Что такое угольный фильтр
В основу работы угля в качестве фильтрующего элемента положены его сорбционные качества — способность поглощения из воды различных компонентов благодаря пористой структуре. По характеру связывания веществ, находящихся в водной среде (сорбатов), активированный уголь относится к адсорбентам — веществам, концентрирующим сорбат на поверхности раздела фаз (границе между твердой поверхностью угольных частиц и жидкостью) или впитывающим его своим поверхностным слоем. То есть уголь отличается от материалов, поглощающих различные вещества из водной среды и распределяющих их по всему объему (данный эффект называют абсорбцией).
Благодаря адсорбционным качествам угля, то есть концентрации им вредных веществ на поверхности, становится понятен принцип работы многих угольных фильтров, в которых используется технология периодической очистки и восстановления исходного состояния загрязненного углесодержащего наполнителя промывкой сильным обратным потоком воды.
В отличие от технологии древних и самостоятельно изготавливаемых фильтров с углем, в современных устройствах для водоочистки используется активированный уголь — пористый компонент, получаемый методом специальной обработки углесодержащих материалов: древесного, каменного угля, кокса от нефтепереработки, скорлупы кокосов. После обработки материал получает огромное число пор, площадь его поверхности возрастает в такой же пропорции. В зависимости от техпроцесса активации угля 1 грамм вещества имеет площадь от 500 до 2200 квадратных метров — это значительно повышает его адсорбционные качества в сравнении с обычным необработанным угольным материалом.
Помимо процесса адсорбции, благодаря которому уголь удаляет из воды загрязняющие ее компоненты, при его взаимодействии с некоторыми веществами происходит химическая реакция — каталитическое окисление.
В результате такой окислительной реакции свободный хлор превращается в соляную кислоту, которая затем нейтрализуется бикарбонатной щелочностью воды. Рассмотренный процесс ликвидации хлора называют дехлорированием, при этом активированный уголь не разлагается и не расходуется.
Таким образом, содержащиеся в воде сильные окислители хлор и хлорамин, попадая в среду активированного угля, удаляются из нее за счет каталитического окисления, а другие органические и неорганические компоненты поглощаются при срабатывании механизма адсорбции.
Степень очистки воды различными методами фильтрации
Как его использовать, не причиняя вреда
Говоря о негативном воздействии, в первую очередь нужно отметить, что он наряду с вредными для аквариумных обитателей веществ удаляет все подряд. Например, при применении удобрений для растений, он удалит из воды и само удобрение. Это же касается и лекарственных средств и других полезных добавок.Еще одной причиной негативного отношения к этому продукту некоторых заводчиков рыб является то, что после применения угольного фильтра рыбки страдают от эрозии головы и боков. Однако эта версия не имеет официального исследовательского подтверждения.
Существует множество способов использования угля, однако лучше всего отдать предпочтение реактору, а также использовать помпу для подачи воды и мешочки для мелкого угля. Если предпочтете приобрести мешочки в магазине, то заметите присутствие специального каната, посредством которого его легко можно вынуть из воды. Мешочки можно применять во внешних канистровых фильтрах. Реакторы, емкости для установки оборудования и канистровые фильтры представляют собой наиболее эффективные способы использовать это средство, потому как с их помощью аквариумный уголь пропускает оду не пассивно, а активно.
Если все-таки решили попробовать его в роли фильтрационного материала, то рекомендуется для начала оставить его на 2-3 дня. За это время он покажет результат своего действия. Не следует использовать его на протяжении долгого времени, так его поры забьются, и он начнет разрушаться.
Видео на тему активированного угля своими руками
AdminАвтор статьи
Особенности обслуживания и как промыть систему
Так же можно приобрести отдельно новую засыпку, она продаться также как и колба отдельно.
Фильтр для воды точно так же, как вашу зубную щетку необходимо заменить через несколько месяцев, чтобы сохранить ее эффективность и предотвратить накопление бактерий. В системе тонкой очистки, обслуживание заключается в промывке, перед работой нужно надеть защитные перчатки:
- Подготовка – залейте в одно ведро около 2 литров чистой воды комнатной температуры.
