Как работает фильтр: Как работает фильтр для воды? Какой выбрать?

Почему людей так заботит бытовой фильтр для воды? Почему вопрос о совершенстве и выборе этих приспособлений всплывает так часто? Ответ прост: фильтры позволяют улучшить качество потребляемой нами воды. И как следствие, сохранить наше здоровье. Сегодня мы постараемся максимально полно рассказать о том, как работают водяные фильтры, об их разновидностях и о том, какими критериями необходимо пользоваться при их выборе.

Содержание статьи

Преимущества и недостатки воды из-под крана

Вода в городском водоканале сполна отвечает санитарным нормам. Это означает, что сразу после изначальной ее обработки она не токсична и для здоровья не опасна. То есть в ней нет превышения предельно допустимых концентраций вредных веществ. Однако такие вещества все-таки имеются. Но такую воду можно спокойно пить, не опасаясь, что тут же умрешь.

Проходя по трубам к потребителям, очищенная водоканалом вода неизбежно вбирает в себя ржавчину, коллоидное железо, ионы различных тяжелых металлов. Одномоментно она навредить не может, но со временем потребление такой воды обязательно отразится на здоровье. Поэтому-то доочистка воды является делом важным и нужным. Кувшины, любые другие фильтры очистки представляют собой для воды барьер, воспрещающий или существенно уменьшающий проникновение вредных веществ в организм.

В походе воду сделать пригодной для питья можно так…

Принцип фильтрации и ее глубина

От чего очищает воду бытовой фильтр, вернее, от чего должен очищать, мы уже разобрались. Фильтр должен удалять как механические, так и вредные химические примеси. Сам же принцип фильтрации состоит в том, что вода прогоняется через определенные ступени очистки. Причем чем ступеней в фильтре больше, тем качественней она очищается.

Самой важной ступенью очистки является механическая. Из проходящей через нее воды извлекается песок, глина, ржавчина, другой мусор. Вода после этого становится практически совершенно прозрачной.

Вторая ступень представлена ионообменником. Он позволяет изменить химический состав жидкости, извлекая из нее пестициды, нефтепродукты, хлор, нитраты, железо. На выходе ступени вода не просто осветлена, она действительно чистая.

Третья ступень – это угольный элемент. Он обеспечивает кондиционирование воды. После него нормализуется вкус воды, ее цвет и запах.

Пройдя три ступени очистки, вода является полностью пригодной к употреблению.

Конструктивные разновидности фильтров

Чтобы произвести сравнение фильтров и их марок (Аквафор, Барьер и др.), следует, прежде всего, познакомиться с их разновидностями. Только так Аквафор и Барьер станут для вас чем-то понятным и осязаемым. Только так можно вести речь о действительно правильном сравнении фильтров и обоснованном выборе.

Вид первый: фильтр для воды в виде кувшина

Фильтр для воды в виде кувшина представляет собой самую простую из разновидностей. Емкость по форме действительно напоминает кувшин. В него устанавливается сменный картридж, способный произвести одновременно механическую и химическую очистку, реже биологическую. Кто бы ни был его производителем, вода в фильтр поступает сверху. Затем она последовательно проходит через все уровни очистки и после этого оказывается в чаше кувшина.

Картридж фильтра-кувшина может содержать следующие фильтрующие вещества:

• активированный уголь обеспечивает удаление почти всех вредных органических примесей;
• цеолит закладывается в фильтры не всегда, но часто. Удаляет аммиак и другие органические соединения;
• шунгит удаляет хлор и его остатки;
• ионообменная смола – умягчающее средство, укладываемое в картриджи, предназначенные для очистки жесткой воды;
• добавки анти-бактерицидного состава, содержащие ионы серебра. Они предотвращают размножение бактерий и их рост, а также избавляют картридж от других живых организмов.

Основными преимуществами кувшинных водоочистителей вполне справедливо считают мобильность и компактность. Весомым достоинством следует считать и простоту эксплуатации. Привлекает и ценовая доступность этих изделий.

Вот эта установка позволит вам всегда иметь под рукой вкусную и чистую питьевую воду

К недостаткам следует отнести:

• среднее, не очень-то высокое качество очистки воды;
• небольшой объем прибора;
• необходимость частой замены картриджа.

