Vandens filtrų rūšys – kaip veikia sistemos – filtrai

Bir 29, 2024 | Straipsniai

Vandens filtrų rūšys. Vandens filtrai yra būtini įrenginiai, kurie padeda valyti vandenį nuo įvairių nešvarumų, tokių kaip chemikalai, bakterijos, sunkieji metalai ir kitos medžiagos, kurios gali būti kenksmingos žmonių sveikatai. Šie filtrai įvairiais būdais naudoja mechaninius, cheminio apdorojimo ar membranų filtravimo metodus, siekdami užtikrinti vandens saugumą ir skonį.

Vandens filtrų rūšys

Mechaniniai Filtrai

Mechaniniai filtrai yra pirmoji vandens filtravimo linija, skirta pašalinti stambesnes daleles iš vandens. Šie filtrai dažnai naudojami kaip pirminis filtravimo etapas, kad apsaugotų tolesnius filtrus nuo dalelių pažeidimų.

Veikimo principas – mechaniniai filtrai veikia naudodami mikroskopines angas arba siūlus, kurie sulaiko stambias daleles, tokias kaip dumblas, smėlis, rūdos ir kitos nuosėdos.

Pritaikymas – dažniausiai naudojami buityje ir pramonėje, ypač sistemos, kuriose yra didelis dalelių kiekis, pvz., prieš garso ar vandens minkštinimo filtrus.

Pavyzdžiai – grubūs smėlio filtrai, siūliniai filtrai.

Vandens filtrų rūšys

Anglies filtrai – Vandens filtrų rūšys

Anglies filtrai yra plačiai naudojami dėl jų gebėjimo absorbuoti organines medžiagas, chemikalų likučius ir neigiamus skonio bei kvapo komponentus.

Veikimo principas – anglies filtrai naudoja aktyvintą anglį, kuris turi didelę paviršiaus plotą, kad sugertų ir sulaikytų nešvarumus.

Pritaikymas – naudojami buityje ir pramonėje vandens gryninimui, kad būtų pagerintas skonis, kvapas ir išvengta cheminės taršos.

Pavyzdžiai – kartu su buitiniais vandens čiaupais, gertiems vandenims ir pramoninėms filtravimo sistemoms.

Naudinga pasidomėti:

Atgalinio osmoso filtrai – atvirkštinis osmosas

Atgalinio osmoso filtrai yra vieni iš efektyviausių būdų valyti vandenį, pašalinant daugelį dalelių, įskaitant bakterijas ir sunkiuosius metalus.

Veikimo principas – atbulinis osmosas naudoja membraną, kuri praleidžia tik vandens molekules, išskirdama ir atskirdama daugelį nešvarumų.

Pritaikymas – naudojamas tiek buityje, tiek pramonėje, ypač ten, kur reikia labai švaraus vandens, pvz., medicininėse įstaigose ar laboratorijose.

Pavyzdžiai – buities atgalinio osmoso sistemos, pramoninės vandens gryninimo įrenginiai.

Minkštinimo filtrai – nukalkinimui

Minkštinimo, dar kitaip vadinami vandens nukalkinimo filtrai skirti pašalinti kalcio, magnio ir kitų kietumą sukeliančių medžiagų jonų perteklių, kad būtų išvengta kalkių nuosėdų ant buitinės technikos paviršių.

Veikimo principas – vandens minkštinimo filtrai yra nuo kalkių, naudoja jonų mainų procesą, kad būtų pakeisti kalcio ir magnio jonai su natrio arba kalio jonais.

Pritaikymas – labai naudingi regionuose, kuriuose vanduo yra „kietas” ir gali sukelti kalkių nuosėdas ant virdulių, skalbinių mašinų ir kitų buitinių prietaisų.

Pavyzdžiai – jonų minkštinimo sistemos, kurių naudojimas paprastai yra buitinėje aplinkoje.

Vandens nugeležinimo filtrai – Vandens filtrų rūšys

Vandens nugeležinimo filtrai yra skirti pašalinti geležį ir kartais kitus sunkiuosius metalus iš vandens, kuriuos gali sukurti korozija ar kitos cheminės reakcijos. Nugeležinimo filtras šalina ne tik geležį, bet manganą ir sieros vandenilį.

Veikimo principas – šie filtrai naudoja cheminę reakciją arba specialius medžiagų, kaip pavyzdžiui, zeolitą, kuris absorbuoja geležies jonus.

Pritaikymas – dažnai naudojami ten, kur vandenyje yra daug geležies, kuris gali sukelti estetinių problemų, pvz., rudas dėmes ant vonios ar čiaupų.

