Filtruotas vanduo ir mineralai: ką pašalina filtrai

Filtruotas vanduo gali būti turtingas mineralų, turėti mažai mineralų arba būti kažkur per vidurį, o vien žodis „filtruotas“ nepasako, kuris variantas tai bus. Rezultatą lemia filtro viduje naudojama technologija. Nuosėdų ir anglies filtravimo etapai veikia sulaikydami daleles ir adsorbuodami chemines medžiagas, todėl ištirpę mineralai, tokie kaip kalcis ir magnis, prateka pro juos. Vandens minkštinimo įrenginys šių mineralų ne tiek pašalina, kiek pakeičia natriu. Atvirkštinis osmosas ir distiliavimas pašalina didžiąją dalį ištirpusių mineralų kartu su visa kita, todėl mineralizavimo filtras skirtas dalį jų vėl įterpti. Kai suprasite, kurioje šio žemėlapio vietoje yra jūsų filtras, taps aiškesnis ir vandens skonis, ir TDS rodmens pokytis įsirengus naują įrenginį.

• Nuosėdų ir anglies filtrai pašalina daleles, chlorą ir kvapą ar skonį sukeliančius junginius, bet ne ištirpusius mineralus.
• Net smulkūs keraminiai ir ultrafiltracijos membraniniai filtrai skirti sulaikyti daleles ir mikroorganizmus, kurie yra gerokai didesni už ištirpusio mineralo joną.
• Minkštinant vandenį, kietumą lemiančius mineralus pakeičia natris, o ne pašalina juos visiškai, todėl minkštintas vanduo nėra tas pats, kas demineralizuotas vanduo.
• Atvirkštinis osmosas ir distiliavimas – dvi įprastos namuose naudojamos technologijos, gerokai sumažinančios ištirpusių mineralų kiekį.
• Jei po mineralizavimo filtro įrengimo TDS rodmuo padidėja, vadinasi, mineralai vėl įterpiami, o ne kad kažkas sugedo.

Nuosėdų ir anglies filtrai: ką jie sulaiko ir kas prateka pro juos

Nuosėdų filtras veikia kaip fizinis sietas: jis sulaiko dumblą, rūdžių atplaišas ir kitas matomas daleles, kol šios pasiekia kitą filtravimo etapą. Aktyvintoji anglis veikia kitaip – adsorbuoja chlorą, lakiuosius organinius junginius ir skonio bei kvapo junginius, dėl kurių vandentiekio vanduo būna prėskas arba įgauna cheminį skonį. Nė vienas iš šių procesų nėra skirtas ištirpusiems jonams šalinti. Universiteto konsultavimo tarnybos atlikti aktyvintosios anglies tyrimai parodė, kad ji „nepašalina bakterijų, nitratų azoto, fluoridų, chloridų, vandens kietumą lemiančių medžiagų (kalcio, magnio) ar daugelio metalų jonų“ (šaltinis: Džordžijos universiteto konsultavimo tarnybos biuletenis Nr. 1542). Todėl prieš anglies filtravimo etapą dažnai įrengiamas pirminis nuosėdų filtras: jis apsaugo anglį nuo užsikimšimo dalelėmis, kad anglis ir toliau veiksmingai adsorbuotų skonio bei kvapo junginius, o ne keistų vandenyje likusių ištirpusių mineralų sudėtį. Jei naudojate paprastą prie čiaupo tvirtinamą, ąsotinį arba po plautuve montuojamą anglies filtrą, galite tikėtis, kad jis pagerins skonį ir sumažins chloro kiekį, o mineralų kiekis vandenyje iš esmės liks toks pat kaip anksčiau.

Keraminiai ir ultrafiltracijos filtrai: smulkesnis barjeras, bet ištirpusiems mineralams galioja tas pats

Keraminės kasetės ir ultrafiltracijos membranos tą pačią fizinio sijojimo idėją įgyvendina kur kas intensyviau. Jos skirtos sulaikyti daleles ir mikroorganizmus daug smulkesniu masteliu, nei gali nuosėdų ar anglies filtravimo etapas, todėl praverčia, kai rūpestį kelia drumstumas arba biologinė tarša, o ne skonis. Tačiau ištirpusio mineralo jonas yra gerokai mažesnis net už šių filtrų smulkias poras, todėl dydžiu pagrįstas filtravimo principas, dėl kurio keramika ir ultrafiltracija veiksmingai sulaiko daleles, netinka tirpale esantiems kalciui, magniui ar natriui pašalinti. Šio straipsnio tyrime nerasta šaltinio, kuriame keraminėms ar ultrafiltracijos kasetėms būtų nurodytas konkretus porų dydis arba ištirpusių mineralų šalinimo procentas, todėl šį skyrių laikykite bendro fizikinio principo paaiškinimu, o ne išbandytu skaičiumi: šių tipų filtrai skirti dalelėms sulaikyti, o ištirpę mineralai yra visai kitokio pobūdžio medžiagos.

