Rodzaje i zastosowanie wkładów filtrujących

Wkłady filtracyjne do filtrów wody:


Wkłady sedymentacyjne (mechaniczne)


Wkłady przeznaczone do usuwania z wody nie rozpuszczonych w niej zanieczyszczeń. Idealnie sprawdzają się w usuwaniu z wody piasku, szlamu, mułu itp. Filtr z wkładem sedymentacyjnym jest z reguły pierwszym stopniem uzdatniania wody w zestawach złożonych z kilku kolumn filtrujących. Filtrami z wkładami mechanicznymi zabezpiecza się również centralne urządzenia zmiękczające wodę, kolumny odżelaziające i odmanganiające oraz sterylizatory UV-C. W filtrach uzdatniających wodę metodą odwróconej osmozy, wkłady sedymentacyjne stosuje się w filtracji wstępnej (pierwszy, zwykle 20 mikronów zabezpiecza wkład węglowy przed zapchaniem go, a drugi, zwykle 5 mikronów zabezpiecza membranę osmotyczną przed drobinami węgla).

Wkłady sedymentacyjne wykonywane są w różnych technologiach i przeznaczone są w zależności od wersji do usuwania różnego rodzaju zanieczyszczeń mechanicznych:
  • Wkłady z pianki polipropylenowej (inaczej: włókniny polipropylenowej)

    Struktura wkładu powoduje, że woda przepływająca przez niego, jest przeciskana przez grubą warstwę filtrującą a znajdujące się w niej drobiny zanieczyszczeń zostają zatrzymane wewnątrz niej. Wkłady są formowane w sposób który powoduje, że zanieczyszczenia "uwięzione" wewnątrz wkładu nie wydostają się z niego. W sytuacji gdy ilość wychwyconych zanieczyszczeń przekracza zdolność chłonną wkładu, może dojść do przepchania ich części poza wkład, dlatego tego typu wkłady filtrujące powinno się stosować w obudowach przeźroczystych, dzięki czemu szybko można ocenić wzrokowo stopień zanieczyszczenia i w odpowiednim momencie go wymienić. Wkłady piankowe mogą powodować większe spadki ciśnienia niż wymienione niżej wkłady sznurkowe i stając przed wyborem rodzaju wkładu, należy wziąć pod uwagę ciśnienie w instalacji wodnej na której jest zamontowany filtr w którym będzie stosowany wkład mechaniczny. Dokładność filtracji wkładu zależna jest od sposobu jego wyprodukowania (gęstości warstwy).

  • Wkłady ze sznurka polipropylenowego

    Materiałem podstawowym jest polipropylen, który jest odporny na wiele zanieczyszczeń chemicznych i mikroorganizmy. Z polipropylenu wykonany jest sznurek nawinięty następnie na trzpień w sposób który powoduje częściowo niższe spadki ciśnienia niż w przypadku włókniny polipropylenowej z zachowaniem wysokiej skuteczności działania. Wkłady sznurkowe są częściej wykorzystywane w filtrowaniu wody na głównych przyłączach wody zimnej na jej doprowadzeniu do mieszkania, domu lub innego obiektu. Osiągana dokładność filtracji uzyskana jest poprzez odpowiednią gęstość nawinięcia ("ciasności" nawinięcia).

  • Wkłady harmonijkowe

    Materiałem filtracyjnym z którego wykonuje się ten rodzaj wkładów jest karbowana celuloza powleczona poliestrem. Cechą charakterystyczną dla wkładów harmonijkowych jest bardzo niski spadek ciśnienia - osiągnięte jest to dzięki cienkiej warstwie filtracyjnej, która w celu zwiększenia powierzchni pracy jest złożona w postaci harmonijki. Takie rozwiązanie zapewnia możliwie dużą powierzchnię styku wody z powierzchnią na której zanieczyszczenia są wychwytywane. Wkłady harmonijkowe mają określone zastosowania - używa się ich głównie w miejscach, gdzie w wodzie nie występuje bardzo duża ilość mułu, szlamu itp zanieczyszczeń a przeważają w niej zanieczyszczenia o większej strukturze: piasek, rdza, liście itp. Filtrowanie wody jest skuteczne nawet przy niskich ciśnieniach w instalacji - ta cecha jest wykorzystywana w instalacjach niskociśnieniowych (np. w oczyszczaniu wody w basenach). Ponieważ zanieczyszczenia obecne w wodzie w niewielkim stopniu wnikają w strukturę celulozy a są głównie zatrzymywane na jej zewnętrznej powierzchni, wkłady mogą być używane kilka razy, po oczyszczeniu zewnętrznej powierzchni pod bieżącą wodą i przy pomocy gąbki, szmatki itp.