Вид второй: проточные фильтры

Среди устройств, обеспечивающих механическую очистку воды, лидируют изделия проточного типа. Причем существуют они в нескольких вариантах:

• настольном;
• в виде крановой фильтрующей насадки;
• магистральном под мойку.

Настольный фильтр для воды является самым простым в эксплуатационном отношении вариантом. Его система очистки заключена в сменном картридже в пластиковом корпусе. Такие модели гибким шлангом соединяются с водопроводным краном, а раздачу очищенной воды производят через установленный на них кран.

В фильтрующей насадке на кран используется аналогичная технология. Отличие лишь в исполнении: расстояние между изливом и картриджем сведено к минимуму. Очевидное преимущество состоит в компактности изделия. Эту разновидность фильтра, как и настольную, установить очень просто. Не понадобится даже сантехник.

Фильтрующую систему под мойкой, несомненно, следует отнести к наиболее радикальной модели проточных фильтров. Для ее установки требуется свободное пространство как под мойкой, так для подводки к отдельному крану сверху. Такой фильтр для воды подключают непосредственно к водопроводной магистрали.

Фильтрующий блок модульного типа этого изделия имеет в своем составе несколько пластиковых колб. Устанавливаются они в такой последовательности, чтобы уровень очистки воды постепенно повышался:

1. Модули механической фильтрации.
2. Сорбирующие элементы.
3. Умягчающие модули.
4. Элементы обезжелезивания.

Единственный недостаток подмоечной системы – довольно внушительные габариты. В остальном она отличается лишь своими достоинствами.

Вид третий: ультрафильтр

Ультрафильтр – это одна из разновидностей устанавливаемого под мойкой проточного прибора. В его составе также имеется несколько последовательных проточных модулей, имеющих различные характеристики. Фактически такой фильтр можно рассматривать как нечто среднее между обычными проточными системами и системами обратного осмоса.

Основной особенностью ультрафильтра является наличие в его составе мелкопористой мембраны, установленной в полости картриджа тонкой очистки и имеющей отверстия размером 0,01÷0,1 мкм. Поры мембраны настолько малы, что через них не проходят не только какие-то частицы, но даже и некоторые вирусы и бактерии.

Обеззараживание воды ультрафильтром производится так, что ее минеральный состав и химическая структура не изменяются. То есть подобно кипячению.

Вид четвертый: системы обратного осмоса

Фильтрующие системы для воды на основе обратного осмоса ныне относятся к самым совершенным средствам очистки. В их составе имеются:

• механические фильтры, о действии которых мы уже рассказывали;
• мембрана с размером пор 0,0001 мкм, производящая фильтрацию воды на уровне молекулярного состава.

Вода, прошедшая мембранную очистку, собирается в специальном баке. Вредные примеси отправляются прямиком в канализацию.

В конструктивном отношении, такие системы довольно сложны. По заказу пользователей они могут дооборудоваться необходимыми дополнительными элементами.

Недостаток систем, использующих принцип обратного осмоса, состоит в их энергозависимости и необходимости поддержания стабильного напора.

Фильтр для воды: основные критерии выбора

Как же сравнить фильтры для очистки воды? Как выбрать самый лучший? Чтобы сделать правильный выбор, следует правильно оценить изложенные ниже критерии. Кроме того, необходимо учесть следующее:

1. Расход воды.
2. Глубина очистки.
3. Наличие места на кухне для установки прибора.
4. Приемлемая стоимость.

Критерий первый: ежедневное потребление воды

Человеку рекомендовано ежедневно выпивать 2 литра. Около одного литра пойдет на различные виды готовки. Таким образом, потенциально взрослый человек ежедневно может потреблять около 3 л воды. Это позволяет рассчитать ежемесячное потребление семьи из 3 человек:

3 л/чел.день × 3 чел. × 30 дн. = 270 л

Подходящую модель фильтра можно подобрать, сравнив полученный уровень потребления с его производительностью.

Известно, что в среднем ресурс кувшинного картриджа равняется 250÷300 л. Следовательно, взятой нами в качестве примера семье придется его менять ежемесячно. Это не совсем рационально. Приобрести кувшин лучше в качестве портативного фильтра для использования, например, на даче.

