Woda dobrej jakości, która będzie pozbawiona zanieczyszczeń, a jednocześnie znajdą się w niej niezbędne substancje mineralne we właściwym stężeniu, jest potrzebna do celów spożywczych. Bez wody o właściwych parametrach nie można także przeprowadzać wielu przemysłowych procesów technologicznych ani dbać o utrzymanie czystości. Niezawodnym sposobem na ciągły dostęp do czystej wody jest jej dokładna filtracja możliwa dzięki używaniu odpowiednich wkładów.

Filtry z wymiennymi wkładami – idealne rozwiązanie dla zastosowań domowych

Używanie filtrów do wody pozwala na pozbywanie się z niej różnych rodzajów zanieczyszczeń od ciał stałych, np. drobin skorodowanego metalu, przez substancje chemiczne m.in. zbyt dużą ilość związków azotu, aż po wszelkie mikroorganizmy chorobotwórcze – pierwotniaki, bakterie, grzyby czy nawet wirusy. Urządzenia do filtracji i uzdatniania wody pozwalają również na skorygowanie jej parametrów użytkowych, np. obniżenie twardości powodującej powstawanie kamienia przez redukcję ilości związków wapnia i magnezu albo zmniejszenie zawartości żelaza oraz manganu, które zmieniają smak wody, a także są przyczyną trudnych do usunięcia zanieczyszczeń armatury i ceramiki sanitarnej

– wyjaśnia ekspert z firmy Global Concepts 2000, specjalizującej się w systemach uzdatniania wody.

Skuteczna filtracja wody może być prowadzona na wiele sposobów. Tam, gdzie woda dostarczana jest za pośrednictwem sieci wodociągowej, najczęściej korzysta się ze specjalnych stacji filtrujących o bardzo dużej wydajności. Jeśli oczyszczanie wody jest prowadzone na potrzeby jednego obiektu, np. budynku mieszkalnego czy przedsiębiorstwa zwykle korzysta się z urządzeń wyposażonych w odpowiednie złoża filtracyjne, które mogą sobie poradzić ze znacznym jej przepływem. Na potrzeby instalacji domowych, a zwłaszcza  oczyszczania wody przeznaczonej do picia najczęściej korzysta się z filtrów narurowych, które działają za sprawą instalowanych w nich wymiennych wkładów.

Wkłady przeznaczone do filtrów domowych są zwykle przeznaczone do filtracji mechanicznej, która pozwala na zatrzymanie zanieczyszczeń o określonych rozmiarach. Dostępne są również wkłady, które umożliwiają filtrację chemiczną przez wiązanie substancji rozpuszczonych w wodzie. Bardzo często korzysta się również z filtracji membranowej, która zależnie od zastosowanego materiału pozwala na pozbywanie się zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Wśród dostępnych wkładów można znaleźć również takie, które zawierają niezbędne minerały przeznaczone do uzupełniania składu wody pitnej.

Wkłady do filtracji mechanicznej

Używanie filtrów z wymiennymi wkładami jest rozwiązaniem, które bardzo ułatwia obsługę urządzenia, a jednocześnie zapewnia możliwość utrzymania optymalnego przepływu i parametrów wody. Wkłady do uzdatniania i dezynfekcji wody są instalowane w korpusie filtra, który jest elementem stałym, zawierającym odpowiednio zaprojektowane podzespoły wymuszające właściwe przepływanie wody przez sam wkład. Wiele korpusów jest wyposażonych w odpowiednie zawory ułatwiające wymianę lub płukanie filtra, a także wskaźniki pokazujące utrzymywane ciśnienie  oraz stan zużycia filtra.

Podstawowym sposobem oczyszczania wody zarówno w zastosowaniach domowych, jak i przemysłowych jest filtracja mechaniczna, tzw. sedymentacyjna. Polega ona na usuwaniu zanieczyszczeń, które są zatrzymywane za sprawą przepuszczania wody przez materiał o porowatej strukturze lub taki, w którym znajdują się sztucznie wykonane otwory – w zależności od tego, jakie rozmiary cząsteczek mają być wychwytywane. W przypadku filtrów używanych w instalacjach przeznaczonych do użytku domowego stosuje się zarówno wkłady z przepływem wymuszonym, ciśnieniowym, jak i takie, gdzie oczyszczanie jest prowadzone grawitacyjnie, zależy to jednak od konstrukcji samego filtra. Oczyszczanie mechaniczne prowadzi się zazwyczaj przy każdej metodzie uzdatniania wody jako etap wstępny.

Wkłady do filtrów sedymentacyjnych są zwykle oferowane w kilku wersjach różniących się materiałem, z którego zostały wykonane. Jednymi z najbardziej popularnych są wkłady wykonane z pianki polipropylenowej, w których proces oczyszczania wody zachodzi dzięki jej przepływowi przez pory znajdujące się w materiale. Innym rodzajem materiału używanego do produkcji wkładów są sznurki polipropylenowe. Choć również w tym przypadku struktura materiału filtracyjnego jest taka sama, to budowa wkładu jest nieco inna. Włóknina w postaci sznura jest nawinięta na rdzeń, przez co jej zagęszczenie ulega zmianie. W trakcie filtracji woda przechodzi więc przez coraz mniejsze pory, co sprawia, że zanieczyszczenia rozkładają się w strukturze filtra bardziej równomiernie. Kolejnym typem materiału filtracyjnego są wkłady harmonijkowe produkowane z włókien celulozowych pokrywanych powłoką z poliestru. Takie rozwiązanie sprawia, że powierzchnia filtracji może być stosunkowo duża, a sama warstwa materiału dość cienka. Dzięki takiej konstrukcji spadki przepływu są nieduże, a wkład nadaje się także do instalacji niskociśnieniowych. Kolejnym wariantem, który może być zastosowany w filtrach, są wkłady siatkowe. W tym przypadku zanieczyszczenia są wyłapywane za sprawą specjalnej struktury z tworzywa sztucznego z otworami, przez które przepływa woda. Takie rozwiązanie sprawdza się przy większej liczbie zanieczyszczeń o sporych rozmiarach, a dodatkowym plusem jest wysoka trwałość, ponieważ można je poddawać płukaniu, co przedłuża okres ich eksploatacji.

