_(cropped).jpg/1280px-thumbnail.jpg)
Фильтр для воды удаляет примеси, снижая загрязнение воды с помощью тонкого физического барьера, химического процесса или биологического процесса. Фильтры очищают воду в разной степени, для таких целей, как: обеспечение сельскохозяйственного орошения , доступной питьевой воды , общественных и частных аквариумов , а также безопасного использования прудов и бассейнов .
Фильтры используют просеивание , адсорбцию , ионный обмен , биопленки и другие процессы для удаления нежелательных веществ из воды. В отличие от сита или экрана , фильтр может потенциально удалять частицы, намного меньшие, чем отверстия, через которые проходит вода, такие как нитраты или микробы, такие как Cryptosporidium . [1]
Среди методов фильтрации яркими примерами являются седиментация , используемая для отделения твердых и взвешенных частиц от воды [2] и обработка активированным углем , при которой, как правило, кипяченая вода проливается через кусок ткани для улавливания нежелательных остатков. [3] Кроме того, используется использование машин для работы по опреснению и очистке воды путем ее перекачивания в многофильтрационные резервуары для воды . Эта технология направлена на фильтрацию воды в больших масштабах, например, для обслуживания целых городов. [2]
Эти три метода особенно актуальны, поскольку они возникли много веков назад и являются основой многих современных методов фильтрации, используемых сегодня.
Типы фильтров для воды для муниципальных и других крупных систем очистки включают в себя фильтры-наполнители , сетчатые фильтры , дисковые фильтры , медленные песчаные фильтры , быстрые песчаные фильтры , тканевые фильтры [4] и биологические фильтры , такие как скрубберы для водорослей . [5]
Фильтры для домашнего использования включают в себя фильтры с гранулированным активированным углем , используемые для фильтрации угля , глубинный фильтр , фильтры из металлических сплавов , микропористые керамические фильтры , углеродные блочные смолы , микрофильтрационные и ультрафильтрационные мембраны. Некоторые фильтры используют более одного метода фильтрации. Примером этого является многобарьерная система. Фильтры-кувшины можно использовать для небольших объемов питьевой воды. Некоторые чайники имеют встроенные фильтры, в первую очередь для уменьшения образования накипи .
Фильтры для воды используются туристами, [6] организациями по оказанию помощи во время гуманитарных чрезвычайных ситуаций и военными. Эти фильтры обычно небольшие, портативные и легкие (1–2 фунта (0,45–0,91 кг) или меньше). Обычно они фильтруют воду с помощью механического ручного насоса, хотя некоторые используют систему сифонной капельницы для прокачки воды, в то время как другие встроены в бутылки с водой. Грязная вода прокачивается через гибкую силиконовую трубку с сетчатым фильтром через специальный фильтр, попадая в контейнер. Эти фильтры работают для удаления бактерий , простейших и микробных цист , которые могут вызывать заболевания. Фильтры могут иметь мелкие сетки, которые необходимо заменять или чистить, а керамические фильтры для воды должны иметь внешнюю поверхность, когда они засоряются примесями.
Эти фильтры для воды не следует путать с устройствами или таблетками, которые дезинфицируют воду, удаляя или убивая вирусы, такие как гепатит А и ротавирус .
Керамические фильтры представляют собой недорогие решения для фильтрации воды и широко используются, несмотря на то, что являются одним из старейших методов фильтрации. [7] Эти фильтры можно найти не только в домах семей, но и в промышленном машиностроении (в качестве высокотемпературных фильтров) для нескольких процессов. [8]
Традиционные керамические фильтры, используемые для повседневного потребления воды, известные как фильтры свечевого типа, работают по принципу гравитации и с использованием центральной свечи, что значительно увеличивает время фильтрации.