  • Wkłady siatkowe

    Warstwą filtrującą we wkładach siatkowych jest nylon (siatka nylonowa). Ten rodzaj wkładów jest często nazywany "osadnikowymi". Powodowane jest to sposobem oczyszczania wody - zanieczyszczenia nie są zatrzymywane i wiązane na warstwie filtrującej lecz wytrącane na niej z wody. Piasek, rdza, liście itp mechaniczne drobiny nie są w stanie przedostać się przez drobne oczka siatki nylonowej i opadają na dno obudowy filtra. Ta zasada działania powoduje, że najlepszym rodzajem obudów w których stosuje się wkłady z siatki nylonowej są te, które posiadają zawór spustowy, umożliwiający usunięcie wytrąconych zanieczyszczeń z obudowy poprzez odkręcenie zaworu. Wkłady filtrujące z siatki można eksploatować do momentu uszkodzenia ich w sposób, który powoduje przedostawanie się zanieczyszczeń obok warstwy filtracyjnej. Wkłady siatkowe w bardzo niewielkim stopniu hamują przepływ wody - ta cecha jest wykorzystywana w instalacjach niskociśnieniowych.

Wkłady węglowe

Wkłady przeznaczone do usuwania z wody zanieczyszczeń organicznych, związków chemicznych, poprawy klarowności wody - jej smaku, zapachu i barwy. Węgiel aktywowany może być wykonany z węgla bitumicznego, antracytowego lub z łupin orzechów kokosowych. Zjawisko cechujące każdy węgiel aktywny jest ADSORPCJA - polega ona na wiązaniu cząsteczek zanieczyszczeń na zewnętrznej powierzchni adsorbera (w tym przypadku węgla aktywowanego). Węgiel aktywny jest znakomitym adsorbentem - wynika to z faktu, że stosunek powierzchni węgla aktywnego do jego wagi jest bardzo duża (500-2500 m2 / gram). Węgiel aktywowany jest nietoksyczny i wykorzystywany jest powszechnie w uzdatnianiu wody (zarówno spożywczej jak i gospodarczej czy też do celów akwarystycznych). Wkłady węglowe osiągają pełną sprawność po kilku godzinach od pełnego spenetrowania warstwy węgla przez wodę. Po zainstalowaniu wkładu w obudowie, powinno się go przepłukać w celu usunięcia poprodukcyjnego pyłu i drobin. W tym celu wyjście wody z filtra w którym umieszczono wkład należy umieścić w pojemniku mogącym pomieścić kilkanaście litrów wody i pod ciśnieniem z instalacji wodnej, przez krótką chwilę trzeba przepłukać węgiel aktywowany. Oczywiście z uwagi na różnorodność systemów uzdatniania wody, czynność ta w szczegółach wygląda inaczej dla poszczególnych produktów (np. w przypadku filtrów narurowych przepłukanie może odbyć się poprzez spuszczenie wody z najbliższego zaworu, kranu itp).

Wkłady filtrujące wodę, można podzielić na dwie grupy:
  • Uformowane w postaci zwartej masy (blok węglowy)

    Ten rodzaj wkładów wykonany jest najczęściej z węgla bitumicznego sprasowanego w postać zwartej masy, tzw. blok węglowy. Wkład węglowy w tej postaci używany jest głównie do uzdatniania wody w instalacjach, gdzie głównym kryterium jest zminimalizowanie ryzyka wydostania się drobin węgla do instalacji wodnej (główne przyłącza wody na budynku, prefiltracja w systemach RO itp)

  • Z węglem granulowanym, wsypanym do obudowy wykonanej z tworzywa

    Wkłady z węglem granulowanym zapewniają dokładniejszą filtrację chemiczną - woda ma dłuższy czas kontaktu ze znajdującym się wewnątrz wkładu złożem uzdatniającym. Jednak granulowana postać węgla ma tendencje do większego pylenia oraz istnieje ryzyko wydostania się drobin węgla poza obudowę wkładu. Oczywiście w produkcji wkładów z granulowanym węglem aktywnym stosuje się zabezpieczenia przed wydostaniem się granulatu węglowego z obudowy (końcowy filtr mechaniczny), jednak z uwagi na tą cechę, zalecane jest stosowanie wkładów węglowych sypanych w uzdatnianiu wody na końcówkach instalacji. W sytuacji gdy z uwagi na konieczność zastosowania wkładu z węglem granulowanym ma on być stosowany na głównych przyłączach wody (np. instalowany będzie znakomity wkład FCCBHD20BB), po filtrze z takim wkładem zalecamy instalację filtra z wkładem sedymentacyjnym.

