Фильтры для очистки питьевой воды

Что бы ни утверждала реклама, ни один фильтр не способен произвести химически чистую воду. И это на самом деле очень хорошо, потому что химически чистая вода не так уж хороша на вкус и не так уж полезна. Вместо этого активированный уголь и ионообменные смолы в бытовых фильтрах избирательно удаляют из воды нежелательные ионы и молекулы, оставляя многие другие компоненты, которые и придают воде свежий вкус.

Кроме того, подобная избирательность продлевает срок службы фильтра. Его емкость, то есть способность поглощать химические соединения из воды, ограничена вторым законом термодинамики: чем более чистой и упорядоченной становится вода, тем более грязным и беспорядочным будет фильтр.

В конечном счете энтропия в этом процессе не может уменьшиться и даже увеличивается. Накапливающийся в фильтре беспорядок постепенно снижает его эффективность, и рано или поздно фильтр приходится менять. Тот факт, что безобидные и желательные вещества остаются в отфильтрованной воде, позволяет фильтру медленнее накапливать беспорядок и пропускать через себя больше воды до замены.

Из чего состоит фильтр для воды и как работает

Один из ключевых компонентов питьевого фильтра – активированный уголь, высокопористая форма угля, способная, словно губка, впитывать определенные типы нежелательных молекул. Эти молекулы примесей застревают в ловушке, обширном лабиринте микроскопических пор угля.

В одном грамме активированного угля помещается более 1000 кв.м поверхности - площадь, по размеру сопоставимая с футбольным полем. Благодаря разветвленной пористой структуре активированный уголь может поглотить феноменальное количество молекул примесей, прежде чем фильтр окончательно загрязнится и выйдет из строя.

Активированный уголь особенно эффективно извлекает из воды гидрофобные органические молекулы - маслянистые частицы, которые плохо связываются с водой. Зато они при первой же возможности плотно прилипают к углю.

Активированный уголь также очищает воду от многих веществ, придающих ей неприятный вкус и запах. Однако, вероятно, важнее всего, что активированный уголь поглощает агрессивный “свободный хлор" - молекулы хлора и хлорноватистой кислоты, которые добавляют в водопроводную воду в целях обеззараживания. Уголь превращает эти молекулы в безвредные хлорид-ионы и ионы водорода.

Ионообменные смолы, которые используются в фильтрах для очистки питьевой воды, представляют собой высокотехнологичные полимеры, которые обладают способностью замещать менее растворимые ионы токсичных металлов, такие как свинец, медь, ртуть, кадмий, имеющиеся в воде, на растворимые ионы водорода.

Данные смолы также удаляют из жесткой воды достаточное количество ионов кальция и магния, чтобы предотвратить образование накипи в чайниках и чашках. Ионы кальция и магния, однако, имеют важное значение для вкуса воды, поэтому лучшие фильтры не удаляют их полностью. Это как раз те примеси, которые желательно оставить в питьевой воде.