Как фильтруют воду активированным углем

Особенности использования активированного угля для очистки воды: преимущества и недостатки

Активированный уголь является сорбентом — эффективным средством для химической, радиологической и биологической защиты организма.

Вещество активно используется в медицине, оборонной промышленности и водоподготовке. О всех преимуществах и недостатках активированного угля читайте далее в статье.

Уникальные свойства

Материал имеет мелкопористую структуру. Его поверхность отличается высокой адсорбцией — способностью удерживать и накапливать:

• жидкие,
• растворенные вещества,
• газообразные молекулы.

Эффективность поглощения примесей зависит от размера пор материала. Они должны быть больше молекул, которые нужно адсорбировать из носителя.

Способность к поглощению примесей у вещества настолько высока, что кусок площадью 1 м3 с порами размером 0,3 м3 способен впитать в себя до 30 м3 газа.

От чего очищает и насколько эффективно?

Вещество снижает концентрацию в жидкости следующих примесей:

• Летучие соединения (радиоактивные газы, пары масел, ртути, углеводорода).
• Органические примеси, которые портят вкус и запах напитков, в том числе хлор и озон.
• Отравляющие вещества (пестициды, гербициды).
• Нефтепродукты.
• Соли тяжелых металлов.
• Бактерии (Сальмонелла, Шигелла, пр.).

Из-за неэффективности по отношению к ряду примесей он не используется как единственное средство для водоочистки.

Какой используют в фильтрах?

В системах очистки активированный уголь чаще всего встречается в 3 видах.

Виды сорбента для водоподготовки	Маркировка	Описание	Применение
Порошкообразный	PAC	Размер частиц: 0,15-0,25 мм. Очищает воду путем смешивания с ней. Удаляется из жидкости методом фильтрации.	Резервуары быстрого смешивания, гравитационные фильтры. Не используется при устройстве проточных фильтров для центральных водопроводов из-за риска высокой потери напора.
Гранулированный	GAC	Размер частиц: 0,2-5 мм. Образуется путем измельчения и просеивания расходного материала. Очищает большие объемы жидкостей, газа, может многократно использоваться.	Проточные системы, бассейны быстрого смешивания.
Прессованный (экструдированный)	EAC	Цилиндрические гранулы диаметром 1-5 мм. Выпускается из порошкообразного углерода.	Применяется при сборке бытовых фильтров.

В проточных системах водоподготовки используется два вида угля:

1. Гранулированный. В таких картриджах вода проходит через весь слой загрузки.
   А уголь выступает в качестве сорбента, избирательно поглощающего из среды пары, газы и растворенные вещества.
2. Прессованный. В таком блоке сорбционная функция угля ниже, так как слой угля меньше.
   Но прессованная структура позволяет использовать картридж для механической очистки от взвешенных твердых веществ — частиц ила, песка, неорганических примесей, планктона, микроорганизмов.

Преимущества и недостатки

Средство эффективно удаляет примеси, которые портят цвет, вкус и запах напитка, хлор, другие нежелательные соединения. К недостаткам вещества относится быстрая засоряемость угольного фильтра.

Другой минус угля — неспособность уничтожать микроорганизмы. Даже если его поры удерживают «нежелательных гостей», они не умирают, а остаются в нем, начиная размножаться.

Применение для фильтрации воды

Для изготовления фильтра понадобятся:

• Активированный уголь NWC 12×40 (порошок) или таблетки из аптеки.
• Пустая 5-литровая бутылка — 1 шт.
• 1,5 литровая бутылка.
• Кусок ткани или бинта — 7 см.
• Канцелярский нож.
• Шило

Количество сорбента зависит от потребностей в водоочистке.
На 1 литр воды понадобится 10 граммов NWC 12×40 или 45 таблеток.

Пошаговая инструкция:

1. Сделать шилом в крышке бутылки 10-12 отверстий.
2. Отрезать у полторашки дно канцелярским ножом.
3. Если уголь таблетированный, высыпать его в тарелку и растолочь ложкой.
4. В горлышко бутылки положить сложенный в несколько раз слой ткани или бинта.
5. Засыпать в емкость угольный порошок.
6. Поставить бутылку горлышком вниз в емкость для сбора чистой воды.