    Wkłady z węglem granulowanym z uwagi na rodzaj zastosowanego złoża węglowego, podzielić można na kilka rodzajów:

    • z węglem bitumicznym - jest to podstawowy rodzaj węgla aktywowanego, wystarczająca do typowych zastosowań związanych z usuwaniem chloru, usuwaniu zanieczyszczeń organicznych i poprawy klarowności wody

    • z węglem antracytowym - pośredni pod względem zdolności filtracji rodzaj węgla aktywnego; w ofercie Aquafilter występują wkłady z mieszanką węgla antracytowego i z łupin orzechów kokosowych, które są bardzo dobrym medium filtracyjne w uzdatnianiu wody spożywczej

    • z węglem z łupin orzechów kokosowych - który cechuje bardzo wysoka zdolność adsorpcji; jest to najlepszy rodzaj złoża węglowego, polecany w uzdatnianiu wody o bardzo dużym zanieczyszczeniu organicznym, utlenialności, poziomie chloru itp.
Wkłady węglowe są oferowane również z dodatkowym czynnikiem bakteriostatycznym KDF, który zapobiega rozwojowi mikroorganizmów w wodzie. Są one polecane głównie do uzdatniania wody spożywczej.


Wkłady zmiękczające

Specjalistyczne wkłady - tzw wymienniki jonowe. Wewnątrz wkładu znajduje się złoże zmiękczające wodę na zasadzie wymiany jonów wapnia i magnezu na jony sodu. Wymiana jonowa następuje podczas przepływu wody przez wkład, czyli następuje podczas pobierania wody z kranu. Złoże zmiękczające umieszczone we wkładach zmiękczających wodę, charakteryzuje się bardzo dużą pojemnością jonowymienną. Jest to złoże które można regenerować roztworem czystego chlorku sodu (NaCl), jednak z uwagi na konstrukcję wkładu w praktyce są to wkłady jednorazowe. Wkłady zmiękczające w ograniczonym stopniu usuwają z wody również żelazo dwuwartościowe.

Wielkość stosowanego wkładu zmiękczającego zależna jest od miejsca w instalacji wodnej w której będzie pracował. Dla pojedynczych punktów pobierania wody wystarczające są wkłady 10 cali. Na główne przyłącza instalacji stosowane są wkłady standardu BigBlue.

Problem twardej wody jest powszechnym, dotykającym większość mieszkań i domów. Twarda woda jest przyczyną powstawania kamienia kotłowego - białych, żółtych itp twardych osadów, zarastających rury, dysze, grzałki itd. Twarda woda zmniejsza sprawność instalacji CO oraz ogranicza skuteczność działania detergentów. Z punktu widzenia zdrowia człowieka, jest ona jedną z głównych przyczyn powstawania kamieni nerkowych. Zmiękczanie wody powoduje usunięcie z niej jonów wapnia i magnezu - na wymienniku jonowym są one zamieniane na jony sodu. W przypadku bardzo wysokich twardości wody (20 i więcej dH) zalecane jest uzdatnianie wody zmiękczonej na wymienniku, do celów spożywczych przy pomocy metody odwróconej osmozy (redukowany jest wówczas poziom sodu).

Wkłady zmiękczające z żywicą jonowymienną mogą być stosowane do wody spożywczej.

Odmienną metodą od wymiennika jonowego na której to zasadzie działa cała gama wkładów Aquafilter serii FCCST, są wkłady zawierające polifosfat (lub też zam polifosfat luzem). Zapobiegają one osadzaniu się wapnia, co w efekcie końcowym daje zbliżony efekt. Cechą ujemną polifosfatu jest brak dopuszczenia go do uzdatniania wody spożywczej.


