Что такое картридж фильтра для воды и как он на самом деле очищает водопроводную воду?

Введение

Водопроводная вода проходит километры труб, очистных сооружений и резервуаров для хранения, прежде чем достигнет вашего стакана. Хотя муниципальная очистка воды удаляет многие вредные загрязнения, она не устраняет все. Хлор, свинец из старых водопроводных труб, пестициды, микропластик и даже следы фармацевтических препаратов могут оставаться в воде, которая выглядит идеально чистой. Вот почему миллионы домохозяйств обратились к картриджам для фильтров для воды как к простому, доступному и эффективному решению.

Но если вы когда-либо покупали фильтр для воды, вас, вероятно, смущали такие термины, как «угольный блок», «микронный рейтинг», «сертификация NSF» и «график замены». Что такое картридж фильтра для воды? Как, казалось бы, простой цилиндр, наполненный черным углеродом, на самом деле улучшает вкус вашей воды и делает ее более безопасной для питья? И почему вам нужно заменять его каждые несколько месяцев, а не просто промывать?

Что такое картридж фильтра для воды?

Определение и основная цель

А картридж фильтра для воды — это сменный расходный компонент, который устанавливается внутри системы фильтрации воды. Он содержит один или несколько фильтрующих материалов, предназначенных для физического улавливания, химического связывания или отталкивания загрязнений, содержащихся в водопроводной воде. Картридж является активной частью любой фильтрующей системы. Без него ваш фильтр под раковиной, диспенсер в холодильнике или кувшин на столешнице превратится в пустую пластиковую оболочку.

В отличие от постоянных фильтров, которые можно очищать и использовать повторно неограниченное количество раз (например, некоторых керамических или диатомитовых фильтров), большинство картриджей для фильтров для воды имеют ограниченный срок службы. По мере прохождения через них воды в течение недель или месяцев фильтрующий материал постепенно насыщается захваченными примесями. В конце концов картридж больше не может удерживать загрязнения, и его необходимо выбросить и заменить новым. Этот график замены обычно составляет от трех месяцев до двух лет, в зависимости от типа картриджа и количества воды, используемой в вашем доме.

Распространенные типы картриджей для фильтров для воды

Не все картриджи для фильтров для воды одинаковы. Различные материалы нацелены на разные загрязнения. В таблице ниже приведены наиболее распространенные типы, с которыми вы можете столкнуться при покупке системы фильтрации.

Где используются картриджи для фильтров для воды?

Вероятно, вы много раз использовали картридж для фильтра для воды, даже не подозревая об этом. Эти картриджи встречаются в широком ассортименте продукции, в том числе:

• Диспенсеры для воды и льдогенераторы для холодильников – Большинство современных холодильников таких брендов, как Samsung, LG, Whirlpool и GE, имеют встроенный слот для фирменного картриджа или картриджа стандартного размера.
• Системы фильтрации под раковиной – Они устанавливаются на линии холодной воды под кухонной раковиной и обычно используют один, два или три картриджа последовательно.
• Настольные гравитационные фильтры – Популярные бренды, такие как Berkey, Brita и ZeroWater, используют картриджи или диски, которые вы заправляете вручную.
• Системы фильтрации для всего дома – Устанавливается на главном водопроводе, где вода поступает в ваш дом. В них часто используются большие картриджи с осадком и углем.
• Переносные кувшины и бутылки с фильтрами для воды – Даже простой кувшин Brita содержит небольшой картридж с гранулированным активированным углем.
• Системы обратного осмоса – Эти многоступенчатые системы включают в себя осадок, уголь и специальный мембранный картридж обратного осмоса.

Каждое приложение предъявляет разные требования к картриджу. Картридж холодильника должен помещаться в небольшой пластиковый корпус и выдерживать относительно низкие скорости потока. Картридж для всего дома, напротив, должен очищать каждый галлон воды, используемой для душа, стирки и питья одновременно.

Как на самом деле работает картридж фильтра для воды?

Три основных механизма фильтрации

А water filter cartridge does not work through magic or electricity. Instead, it uses one or more of three fundamental physical and chemical processes: mechanical filtration, adsorption, and ion exchange. A fourth process, reverse osmosis, is used only in specialized systems but is worth understanding because it is so effective.

Механическая фильтрация (процеживание)

Механическая фильтрация – самый простой метод. Картридж содержит пористый материал с крошечными отверстиями. Молекулы воды достаточно малы, чтобы пройти через эти отверстия, но частицы, размер которых превышает размер отверстия, физически задерживаются. Именно так работает сито или фильтр, только на микроскопическом уровне.