Жидкость будет проходить через фильтр долго. Первый раствор содержит угольные включения и пыль, поэтому его нужно слить. Следующая вода будет чистой.

На этом видео вы можете посмотреть простой пример изготовления угольного фильтра своими руками:

Особенности эксплуатации

Скорость его засорения зависит от качества воды. Возможно повторное использование начинки. Для этого проводится регенерация угольного слоя для удаления примесей:

• Залить вещество водой объемом в 2-3 раза большим.
• Продержать 15-20 мин.
• Слить воду и повторить предыдущие действия 2-3 р.
• Прогреть уголь в духовке в течение 6-8 часов при t до 200 °С. Первые минуты нагрева дверца шкафа должна быть открыта для отведения запахов.

После охлаждения материала до 60-70 °С его можно использовать повторно.

Чем можно заменить наполнитель?

Можно выделить 3 альтернативы активированному углю.

Сорбент АС

Удаляет из воды:

В отличие от угля, не является привлекательной средой для размножения биоорганизмов, удаляет железо, очищает воду при высокой скорости потока.

Шунгит

Имеет сорбционную способность к широкому спектру органики, спиртам, пестицидам, поверхностно-активным химическим соединениям. Обеззараживает воду, уничтожая от нежелательных обитателей:

1. споры;
2. бактерии;
3. водоросли;
4. простейшие микроорганизмы.

В 30 раз более эффективен активированного угля при удалении хлора, диоксинов.

Сорбент ОДМ-2Ф.

Применяется для комплексной водоочистки по требованиям СанПин 2.1.4.1074-01. При фракции 0,5-2 мм используется в качестве основного фильтрующего средства. Высота слоя: 1,8-2 м. Химические соединения, содержание которых сорбент снижает в воде:

• железо, оксиды железа;
• радионуклиды;
• хлориды;
• тяжелые цветные металлы;
• нефтепродукты;
• фосфаты;
• азот.

ОДМ-2Ф улучшает органолептические качества воды. В отличие от активированного угля, сорбент снижает кислотность щелочной жидкости и экономически эффективен.

Заключение

Уголь позволяет очищать воду от множества вредных примесей и микроорганизмов. При использовании вещества нужно учитывать спектр его действия и особенности эксплуатации.

Для качественной водоочистки может понадобиться дополнительный фильтр. Это зависит от состава жидкости. Эффективная эксплуатация угольного фильтра невозможна без своевременной очистки материала от задержанных включений, бактерий или замены.

Источник

Уголь для фильтров: все об этом способе очищения воды

Уголь для фильтров: все об этом способе очищения воды

Уголь для фильтров: все об этом способе очищения воды

О пользе угля люди знали с незапамятных времен. Его полезные свойства применяли еще наши далекие предки. В древности уголь помогал очищать воду, чуть позднее – винные напитки и пиво, и даже применялся в медицине. Сейчас активированный уголь для фильтров занимает лидирующие позиции в среде очищающих материалов. Ему принадлежит пальма первенства как лучшему фильтрующему элементу, но сфера применения угля очень обширна и постоянно развивается. Какова роль угля в фильтровании, попробуем выяснить в нашей статье.

Из этой статьи вы узнаете:

Как использовать уголь для фильтров

Где применяется уголь для фильтров

Как установить угольный фильтр

Как сделать уголь для фильтров своими руками

Как использовать уголь для фильтров

Уголь в активированном виде обладает пористой структурой. Благодаря такой особенности элемент способен эффективно очищать питьевую воду. Высокие сорбционные свойства позволяют удалять из нее вредные примеси, хлорку, соли тяжелых металлов и запах.

Питьевая вода может очищаться с помощью как гранулированного, так и порошкообразного угля. Порошковый уголь содержит мельчайшие частицы, поэтому может эффективно осветлять очищаемую жидкость. Для этого необходимо порционно ввести его в воду, а затем профильтровать полученную жидкость.