Pavyzdžiai – buities ir komercinės vandens filtravimo sistemos, kurių tikslas – išvengti geležies nuosėdų ir pagerinti vandens skonį.

Norint įsigyti geriausius ir tinkamiausius vandens nugeležinimo filtrus ir savo namams, naudinga smulkiau susipažinti su informacija kaip veikia vandens nugeležinimo filtrai ir kokie procesai bei reakcijos iš vandens pašalina geležį.

Kaip veikia vandens nugeležinimo filtrai

Vandens telkiniuose ir gręžiniuose geležis dažniausiai randama dviejų pagrindinių formų: dvivalentė ištirpusi geležis (Fe²⁺) ir trivalentė oksiduota geležis (Fe³⁺). Fe²⁺ forma vandenyje yra skaidri, neturi spalvos, tačiau kontaktuodama su deguonimi oksiduojasi į Fe³⁺, kuri susiformuoja į netirpius geležies hidroksidus. Tokie junginiai sudaro nuosėdas, kurios suteikia vandeniui gelsvą ar rudą atspalvį. Kitos formos – organinė geležis, susijungusi su natūraliomis organinėmis medžiagomis, ir koloidinė geležis – mikrodalelės, kurios neatsiskiria įprastu filtravimu be koaguliacijos.

Kadangi ištirpusi geležis nesukelia iškart matomos taršos, tačiau oksiduojantis palieka nuosėdas vamzdžiuose, ant įrenginių ir sanitarinių paviršių, jos šalinimas yra būtinas tiek buitiniams, tiek pramoniniams poreikiams. Geležies buvimas vandenyje virš 0,2 mg/l jau sukelia neigiamą estetinį ir techninį poveikį.

Veikimo principai

Nugeležinimo filtrų veikimas pagrįstas fizikiniais ir cheminiais procesais, kuriais ištirpusi geležis paverčiama netirpiomis dalelėmis ir pašalinama iš vandens. Pagrindiniai procesai: oksidacija, filtravimas ir adsorbcija.

Oksidacija – tai Fe²⁺ virtimas Fe³⁺ forma, vykstantis kontaktuojant su oksidantu. Dažniausiai naudojamas oksidantas – deguonis iš oro, taip pat gali būti naudojami cheminiai oksidantai: kalio permanganatas, chloras, vandenilio peroksidas. Oksidacijos efektyvumui įtakos turi pH – optimalus pH geležies oksidacijai yra 7–8,5. Jei pH per žemas, oksidacija lėta, o jei per aukštas – gali formuotis kietos nuosėdos, kurios apsunkina filtravimą.

Filtravimas vyksta po oksidacijos. Suformuotos Fe(OH)₃ nuosėdos pašalinamos mechaniniu būdu, naudojant filtravimo medžiagas: kvarcinį smėlį, zeolitą, Birm, Greensand ar katalizinį aktyvuotą mangano dioksidą. Filtrai gali būti gravimetriniai (naudojant natūralią trauką) arba slėginiai. Dalis sistemų sujungia oksidaciją ir filtravimą viename filtre su aktyvia medžiaga, kuri katalizuoja oksidaciją.

Adsorbcija vyksta kartu su filtravimu, kai Fe³⁺ jonai prisijungia prie filtravimo medžiagos paviršiaus. Tai ypač aktualu, kai geležis yra organiškai susijusi ir netirpsta lengvai. Tokiu atveju naudojamos didelio paviršiaus adsorbentai ar prieš tai atliekama koaguliacija su flokuliacija.

Aeracija

Dažniausias būdas tiekti deguonį oksidacijai – aeracija. Ji gali būti natūrali (vandens purslų kontaktas su oru) arba mechaninė (difuzoriai, kompresoriai). Aeracijos sistema dažnai turi atskirą kontaktinį rezervuarą, kuriame vanduo kurį laiką išlaikomas kontaktui su oru, kad oksidacija įvyktų pakankamai.

Mechaninės filtravimo sistemos – Vandens filtrų rūšys

Po oksidacijos vanduo patenka į filtravimo koloną. Dažniausiai naudojami filtravimo užpildai:

– Birm – katalitinė medžiaga, veikianti tik esant pakankamam ištirpusio deguonies kiekiui, be cheminio regeneravimo. – Greensand – padengtas mangano dioksidu, reikalauja regeneracijos kalio permanganatu. – Filox, Pyrolox – labai aktyvūs katalizatoriai, naudojami didesniam Fe kiekiui.

Filtrai veikia ciklais: darbinė fazė (vandens filtravimas) ir atgalinis plovimas (nuosėdų pašalinimas). Atgalinis plovimas būtinas, nes kitaip užsikiš filtravimo medžiaga, mažės srautas, didės slėgio kritimas.