Размер отверстий измеряется в микронах. Один микрон равен одной миллионной метра или примерно 0,00004 дюйма. Для сравнения, толщина человеческого волоса составляет примерно 50–70 микрон. Типичный картридж осадочного фильтра имеет размер пор от 5 до 20 микрон, которые улавливают песок, хлопья ржавчины и грязь. Высококачественный керамический картридж или картридж для ультрафильтрации могут иметь поры размером всего 0,2 микрона, в которых могут задерживаться бактерии.

Аdsorption (Chemical Bonding)

Аdsorption is the primary method used by activated carbon cartridges. Despite the similar name, adsorption is not the same as absorption. Absorption is when a substance soaks into a material like a sponge soaking up water. Adsorption is when contaminants stick to the outside surface of a material.

Аctivated carbon is specially treated to create an enormous internal surface area. Just one gram of activated carbon can have over 3,000 square meters of surface area – roughly the size of half a football field. As water flows past this surface, contaminants like chlorine, volatile organic compounds (VOCs), and pesticides are attracted to the carbon and stick via weak chemical bonds called van der Waals forces. This process is so effective that a good carbon block cartridge can remove over 95 percent of chlorine and most common chemical contaminants.

Ионный обмен

Ионообменные картриджи содержат крошечные пластиковые шарики (смола), предварительно заряженные безвредными ионами, обычно натрием или водородом. Когда вода проходит через шарики, нежелательные ионы в воде, такие как кальций (который вызывает образование накипи в воде), магний или свинец, притягиваются к шарикам сильнее, чем ионы натрия. Шарики меняются местами: они выделяют в воду натрий и захватывают кальций или свинец.

Вот почему умягчители воды, использующие ионный обмен, добавляют в воду небольшое количество натрия. Для большинства людей это количество незначительно по сравнению с потреблением натрия с пищей.

Шаг за шагом: что происходит внутри типичного картриджа с активированным углем

Теперь давайте пройдемся по реальному пути капли воды с момента ее попадания в стандартный холодильник или картридж с активированным углем под раковиной до тех пор, пока она не вытечет чистой.

Шаг 1. Вода попадает в корпус картриджа

Водопроводная вода под давлением поступает в корпус картриджа через входное отверстие. Корпус сконструирован таким образом, что вода не может пройти мимо картриджа. Если вы забудете заменить старый картридж или установите его неправильно, нефильтрованная вода либо не будет поступать вообще, либо будет обтекать картридж и останется неочищенной.

Шаг 2 – Первоначальное улавливание осадков

Внешний слой большинства качественных карбоновых картриджей представляет собой нетканую полипропиленовую обертку. Этот слой действует как предварительный фильтр. Размер его пор относительно велик, обычно от 20 до 50 микрон. Его задача — улавливать крупные видимые частицы, такие как песчинки, хлопья ржавчины из старых железных труб и кусочки осадка, выпавшие из баков водонагревателей. Этот слой предварительного фильтра защищает внутренний угольный блок от слишком быстрого засорения крупным мусором.

Шаг 3 – Вхождение в углеродный блок

Аfter passing through the sediment wrap, water encounters the solid carbon block itself. A carbon block is made by grinding activated carbon into a fine powder, mixing it with a food-grade binder, and compressing it under high pressure into a rigid, porous cylinder. The result is a material that is both highly adsorbent and mechanically strong enough to withstand water pressure.

Аs water enters the thousands of microscopic channels within the carbon block, several things happen simultaneously:

• Хлор и хлорамин восстанавливаются в результате химической реакции. Хлор превращается в безвредный хлорид-ион. Вот почему фильтрованная вода не имеет вкуса и запаха «бассейна».
• Летучие органические соединения (ЛОС) такие как бензол, толуол и промышленные растворители, адсорбируются на углеродной поверхности. Эти соединения распространены в районах вблизи промышленных объектов или автозаправочных станций.
• Пестициды и гербициды Стекшие с ферм или газонов также адсорбируются.
• Некоторые тяжелые металлы , включая свинец и ртуть, улавливаются, если угольный блок был специально обработан запатентованным связующим или если картридж содержит дополнительные материалы, такие как KDF.

Шаг 4 – Полировка и окончательная фильтрация

В картриджах более высокого класса после выхода воды из угольного блока она проходит через финальный «полирующий» слой. Это может быть дополнительный сыпучий гранулированный активированный уголь или мелкоячеистое сито. Цель состоит в том, чтобы уловить микроскопические частицы углерода (мельчайшие частицы углерода, которые вырвались во время производства) и предоставить последнюю возможность для адсорбции любых оставшихся соединений вкуса или запаха.

Шаг 5 – Чистая вода выходит из картриджа

Аfter completing its journey through the cartridge, treated water exits through the outlet port and travels to your faucet, refrigerator dispenser, or ice maker. The entire process takes only a few seconds, but in that short time, the majority of chemical contaminants, bad tastes, and unpleasant odors have been removed.