Размер частиц, время, затрачиваемое на очистку, степень загрязнения питьевой воды – все это напрямую влияет на количество необходимого для фильтрации угля.

Статьи, рекомендуемые к прочтению:

Уголь для фильтров в гранулах состоит из более крупных частиц, чем порошковый. Эти частицы имеют неправильную форму, что обеспечивает пористую структуру фильтрующего слоя. Способ применения тоже отличается. Гранулы угля должны использоваться для фильтра в виде неподвижного слоя. Чем больше будет фильтрующий слой, тем медленнее будет проходить очищаемая вода, а значит, тем лучший результат будет достигнут. 30 секунд – это время, затрачиваемое на контакт жидкости с углем. Несложно посчитать, что за 1 минуту уголь массой 0,1 кг сможет качественно очистить только стакан воды – 200 мл.

Гранулированный уголь для фильтров эффективно очищает воду от различных примесей органического происхождения, а также от хлора. Что касается микроорганизмов в воде, здесь активированный уголь бессилен. Чтобы очистить воду от бактерий, требуется дополнительная бактерицидная добавка. В качестве таковой обычно применяют ионы серебра.

Активированный уголь лучше всего использовать в качестве насыпного фильтрующего слоя. Как уже было сказано выше, чем мельче частицы и больше слой, тем эффективнее будет очистка. Срок службы активированного угля невелик ввиду ограниченности его сорбционных свойств. Поры очень быстро забиваются, и пропускная способность ухудшается. Поэтому требуется регулярная и своевременная замена.

Еще одним существенным недостатком является быстрое размножение бактерий. Повышенная влажность внутри фильтра – благоприятная среда для микроорганизмов. Только бактерицидная добавка способна отсрочить появление бактерий. Если же используется только уголь, его необходимо часто менять.

Кстати, можно самостоятельно очищать воду с помощью активированного угля. Для этого надо изготовить фильтрующую марлевую прослойку с углем внутри. Активированный уголь можно использовать любой: порошок, гранулы или таблетки. Последние требуется предварительно измельчить. Данная прослойка помещается поверх емкости для стекания очищенной воды. Минусом такой фильтрации является непродолжительная жизнеспособность полученной конструкции. Через несколько дней уголь надо уже заменить.

Где применяется уголь для фильтров

Чаще всего уголь для фильтров воды применятся в бытовых системах водоснабжения. В промышленных системах – редко. Самая распространенная форма выпускаемых фильтров – сменные картриджи. Это блок, состоящий из нескольких фильтрующих слоев. Наружную часть составляют сетки различной плотности. Их задача – не пропускать внутрь картриджа механические примеси. Внутри блока расположен слой активированного угля. Фильтр из угля необходимо своевременно менять, по мере загрязнения.

Что касается промышленных систем водоснабжения, здесь проточный или угольный фильтр неэффективен. В таких системах обычно требуется установка электромагнитного или магнитного фильтра. Корпус устройства должен быть прочным и устойчивым к коррозии. Сами фильтры размещаются в двух местах: дренажном и распределительном участках системы. Фильтр на активированном угле может применяться на последней ступени очистки в качестве дополнительного модуля.

Картридж-уголь для фильтров

Бытовые фильтры с наполнителем из активированного угля бывают нескольких видов.

1. Кувшины и насадки.

Работа первого не зависит от подачи воды в системе. В кувшин помещается картридж. Ресурс сменного блока составляет пару месяцев. Насадки же применяются для очистки проточной воды. Их закрепляют непосредственно на кран. Ресурс сменного картриджа в насадке – 3 месяца. Эти разновидности фильтров применяют для очищения небольшого количества воды. Степень очистки средняя.

1. Картриджные и баллонные фильтры.

Это устройства стационарного назначения. Они крепятся к трубе, подводящей воду. В них может быть только угольный картридж или несколько фильтров с разным составом. Степень очистки довольно высокая, но не 100 %. Эти фильтры способны удержать не все загрязнения.