- Медленно добавьте две чашки соляной кислоты, постоянно помешивая. Используйте пластиковую мешалку.
- Если на фильтре есть очевидные загрязнения или мусор, промойте его из шланга. Как только он станет прозрачным, поместите его в раствор и дайте ему погрузиться.
- Фильтр должен оставаться в этом растворе не менее пяти дней, чтобы удалить все загрязнения. Убедитесь, что он комнатной температуры в течение этого периода.
- Повторное замачивание – как только вернетесь к фильтру, дайте ему постоять в чистой воде в течение пяти минут.
- Промойте фильтр из шланга. После очистки переустановите его.
Очистка воды активированным древесным углём
Довольно не плохо можно очистить воду при помощи любой древесины, для этого ее нужно просто сжечь на костре до состояния черных углей. Через эти угли можно пропускать грязную воду Такой способ фильтрации не очистит воду от бактерий и примесей тяжелых металлов, но сможет забрать неприятный запах и крупные частички грязи. Чтобы усовершенствовать данный способ очистки воды углём, уголь нужно активировать. О том как это легко сделать в походных условиях можно подробно прочитать в статье (как сделать активированный уголь).
Очистка воды через активированный уголь давно освоена в производственных масштабах, почти все фильтры для очистки воды имеющиеся в продаже делают с использованием активированного угля. При добавлении в них различных «присадок» очистка воды получается очень хорошая, такую воду можно пить даже не кипяченую. Но очистка воды «чистым» активированным углем, который можно купить в аптеке или сделать самому, действует только на пестициды, элементы хлора и тяжелых металлов, а вот бактерии и другие микроорганизмы придется выводить, применяя дополнительные средства для обеззараживания воды.
Уголь очищает воду моментально, но так же быстро теряет свои свойства, загрязняется. Поэтому нельзя пользоваться угольными фильтрами долго, их надо менять. Если вовремя его не заменить то всё, что уголь абсорбировал, может вытечь обратно в повышенной концентрации.
Угольные фильтры для очистки бывают обыкновенные проточные, бывают многоступенчатые. А чтобы сделать самому в походных условиях угольный фильтр, потребуется пластиковая бутылка (хотя можно приспособить любую емкость). Нужно отрезать дно бутылки. Горлышко перемотать марлей, бинтом или другой водопропускающей тканью, в бутылку насыпать измельченный активированный уголь, плотно утрамбовать — фильтр готов. Для лучшей очистки воду следует прогнать через фильтр несколько раз, а еще лучше сделать сразу два фильтра последовательно, чтобы получилась своеобразная двухступенчатая очистка воды. Чем больше угля, тем качественнее получится очистка. Далее воду нужно будет прокипятить.
Если есть с собой калия перманганат (марганцовка) то нужно ее высыпать в загрязненную воду, чтобы получился розовый раствор, хорошо перемешать, дать отстоятся минут 5-10. И не сливая нижние слои воды и осадок, вылить продезинфицированную воду в угольный фильтр. Такую воду в экстремальных условиях можно пить и не кипяченую. Так как марганцовка убьет все микробы, а уголь очистит воду от остальных вредных примесей.
Виды используемого угля
Сырьем для производства активированного угля служат природные материалы, их сначала обугливают, а затем подвергают процедуре активирования. Сущность техпроцесса заключается во вскрывании микроскопических пор, закрытых в обычном угле. Активацию проводят термохимическим методом, пропитывая угольную массу карбонатокалиевыми, хлоридоцинковыми или другими растворами, после чего ее подвергают термической обработке без присутствия воздуха.
Вторая методика активации угля — обработка его перегретым паром, углекислым газом или их смесью при температуре 800 — 850 °С. Так как сложно получить парообразную среду из воды с такими температурными параметрами, практикуют технологию с дополнительной подачей воздуха в рабочую зону, при этом часть перерабатываемого угля сгорает, что заметно уменьшает выход активированного компонента.