Рассмотрим другой вариант для этой же семьи. Известно, что картриджи систем обратного осмоса обладают ресурсом в 3÷6 тыс. литров. Аналогичная картина и для сорбционных проточных фильтров – 3,5÷8 тыс. литров. Исходя из этого, можно рассчитать, сколько прослужат такие картриджи в данной семье:

• минимально 3000 литров : 270 л/мес = 11 месяцев
• максимально 8000 литров : 270 л/мес = 30 месяцев

В соответствии с указаниями производителей, картридж нельзя использовать более года. Учитывая этот факт, мы видим, что система под мойку для нашей семьи подойдет любая.

Критерий второй: качество водопроводной воды

В водопроводной воде может содержаться большое число примесей. Точный ее состав можно узнать, сдав пробу на анализ в санэпидемстанцию.

Ключевым показателем качества воды является ее жесткость. Ее можно определить путем лабораторного анализа. Следует знать, что:

• если уровень жесткости не превышает 8 мг-экв, то можно успешно пользоваться проточным фильтром;
• если вода более жесткая, то лучше всего использовать системы обратного осмоса.

Другим прямым показанием к установке фильтров обратного осмоса считается наличие в воде органики.

Гейзер – очень неплохая марка фильтров для воды. Почитайте и убедитесь в этом сами!

Критерий третий: свободное место и стоимость

Пояснения относительно свободного места едва ли требуются. Всем понятно, что фильтровальная система под мойку уместится не на каждой кухне. А вот квадратный дециметр для фильтровального кувшина найдется всегда.

Финансовая же сторона вопроса часто является ключевой. Чтобы сориентировать вас в вопросе цены, приводим ориентировочную стоимость различных фильтров:

1. Кувшин – 600-800 ₽.
2. Фильтр-насадка – 800-1000 ₽.
3. Проточный настольный – 1400-1700 ₽.
4. Проточная система, устанавливаемая под мойкой – 3900-5200 ₽.
5. Ультрафильтр проточный мембранный – 5200-5500 ₽.
6. Системы обратного осмоса – 11700-13000 ₽.

Критерий четвертый: необходимость обслуживания

Вполне понятно, что любой фильтр для воды нуждается в уходе.  Для каких-то систем эксплуатация невозможна без вмешательства профессионалов. Для других замена и установка легко производится собственными руками.

Обязательными регулярно выполняемыми операциями являются:

• замена картриджей, производящих механическую очистку;
• замена мембран в ультрафильтре или обратном осмосе;
• промывка мембран;
• промывка клапанов и их профилактика;
• замена наполнителей фильтров;
• восстановление умягчителя с помощью химических веществ.

Рейтинг лучших марок

После всего, что мы рассказали, пришло время сравнить конкретные фильтры очистки воды, а вернее их марки. Причем сравнение это мы приведем в форме рейтинга, основой которого стали отзывы реальных пользователей.

Фильтровальная установка под мойку Икар

Установка марки Икар является неоспоримым лидером рынка бытовой водоочистки. Система характеризуется низким потреблением электроэнергии, составляющим 50 Вт. Себестоимость очищенной воды не превышает 3 ₽ за литр.

Вода, получаемая на выходе установки, по своим качествам не уступает байкальской.

Российский Аквафор (Aquaphor)

Бренд Аквафор производит изделия на практически любой бюджет. Сменные картриджи для этих изделий купить можно без труда. К наиболее популярным фильтрам Аквафор кувшинного типа относятся:

• Океан;
• Престиж;
• Премиум.

Широко представлены и проточные фильтры этой марки. Самыми востребованными проточными моделями от Аквафор являются:

• Трио;
• Кристалл;
• Фаворит.

Под маркой Аквафор (Aquaphor) производятся также и системы, работающие по принципу обратного осмоса. Их очень неплохое качество является причиной большой востребованности этих изделий. Особенно ценятся различные модификации установок Морион и ОСМО.

Если в воде содержится много марганца, очистить ее вы сможете так…

Отечественный Барьер

Барьер, как и Аквафор, производит фильтры-кувшины, несложные проточные устройства настольного типа, а также проточные системы более сложной конструкции и очистители, работающие по схеме обратного осмоса.

К наиболее популярным кувшинам марки Барьер относятся:

• Экстра;
• Смарт;
• Гранд.

Широк диапазон и проточных фильтров, подобрать которые можно, исходя из типа используемой воды. К самым популярным моделям проточных фильтров марки Барьер относятся:

• Эксперт;
• Стандарт;
• Профи.