Jonų mainų būdu minkštinant vandenį, kietumą lemiantys mineralai nepanaikinami – jie pakeičiami natriu

Dažnai manoma, kad vandens minkštinimo įrenginys „pašalina“ kietumą, tačiau katijonų mainų minkštinimo įrenginys iš tikrųjų vienus ištirpusius mineralus pakeičia kitais. Dervos sluoksnyje laikomi natrio jonai išsiskiria, kai kalcio ir magnio jonai – kietumą lemiančios medžiagos – stipriau prisijungia prie dervos ir užima jų vietą. EPA programa „WaterSense“ šį procesą apibūdina kaip įrenginio, skirto „pašalinti kietame vandenyje esančius kalcio ir magnio jonus, pakeičiant juos natriu“, veikimą (šaltinis: EPA „WaterSense“, katijonų mainų vandens minkštinimo įrenginiai). Periodiškai įrenginyje atkuriamos dervos savybės: druskos tirpalas praplauna dervą, papildydamas ją natriu, o surinkti kietumą lemiantys jonai pašalinami į kanalizaciją. Skaitant techninių duomenų lapą verta prisiminti praktinę išvadą: minkštintame vandenyje vis dar yra ištirpusių mineralų, tik jų sudėtis kitokia nei anksčiau, todėl stebintys suvartojamo natrio kiekį turėtų į tai atsižvelgti, o ne manyti, kad minkštinimo įrenginys pagamino vandenį be mineralų.

Atvirkštinis osmosas ir distiliavimas: dvi technologijos, pašalinančios didžiąją dalį ištirpusių mineralų

Jei norite plačiai sumažinti ištirpusių mineralų kiekį, o ne tik pakeisti jų sudėtį, įprastomis namų sąlygomis tai iš tikrųjų daro dvi technologijos – atvirkštinis osmosas ir distiliavimas. Jos veikia kitaip nei anksčiau aptarti filtrai: užuot sijojusios daleles pagal dydį ar pakeitusios vieną joną kitu, jos atskiria patį vandenį nuo beveik visko, kas jame ištirpę.

Kaip atvirkštinis osmosas veikia ištirpusius mineralus

RO membrana, veikiama slėgio, stumia vandenį per pusiau laidų barjerą, o didesnius ištirpusius jonus, įskaitant kalcį, magnį ir natrį, sulaiko kitoje pusėje. Todėl RO gerokai sumažina bendrą ištirpusių medžiagų kiekį, palyginti su pradiniu vandeniu. Tačiau ne visos ištirpusios medžiagos sulaikomos visiškai: tame pačiame tyrime pažymima, kad dujos, tokios kaip vandenilio sulfidas, „prasiskverbia pro RO membraną“, užuot buvusios sulaikytos kaip ištirpę mineralai (šaltinis: Nebraska–Linkolno universiteto konsultavimo tarnybos „NebGuide G1490“). Jei norite išsamiai susipažinti su veikimo principu – nuo membranos sandaros iki slėgio ir vandens išeigos santykio, – tai aptariama išsamiame paaiškinime, kaip veikia atvirkštinio osmoso filtravimas, o atskirame straipsnyje apie tai, ar atvirkštinis osmosas pašalina mineralus šis konkretus klausimas nagrinėjamas plačiau, pateikiant geriamojo vandens sprendimams svarbius skaičius.

Kaip distiliavimas veikia ištirpusius mineralus

Distiliuojant panašus rezultatas pasiekiamas kitu būdu: vanduo išgarinamas, o paskui vėl kondensuojamas; ištirpusios kietosios medžiagos lieka virimo inde, nes su garais neišgaruoja. Namų sąlygomis atliekamo distiliavimo tyrime tarp šiuo būdu pašalinamų junginių išvardyti „natris, kietumą lemiančios medžiagos, tokios kaip kalcis ir magnis, … fluoridas ir nitratai“ (šaltinis: Nebraska–Linkolno universiteto konsultavimo tarnybos „NebGuide G1493“). Tame pačiame šaltinyje nurodoma ir svarbi išlyga: kai kurie lakieji organiniai junginiai, kurių virimo temperatūra yra tokia pati arba artima vandens virimo temperatūrai, gali išgaruoti kartu su garais ir vėl kondensuotis distiliate, jei prieš tai nepanaudojamas kitas apdorojimo etapas. Pagrindinės distiliavimo eksploatavimo išlaidos susijusios ne su filtro kasete, o su elektra, nes vandens kaitinimas iki garų, o tada aušinimas yra daugiausia energijos reikalaujanti proceso dalis.