А Helpful Analogy: The Parking Garage

Представьте себе картридж с активированным углем как многоэтажный гараж. Вода течет по гаражу, как машины, едущие по шоссе. Стены, полы и потолки гаража представляют собой огромную площадь поверхности углерода. Загрязнители подобны водителям, ищущим место для парковки. Проезжая, они видят открытые пятна на стенах и втягиваются (адсорбируются). Как только все парковочные места заполнены – все участки поверхности заняты – машины больше не смогут парковаться. Гараж насыщен. Вот почему необходимо заменить картридж. Картридж с насыщенным углем не может больше адсорбировать загрязнения, а старые захваченные загрязнения могут даже начать вымываться обратно в воду.

Какие загрязнения может удалить картридж фильтра для воды?

Ответ полностью зависит от типа картриджа, который вы покупаете. Базовый картридж для отстоя за 10 долларов удаляет только крупные частицы. Высококачественный блок с активированным углем, имеющий сертификаты NSF/ANSI, может удалить гораздо более широкий спектр загрязнений. Ниже представлена ​​разбивка по категориям загрязнений.

Загрязнения, которые обычно удаляются с помощью качественных картриджей с угольным блоком

• Хлор и хлорамин – Почти полностью удалено. Это устраняет химический привкус и запах.
• Летучие органические соединения (ЛОС) – Включая бензол, толуол, ксилол и промышленные растворители.
• Ведущий – Если картридж сертифицирован NSF/ANSI 53 на снижение содержания свинца. Не все угольные картриджи удаляют свинец.
• Меркурий – Аналогично свинцу, требует специальной сертификации.
• Пестициды и гербициды – Такие как атразин, глифосат и линдан.
• Фармацевтика – Следовые количества антибиотиков, гормонов и обезболивающих (требуется сертификация NSF/ANSI 401).
• Микропластик – Примерно до 1 микрона или меньше.
• Кисты – Такие как Лямблии лямблии и Криптоспоридий парвум (требуется сертифицированный размер пор 1 микрон или меньше).
• Неприятный вкус и запах – Сера (запах тухлых яиц), металлический привкус и затхлый запах.

Загрязнения, НЕ удаляемые стандартными угольными картриджами

Не менее важно знать, что делает стандартный угольный картридж. нет удалить. Если с вашей водой есть какие-либо из следующих проблем, вам нужен картридж другого типа, например, для обратного осмоса или дистилляции.

• Растворенные минералы – Кальций и магний (они вызывают образование накипи в воде, но не опасны для здоровья).
• фторид - Добавлено во многие муниципальные системы водоснабжения. Только обратный осмос, активированный оксид алюминия или дистилляция удаляют фторид.
• Нитраты и нитриты – Распространен в сельскохозяйственных районах в результате стока удобрений. Только обратный осмос или ионный обмен удаляют их.
• Бактерии и вирусы – Уголь не удаляет живые микроорганизмы. Для бактерий вам понадобится ультрафильтрационный, керамический или УФ-фильтр с размером пор 0,2 микрона.
• Растворенные соли – Натрий, хлорид и другие ионы, которые делают воду соленой.

Как долго служит картридж фильтра для воды?

Срок службы сильно варьируется в зависимости от трех факторов: типа картриджа, качества поступающей воды и объема потребления воды в вашем доме.

Общие рекомендации по продолжительности жизни

Признаки того, что картридж нуждается в замене

Даже если вы не достигли рекомендованного производителем срока, следите за этими предупреждающими знаками:

1. Медленный поток воды – Засоренный картридж ограничивает поток воды. Если вашему диспенсеру или крану требуется гораздо больше времени, чтобы наполнить стакан, скорее всего, картридж насыщен.
2. Возвращение неприятного вкуса или запаха – Если ваша вода снова начинает иметь привкус хлора или пахнет затхлостью, значит, уголь больше не адсорбируется эффективно.
3. Изменение цвета или прозрачности воды. – Прорыв осадка или углеродистые частицы в воде указывают на неисправность картриджа.
4. Аutomatic indicator light – Многие холодильники и высококлассные системы под раковиной оснащены электронными таймерами или расходомерами, которые сигнализируют о необходимости замены.
5. Прошло время – Даже если вы используете очень мало воды, заменяйте угольные картриджи не реже одного раза в 12 месяцев. Со временем захваченные органические вещества могут стать питательной средой для бактерий.

Что произойдет, если не заменить картридж?