Обратный осмос от Барьер представлен моделями:

• WaterFort Osmo;
• К-ОСМОС;
• Профи ОСМО.

Тайваньский Aqualine

Этот вполне доступный в ценовом отношении тайваньский производитель специализируется на выпуске систем обратного осмоса и проточных систем.

Его продукция необычна тем, что первая фильтровальная колба является прозрачной. Этим обеспечивается большее удобство ее обслуживания. Для установки колб используется удобная система Quick Connect. После мембраны может устанавливаться минерализатор.

Модели этой марки:

• проточный подмоечный Aqualine Standart;
• обратный осмос – Aqualine RO-5 и RO-6.

Южнокорейский Райфил (Raifil)

Южнокорейский производитель Райфил (Raifil) также относится к популярным брендам. Его системы ультрафильтрации и обратного осмоса считаются одними из лучших.

В системах обратного осмоса используются насосы повышенной производительности, а также универсальные колбы. То есть колбы можно использовать от любых других производителей. Наиболее известными моделями от Raifil являются:

• ультрафильтры – Novo;
• обратный осмос – RO.

Итак, мы изложили максимум информации, которая, надеемся, позволит вам выбрать лучший фильтр для своей семьи. И при этом успешно вписаться в тот бюджет, который вы отвели на данное приобретение.

принципы работы и неочевидные факты / Блог компании Tion / Хабр

Это высокоэффективные фильтры, главная цель которых – удалять из воздуха мелкодисперсные частицы, в том числе PM2.5 и PM10 (с диаметром менее 2,5 и 10 мкм соответственно). HEPA – это не бренд и не марка, а класс фильтров, который определяется международным и национальным стандартами ЕН 1822-1:2009 и ГОСТ Р ЕН 1822-1-2010.

Давайте посмотрим на HEPA-фильтр «с расстояния вытянутой руки», расскажем про принцип его работы и основные эффекты, благодаря которым происходит осаждение частиц на фильтре.

Основа любого HEPA-фильтра – хаотично расположенные волокна разной толщины, примерно 0,5-5 мкм. Расстояние между волокнами – порядка 5-50 мкм. Диаметр мелкодисперсных частиц – в пределах нескольких микрон или даже нескольких долей микрона. Возникает вопрос: как фильтр с такими большими порами задерживает такие мелкие частицы?

Обычно мы представляем фильтр в виде рыболовной сети или сачка: если фильтруемый объект больше ячейки, он застревает. Этот механизм называется эффектом сита (straining). Он работает для частиц, диаметр которых превышает размер пор в фильтре. На упрощенной модели эффект сита выглядит так:

Волокна фильтра представляются в виде цилиндров, расположенных поперек воздушного потока. Сам поток считается безвихревым. Модель частицы – шар с радиусом R. Если 2R больше расстояния между волокнами, частица застревает в фильтре. Чем крупнее частица, тем вероятнее она застревает в волокнах. Поэтому для крупных частиц эффект сита работает лучше:

На графике нет привязки к конкретным размерам, так как фильтры с разной толщиной волокон и разной плотностью упаковки будут задерживать разные фракции частиц. Форма кривой будет примерно той же, но она может «плавать» по горизонтальной шкале. Например, для фильтра грубой очистки класса G кривая будет располагаться правее, чем для фильтра тонкой очистки класса F. В фильтрах HEPA эффект сита тоже наблюдается. И если бы HEPA работал только по этому механизму, то кривая его эффективности выглядела бы примерно так же. Однако на деле она выглядит совсем по-другому:

По графику видно, что HEPA-фильтр задерживает частицы любого размера. И если эффективная фильтрация крупных частиц (около 5 мкм и больше) происходит по механизму сита, то фильтрация мелкодисперсных фракций (порядка 1-0,01 мкм) имеет другую природу.

Как HEPA-фильтр «ловит» мелкодисперсную пыль?

Адгезия – это взаимодействие пыли с осаждающей поверхностью, в нашем случае с волокнами HEPA. Благодаря адгезии на чистых волокнах появляется первый слой пыли.