Wkłady odżelaziające

Specjalistyczne wkłady obniżające stężenie żelaza w wodzie. Wypełnione są kompozycją złóż regulujących odczyn wody i redukujących ilość żelaza. Proces odżelaziania wody jest kłopotliwym i w szczególnych przypadkach wymaga konsultacji przed doborem odpowiedniego urządzenia. W sytuacji gdy ilość żelaza w wodzie przekracza normę góra kilkukrotnie, można stosować wkłady odżelaziające wodę, jednak skuteczność procesu usuwania żelaza zależna jest od dodatkowych, innych niż sama zawartość żelaza, parametrów wody. Istotnymi z punktu widzenia odżelaziania wody są m.in. odczyn wody i utlenialność oraz oczywiście ilość żelaza. Ważnymi parametrami chemicznymi wody są również poziom manganu i twardość wody. W przypadku gdy w wodzie przekroczony jest dopuszczalny poziom żelaza (norma do 0,2 mg) bardzo często przekroczona jest również ilość manganu (norma do 0,05 mg), jednocześnie zwykle podwyższona lub przekroczona jest norma na mętność, barwę i zapach wody. Usunięcie ponadnormatywnego żelaza zwykle poprawia również pozostałe, wymienione parametry.

Wkłady odżelaziające wodę firmy Aquafilter (seria FCCFE) obniżają również ilość siarkowodoru, który objawia się charakterystycznym nieprzyjemnym zapachem.

Wkłady odżelaziające powinny być zabezpieczane przed obecnymi w wodzie zanieczyszczeniami mechanicznymi przy pomocy wkładów sedymentacyjnych - dzięki temu złoża odżelaziające nie zostaną oblepione mułem, szlamem itp i będą działały całą warstwą filtrującą.


Wkłady antybakteryjne

Jest to grupa wkładów filtrujących które są w stanie wyeliminować z wody bakterie, wirusy, cysty i patogeny. Skuteczność wkładów antybakteryjnych jest ograniczona i powinny być stosowane w uzdatnianiu wody o niewielkim i przede wszystkim określonym poziomie zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Przydatne są w doczyszczaniu wody spożywczej oraz w zabezpieczaniu innego rodzaju wkładów filtracyjnych przed namnażaniem się na złożach filtrujących mikroorganizmów.

Wkłady antybakteryjne z uwagi na sposób działania można podzielić na rodzaje:
  • Wykonane z glinki ceramicznej (naturalny glinokrzemian). Filtrują wodę mechanicznie, nie przepuszczając przez strukturę zanieczyszczeń większych od 0,3 mikrona. Bardzo wysoka filtracja sedymentacyjna powoduje, że część wirusów, bakterii i cyst nie jest w stanie przedostać się przez warstwę glinki i zostaje zatrzymana na wkładzie. Wkłady ceramiczne są wielokrotnego użytku; eksploatować można je do momentu powstawania nie akceptowalnych spadków ciśnienia wody
  • Wypełnione bakteriostatycznym preparatem KDF. Czynnik KDF powoduje usuwanie lub redukcję ilości mikroorganizmów w wodzie. KDF jest wykorzystywany jako preparat uzupełniający we wkładach filtracyjnych. Klasycznym przykładem są wkłady z węglem aktywowanym, w których czynnik bakteriobójczy KDF zabezpiecza złoże węglowe przed namnażaniem się mikroorganizmów.
  • Membrany kapilarne (kapilary) to dedykowane do poszczególnych rodzajów filtrów rozwiązania, działające na zasadzie mechanicznego zatrzymywania drobin zanieczyszczeń większych niż 0,02 mikrona. Bardzo wysoka dokładność filtracji nie pozwala na przedostawanie się przez membranę wielu grupom bakterii i wirusów. Membrany kapilarne występują zwykle w kuchennych filtrach do wody na końcowych stopniach filtracji.
  • Membrany osmotyczne, są najlepszym sposobem w domowym uzdatnianiu wody spożywczej m.in. z zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Z uwagi na technologię odwróconej osmozy (proces naturalny, wymuszony ciśnieniem z instalacji wodnej) membrany nie mogą być używane samodzielnie, bez wstępnej prefiltracji. Typowymi urządzeniami w których stosuje się membrany osmotyczne są filtry do wody działające na zasadzie odwróconej (odwrotnej) osmozy.
  • Żarniki UV (dokładniej pasmo UV-C) emitują zakres promieniowania uszkadzającego DNA mikroorganizmów. Działanie to jest wykorzystywane w sterylizacji biologicznej wody, czyli do usuwania bakterii i wirusów. Żarniki używa się w kompletnych lampach UV w celu mikrobiologicznego uzdatniania wody. Z uwagi na wysoką skuteczność i wydajność energetyczną promienników UV, na rynku oferowane są kompletne urządzenia, mogące sterylizować wodę przy przepływach typowych dla głównych ujęć wody.