красные) попадают в кристаллы фильтра для воды (серые), которые изначально содержат ионы натрия (желтые). Ионы магния и кальция захватываются, а на их место высвобождаются ионы натрия.

Как они работают? Ион обменные фильтры изготавливаются из большого количества цеолитовых шариков, содержащих ионы натрия. Жесткий вода содержит соединения магния и кальция и, когда вы ее наливаете в ионообменный фильтр эти соединения расщепляются с образованием ионы магния и кальция. Фильтрующие шарики обнаруживают магний и ионы кальция более привлекательны, чем натрий, поэтому они улавливают поступающие ионы магния и кальция и высвобождают собственные ионы натрия в заменить их. Без ионов магния и кальция вода на вкус мягче и (до много людей) приятнее. Однако натрий — это просто другое. форме загрязнителя, поэтому вы не можете описать конечный продукт ионообменная фильтрация как «чистая вода» (добавленный натрий может даже быть проблематичным для людей, придерживающихся диеты с низким содержанием натрия). Другой недостатком ионообменной фильтрации является необходимость подзарядки фильтры периодически с большим количеством ионов натрия, как правило, путем добавления специального вид соли. (Вот почему вы должны добавлять «соль» в посудомоечные машины, время от времени: соль перезаряжает смягчитель воды посудомоечной машины и помогает предотвратить постепенное образование известкового налета, который может повредить машина.)

Дистилляция

Один из самых простых способов очистки воды — ее кипячение, но тепло убивает множество различных бактерий, он не удаляет химикаты, известковый налет и другие загрязнения. Дистилляция идет на шаг дальше обычного кипячения: вы кипятите воду чтобы сделать пар, затем захватить пар и сконденсировать (охладить) его обратно в воду в отдельной емкости. Так как вода кипит при более низкой температуре, чем некоторые из содержащиеся в нем загрязняющие вещества (такие как токсичные тяжелые металлы), они остаются позади, как пар отделяется и выкипает. К сожалению, тем не менее, некоторые загрязняющие вещества (включая летучие органические соединения или ЛОС) кипят при более низкой температуре, чем вода, а это значит, что они испаряются с паром и не удаляются при перегонке процесс.

Художественное произведение: дистилляция включает в себя нагрев воды для удаления загрязняющих веществ и отделить примеси. Вода кипит при 100°C (212°F), поэтому пар улавливается именно при этой температуре. должен, по идее, состоять только из воды. На практике все не так просто!

Заключение

Вы можете видеть, что разные типы фильтрации удаляют разные загрязняющие вещества, но не существует единого метод, который удаляет все загрязнения из воды. Вот почему многие домашние системы фильтрации воды используют два или более из этих процессов вместе. Если вы ищете домашний фильтр для воды, действуйте осторожно. Имейте в виду, что вам не обязательно убрать все гадости. Помните также, что большинство фильтров для воды требуют постоянного обслуживания. стоимость и, без регулярного обслуживания, чтобы поддерживать их правильную работу, может привести к тому, что ваша вода будет в худшем состоянии, чем она была начать с!

Должны ли мы перестать пить бутилированную воду?

Многие люди покупают фильтры для воды или бутилированную воду, часто ошибочно полагая, что вся водопроводная вода грязно или вредно пить. Фактически, как Агентство по охране окружающей среды (EPA) сообщает, около 92 процентов общественных систем водоснабжения США соответствует «всем применимым стандартам питьевой воды для здоровья» в 2018 г. (по сравнению с 85 процентами в 2005 году). В Англии и Уэльс, на 2020 год Инспекция питьевой воды сообщила, что 99,96 процента питьевой воды соответствует национальные и европейские стандарты (включая около 40 различных измерения). Эти цифры действительно весьма примечательны, когда вы считаете, насколько грязной мы делаем воду и некоторые вещи (например, пестициды и автомобильное масло), которые люди смывают в канализацию. Тем не менее, высокое качество большей части питьевой воды не мешает людям тратить около 280 миллиардов долларов по всему миру, каждый год покупая бутилированную воду, которая в несколько тысяч раз дороже, чем вода из-под крана.

Одной из причин такого разрыва связи является громкое (и вполне оправданное) освещение в СМИ исключительно плохое — и действительно опасное — качество воды, с которым некоторые люди действительно сталкиваются. Если всего 8 процентов населения США имеют системы водоснабжения, не соответствующие стандартам, мы говорим о 2–3 миллионах человек. Но реальная картина могла быть намного хуже. Нетрудно найти примеры опасного качества питьевой воды. В отчете Рабочей группы по окружающей среде и Северо-восточного университета за 2017 г. утверждается, что около 15 миллионов американцев могут подвергаться риску воздействия определенных токсичных химических веществ. Это большая проблема, но это еще не значит, что ответ для всех. вместо этого пить бутилированную воду. Ответ заключается в том, чтобы бороться с загрязнением воды. и очистить нашу водопроводную воду с помощью более эффективной фильтрации.

?

Мы тратим миллиарды на воду на вынос, но стоимость — не единственный недостаток. Большинство из них одноразовые пластиковые бутылки, которые трудно перерабатывать. Выброшено на свалки, смыто реками, сброшено на пляжи, сожженные в мусоросжигательных печах — пластиковые бутылки загрязняют окружающую среду это снижает качество естественного водоснабжения Земли. Как это ни парадоксально: купив «чистая» бутилированная вода для поддержания здоровья, мы помогаем сделать Землю грязным местом и усугубить ситуацию в целом.