Аутогезия, или слипаемость – это взаимодействие пылевых частиц между собой. Благодаря аутогенному взаимодействию частицы продолжают наслаиваться друг на друга, образуя на волокнах многослойные конгломераты. Выглядят они так:

Природа адгезии и аутогезии – в молекулярном взаимодействии частиц друг с другом и с волокнами (силы Ван-дер-Ваальса). Эти силы появляются на расстоянии от одного до нескольких сот диаметров частиц. Для мельчайших частиц притяжение к волокну и пылевому слою настолько большое, что частицы оседают в HEPA-фильтре фактически навсегда. Цифры это подтверждают: для частиц меньше 10 мкм прочность пылевого слоя на разрыв – больше 600 Па.

Итак, из-за сил притяжения частица практически намертво прилипает к волокну HEPA-фильтра, стоит только коснуться его поверхности. Это объясняет удерживание частиц на фильтре, но по-прежнему нет ответа на вопрос:

Как мельчайшие частицы касаются волокна HEPA-фильтра?

Любая частица удерживается в воздушном потоке, и, если в фильтре не возникают силы, отклоняющие частицу от линии тока воздуха в сторону волокна, то осаждения не будет. В результате частица проскочит через фильтр вместе с потоком. Поэтому вопрос «Как частицы касаются волокна?» можно перефразировать: «Как частицы выходят из воздушного потока?» И ответ на него будет разным, в зависимости от размера и массы частицы.

Самые мелкие частицы (с диаметром меньше 0,1 мкм) обладают небольшой массой и постоянно находятся в хаотичном броуновском движении. Их траектория постоянно колеблется относительно линии тока воздуха. В ходе колебаний частица выходит из потока, касается волокна и осаждается. Это эффект диффузии:

Более крупные частицы (с диаметром больше 0,3 мкм) весят больше, поэтому их колебания относительно линии тока меньше либо отсутствуют вообще. Такие частицы осаждаются по другому механизму. На модели видно, что линии воздушного потока искривляются вблизи волокна, огибая препятствие. Крупные и тяжелые частицы за счет инерции выходят из воздушного потока, сталкиваются с волокном и осаждаются. Это эффект инерции:

Диффузионный и инерционный эффекты дополняют друг друга: один отвечает за фильтрацию самых мелких частиц, другой – более крупных:

Сложнее всего посадить на волокно частицы с «промежуточным» размером. Их инерция еще недостаточно большая, а диффузия уже работает слабо, так как колебания их траектории относительно линии тока уже не такие сильные. Поэтому такие частицы с большей вероятностью остаются в потоке и огибают волокна вместе с воздухом. Их называют частицами с максимальной проникающей способностью, Most Penetrating Particle Size (MPPS). И для их осаждения наибольшее значение имеет последний механизм – эффект зацепления:

Эффект зацепления работает, когда частица приблизилась к поверхности волокна на расстояние своего радиуса. Такого касания достаточно для ее осаждения. Этот механизм работает не только для MPPS. Он универсальный и действует для частиц любого размера. Пылинки могут оставаться в воздушном потоке, совершать диффузионные колебания относительно линии тока или вылетать из потока благодаря инерции – в любом случае, если частица коснулась волокна, она осаждается.

Эффективность этого механизма зависит от размера частицы. Чем больше частица, тем вероятнее она коснется волокна. В этом эффект зацепления похож на эффект сита, потому и график почти одинаковый (естественно, с привязкой в другому диапазону частиц):

В действительности в HEPA-фильтре на частицу одновременно действуют все механизмы, поэтому общая эффективность HEPA-фильтра равняется сумме вкладов каждого эффекта:

η_общая = η_сита + η_{зацепления} + η_{инерции} + η_{диффузии}

Если постоянно нагружать HEPA аэрозолем с крупными частицами, то срок работы фильтра значительно сокращается. Это происходит из-за эффекта сита: крупные частицы быстро забивают фильтр и снижают его проницаемость. Чтобы избежать эффекта сита, перед HEPA-фильтром устанавливают один или несколько префильтров более низкого класса: G и/или F. Они защищают HEPA от преждевременного засорения. Если префильтры стоят, то HEPA работает строго «по специальности» — фильтрация мелкодисперсных частиц. Таким образом, остаются три эффекта:

η_общая = η_{зацепления} + η_{инерции} + η_{диффузии}

Если сложить все три графика эффективности для каждого механизма, то получим ту самую кривую общей эффективности HEPA-фильтра, которую мы показывали в начале статьи:

Как видим в диапазоне MPPS (примерно от 0,1 до 0,3 мкм) общая эффективность HEPA-фильтра «падает в яму». И именно по MPPS измеряют общую эффективность. HEPA-фильтра класса h20 (по новой номенклатуре E10) работает с эффективностью более 85%, а фильтра класса h21 (E11) – более 95%. Это значит, что в HEPA-фильтре E11 осаждаются 95 из 100 частиц MPPS. При этом остальные частицы осаждаются с вероятностью почти 100%, но итоговую эффективность принято указывать по MPPS, 95%.