Технология позволяет получать у лучших марок активированного угля удельную поверхность от 1800 до 2200 квадратных метров на 1 г вещества. Сами поры по их диаметру делят на следующие категории:
- Макро — имеют диаметр более 50 нанометров (нм), поры такого размера характерны для активированных угольных засыпок на основе древесного сырья.
- Мезо — поры размером от 2 до 50 нм, присутствуют в подавляющем количестве в активированном составе, полученном из каменного угля.
- Микро — поры с диаметром менее 2 нм, находятся в активированном угле, полученном из скорлупы кокосов.
Сырьем для получения активированного угля служат следующие материалы:
- Древесина, ее обугливает без доступа воздуха, а затем активируют. Полученный из нее уголь с крупными порами используют для дехлорирования воды и ее грубой очистки на предварительном этапе при входе водопровода в дом, в самодельных очистных устройствах.
- Каменный или битумный уголь после активации способен улавливать пестициды, фенолы, осветлять и избавлять воду от хлора и его запаха.
- Скорлупа кокосовых орехов. Полученный из данного материала активированный уголь используют в большинстве фильтрующих систем для воды. Благодаря малым порам и соответственно большой рабочей поверхности, активированный из обугленной кокосовой скорлупы компонент способен поглощать из водной среды значительное количество и широкий ряд элементов, наносящих вред человеческому здоровью.
Примеры фильтрующей засыпки
Изготовление и технические характеристики кокосового активированного угля
Чем больше пор, тем эффективнее очистка. Кроме этого, для практического применения кокосового активированного угля имеет следующие параметры:
- разумная стоимость исходного сырья и технологии производства;
- экологическая чистота;
- достаточная прочность, которая предотвратит вторичное загрязнение жидкости механическими примесями.
С учетом отмеченных требований достаточно часто используют древесину. После обугливания переходят к активации. Этот процесс заключается в открытии пор. Для получения необходимой структуры повышают температуру. С целью ускорения добавляют химические реагенты. Применяют обработку газами, нагретыми до +820°C и выше. Точным подбором параметров режима горения в лучших образцах увеличивают рабочую поверхность на 1 г до 2 тыс. м кв. и более.
В качестве сырья также используют скорлупу кокосовых орехов, каменный уголь, нефтяной кокс, иные натуральные/искусственные материалы. Некоторые производители выпускают специальные «карбонблоки». Такие изделия создают из полимеров и кокосового активированного угля, спеченных в единое целое. Кроме хороших абсорбционных показателей они отличаются высокой прочностью.
Чтобы выбрать подходящий кокосовый активированный уголь для очистки воды профильные специалисты рекомендуют оценивать площадь рабочей поверхности вместе с йодным индексом. Значение насыпной плотности поможет узнать, сколько грамм действующего вещества помещается в определенном объеме. Пригодится высокая твердость (более 92%), чтобы сохранить цельность фильтрующего материала при прохождении потока жидкости с нормальным напором.
Производители обеспечивают минимальную влажность таких засыпок. При необходимости – применяют полипропиленовые мешки, чтобы сохранить исходные параметры при транспортировке и в процессе длительного хранения. Нейтральный водородный показатель (уровень в диапазоне 5-8 pH) и отсутствие вредных примесей позволяет купить кокосовый активированный уголь для качественной очистки воды.
