Типы устройства фильтров для воды: какими они бывают и насколько эфективны?

Перед покупкой фильтра для очистки воды необходимо ознакомиться со всей информацией, которая только может пригодиться в данном случае. Ведь то, как устроен тот или иной тип фильтра определяет то, насколько хорошо будет очищена вода. В выборе фильтра главенствующую роль играет способ очистки воды. Поэтому в первую очередь необходимо разобраться с типами фильтров и тем, как устроен механизм работы данного фильтра. Фильтры для воды можно условно разделить на три группы в зависимости от способа очистки и устройства самого фильтра: с механической очисткой, ионообменной и сорбционной очисткой.

Стоит учитывать, что это лишь основные типы, однако далеко не единственные. Существует также способ фильтрации воды фильтрами мембранного типа, обратного осмоса, электрохимический очистки. Эти типы фильтрации менее популярны предыдущих, однако их достаточно часто можно встретить при выборе фильтра для дома. Существует еще несколько технологий очистки воды, которые предполагают использование фильтров других типов, однако такая очистка в домашних условиях не проводится и при выборе фильтра встречается очень редко. А теперь о каждом типе фильтров более детально.

Фильтры с механическим типом очистки: как они устроены?

Как понятно с названия у данного типа фильтров суть работы заключается в механической очистке воды. Что это значит? Это значит, что тип устройства данного фильтра таков, что вода будет проходить через специальный фильтр (в данном случае устройство с небольшими отверстиями) и очищаться от нерастворенных в ней примесей. То есть никаких химических или каких-либо других очисток вода не проходит, а это значит, что устройство данного типа фильтров позволяет избавиться от микромусора в воде, а все остальное останется. Данный метод очистки не позволят сделать проточную воду питьевой, однако он все же полезен для бытовой техники, которая напрямую контактирует с проточной водой. Используя фильтр данного типа можно продлить жизнь стиральной машине, посудомойке и другим схожим приборам. Из минусов можно выделить то, что фильтры механической очистки очень быстро засоряются. И со временем поток воды, который проходит через поверхность фильтра, будет становиться все медленнее и медленнее.

Данный тип фильтра достаточно популярен, он имеет несколько разновидностей. Можно использовать фильтр, который внешне напоминает небольшую сеточку с очень мелкими отверстиями. Однако в данном случае очистка будет очень медленной из-за слишком маленькой площади фильтра, который просто не сможет справиться с большим потоком воды. Поэтому существуют фильтры в форме цилиндра. Внутри такого цилиндра располагается все также сеточка, которая покрывает все его поверхность. Таким образом, площадь фильтрации удается значительно увеличить, а значит, увеличивается и скорость очистки воды. Однако быстродействие фильтра будет недолгим, поскольку сеточка внутри цилиндра также очень быстро засоряется. В данном случае скорость фильтрации у всех будет разной, так как она напрямую зависит от силы напора воды. Если напора воды достаточно, то скорость очистки будет вполне приемлемой.

Как работаю фильтры с механическим типом фильтрации?

Чтобы лучше понимать весь механизм фильтрации воды у данного типа очистителей, достаточно представить марлю, через которую пропускается вода. Конечно, на практике данный процесс выглядит гораздо сложнее, чем его можно привести в примере. Для широко распространённых на сегодняшний день материалов не приемлемо использование материала подобного марле. Как правил, производители в качестве фильтрующего материала используют полипропиленовое волокно с фиксированным размером отверстий. Этот материал позволяет убирать из воды разного рода увесистые частицы. А главное, что его можно упаковать в специальный картридж, который при необходимости можно легко заменить.

Если верить теории, то наиболее продвинутые из всех вариантов данного типа фильтров могут с лёгкостью справиться не только с мелким и крупным мусором, а и задержать бактерии. Однако ни не в состоянии очистить оду от примесей хлора и тяжёлых металлов.

Макрофильтрация применяется, как правило, для очистки воды во всем доме. Это помогает значительно продлить срок службы отдельных элементов сантехники и бытовой техники. Фильтр с таким типом фильтрации врезается в водопроводную трубу и называется предфильтром. Стоит отметить, что в предфильтр можно установить картридж с более мелкими порами и соответственно улучшить качество фильтрации. Однако у этого способа есть значительный недостаток – фильтр очень быстро засоряется.

Что такое осмотическая фильтрация?