Термин «очистка воды» может относиться к любому процессу, который удаляет мелкие (обычно микроскопические) частицы или удаляет очень низкие концентрации растворенного материала из воды. Процесс и его значение варьируются от настройки к настройке: производитель аквариумных фильтров может утверждать, что его фильтры выполняют очистку воды, захватывая «микрочастицы» в нейлоновых или полиэстеровых прокладках, так же как инженер-химик может использовать этот термин для обозначения удаления магнитных смол из раствора, пропуская раствор через слой магнитных частиц. [9] В этом смысле очистка воды — это просто еще один термин для систем фильтрации воды во всем доме. Очистка также выполняется в больших масштабах на заводах по переработке воды. [10]
4000 лет назад в Индии индусы разработали первые стандарты питьевой воды. [11] Индусы нагревали грязную воду, кипятя ее и подвергая воздействию солнечного света или окуная ее семь раз в горячие куски меди, затем фильтруя ее через глиняные сосуды и охлаждая. Это была просвещенная процедура для получения стерилизованной питьевой воды, а также для сохранения ее эстетически приятной. Этот метод был направлен на отдельных лиц и домохозяйства, а не на использование в качестве источника воды для сообщества. В Китае было обнаружено, что кипячение воды уменьшает распространение болезней. По сей день горячая вода чуть ниже точки кипения обычно подается в китайских ресторанах. [12] [13]
2000 лет назад системы фильтрации питьевой воды майя использовали кристаллический кварц и цеолит . Оба минерала используются в современной фильтрации воды. «Фильтры удаляли из воды вредные микробы, богатые азотом соединения, тяжелые металлы, такие как ртуть, и другие токсины». [14]
Сообщается, что египтяне использовали использованные квасцы для очистки воды еще в 1500 году до нашей эры. [15]
Персидский инженер Аль-Караджи ( ок. 953 – ок. 1029 ) написал книгу «Извлечение скрытых вод» , в которой дал раннее описание процесса фильтрации воды. [16]
До изобретения микроскопа существование микроскопической жизни оставалось нераскрытым. Прошло более 200 лет, прежде чем был изобретен микроскоп, и связь между микроорганизмами и болезнями стала очевидной. В середине 19 века было доказано, что холера передается через загрязненную воду. В конце 19 века теория Луи Пастера о частицах патогена наконец установила причинно-следственную связь между микроорганизмами и болезнями. Фильтрация как метод очистки воды была установлена в 18 веке, а первая муниципальная станция очистки воды была построена в Шотландии в 1832 году. Однако эстетическая ценность воды была важна в то время, и эффективные стандарты качества воды не существовали до конца 19 века. [17]
В течение 19 и 20 веков фильтры для воды для бытового производства воды обычно делились на медленные песчаные фильтры и быстрые песчаные фильтры (также называемые механическими фильтрами и американскими фильтрами). Хотя до 1800 года существовало множество небольших систем фильтрации воды, Пейсли, Шотландия , по общему признанию, является первым городом, который получил отфильтрованную воду для всего города. Фильтр Пейсли начал работать в 1804 году и был ранним типом медленного песчаного фильтра. На протяжении 1800-х годов в Великобритании и на европейском континенте были построены сотни медленных песчаных фильтров. Прерывистый медленный песчаный фильтр был построен и работал в Лоуренсе, Массачусетс, в 1893 году из-за продолжающихся эпидемий брюшного тифа, вызванных загрязнением водоснабжения сточными водами. [18] Первый непрерывно работающий медленный песчаный фильтр был разработан Алленом Хазеном для города Олбани, штат Нью-Йорк, в 1897 году. [19] Наиболее полная история фильтрации воды была опубликована Мозесом Н. Бейкером в 1948 году и переиздана в 1981 году. [18]
В 1800-х годах механическая фильтрация была промышленным процессом, который зависел от добавления сульфата алюминия перед процессом фильтрации. Скорость фильтрации для механической фильтрации обычно была более чем в 60 раз выше, чем у медленных песчаных фильтров, поэтому требовалось значительно меньше площади земли. Первая современная механическая фильтрационная установка в США была построена в Литл-Фолс, штат Нью-Джерси , для компании East Jersey Water Company. Джордж У. Фуллер спроектировал и руководил строительством установки, которая была введена в эксплуатацию в 1902 году. [20] В 1924 году Джон Р. Бейлис разработал фиксированную сетчатую систему обратной промывки, которая состояла из труб с соплами, которые впрыскивали струи воды в фильтрующий материал во время расширения. [21]
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )
Медиафайлы по теме Фильтры для воды на Wikimedia Commons