В следующей таблице приведены параметры активированного угля, которая предлагается на современном рынке отечественными и зарубежными производителями:
| Характеристики | Ед. измерения | Исходное сырье/особенности | ||
| Скорлупа кокосовых орехов/высокий уровень активности | Каменный уголь/средняя активность | Кокосовая скорлупа с добавками серебра/высокая активность | ||
| Размер гранул | мм | 1,7-3,3 | 5-7 | 9-15 |
| Площадь рабочей поверхности | м кв. на г | 1050-1500 | 950-1100 | 1100-1500 |
| Йодный индекс | мг/ г | 1000-1100 | 900-1050 | 1000-1150 |
| Плотность засыпки | г/ см куб. | 0,49-0,53 | 0,48-0,52 | 0,33-0,77 |
| Влажность | % | не больше 5 | до 1 | не больше 3 |
| Твердость | % | 95-99 | 93-96 | 95-99 |
| Водородный показатель | pH | 9-11 | 9-11 |
Самые крупные поры (40-60 нм и более) – в изделиях, созданных из натуральной древесинs! Они подходят для задержания органических соединений. Высокий уровень очистки воды от нитритов и нитратов обеспечивает применение кокосовой скорлупы (поры – менее 2-5 нм). Средними показателями отличаются гранулы, изготовленные из каменного угля.
Достаточная прочность не только продлевает срок службы благодаря устойчивости к истиранию. Такие гранулы не образуют мелкие механические примеси, которые придется удалять дополнительно. Некоторые марки засыпок допустимо активизировать несколько раз с применением промышленных технологий при существенном засорении пор.
Следует помнить о том, что насыщенный влагой кокосовый активированный уголь хорошо поглощает кислород. При значительных объемах он способен ухудшить состав воздуха в помещении ниже допустимых санитарных норм. Чтобы исключить опасные для здоровья ситуации рекомендуется купить герметичную тару, для выполнения контрольных операций. Подобные рекомендации уместны для промышленных масштабов! В бытовых установках используется сравнительно небольшое количество такой засыпки.
Использовать кокосовый активированный уголь для очистки воды в домашних условиях выгодно. Он стоит недорого, поэтому даже при формировании толстого слоя засыпки расходы не будут чрезмерными. Малый вес упрощает перемещение, иные рабочие действия. Созданная среда фильтрации обладает универсальными свойствами. Она пригодна для задержания сравнительно крупных взвесей и других механических примесей, растворенных соединений, органики.
Как очистить водопроводную воду активированным углем?
Можно, конечно, приобрести готовый фильтр, но они не везде продаются. Однако изготовить самостоятельно фильтр на основе этого сорбента можно, тем более что активированный уголь имеется во всех аптеках. Для создания фильтра понадобится марля и несколько таблеток активированного угля. Эти таблетки следует положить в марлю, предварительно сложенную несколько раз. После этого водопроводную воду, предназначенную для питья, необходимо налить в емкость, туда же на двенадцать часов следует положить и марлю с таблетками угля активированного. Однако фильтрующуюся воду ставить не рекомендуется в очень теплом помещении, так как болезнетворные бактерии начнут размножаться и в угольной среде.
Если все сделано было правильно, вода очистится через двенадцать часов, а после этого ее можно будет пить.
Зачем очищать воду
Человеческий организм состоит в основном из воды, но внутренняя жидкость постоянно выходит с мочой и потом. Если не пополнять запасы этой жидкости, то может наступить обезвоживание, которое, в свою очередь, приведет к нарушениям во внутренних системах и органах. Здоровому человеку ежедневно требуется до двух литров жидкости, но эта вода должна быть очень качественной и чистой. Та вода, которая продается в магазинах в бутылках разных объемов, стоит достаточно дорого, а такие траты не каждый может себе позволить. Остается только использовать для питья и приготовления пищи воду водопроводную. Но тут возникает одна очень большая проблема, связанная с качеством жидкости, текущей из крана. А она, как известно, содержит не только хлорные соединения, но и соли тяжелых металлов, всевозможные загрязнения, очень опасные примеси, которые скапливаются постепенно в организме и могут сильно ухудшить здоровье. При этом классический метод очистки водопроводной нефильтрованной воды считается малоэффективным. Поэтому остается одно – очищение этой жидкости более эффективным способом – путем сорбции.