Не заменить картридж фильтра для насыщенной воды хуже, чем вообще не иметь фильтра. Вот почему:

• Прорыв загрязнений – Как только углерод полностью насыщается, дополнительные загрязнения проходят через него в неизмененном виде. Вы пьете нефильтрованную воду, но считаете, что она чистая.
• Бактериальный рост – Теплая, влажная, богатая органикой среда внутри старого картриджа идеальна для размножения бактерий. Некоторые исследования показали, что в старых фильтрах холодильников может быть больше бактерий, чем в водопроводной воде.
• Падение давления – Полностью засоренный картридж может уменьшить поток воды до минимума или полностью прекратить его.
• Выброс углеродных штрафов – Пришедшие в негодность углеродные блоки могут распасться, отправив черные точки углерода в воду и, возможно, в льдогенератор.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Могу ли я очистить и повторно использовать картридж фильтра для воды вместо покупки нового?

Для стандартных картриджей с активированным углем, осадком и KDF ответ — нет. Промывка или замачивание этих картриджей не удаляет загрязнения, которые задерживаются глубоко внутри пористой структуры. Однако некоторые керамические картриджи (например, от Doulton или Berkey) можно очистить мягкой щеткой под проточной водой, чтобы удалить поверхностную грязь, а затем повторно использовать несколько раз, прежде чем потребуется замена. Всегда проверяйте инструкции производителя.

Вопрос 2. Как узнать, какой сменный картридж купить для моего холодильника?

Самый простой способ — найти номер модели вашего холодильника (обычно он указан на наклейке внутри дверцы холодильника или на задней панели холодильника). Затем найдите «замена фильтра для воды для [номер модели]». Вы найдете как картриджи OEM (производителя оригинального оборудования), так и совместимые варианты сторонних производителей. Альтернативно выньте старый картридж и найдите номер детали, напечатанный на его стороне.

Вопрос 3. Являются ли обычные или сторонние картриджи для фильтров для воды такими же хорошими, как фирменные?

Некоторые превосходны; многие нет. Самый безопасный подход — искать картриджи сторонних производителей, имеющие независимые сертификаты от НСФ Интернэшнл (Стандарты NSF/ANSI 42, 53, 401 или 372 для материалов, не содержащих свинец). Несертифицированные универсальные картриджи могут утверждать, что они «совместимы», но часто используют углерод более низкого качества, имеют плохие уплотнения, которые протекают, или фактически не удаляют загрязнения, которые они рекламируют. Если сделка кажется слишком дешевой, вероятно, так оно и есть.

В4: Заменяет ли кипящая вода необходимость в фильтрующем картридже?

Нет. Кипячение убивает бактерии и вирусы, но не удаляет хлор, свинец, пестициды, микропластик и любые другие химические загрязнения. Фактически, кипячение может привести к концентрации некоторых загрязнений, поскольку вода испаряется, а загрязнения остаются. Кипячение и фильтрация являются дополнительными методами, а не заменителями.

В5: Может ли картридж фильтра для воды удалить фтор из водопроводной воды?

Стандартные картриджи с активированным углем не могут удалить фторид. Чтобы удалить фторид, вам понадобится одно из следующих средств: система обратного осмоса (наиболее эффективная), картридж с активированным оксидом алюминия или перегонная установка. Некоторые специальные гравитационные фильтры (например, Berkey с фторидными фильтрами PF-2) также снижают содержание фторида, но встречаются реже.

В6: Как правильно хранить запасной картридж фильтра для воды перед его использованием?

Храните невскрытые картриджи в прохладном, сухом месте, вдали от прямых солнечных лучей и экстремальных температур. Не храните их в гараже или сарае, где они могут замерзнуть или перегреться. Срок годности большинства картриджей составляет 2–3 года при правильном хранении. После открытия картриджа его следует немедленно установить и использовать в течение рекомендованного периода замены.

В7: Действительно ли мне нужно промывать новый картридж фильтра для воды перед его использованием?

Да, почти всегда. Новые картриджи содержат частицы углерода (мельчайшую черную пыль), образующиеся в процессе производства. Если вы не промоете картридж в соответствии с инструкциями производителя, эти частицы будут выходить из крана или дозатора холодильника, выглядя как черные точки в воде или льду. Промывка обычно включает прохождение через систему от 1 до 5 галлонов воды перед обычным использованием.

Вопрос 8. Является ли бутилированная вода безопаснее, чем вода, отфильтрованная через картридж?

Не обязательно. Многие исследования показали, что в некоторых странах бутилированная вода регулируется менее строго, чем водопроводная. Бутилированная вода также может выщелачивать микропластик из самой бутылки. Правильно обслуживаемый картридж фильтра для воды производит воду, которая часто чище, чем вода в бутылках, за небольшую часть стоимости и без пластиковых отходов.