От чего зависит эффективность HEPA-фильтра?

• Диаметр волокон в HEPA-фильтре
• Плотность упаковки волокон
• Материал волокон

При осаждении частиц уменьшается расстояние между волокнами:

В результате площадь волокон увеличивается, и с этим связан парадоксальный факт: со временем эффективность HEPA не уменьшается, а растет. С другой стороны, при загрязнении уменьшается проницаемость фильтра, увеличивается его сопротивление, растет перепад давления на фильтре и, как следствие, уменьшается производительность прибора, в котором тот установлен. Если фильтр забился полностью и производительность прибора упала почти до нуля, единственный выход – заменить фильтр. Частота замены зависит от емкости фильтра. Этот показатель определяет, как много пыли сможет осадить HEPA, прежде чем перепад давления на нем станет критическим.

Теперь, когда мы имеем представление о HEPA-фильтре, соберем по пунктам принцип его работы:

1. В фильтр попадает воздушный поток с пылинками разного размера, от 10 мкм и меньше
2. Крупные частицы выходят из воздушного потока благодаря эффекту инерции, мелкие частицы – благодаря эффекту диффузии
3. На фильтре оседают все частицы, которые вышли из потока и коснулись волокна
4. На волокне частицы прочно удерживаются благодаря силам притяжения (Ван-дер-Ваальса)

• HEPA-фильтр может задерживать частицы всех размеров
• Пыль задерживается в HEPA-фильтре практически навсегда. Пылесосить HEPA бесполезно – только менять.
• Со временем эффективность HEPA-фильтра только растет.

На этом пока все: мы рассказали про принципы осаждения и удержания мелкодисперсной пыли в HEPA-фильтрах. Если у вас есть вопросы, будем рады ответить на них в комментариях.

Читайте также:
Охота на душный воздух: сколько СО2 в Москве?
Микроклимат против гриппа: как убить вирус с помощью вентиляции и увлажнителя

_{Фото НЕРА фильтров взяты отсюда и отсюда.}

Как работают фильтры — Фильтры противогаза

Из-за проблем с системами дыхательных аппаратов любой респиратор, который вы, вероятно, будете использовать, будет иметь фильтр , который очищает воздух, которым вы дышите. Как фильтр удаляет из воздуха ядовитые химические вещества и смертельные бактерии?

В любом воздушном фильтре можно использовать один (или несколько) из трех различных методов очистки воздуха:

• Фильтрация частиц
• Химическая абсорбция или адсорбция
• Химическая реакция для нейтрализации химического вещества

Фильтрация частиц — самая простая из трех.Если вы когда-либо прикрывали рот тканью или носовым платком, чтобы пыль не попадала в легкие, вы создали импровизированный фильтр твердых частиц. В противогазе, предназначенном для защиты от биологической угрозы, полезен фильтр очень мелких частиц. Бактерия или спора сибирской язвы могут иметь размер не менее одного микрона. Большинство биологических фильтров для улавливания твердых частиц удаляют частицы размером всего 0,3 микрона. Любой сажевый фильтр со временем забивается, поэтому вам придется заменить его, поскольку дыхание становится затруднительным.

Химическая угроза требует другого подхода, поскольку химические вещества поступают в виде тумана или паров, которые в значительной степени невосприимчивы к фильтрации твердых частиц.Наиболее распространенный подход к любому органическому химическому веществу (будь то пары краски или нервный токсин, такой как зарин) — это активированный уголь .