Regeneracija

Kai kurios filtravimo medžiagos (pvz., Greensand) reikalauja periodinės regeneracijos cheminiais oksidantais. Kalio permanganatas atstato mangano dioksido oksidacines savybes. Regeneracija vyksta automatiškai pagal laikmatį arba užterštumo lygį. Jei regeneracija nevykdoma, filtro veikimas blogėja, oksidacija neįvyksta, vanduo lieka su geležimi.

Jonų mainų sistema – Vandens filtrų rūšys

Kai kuriais atvejais naudojami vandens minkštinimo filtrai su katijonų mainų derva, kuri sulaiko Fe²⁺ jonus kartu su kalcio ir magnio jonais. Šis būdas efektyvus, kai geležies koncentracija nedidelė (<2 mg/l) ir nėra koloidinės ar organinės formos. Minkštinimo filtrai reikalauja regeneracijos su druskos tirpalu (NaCl). Geležis turi būti ištirpusi, nes oksiduota forma užkemša dervą.

Koloidinės ir organinės geležies šalinimas

Tokios formos dažnai nepaveikiamos paprasta oksidacija. Būtinas koaguliantas (aliuminio ar geležies druskos), kuris destabilizuoja koloidą ir leidžia susiformuoti flokams. Po to reikalingas nusodinimas arba filtravimas su tankia medžiaga. Organinės geležies atveju reikalingas oksidantas su dideliu potencialu, pvz., ozonas arba vandenilio peroksidas, arba adsorbcija aktyvuota anglimi.

Vandens nugeležinimo filtrų veikimo parametrai

Efektyviam nugeležinimo filtrų veikimui būtina užtikrinti tinkamą: – pH (optimumas 7–8,5) – Kontaktavimo laiką su oru arba oksidantu (bent 10–20 min) – Filtrų pralaidumą (filtravimo greitis neturi viršyti medžiagos specifikacijos) – Atgalinio plovimo dažnį ir intensyvumą – Regeneracijos ciklus (jei taikoma).

Priežiūra ir eksploatacija

Veikiančios vandens nugeležinimo sistemos turi būti reguliariai prižiūrimos. Tipiniai gedimai kyla dėl: – per didelio geležies kiekio, viršijančio filtro galimybes – per mažo oksidacijos laiko – nepakankamo atgalinio plovimo – užsikimšusios filtravimo medžiagos – netinkamo pH

Norint vandens nugeležinimo filtrų ilgalaikio veikimo, būtina stebėti vandens kokybę, ypač jei keičiasi šaltinio savybės. Kai kuriems vartotojams gali reikėti derinti kelias technologijas: aeraciją, oksidaciją, filtravimą, adsorbciją ir jonų mainus.

Taip veikia šiuolaikiniai vandens nugeležinimo filtrai techniniu principu, grįstu oksidacijos ir filtravimo seka.

Kombinuoti filtrai

Kombinuoti filtrai naudoja kelias technologijas viename įrenginyje, kad padidintų filtravimo efektyvumą ir galią, pašalindami įvairius nešvarumus vienu metu.

Veikimo principas – šie filtrai derina mechaninį filtravimą su cheminiais procesais arba membranų technologijomis, kad būtų pašalinti įvairūs nešvarumai.

Pritaikymas – labai naudingi pramoninėse ir specializuotose aplikacijose, kur reikalingas aukštos kokybės vandens gryninimas.

Pavyzdžiai – specializuotos pramoninės vandens filtravimo linijos, kurios gali apjungti anglies, atgalinio osmoso ir kitas technologijas.

Vandens filtravimo sistemos sudėtingumas

Kiekviena vandens filtravimo sistema turi savo privalumus ir trūkumus, priklausomai nuo naudojimo konteksto ir poreikių. Klientai turėtų atsižvelgti į vandens šaltinį, vietinę vandens kokybę ir norimą filtravimo lygį, kai renkasi tinkamą filtravimo sistemą.

Vandens filtrų rūšys – Išvados

Vandens filtrai yra esminiai įrenginiai, kurie padeda išlaikyti saugų ir skoniu turtingą vandens tiekimą. Pasirinkus tinkamą filtravimo sistemą, galima gerokai pagerinti vandens kokybę ir užtikrinti, kad vartojamas vanduo būtų ne tik švarus, bet ir saugus. Svarbu rinktis filtrus atsižvelgiant į specifinius poreikius ir reguliariai prižiūrėti bei keisti filtrų elementus, kad būtų išlaikytas optimalus filtravimo efektyvumas.