Vodní filtr - zařízení na čištění vody od mechanických, nerozpustných částic, nečistot, chlóru a jeho derivátů, dále od virů, bakterií, těžkých kovů atd.
Filtry pro domácnost používané k získávání pitné vody lze podmíněně rozdělit do tří kategorií - nejjednodušší filtry pro domácnost, průměrný stupeň čištění a filtry pro domácnost s nejvyšším stupněm čištění. Pro ty nejlepší (nejvyšší) stupeň čištění zahrnuje čištění domácími filtry s reverzní osmózou - nejvyšší kvalita a pokročilá technologie k dnešnímu dni. Mezi nejjednodušší patří džbány a trysky.
Proces čištění vody má několik fází. Nejprve se odstraní mechanické nečistoty, tedy látky, které jsou ve vodě ve formě suspenze, nikoli roztoku. K odstranění velkých částic (nad 5-50 mikrometrů) z vody se používají hrubé síťované nebo kotoučové filtry, případně předfiltry napojené na přívod vody. K odstranění hrubých nečistot ve vícestupňových filtrech se používají navíjecí patrony z polypropylenu nebo polymerové pěny. Tyto filtry jsou určeny k ochraně vodovodních a domácích spotřebičů.
Iontová výměna jako způsob úpravy vody je známá již dlouhou dobu a stále se používá především ke změkčování vody. Dříve se k realizaci této metody používaly přírodní iontoměniče (sulfonované uhlí, zeolity). S příchodem syntetických iontoměničových pryskyřic se však účinnost použití iontové výměny pro účely úpravy vody dramaticky zvýšila.
Z hlediska odstraňování železa z vody je důležité, aby katexy byly schopny odstraňovat z vody nejen ionty vápníku a hořčíku, ale i další dvojmocné kovy, a tedy rozpuštěné železnaté železo. Navíc teoreticky jsou koncentrace železa, které iontoměničové pryskyřice zvládnou, velmi vysoké. Výhodou iontové výměny je také to, že se „nebojí“ věrného souputníka železa – manganu, což značně komplikuje provoz systémů založených na použití oxidačních metod. Hlavní výhodou iontové výměny je, že železo a mangan , které jsou v rozpuštěném stavu, lze z vody odstranit. To znamená, že není potřeba tak vrtošivé a „špinavé“ (kvůli nutnosti vymýt rez) fázi, jako je oxidace.
Reverzní osmóza je nejekologičtější metoda čištění vody.
Systémy reverzní osmózy poskytují lepší filtraci vody . Odstraňuje bakterie a viry škodlivé látky (dusitany, arsen, kyanidy, azbest, fluor, olovo, sírany, železo, chlór atd.), které mohou být ve vodě z vodovodu. Proto je to nejúčinnější čištění vody, které nemá obdoby.
Proud vody je tlačen přes membránu reverzní osmózy. Dochází k úplnému odstranění solí a nečistot z kapaliny. Po čištění vody reverzní osmózou je obvykle podrobena mineralizaci , aby měla nejlepší organoleptické vlastnosti.
Existují systémy reverzní osmózy různého stupně čištění (například třístupňové nebo pětistupňové filtry).
Při biologické filtraci vody se voda čistí mikroorganismy, které se aktivně podílejí na metabolických procesech. Pokud si mechanická filtrace poradí pouze s nerozpustnou organickou hmotou (kousky jídla, zbytky rostlin apod.), pak bakterie čistí vodu od organických látek, které se v ní rozpustily tím, že je rozkládají na dusičnany. Biologické čištění se používá především v akvarijních filtrech a čistírnách odpadních vod.
Z fyzikálně chemických metod je rozšířena metoda sorpce - proces selektivní absorpce nečistot z kapalin nebo plynů povrchy pevných materiálů ( adsorbentů ). Charakteristickým rysem adsorpčních metod pro zachycování nečistot je jejich relativně vysoká účinnost při nízkých koncentracích nečistot při významných průtokech zpracovávaných toků. Jako adsorbenty se používají jemné materiály: popel , rašelina , piliny, struska a jíl . Nejúčinnějším sorbentem je aktivní uhlí .
Sorpce se používá k čištění vody od rozpustných nečistot.
Sorpční procesy mohou pokračovat:
Další běžnou metodou je provzdušňování. Rozlišujte tlakové a netlakové provzdušňování. Při beztlakovém provzdušňování je voda vstřikována do velké nádrže trysek ve formě směsi vzduch-voda. Atmosférický kyslík oxiduje rozpuštěné železo, mangan, organické látky, načež se vysrážejí zoxidované nerozpuštěné nečistoty. Výhodou této metody je odstranění prakticky jakéhokoli obsahu železa. Tlakové provzdušňování se provádí pomocí speciálních provzdušňovacích kolon, do vodního proudu, do kterého je pomocí čerpacího zařízení čerpán atmosférický vzduch, a v následné fázi se provádí extrakce oxidovaných sedimentů mechanickým srážením.
Mezi elektrické metody patří čištění vody ozónem . Systémy čištění vody ozónem umožňují efektivně čistit vodu od všech možných oxidovatelných nečistot v ní rozpuštěných, z nichž nejběžnější jsou: železo , mangan , sirovodík , chlór , organochlorové sloučeniny, amonný dusík, ropné produkty , soli těžkých kovů atd. Systémová úprava vody ozonem navíc snižuje na minimum takové ukazatele, jako jsou: zákal, barva, chuť, vůně, BSK , CHSK , oxidovatelnost manganistanu.
Zároveň dochází ke kompletní dezinfekci vody včetně bakterií, mikrobů, spor, virů atd.
Výhody ozónových systémů čištění vody: ozón má mnohem vyšší oxidační a sterilizační schopnost než UV lampa , manganistan draselný , chlór, kyslík, chlornan , chloramin atd. V odpadech nejsou žádné použité reagencie.
Nevýhody: vysoká energetická náročnost procesu - výroba cca jednoho kilogramu ozónu spotřebuje 18 kWh el. .