Wkłady wpływające na zmianę chemicznego składu wody i usuwające zanieczyszczenia mikrobiologiczne

Wkłady węglowe pozwalają na usuwanie zanieczyszczeń dzięki połączeniu porowatej struktury węgla oraz jego wysokiej aktywności chemicznej. Węgiel ma zdolność do wiązania cząsteczek różnych substancji, w tym takich, które stanowią zagrożenie dla użytkowników wody. Aktywny węgiel jest w stanie usunąć z wody metale ciężkie, fenole, pestycydy, a także znajdujące się w niej detergenty. Za sprawą swojej porowatości powierzchnia, na jakiej cząsteczki węgla mają kontakt z wodą i rozpuszczonym w niej chemikaliami jest bardzo duża, reakcje mogą więc przebiegać szybko, a wkład nie zużywa się zbyt intensywnie.

Wkłady węglowe są oferowane w postaci sprasowanych bloków oraz granulatu, co zwiększa powierzchnię, na jakiej dochodzi do kontaktu wody z wkładem. W wielu wkładach są stosowane dodatkowe rozwiązania, które mają na celu ograniczenie rozwoju bakterii. Częstą praktyką jest więc wykorzystywanie jonów srebra, a także miedzi i cynku. Wielkim plusem używania wkładów węglowych jest to, że bardzo pozytywnie wpływają one na smak i zapach wody, ułatwiając pozbycie się substancji takich, jak np. chlor. Warto pamiętać, że wkłady węglowe przed rozpoczęciem pracy wymagają przepłukania dla usunięcia drobin węgla, które mogły się w nich znaleźć, zwłaszcza w przypadku filtrów zawierających granulat.

Wkłady antybakteryjne są stosowane do usuwania z wody groźnych czynników mikrobiologicznych, które mogą być przyczyną rozmaitych chorób. Korzysta się z nich zarówno w celu oczyszczania wody surowej, tj. takiej, które nie była jeszcze poddawana filtracji, jak i wody wstępnie oczyszczonej, by zapobiec namnażaniu niewielkich ilości zanieczyszczeń biologicznych, które mogły w niej pozostać. Jednym z najczęściej stosowanych materiałów są tu glinki ceramiczne, czyli glinokrzemiany, które należą do grupy tzw. zeolitów. Mają one podobnie jak aktywowany węgiel niezwykle porowatą strukturę, a ich mikrokanaliki są wielkością bardzo zbliżone do rozmiarów cząsteczek wody. Cechą charakterystyczną zeolitów jest zdolność do szybkiej wymiany jonów, dzięki czemu są one w stanie absorbować wiele substancji znajdujących się w wodzie. Glinokrzemiany odznaczają się nie tylko właściwościami antybakteryjnymi, ale również antygrzybicznymi. Częstym sposobem na zapobieganie rozwojowi bakterii jest również używanie powłok z substancji zawierających jony srebra, a także miedź oraz cynk.

Tam, gdzie zachodzi potrzeba zmiany składu chemicznego wody, stosowane są również wkłady zmiękczające oraz odżelaziające. W pierwszym przypadku zadaniem wkładu jest zmniejszenie zawartości związków wapnia i magnezu, tj. ich wodorowęglanów. Oczyszczanie polega tu na doprowadzeniu do wymiany jonowej, np. dzięki użyciu żywicy jonowymiennej, która pozwala na zastąpienie jonów wapnia i magnezu jonami sodu. Działanie wkładów odżelaziających ma na celu pozbycie się wodorowęglanu żelaza oraz siarczanu żelaza, a także znajdującego się w wodzie manganu dwu- i czterowartościowego. Sposobem na ich przefiltrowanie jest zapoczątkowanie reakcji utleniającej, a po przekształceniu w wodorotlenki usunięcie powstającego osadu.

Rozwiązaniem, które pozwala na bardzo skuteczne ograniczanie ilości zanieczyszczeń mikrobiologicznych, jest również stosowanie membran i promieni UV. Najwyższy poziom filtracji można uzyskać za sprawą mechanizmu odwróconej osmozy, w której przez membranę przenikają wyłącznie cząsteczki wody, podczas gdy wszystkie rozpuszczone w niej substancje są zatrzymywane i następnie wypłukiwane z filtra. Tak dobre rezultaty są możliwe dzięki istnieniu różnicy stężeń między wodą „surową” a oczyszczoną oraz ciśnieniu powstającemu podczas przepływu. Poza membranami osmotycznymi stosowane są również przepuszczające nieco większe cząsteczki membrany nanofiltracyjne, które są w stanie zatrzymać m.in. wirusy oraz nanofiltracyjne, które wychwytują również rozpuszczone w wodzie minerały.

Niezawodnym sposobem na pozbywanie się z wody drobnoustrojów jest korzystanie z wkładów emitujących promieniowanie UV. Stosowane lampy mogą uzyskiwać fale o długości między 200 a 280 nanometrów, czyli tzw. promieniowanie UV-C, które niszczy strukturę DNA pierwotniaków, bakterii oraz wirusów. Sterylizacja za pomocą wkładów UV jest nie tylko skuteczna, ale również działa bardzo szybko nie wymagając spowalniania przepływu.