Когда говорят об осмотической фильтрации, имеется в виду, что в качестве фильтрующего материала внутри фильтра установлена специальная мембрана из синтетического материала. Именно эта мембрана и служит средством фильтрации. Устройство фильтра выглядит примерно так: мембраны сложены в несколько слоев и плотно упакованы в фильтр. В каждой мембране имеются отверстия значительно более меньшие по размеру, чем у фильтров механической очистки. Принцип очистки воды у данного типа фильтров мало чем отличается от механического, но разница все же есть. Если в фильтрах механического типа максимум, что дает очистка – это отсутствие бактерий, то в данном случае мембрана способна очистить воду от крупных молекул различных примесей. Данный тип фильтрации иногда называют мембранным.

Для того чтобы понять механизм действия фильтра данного типа, можно провести простой эксперимент: нужно взять цилиндр и его дно затянуть полиэтиленовым пакетом. Далее необходимо налить в цилиндр воду с примесью какого-нибудь вещества, идеально подойдет сахар, растворенный в воде. Если цилиндр стоя опускать в ёмкость с чистой водой, то можно заметить, что уровень жидкости в нем измениться. Причем недостающая часть воды – это те самые небольшие молекулы, которые сумели пройти сквозь полиэтилен, а то, что осталось – это раствор с сахаром, чьи молекулы слишком крупные. В данном случае материал, из которого изготовлена мембрана простой и не вряд ли сравнится с материалом, который используют при полномасштабном производстве фильтров данного типа. На производстве чаще всего используются керамические и полипропиленовые специальные материалы.

Наиболее приемлемым для получения питьевой воды считается обратный осмос. Используя данный метод фильтрации можно получить воду качеством такую же. Как бутилированная. Остальные методы фильтрации не менее продуктивны. Основным назначением фильтра с подобным устройством является получение воды очищенной от органики, бактерий и солей.

Что собой представляет сорбционная фильтрация?

Данный тип фильтрации не менее распространённый, чем предыдущий. Принцип действия фильтра прост. Картридж фильтра наполнен специальным сорбентом, который при прохождении сквозь него воды, поглощает некоторые элементы и примеси. Тут же сразу можно заметить принципиальное отличие данного типа фильтрации от механического. Если там фильтрующий материал инертен, то в данном случае все наоборот. Очистка происходит за счет силы молекулярного притяжения. Но поверхность сорбции должна быть велика, чтобы как можно больше примесей задерживалось в его порах. Внутренняя часть фильтра устроена таким образом, чтобы сорбент занимал максимум площади фильтра.

Чаще всего в качестве сорбента в таких фильтрах используется уголь. Он абсолютно безвреден для организма, при этом имеет в своей структуре достаточно много пор, через которые может пройти вода. Уголь можно активировать, за счёт чего и достигается эффективность работы фильтра. Под активацией имеется ввиду процесс увеличения количества пор в угле.

Сорбционным фильтрам под силу избавить воду от увесистых примесей, тяжелых металлов, бактерий, вирусов и хлора. Стоит также отметить, что данный фильтр имеет ограниченный ресурс и после некоторого срока использования его нужно будет заменить. Значительным недостатком считается то, что бактерии и вирусы, осевшие в фильтре могут размножаться там. Для борьбы с этим производители добавляют в состав сорбента специальное антибактериальное вещество. Также в данном типе фильтров скорость фильтрации ограничена. Если же попытаться ее намеренно увеличить, то страдает качество.

Для получения максимально эффективных в очистке воды фильтров иногда производители производят карбонизацию гранул сорбента и полиэтилена, а затем активируют получившееся вещество. Данная процедура позволяет значительно увеличить число пор и общую площадь активной поверхности. Такой тип фильтров можно встретить у известного производителя очистителей воды – компании Аквафор.

Как происходит ионообменная фильтрация воды?

Данный метод очистки воды очень популярен. Он основывается на использовании в фильтрах принципа ионно-катионного обмена. В качестве материала для фильтра используются специальные смолы или же искусственные материалы, которые имеют схожие свойства. Устройство фильтра позволяет забирать из воды ионы одних веществ и обменивать их на свои.

Например, перед фильтром стоит задача очистить воду от соли. Соль – это ионы натрия и хлора. Теперь воде необходимо пройти через два этапа – катионный и ионный обмен. Во время первого из воды будет изъять натрий, и заменен на водород. Во время следующего этапа ионы хлора будут заменены на гидроксильную группу. Таким образом, на выходе мы получим воду без натрия хлора, то есть соли. Данный тип фильтров очень похож на сорбционные, поскольку структура и свойства фильтра практически одинаковые. Существенно отличие лишь в том, что при ионной фильтрации очистка воды от примесей происходит избирательно. Такие фильтры наиболее популярны в мерностях с водой насыщенной тяжелыми металлами, а также их применяют для жесткой воды (воды с переизбытком кальция и магния). В данном типе фильтров очень часто используется серебро или йод. Это необходимо для очистки воды от органики и бактерий. Недостаток состоит в том, что ресурс фильтра ограничен и со временем его придётся заменить.