Почему бы не избавиться от привычки покупать воду в бутылках? Вы можете повторно использовать некоторые виды одноразовых пластиковых бутылок, при условии, что вы тщательно вымоете их и высушите на воздухе, но это надежнее купить себе гигиеническую многоразовую пластиковую или алюминиевую бутылку с водой и наполнить ее из-под крана. Сделайте это всего 10–20 раз, и ваш бутылка скоро себя окупит.

Лучше всего отдать деньги, сэкономленные на бутилированной воде, компании WaterAid и помочь некоторым людям, которым действительно не хватает чистой воды в развивающихся странах. Будем считать, что нам повезло, что нам не приходится пить воду прямо из грязной реки, как это делают до сих пор многие. Кстати, помните, мы тратим 280 миллиардов долларов в год на бутилированную воду? Давайте поместим это в контекст. Одна из целей ООН в области развития, сформулированных в Декларации тысячелетия, заключалась в том, чтобы «сократить вдвое к 2015 году долю людей, не имеющих постоянного доступа к безопасной питьевой воде и основным санитарно-техническим средствам»; в 2012 году По оценкам Всемирного банка, ежегодные затраты на достижение этой цели составят 184 миллиарда долларов.

Узнать больше

• Агентство по охране окружающей среды принимает решение против ограничения использования перхлората в питьевой воде Лиза Фридман, The New York Times, 31 марта 2022 г. Агентство по охране окружающей среды продолжает сопротивляться усилиям по регулированию химического вещества, вызывающего повреждение головного мозга у младенцев.
• Вода в бутылках высасывает Флориду, Майкл Сайнато и Челси Скойец, The New York Times, 15 сентября 2019 г. Как розлив воды в бутылки разрушает наши истощающиеся природные запасы воды.
• Мэр Лондона добивается возрождения общественных питьевых фонтанчиков, Алан Коуэлл, Guardian, 4 декабря 2017 г. Одним из способов решения проблемы бутилированной воды является увеличение количества общественных точек с водой.
• Должен ли я прекратить пить бутилированную воду? Луиза Диллнер, The Guardian, 1 июня 2015 г. Почему водопроводная вода может быть полезнее для вас, чем бутилированная.
• Продажа бутилированной воды, которая лучше для планеты, Глория Доусон. The New York Times, 30 апреля 2016 г. История компании Just Water, целью которой является предоставление лучшей альтернативы бутилированной воде.
• The Story of Bottled Water: The Guardian, 14 декабря 2010 г. Пара отличных видеороликов, объясняющих реальную стоимость бутилированной воды.
• Бутилированная вода: кому она нужна? Том Хип, BBC Panorama, 18 февраля 2008 г. Рассматривает дело против бутилированной воды, задавая такие вопросы: морально ли приемлемо импортировать бутилированную воду с Фиджи, где треть населения не имеет чистой, безопасной питьевой воды?

Узнайте больше

На этом сайте

• Окружающая среда
• Серая вода
• Вода

На других объектах

• Агентство по охране окружающей среды США: Грунтовые воды и питьевая вода: Полная информация о качестве и безопасности питьевой воды от Агентства по охране окружающей среды.
• Британская инспекция питьевой воды: качество и стандарты питьевой воды от правительства Великобритании.
• [PDF] EPA: Water Health Series: Факты о фильтрации: В этом восьмистраничном независимом руководстве по фильтрации воды обсуждается, действительно ли вам нужно фильтровать воду, и сравнивается эффективность (и рентабельность) различных методов.

Книги и статьи

• Хорошо спросите: нужно ли фильтровать воду? Рони Кэрин Рабин. The New York Times, 31 декабря 2015 г. Вода из-под крана может превышать установленные законом ограничения, но достаточно ли они строги?
• Установка фильтра для воды обратного осмоса, автор Мерл Хенкениус, Popular Mechanics, январь 2004 г. Еще одно простое руководство для любителей делать своими руками.

Патенты

Для получения более подробной информации о том, как устроены фильтры для воды на практике, попробуйте эти ссылки. Я выбрал по одному типичному примеру каждого из основных типов фильтров; Вы можете найти много других примеров, выполнив поиск в Google Patents или на веб-сайте USPTO.

• Патент США 3,390,773: Система очистки воды Ульриха Мертена. Gulf General Atomic Inc., 2 июля 19 г.68. Описывает типичную систему фильтрации обратного осмоса.
• Патент США US, 7537,695 B2: Фильтр для воды, включающий частицы активированного угля с выращенными на поверхности углеродными нановолокнами, Майкл Донован Митчелл и др. , Pur Water Purification Products, Inc., 26 мая 2009 г. Современный уровень техники фильтр для воды с активированным углем и угольными нановолокнами.
• Патент США 4,474,620: Устройство для очистки воды ионным обменом Джеймса У. Холла. 2 октября 1984 г. Типичный ионообменный фильтр с использованием силы тяжести и эффекта давления манометра.
• US 20040003990 A1: Устройство для очистки воды и способ очистки воды Пьера Мансура, 8 января 2004 г. Недавний патент на получение «чистой» дистиллированной воды из водопроводной воды с использованием как дистилляции, так и угольной фильтрации.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.