Kodėl keičiasi TDS rodmuo ir ką jis iš tikrųjų parodo

TDS matuoklis yra naudingas įrankis, tačiau atsako į siauresnį klausimą, nei dauguma mano. Jis matuoja „vandenyje ištirpusius junginius, kurie yra pakankamai maži, kad praeitų pro 2 mikrometrų sietą“, o šaltinyje aiškiai teigiama: „TDS tyrimas parodo kiekį, bet neidentifikuoja atskirų junginių ar jų šaltinių“ (šaltinis: Virdžinijos kooperatyvo konsultavimo tarnybos leidinys 442-666). Dažnai cituojama EPA 500 mg/l reikšmė yra antrinė, neprivaloma ir su vandens juslinėmis savybėmis susijusi gairė, o ne sveikatos apsaugos riba, todėl didesnis ar mažesnis skaičius savaime neparodo, ar vanduo saugus; jis tik nurodo, kiek medžiagų yra ištirpę, bet ne tai, ar jų kiekis svarbus. Daugiau apie įprastus rodmenis ir tai, ką gali reikšti jų pokyčiai laikui bėgant, rasite atskirame straipsnyje apie TDS matuoklio rodmenų vertinimą.

Būtent todėl po mineralizavimo filtro įrengimo padidėjęs TDS rodmuo gali atrodyti nerimą keliantis, nors taip nėra. Jei RO vandenį leidžiate per Hydrion TAM3 šarminį mineralizatorių, produkto puslapyje aiškiai nurodoma, kad rodmuo turėtų padidėti, nes trečiajame etape filtro paskirtis – į vandenį, iš kurio RO sistema jau pašalino mineralus, vėl įterpti joniniu būdu aktyvintų mineralų, tokių kaip kalcis, magnis ir natris. Šiuo atveju skaičiaus padidėjimas reiškia, kad mineralai grįžta į vandenį, o ne kad sistemoje atsirado nuotėkis ar naujas teršalas.

Į klausimą, ar ilgalaikis demineralizuoto vandens vartojimas turi reikšmės sveikatai, nėra vieno galutinio atsakymo, o šis straipsnis nėra vieta į jį atsakyti. Pasaulio sveikatos organizacija šią temą nagrinėjo tiesiogiai, plačiau apžvelgdama geriamajame vandenyje esančias maistines medžiagas ir konkrečiai aptardama vandenį, demineralizuotą tokiais procesais kaip gėlinimas ir apdorojimas membranomis (šaltinis: PSO, „Maistinės medžiagos geriamajame vandenyje“). Daugumai žmonių didžioji kasdien suvartojamų mineralų dalis gaunama su maistu, todėl mineralų kiekis geriamajame vandenyje yra vienas iš kelių veiksnių, o ne vienintelis lemiamas veiksnys. Jei turite konkrečių su mineralų vartojimu susijusių sveikatos klausimų, aptarkite juos su gydytoju, o ne pasikliaukite filtro reklama.

Pasirinkite filtrą pagal problemą, kurią iš tikrųjų norite išspręsti

Susisteminus technologijas pagal tai, kurios mineralus išsaugo, pašalina ar vėl įterpia, kyla praktinis klausimas: kokią problemą iš tikrųjų norite išspręsti?

• Jei problema yra skonis, chloro kvapas ar matomos nuosėdos, ją tiesiogiai sprendžia anglies arba nuosėdų filtravimo etapas, o mineralų kiekis vandenyje lieka toks pat kaip anksčiau; jei filtravimo mechanizmus lyginate pirmą kartą, pradėkite nuo bendro paaiškinimo, kaip veikia vandens filtrai.
• Jei problema yra kalkių nuosėdos ir kieto vandens paliekamos dėmės, ją išsprendžia jonų mainais veikiantis vandens minkštinimo įrenginys. Jei dėl kitų priežasčių jau ribojate natrio suvartojimą, verta įvertinti pirmiau aptartą kompromisą.
• Jei rūpi ne vien skonis, o norite sumažinti įvairių ištirpusių medžiagų kiekį, atvirkštinis osmosas arba distiliavimas veikia plačiau nei visi anksčiau aptarti filtrai, tačiau kartu pašalina ir didžiąją dalį ištirpusių mineralų.
• Jei jau turite RO sistemą arba sistemą be talpos ir norite susigrąžinti mineralų skonį bei mažiau rūgštų pH, įprastas sprendimas – įrengti linijinį mineralizuojantį filtrą. Vėliau padidėjęs TDS rodmuo yra laukiamas ženklas, kad jis veikia, o ne gedimas, kurį reikia šalinti.

TAM3 skirtas įsukti į vietą po sistema be talpos, pavyzdžiui, Hydrion Purity RO600. Išsamų paaiškinimą, kodėl verta mineralizuoti RO vandenį ir kaip tai padaryti, įskaitant atvejus, kada tai verta daryti, o kada – ne, rasite atskirame vadove apie atvirkštinio osmoso vandens remineralizavimą.

„Filtruotas“ apibūdina tai, ką technologija pašalina, bet ne tai, ką ji automatiškai palieka vandenyje. Pasirinkite technologiją pagal problemą, kurią iš tikrųjų norite išspręsti, ir taps kur kas aiškesni tiek vandens skonis, tiek kitas TDS rodmuo.