Что такое «метод электрохимической фильтрации воды»?

Данный метод считается самым современным на сегодняшний день. Также он очень эффективен. Принцип действия фильтров данного типа основывается на процессе электролиза:

Если представить, что мы имеем воду, в которой нет ничего кроме примесей соли, то есть натрий хлор. Натрий хлор представляет собой ионы натрия и хлора, а вода распадается на ионы водорода и гидроксильную группу. Таким образом, мы имеем электролит. Далее нужно поместить эту жидкость в специальную ванну, которая будет разделена на две части специальной диафрагмой. По одну сторону диафрагмы будет опущен электрод с положительным зарядом, то есть анод, а по другую с отрицательным, то есть катод. После того как по электродам потечет ток, к ним притянуться частицы с противоположными зарядами. После проведения эксперимента в одно части ванны у нас останутся частицы водорода и хлора, которые образуют соляную кислоту, которую еще называют мертвой водой. В другой же половине ванны останется натрий и гидроксильная группа, которая в итоге даст нам щелочь, иначе именуемую как живую воду.

Данный пример очень хорошо показывает то, какие процессы могут происходить во время фильтрации таким способом. Если бы в воде были бы другие примеси, например, хлориды, то вполне можно было бы обеспечить очистку воды от всякого рода органики и бактерий. Это очень похоже на то, как воды очищается в масштабах города. Причем полученный результат не конечный, при проведении дополнительных манипуляций можно получить другие растворы. Такой способ фильтрации помогает бороться со многими вредными соединениями, которые так или иначе попадают в воду. Принцип работы данного метода таков, что позволяет легко отделять загрязненную воду от уже отфильтрованной. Однако наибольшим достоинством данного типа фильтров можно назвать неограниченный ресурс и значительную скорость фильтрации. Также в фильтре не остается никаких примесей и бактерий, как это, например, может случиться с сорбционным фильтром.

Недостатки электрохимической фильтрации:

Среди недостатков данного типа фильтров можно отметить их очень высокую стоимость. Себестоимость фильтрации также высока. Также после определенного периода использования фильтра такого типа появляется необходимость заменять электроды, что тоже приносит определенный дискомфорт. Еще одним минусом данного фильтра является то, что отследить степень очистки воды с высокой точностью вряд ли удастся.Обнаружить, что очистка действительно происходит можно только по электроду, который в процессе фильтрации начинает темнеть. Иногда для регулировки степени очистки воды владельцы фильтров просто вскрывают их на том или ином этапе очистки. Однако даже в этом случае ориентироваться можно только по цвету электрода. К тому же такие манипуляции можно провести далеко не с любым фильтром данного типа. Электрохимическая фильтрация позволяет разделить воду на грязную и очищенную, при этом невооруженным глазом заметить отличия практически невозможно.

Недостатки наиболее популярных типов фильтров:

После фильтрации в воде не останется никаких примесей и, казалось бы, это хорошо. Однако не стоит забывать, что кроме вредных элементов вода также насыщена и необходимыми организму веществами. В случае с электрохимической фильтрацией в воде не останется вообще никаких примесей.

Во время фильтрации на фильтрующий материал набиваются разного рода примеси и мусор, который в конце процесса может слиться обратно в воду. И это наиболее существенный недостаток сорбционного типа фильтров. Однако производители таких фильтров в один голос утверждают, что подобный исход невозможен, даже если фильтр уже исчерпал свой ресурс. Но чтобы не говорили производители, а они все же добавляют в сои фильтры антибактериальные растворы, которые препятствуют размножению бактерий.

Помните, что никакой из вышеперечисленных фильтров не в состоянии справиться с водой, которая некоторое время постояла в трубах (при подаче в воду попадают куски ржавчины и другой мусор). Хорошо очистить такую воду можно только небольшими порциями. И, как бы ни хотелось, а предфильтр в такой ситуации точно не помоет. Поскольку он имеет очень ограниченный ресурс, а при большом скоплении мусора он забьется моментально.

На что следует ориентироваться при выборе фильтра?

При выборе фильтра стоит помнить, что лишь качественной очистки мало. Фильтр не должен забирать из воды все минералы, часть из них определённо нужна каждому из нас. Недопустимо, чтобы частицы фильтрующего материала попадали в очищенную воду. Нужно требовательно относиться к выбору устройства фильтра, фильтр должен полностью покрывать ваши потребности и компенсировать особенности вашей воды. Ведь от этого зависит ваше здоровье и здоровье ваших близких.

Смотреть видео фильм «Фильтр для воды устройство»: