Як працюють фільтри для води Типи фільтрів для води
Кріс Вудфорд. Останнє оновлення: 30 листопада 2020 р.
Ви можете вижити без їжі протягом декількох тижнів, оскільки ваше тіло поступово перейде на використання накопиченого жиру та білка для отримання своєї енергії. Але перекрийте подачу води, і ви помрете за кілька днів. Вода дорівнює життю: це так просто. Приблизно дві третини вашого тіла (до 75 відсотків, якщо ви дитина) становить H 2 O. Навіть ваші кістки, які, на вашу думку, цілком тверді, містять близько 25 відсотків води. В середньому нам потрібно 2,4 літра (0,6 г) води щодня, щоб зберегти здоров’я (хоча нам не потрібно пити нічого подібного - ми отримуємо багато води з внутрішньої їжі). Оскільки вода така важлива для нашого життя, не дивно, що вона нам подобається чистою, чистою та смачною. Це одна з причин, чому люди витрачають стільки грошей на фільтри для води, які можуть видалити будь-які шкідливі домішки. Як вони працюють - і чи вони нам справді потрібні? Давайте розглянемо уважніше!
Ілюстрація: Типовий водний фільтр глечика "перетворює" водопровідну воду в чистішу питну воду за допомогою змінних фільтрів. Як правило, кожен фільтр триває близько місяця, а на глечику відображається таймер, який нагадує про необхідність його заміни. Такі глечики виготовляють Brita, Biocera та багато інших.
Зміст
- Як працюють фільтри для води
- Чотири типи фільтрів для води
- Активоване вугілля
- Зворотний осмос
- Іонообмін
- Дистиляція
- Чи слід нам перестати пити воду в пляшках?
- Висновок
- Дізнатися більше
Як працюють фільтри для води
Багато в чому завдяки незвичній молекулярній структурі вода надзвичайно добре розчиняє речі. (Ми розглядаємо це більш докладно в нашій головній статті про воду.) Іноді це корисно: якщо ви хочете знищити пил з джинсів, просто киньте їх у пральну машину з миючим засобом, і вода та мило витягнуть сміття геть, як магніт. Але в цьому явно є і мінус. Вся наша вода постійно циркулює через навколишнє середовище у так званому кругообігу води. Одну хвилину вона мчить через річку або дрейфує високо в хмарі, наступної - це струмінь із вашого крана (крана), сидячи в склянці на вашому столі або змиваючи туалет. Звідки ти знаєш, що вода, яку ти збираєшся пити - з її блискучою здатністю притягувати та розчиняти бруд - не набрала всіляких неприємностей під час своєї подорожі Землею та атмосферою? Якщо ви хочете бути впевнені, ви можете пропустити його через фільтр для води.
Фото: Живий фільтр: Класична система фільтрації стічних вод, описана в патенті 1901 року Клеофасом Монжо з Мідлтауна, штат Огайо. Брудна вода капає з резервуара у верхній частині (синя), проходить через рослинність (ймовірно, очеретяне русло), яка видаляє поживні речовини, органічні речовини, деякі види забруднення та деякі бактерії, перш ніж капати через пісок, вугілля та гравій. фільтри. Чистіша вода збирається для повторного використання в іншому резервуарі на дні. Очеретяні клумби досі широко використовуються для очищення стічних вод і донині, в тому числі в системах очищення стоку від магістралей. Ілюстрація з патенту США 681,884: Очищаюча вода Клеофи Монжо, видана 3 вересня 1901 р., Люб'язно надана Службою патентів і товарних знаків США.
Фізико-хімічна фільтрація
Фільтри для води використовують дві різні техніки для видалення бруду. Фізична фільтрація означає фільтрування води для видалення більших домішок. Іншими словами, фізичний фільтр - це прославлене сито - можливо шматок тонкої марлі або дуже тонкої текстильної мембрани. (Якщо у вас є електричний чайник, у вас, напевно, такий фільтр вбудований у носик для видалення частинок вапняного нальоту.) Інший спосіб фільтрації, хімічна фільтрація, передбачає пропускання води через активний матеріал, який хімічно видаляє домішки під час їх проходження.
Фото: Фізична фільтрація: Наноалюмінієвий фільтр NanoCeram - це фізичний фільтр, виготовлений з кераміки на основі глинозему. Він має нанорозмірні волокна - досить малі, щоб видалити 99,99999 відсотків вірусів та бактерій із забрудненої води або повітря. Фото Уоррена Греца люб'язно надано Міністерством енергетики США/Національною лабораторією відновлюваних джерел енергії (DOE/NREL).
Чотири типи фільтрів для води
Існує чотири основних типи фільтрації, і вони використовують суміш фізичних та хімічних методів.
Активоване вугілля
Фото: Водоочисна установка фільтрує воду для повторного використання, пропускаючи брудну воду з будинків та фабрик через шари деревного вугілля та піску. Це як гігантська версія фільтра у нашому творі мистецтва, хоча в цій системі немає очеретяного ліжка.
Найпоширеніші побутові фільтри для води використовують так звані гранули активованого вугілля (які іноді називають активним вугіллям або змінним струмом) на основі деревного вугілля (дуже пориста форма вуглецю, що виробляється спалюванням чогось на зразок деревини при зменшеній кількості кисню). Вугілля - це як щось середнє між графітовим «свинцем» у олівці та губкою. Він має величезну внутрішню поверхню, заповнену закутками, які залучають та уловлюють хімічні домішки за допомогою процесу, званого адсорбцією (де рідини або гази потрапляють у тверді речовини або рідини). Але хоча деревне вугілля чудово підходить для видалення багатьох загальних домішок (у тому числі хімічних речовин на основі хлору, що вводяться під час очищення стічних вод, деяких пестицидів та промислових розчинників), воно не може впоратися з "твердістю" (вапняний наліт), важкими металами (за винятком спеціальних типу активованого вугільного фільтра), натрію, нітратів, фтору або мікробів. Основним недоліком активованого вугілля є те, що фільтри з часом засмічуються домішками і їх потрібно замінити. Це означає, що є постійні (а іноді і значні) витрати.
Зворотний осмос
Зворотний осмос означає виштовхування забрудненої води через мембрану (ефективно, дуже тонкий фільтр) під тиском, тому вода проходить, але забруднення залишаються позаду.
Більш пильний погляд на зворотний осмос
Якщо ви вивчали біологію, то, напевно, чули про осмос. Коли у вас є концентрований розчин, відокремлений від менш концентрованого розчину напівпроникною мембраною (своєрідним фільтром, через який деякі речі можуть проходити, а інші - ні), розчини намагаються переставити себе так, щоб вони однакова концентрація.