Уголь угольный. (См. Этот вопрос дня для получения подробной информации о том, как производится древесный уголь.) Активированный уголь — это древесный уголь, обработанный кислородом, чтобы открыть миллионы крошечных пор между атомами углерода. Согласно Британской энциклопедии:

Использование специальных технологий производства приводит к получению высокопористых древесных углей с площадью поверхности 300-2000 квадратных метров на грамм.Эти так называемые активные или активированные угли широко используются для адсорбции пахучих или окрашенных веществ из газов или жидкостей.

Здесь важно слово адсорб . Когда материал что-то адсорбирует, он присоединяется к нему химическим притяжением . Огромная площадь поверхности активированного угля дает ему бесчисленное количество участков склеивания. Когда определенные химические вещества проходят рядом с поверхностью углерода, они прикрепляются к поверхности и захватываются.

Активированный уголь хорошо улавливает углеродные примеси («органические» химические вещества), а также такие вещества, как хлор.Многие другие химические вещества вообще не привлекаются углеродом — натрий и нитраты, чтобы назвать пару — поэтому они проходят сквозь них. Это означает, что фильтр с активированным углем будет удалять одни примеси, игнорируя другие. Это также означает, что, когда все места склеивания заполнены, фильтр с активированным углем перестает работать. На этом этапе вы должны заменить фильтр.

Иногда активированный уголь можно обработать другими химическими веществами для улучшения его адсорбционной способности по отношению к определенному токсину.

Третий метод включает химических реакций . Например, во время атак хлором во время Первой мировой войны армии использовали маски, содержащие химические вещества, предназначенные для реакции и нейтрализации хлора.

Разрушение химической реакцией было принято в некоторых из самых ранних защитных средств, таких как «гипошлем» 1915 г. (хлор удалялся реакцией с тиосульфатом натрия), а также в британских и немецких масках 1916 г. (фосген удалялся реакцией с гексаметилтетрамин).

В промышленных респираторах вы можете выбирать из множества фильтров в зависимости от химического вещества, которое вам нужно удалить. Различные фильтры имеют цветовую маркировку по стандартам NIOSH для таких веществ, как кислоты и аммиак. Подробности смотрите на этой странице.

Ссылки по теме HowStuffWorks

Другие интересные ссылки

Противогазы

Защитная одежда

Действительно ли кувшины с фильтрами для воды лучше?

Когда вы в последний раз меняли фильтр?

Если у вас сейчас в холодильнике стоит кувшин с фильтром для воды, вы, вероятно, не задумываетесь о нем — просто наполните его, и все готово, верно? Но когда вы в последний раз меняли фильтр?

Если вы потягивали воду Brita, потому что не переносите воду из-под крана, и еще не заменили новый фильтр, у нас для вас есть новости.Ваша фильтрованная вода может быть не такой уж чистой.

На самом деле может даже хуже, чем когда из крана шло. Но прежде чем вы начнете волноваться, вот все, что вам нужно знать о кувшинах с фильтрами для воды и о том, как узнать, правильно ли вы их используете и защищаете ли вы.

«В разных фильтрах-кувшинах используются разные типы материалов, в зависимости от марки. В большинстве случаев используется активированный уголь для уменьшения загрязнения и примесей», — говорит Рик Эндрю, директор международной программы NSF Global Water.«Активированный уголь действует через адсорбцию, что означает, что он притягивает молекулы загрязняющих веществ, и они прочно прилипают к углю».

Большая площадь поверхности угля действует как губка, которая впитывает загрязнения при прохождении водопроводной воды. Эти фильтры удаляют:

• металлов, таких как свинец, медь и ртуть
• химических веществ, таких как хлор и пестициды
• органических соединений, влияющих на вкус и запах воды

Например, в кувшине с фильтром для воды Brita используется кокосовый фильтр с активированным углем, удаляющий хлор, цинк, медь, кадмий и ртуть.

Однако фильтры с активированным углем не удаляют все нитраты, растворенные минералы или бактерии и вирусы в воде в процессе абсорбции. В отличие от металлов, они проходят через фильтр, потому что не связываются с углеродом.

Тем не менее, растворенные в воде минералы не обязательно опасны, и большая часть водопроводной воды уже обработана для удаления бактерий и других вредных микроорганизмов. Так что, если это проскальзывает, обычно не имеет большого значения.

Некоторые типы фильтров включают материал, называемый ионообменной смолой, который может удалять «жесткость» с воды или ионов кальция и магния.