1. Угольный фильтр в системе многоуровневой очистки

Для максимально эффективной очистки питьевой воды фильтр из угля применяется не как самостоятельный модуль, а в комплексной системе, имеющей несколько уровней очистки. Первым в системе располагается механический фильтр, затем – с угольным наполнителем, далее – элемент обратного осмоса или мембранный.

Угольный фильтр состоит из пластикового корпуса и внутреннего наполнителя. Кроме активированного угля дополнительно может использоваться мелкозернистый гравий, в качестве поддерживающего наполнения. Он нужен, чтобы уголь был равномерно распределен.

Уголь для фильтров может быть порошковым, спрессованным или гранулированным. Так какой уголь в фильтрах лучше? Вообще, лучшими сорбционными свойствами обладают угольные гранулы. Преимущество прессованного угля – в невозможности вымывания частиц. Это объясняется тем, что он изготавливается из разных видов угля, которые спрессованы в единый блок.

Уголь применяется в очищающих фильтрах в качестве наполнителя. И он может быть не только активированным. Итак, основное применение в системах фильтрации получили:

Активированный уголь. Его применяют для очищения воды от механических примесей, хлора, озона.

Кокосовый уголь. Способен устранить неприятный запах, органические соединения, хлор. Еще он может эффективно улучшить цвет воды и сделать ее прозрачной. В отличие от других видов способен регенерировать, что является несомненным плюсом.

Каменный уголь. Он устраняет запах, эффективно удаляет пестициды, фенолы. Особенность применения в том, что его предварительно выдерживают в воде в течение суток.

Кроме указанных выше, в фильтрах применяются и другие сорбенты. Они могут использоваться вместо угольного наполнителя или дополнять его. Силикат алюминия в гранулах эффективно очищает воду от коллоидных частиц. Способностью задерживать соли тяжелых металлов отличается цеолит. Эти сорбенты обладают свойствами, которых нет у угля.

Главное требование к фильтрующему наполнителю – пористая структура. Поры могут быть разных размеров, и качество очистки напрямую зависит от этого показателя. Крупнопористый уголь отлично устраняет механическую взвесь и крупные частицы органических соединений. Хлор, растворенные вещества, ионизированные частицы задерживаются сорбентом с мелкопористой структурой. Например, микропоры имеет кокосовый уголь, до 2 нм. Каменный уголь обладает так называемыми мезопорами, размером 2–50 нм. Структуру древесного угля отличают макропоры, крупные, размером от 50 нм.

Важнейший показатель эффективности угольного наполнителя в фильтре – сорбционная емкость. Данным термином обозначается способность угля задержать определенное количество загрязняющих воду частиц. Чем выше этот показатель, тем больше загрязнителей сможет задержать фильтрующий элемент до следующей замены или регенерации.

Еще один показатель – скорость очистки. Вода проходит через фильтрующий слой с огромной скоростью. Задача наполнителя – успеть за время прохождения через него воды задержать загрязнения. Наилучшие результаты демонстрируют мелкоизмельченные наполнители, благодаря микропорам которых обеспечивается больший контакт воды с их поверхностью.

Кроме вышеперечисленных преимуществ, фильтры с угольным наполнителем обладают и существенными недостатками. Главный из них – ограниченный срок службы. За небольшой промежуток времени угольный слой забивается, не пропуская более воду. К тому же, без дополнительной бактерицидной добавки он становится местом размножения опасных бактерий. Если тянуть с заменой, уголь превращается в черную слизь.

Особенности установки угольного фильтра

Соблюдение определенных требований к эксплуатации поможет продлить срок службы фильтра. К таковым относятся следующие ограничения:

Давление в системе водоснабжения не должно превышать заявленное производителем. Обычно оно должно быть не больше 8 атмосфер.

Активированный уголь применяется только в системе холодного водоснабжения. Использование для горячей воды быстро выведет его из строя. Высокая температура негативно влияет на его сорбционные свойства.

Недопустима установка угольного фильтра вблизи батарей и других нагревателей. Система обогрева должна располагаться на большом расстоянии от него.

Уголь в фильтрах восприимчив к влажности окружающей среды. Она не должна превышать 70 %.