Существует несколько методов очистки воды в домашних условиях
Самый элементарный способ – отстаивание
Для дезинфекции водопроводной жидкости используют хлор, а в последнее время все популярней становятся хлорпроизводные реагенты, которые более опасные. После такой процедуры, вода имеет неприятный запах и вкус. Хлор несет большую опасность для человека, тем более он имеет свойство накапливаться в организме
Важно отметить, что при кипячении хлорированной воды образуются более опасные соединения. Обезопасить себя от этой напасти не сложно
Следует налить воду в стеклянную посуду и отстоять 6- 7 часов. За это время должны улетучиться пары хлора и примеси тяжелых металлов. Во многих статьях пишут, что эту воду можно потом пить. Конечно же такая процедура лишает воду некоторых загрязнений, это лучше, чем употребить ее в исходном виде. Скорее эта процедура поможет тем, у кого нет возможности приобрести самый примитивный фильтр для воды.
Очистка воды активированным углем в домашних условиях
Применение угля в очистке воды и воздуха можно назвать панацеей всех времен. Он отлично абсорбирует ряд загрязнений в воде, повышает ее органолептические свойства. Убирает неприятные запахи, удаляет соединения хлора, мутность, придает приятный вкус. Есть множество рекомендаций, таких как например – завернуть несколько таблеток угля в марлю и погрузить в стеклянную посуду с водой. В современное время, это совсем не актуально, так как можно приобрести элементарный , который намного удобней и практичней.
Как очистить воду активированным углем?
Если Вас беспокоит только хлор, запах и мутность воды, то приобретите проточный фильтр для очистки воды. Это бюджетные фильтры, которые может позволить себе каждый – фильтры-кувшины, и . Плюс таких фильтров в том, что имеют широкий ассортимент. От сменных элементов с кокосовым углем, до многоцелевых, которые дополнительно удаляют соли жесткости, механические примеси и железо. Многие спрашивают, можно ли очистить воду активированным углем для питья?
Конечно — да! Но до определенного уровня.
Заморозка воды
Это очень популярный метод, который практикуют не только у нас, а также по всему миру. Замораживание воды нейтрализует соли тяжелых металлов, большинство вирусов и бактерий. Что интересно – при размораживании, вода приобретает новую силу энергии, которой в последствии делится с человеком.
Обслуживание фильтров
Обслуживание приборов сводится к их очистке по мере загрязнения. Вскрывать и промывать используемые канистры внешних фильтров необходимо только каждые шесть месяцев. Однако ухаживающему процессу подвергаются лишь керамические части и поролон. К тому же необходимо использовать только аквариумную воду.
Некоторые нюансы имеются и у самодельных фильтров. После запуска первое время они работают, как механические. Используемый субстрат быстро заполняется грязью, что влечет за собой снижение производительности. Между тем создается благоприятная почва для размножения бактерий. Они быстро накапливаются и их выделяемые вещества превращаются в нитрат. Таким образом, происходит самоочистка фильтра биологическим способом. Чтобы не допустить попадания вредных веществ в воду, необходимо через 2-4 недели его прочищать.
Дополнительные компоненты угольных фильтров
Помимо активированного угля в фильтрах нередко используют следующие дополнительные компоненты:
Синтетические волокна. Синтетические материалы используются в фильтрующих картриджах как элементы механической водоочистки (диски на входе картриджей) от крупных нерастворимых примесей, предотвращая их проникновение в угольную массу и забивание ее каналов. Также фильтры из синтетических пористых материалов ставят на выходе картриджей для доочистки, удержания засыпки и предотвращения ее попадания в воду.
В некоторых фильтрующих системах (Аквафор) угольная засыпка перемешана с синтетическими волокнами, уплотняющими ее структуру и поддерживающими форму. В результате плотная масса активированного угля эффективнее очищает водный поток от вредных примесей.
Цеолиты — природные минералы, гидратированные алюмосиликаты кальция и натрия, напоминающие по внешнему виду мутное стекло или перламутр, известны своей способностью поглощать и отдавать воду в зависимости от условий окружающей среды. Еще одна отличительная особенность цеолитов — способность к катионному и ионному обмену путем впитывания и отдачи различных веществ своей поверхностной структурой.
