Что фильтрует угольный фильтр?

Автор: Aquatium

Сорбционные фильтры

03.11.2022 1080

Итак, начнем с преимуществ. Бюджетная цена, неприхотливость в плане установки и обслуживания и очевидная его экологичность дополняются еще одним достоинством: полученная с его помощью питьевая вода не теряет своих минерализационных свойств. Те же обратноосмотические фильтры для воды превращают прозрачную жидкость во вредный для здоровья дистиллят, тогда как герой нашего обзора чисто технически на такое неспособен.

Почему? Потому что используемый в угольных фильтрах активированный уголь химически инертен. В обычных условиях он вступает в реакции только с очень энергичными окислителями. Вспомните равнодушные ко всему алмазы! А ведь они представляют собой тот же углерод с формулой «С», отличаясь от химически чистого угля лишь порядком расположения атомов в молекулах. Теперь вспомните наш предыдущий обзор о тяжелых металлах и статью о минерализации воды. Возникает закономерный вопрос: что же все-таки фильтрует угольный фильтр, если растворенные в воде химические примеси (ионы тяжелых металлов, соли) он удалить явно не в состоянии?

Что фильтрует угольный фильтр: мифы и факты   

Распотрошим в качестве опыта пластиковый корпус. Внутри находится угольный порошок. Некоторые производители сдабривают его микрогранулы ионами серебра, с гордостью сообщая: «Наши фильтры для воды не только производят очистку от примесей, но и убивают бактерий!».

Между тем врачи-бактериологи давно уже доказали: без разбора серебро убивает только вампиров, да и то возможны варианты)) Большая часть бактерий прекрасно уживается рядом с ионами аргентума. А вот человеку они могут и навредить. Все-таки серебро – тяжелый металл. Радует только то, что в отдельно взятом фильтре его не настолько много…

Остаточный хлор и вода после фильтра из угля

Хлорированную водичку из наших кранов не только пить вредно – ею и умываться крайне нежелательно. Хлор сушит кожу и волосы, провоцирует дерматиты, а о его действии на ЖКТ и думать-то страшно. При этом производители угольных фильтров оптимистично обещают избавление от остаточного хлора. Произойдет ли чудо?

Открываем учебник химии. В нем четко указано: углерод с галогенами непосредственно не соединяется. Исключение – фтор. Но отнюдь не хлор! Правда, микрогранулы углерода благодаря своим адсорбционным свойствам связывают газообразный хлор (Cl₂). Именно поэтому активированный уголь широко используется в военной промышленности (в производстве противогазов, защищающих от хлора, фосгена, иприта и др.). Однако чтобы углерод связал растворенный в воде хлор, нужны хлорсодержащий посредник, высокая температура и катализатор. Результат – тетрахлорметан – смертельно ядовит.

Резюмируем: купить угольный фильтр – не значит «защитить себя от остаточного хлора».

Тяжелые металлы: «И все-таки это возможно?»

Обычный угольный фильтр от растворенных в воде тяжелых металлов не защитит. Однако на рынке давно уже появились фильтры для воды от железа, марганца и др. Они тоже выполнены на основе углерода. При этом в состав их активной компоненты входят полученные химическим путем сложносоставные минералы.

Под воздействием такого минерала растворенное в воде активное железо (Fe²⁺) превращается в Fe³⁺, который, в свою очередь, вступает в реакцию с кислородом. Получившийся оксид железа (ржавчина) удаляется из воды механическим путем (это уже задача героя нашего обзора). Назвать чисто «угольными» такие фильтры для воды от железа и их сородичей нельзя: это достаточно сложные и дорогие системы, требующие, к тому же, тщательнейшего контроля за состоянием картриджей.     

Резюмируем: классический угольный фильтр не сможет очистить воду от тяжелых металлов.

Неужели совсем бесполезен?

Загрустили после вышеперечисленного? Есть и хорошая новость: способность таких фильтров очищать воду от механических и газообразных примесей пока еще не развенчана. Все-таки активированный уголь – отличный адсорбент. Выпадающие в невидимый глазу осадок соли и оксиды микрогранулы углерода связывают «на раз»!

Также эти микрогранулы притягивают на себя красящие и пахучие вещества (например, сероводород, обладающий запахом тухлых яиц), которые могут содержаться в воде и придавать ей неприятный привкус.

Резюмируем: купить угольный фильтр стоит, если вы хотите облагородить органолептические свойства источника жизни, вытекающего из вашего крана. Вкус. Цвет. Запах. Даже самый простой угольный фильтр вполне способен улучшить эти три показателя, без учета которых питьевая вода не может считаться пригодной для употребления внутрь.

Адсорбционная емкость активированного угля

Вы скептически относитесь к дорогим новомодным системам очистки? И правда: вода после фильтра на ионообменных смолах теоретически может содержать ядовитые примеси. Системы обратного осмоса высасывают из прозрачной жидкости все минеральные вещества, насыщая ее взамен всего лишь сомнительным содержимым картриджа-минерализатора. Электромеханические устройства – и вовсе нечто невнятное. Разрушать-то электрическое поле вредные соединения разрушает, но кто сказал, что продукты их распада (а ведь в природе ничего просто так не появляется и не исчезает!) полезны для здоровья?

В чем-то вы правы: простой и проверенный на практике кувшин со сменными угольными картриджами является классическим очистителем. Остальное – дело экологов, сотрудников горводоканала и работников санэпидемстанций. Однако есть нюанс: активированный уголь имеет адсорбционную емкость. И когда эта емкость достигает своего порога, вода после фильтра на основе углерода становится непригодной для питья. Потому что адсорбция – процесс обратимый.

Возьмем, к примеру, насыщенную сероводородом воду. Один грамм активированного угля с суммарной поверхностью всех пор в 1000 м² способен поглотить из нее 99 см³ Н₂S. Все! Далее адсорбированные молекулы начнут отрываться от поверхности адсорбента и переходить в окружающую среду. Т.е. обратно в воду. То же и с механическими примесями: исчерпавший себя картридж отдает обратно поглощенное, делая воду на выходе грязнее воды на входе.

Полезный ресурс угольных фильтров

Адсорбционная емкость (полезный ресурс) обычно указывается на упаковке производителем конкретно взятого угольного фильтра. Стоит помнить: она зависит как от степени загрязненности воды, которую вы собираетесь фильтровать, так и от температуры окружающей среды. Чем выше оба этих показателя при равном количестве фильтруемой воды в день, тем меньше срок годности угольного картриджа.

О концентрации подлежащих очистке примесей мы уже говорили (когда полезный ресурс картриджа заканчивается, он начинает портить воду, - запускается процесс десорбции). Насчет температуры: адсорбция сопровождается выделением теплоты. Поэтому при охлаждении воды равновесие смещается в сторону увеличения числа адсорбированных молекул.   

Подведем итоги? Простой угольный фильтр не сможет устранить тяжелые металлы и некарбонатные соли, спасти от патогенных бактерий и удалить из воды растворенный хлор. Использовать его стоит, если вода, которую вы хотите очистить, содержит нетоксичные механические примеси. С его помощью питьевая вода может избавиться от посторонних запахов, будет иметь природный вкус и естественный цвет. Нужно лишь вовремя менять картриджи!