Должен осуществляться слив дренажной системы. Если есть препятствия на пути грязной воды, их необходимо устранить.

Рекомендуются дополнительные ступени очистки после угольного фильтра, чтобы избежать попадания в чистую воду мельчайших частиц угля.

Применение угольных фильтров особенно актуально для фильтрации воды из водопровода. Дело в том, что на водоочистных сооружениях вода обеззараживается хлором. Если система водоснабжения автономная и вода поступает из скважины большой глубины, уголь в фильтре бесполезен. В такой воде отсутствует хлор и другие органические соединения.

Уголь для фильтра своими руками

Прежде чем ответить на вопрос, как сделать фильтр из активированного угля, еще раз рассмотрим его строение. Под фильтром подразумевается несложное изделие с наполнителем, который и предназначен для очищения. Таким фильтрующим слоем может быть не только уголь, но и песок, трава, вата, лутрасил, марля. Фильтры из ткани очень недолговечны, хотя способны вполне достойно очистить жидкость. Поэтому их можно использовать только как временный фильтр.

Лутрасил представляет собой синтетический полипропиленовый материал. Смесь этого волокна и древесного угля способна эффективно очищать очень загрязненную и жесткую воду на протяжении длительного времени. Такой фильтр можно соорудить своими руками. Лутрасил есть в продаже. Древесный уголь можно тоже купить или же изготовить. Для этого надо положить в металлическую емкость кусок дерева и прокалить. После того как полученный уголь остынет, надо положить его и лутрасил в слой марли. И вот он – самодельный фильтр.

Минусом фильтрующих кувшинов является очень медленная очистка воды, что не всегда удобно. Пока очистится нужное количество жидкости, придется ждать. Если вы собрались большой компанией на дачу или на природу, кувшин точно не подойдет. В этом случае понадобится много чистой питьевой воды. Отличным выходом станет изготовление своими руками походного фильтра. Что для этого нужно? Всего лишь ведро с крышкой и пятилитровая пластиковая бутылка. Ваши дальнейшие действия:

Надо срезать дно пластиковой бутыли.

В крышке ведра делается отверстие подходящего размера.

Бутыль надо устойчиво вставить в крышку ведра горлышком вниз. Края отверстия желательно уплотнить резиновой прокладкой.

Теперь надо заполнить бутыль фильтрующим составом. Наполнителем может стать самодельная угольная смесь.

Походный фильтр готов!

Этот принцип самостоятельного изготовления фильтра годится для создания более серьезной очищающей конструкции. Ее можно применять для эффективной очистки воды от примесей и смягчения. Придерживайтесь следующего алгоритма:

Понадобится пластиковая канистра объемом 20 л. Этот бак будет использоваться, как принимающая очищенную воду емкость.

Вырежьте небольшое отверстие внизу канистры. В него должен плотно вставляться кран.

Возьмите небольшой кусок полипропиленовой трубы диаметром 4 см. Ее надо заполнить древесным углем.

Теперь вам понадобится пластиковая бутылка объемом 10 л. Диаметр горла такой бутылки обычно составляет 4 см. Надо полностью или частично срезать дно бутылки. Через него будет в фильтр заливаться вода. Трубу из предыдущего пункта надо соединить с горлышком бутыли, вернее, одеть на него.

Соедините с помощью трубы бутылку, которая будет находиться выше, и принимающую емкость.

В такую конструкцию можно налить чуть меньше 10 литров воды. Угольный фильтр, изготовленный своими руками, профильтрует этот объем и сделает жидкость пригодной для питься за каких-то 1,5–2 часа.

Полезный совет: чтобы частицы угля не попали в очищенную воду, на верх и низ трубы желательно приклеить небольшие куски пластика с перфорацией.

На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.

Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предоставляет полный спектр услуг – консультацию специалиста, анализ воды из скважины или колодца, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы компания предоставляла и сервисное обслуживание фильтров.

Наша компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

Специалисты нашей компании готовы помочь вам:

подключить систему фильтрации самостоятельно;

разобраться с процессом выбора фильтров для воды;

подобрать сменные материалы;

устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;

найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.

Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!

Источник