Шунгит — (аспидный камень) горная порода докембрийского периода, состоящая на 99% из углерода, по структуре сильно напоминает графит. Минерал известен с давних времен как отличный природный очиститель воды, шунгитовым водным источникам во времена Петра Первого приписывали чудодейственные целебные свойства, а солдатам рекомендовали носить с собой в походах шунгитовый камень и очищать с его помощью воду. В настоящее время шунгит известен как обладающий высокими впитывающими (сорбционными) и каталитическими свойствами минерал, к тому же он является отличным антиоксидантом.
Ионообменная смола применяется для смягчения воды, по внешнему виду напоминает мелкую икру рыб диаметром не более 1 мм коричневого, желтого, темных цветов. Смола обменивается ионами с солями растворимых в воде оксидов металлов (кальция, магния, железа, марганца), в результате чего они приклеиваются к поверхности круглых гранул. При добавлении в воду солей хлорида натрия (NaCl) происходит процесс регенерации, соли вредных металлов отделяются от поверхности шариков ионообменной смолы и смываются в канализацию.
Антибактериальные добавки. Для борьбы с размножением микробов и бактерий, обеззараживания воды, в угольные фильтры часто добавляют ионы серебра в виде мелких шариков серого цвета.
Кварцевый мелкозернистый гравий. Применяется в качестве поддерживающей засыпки, позволяющей равномерно пропускать поток при прохождении очищаемой воды через угольный слой, используется в крупногабаритных углесодержащих системах для очистки больших объемов воды.
Цинк и медь высокой чистоты. Данные вещества входят в состав одной из последних запатентованных инновационные разработок — фильтрующей засыпки KDF (Kinetic Degreadation Fluxion), обладающей более высокой производительностью и степенью очистки воды от вредных примесей в сравнении с традиционными наполнителями. Помимо металлов KDF содержит в своем составе активированный уголь и ионообменные смолы.
Вариант засыпки кувшинных картриджей
Как работает угольный фильтр
Несмотря на многообразие вариантов, все они подчиняются единому принципу фильтрации. Есть некоторая емкость (большая или меньшая), в которой сосредоточен сыпучий сорбент и находится распределительный баллон. Вода проходит через этот слой, внутри которого остаются все загрязнения – примеси, органические вещества.
Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)
Диспенсер магистральный настольный AquaPro 929CH/RO (охлаждение/нагрев)
Диспенсер напольный AquaPro 311 (пустой, без охлаждения)
При наличии функции очистки производится обратная промывка. Для этого не требуется дополнительных реагентов, достаточно только направить поток в другую сторону, чтобы «вымыть» угольный песок и загрязнения.
Принцип работы и чем отличается от других
Действие такого фильтра основано на удивительном свойстве наполняющего материала. Все угольные картриджи для очистки воды состоят из активированного, кокосового и гранулированного угля – это природный материал, полученный из битуминозного угля, лигнита, древесины, скорлупы кокосовых орехов.
Активированный паром или другими способами каждый из них имеет разные адсорбционные свойства (битуминозный для избавления от хлора). Производители добавляют различные смеси для достижения определенного качества воды и уменьшения загрязнения (скорлупа кокоса для «сладкого вкуса», добавка серебра для эффективного уничтожения бактерий).
Свойства угля являются гидрофобными и олеофильными, они «не принимают» воду, но «впитывают» масло. При подходящих условиях потока растворенные химические вещества в воде, протекающей через картридж угольный, «прилипают» к углю тонкой пленкой, вода проходит дальше.
Процесс называется адсорбцией. Активированный картридж уголь является эффективным методом удаления хлора, его побочных продуктов летучих органических соединений. От других угольный картридж для воды отличает высокая грязеёмкость, не попадание содержимого в отфильтрованную жидкость, уничтожение органики без химических реагентов.