Кувшины для фильтров для воды — это доступный и простой в использовании способ очистки воды, поэтому они так популярны. Согласно Consumer Reports, ежегодные затраты на фильтры в год составляют от 32 до 180 долларов.

В идеале на этикетке фильтра для кувшина для воды должно быть указано, что он сертифицирован NSF, что означает, что он соответствует определенным стандартам санитарии и эффективности. «Сертификация фильтров позволяет каждому узнать, что продукт был протестирован и соответствует требованиям NSF / ANSI 53», — говорит Эндрю.

К другим фильтрам в домашних условиях относятся установки обратного осмоса и дистилляции, которые являются наиболее эффективными, но также гораздо более дорогими и сложными. К ним относятся такие вещи, как фильтры для холодильников, фильтры для установки под раковину и даже системы фильтрации для всего вашего дома.

Время замены фильтра зависит от вашей марки и модели.

«Потребителям важно помнить, что им действительно нужно менять эти фильтры в соответствии с рекомендациями производителей, иначе они не будут эффективными», — говорит Эндрю.«Они сертифицированы для уменьшения загрязнения только в соответствии с инструкциями производителя».

В инструкции к продукту должен быть указан срок службы фильтра. Обычно измеряется в месяцах или количестве отфильтрованной воды, обычно в галлонах. У некоторых кувшинов также есть датчики, которые указывают, когда пора поменять новый.

Изделие и срок службы фильтра

Вот примеры того, как часто нужно заменять фильтр для пяти популярных марок кувшинов для фильтров для воды.

Старый фильтр будет не только менее эффективным и безумно медленным, но еще и очень грубым и грязным. Итак, вы подвергаете себя риску употребления любых загрязнителей, содержащихся в водопроводной воде, и того, что растет (да, растет) в этом старом фильтре.

«Фильтры, которые не были заменены вовремя, могут не работать для уменьшения загрязнения, для устранения которых они были изначально разработаны. Если его не отфильтровать, этот загрязнитель может нанести вред здоровью », — сказал Эндрю.

Как мы уже упоминали, ваш фильтр для воды не убивает бактерий. Микробы могут попасть в вашу воду и попасть в ловушку, и вам стоит беспокоиться именно о бактериях, застрявших в фильтре.

Да, ваш старый фильтр может добавлять бактерии в вашу воду

Влажная среда в фильтре-кувшине идеально подходит для размножения, поэтому бактерии могут достигать более высоких концентраций. Это может вызвать у вас недомогание, если вы продолжите использовать старый фильтр.

Более раннее немецкое исследование показало, что количество бактерий в водопроводной воде было меньше, чем в фильтрованной, после недели использования при двух разных температурах.Исследователи пришли к выводу, что на фильтре выросла биопленка, и в некоторых случаях количество колоний бактерий в фильтрованной воде было до 10 000 раз больше, чем в водопроводной воде. Ой.

Перво-наперво. Водопроводная вода, которая не фильтровалась, — это не то же самое, что неочищенная или «сырая» вода, которую вы получаете, окунув чашку в ручей. Эта вода небезопасна для питья. Но даже очищенная вода может содержать физические, биологические, химические и даже радиологические загрязнители. Где вы живете и откуда берется вода — колодец, грунтовые воды, город — а также правила техники безопасности и способы ее обработки — все это факторы, которые могут определить, что скрывается в вашей воде.

Загрязняющие вещества могут быть естественными или вызванными деятельностью человека. По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), список мусора, который может попасть в вашу питьевую воду, довольно обширен и может включать такие вещи, как свинец, пестициды, промышленные химикаты и другие тяжелые металлы. Некоторые загрязнители безвредны, но другие могут быть вредными в больших количествах.

Отравление свинцом может произойти, если в вашей водопроводной системе используются свинцовые трубы или краны, обычно при их коррозии.Отравление может вызвать задержку в развитии и нарушение обучаемости у детей. У взрослых это может вызвать проблемы с почками и высокое кровяное давление.

Единственный способ узнать, есть ли в вашей воде свинец, — это проверить ее, потому что, согласно CDC, вы не можете увидеть, почувствовать запах и вкус.

Биологические загрязнители включают:

• бактерий, таких как E. coli и Legionella
• вирусов, таких как норовирус и ротавирус
• паразитов, таких как Giardia и Cryptosporidium