Kolumny węglowe obecnie zyskują na popularności. Te urządzenia są coraz częściej instalowane w gospodarstwach domowych samodzielnie lub w zestawach ze zmiękczaczami wody. Jak dokładnie działają? Czy koszt utrzymania jest wysoki?
Do czego służą kolumny węglowe?
Filtracja na węglu aktywnym to jeden z najczęściej stosowanych sposobów oczyszczania wody zarówno w gospodarstwach domowych, jak i przemyśle. Wykorzystuje się go w przypadku własnych ujęć wody, jak też wody pobieranej z sieci wodociągowej.
W przypadku Klientów indywidualnych spory problem stanowi chlor obecny w wodzie oraz jego pochodne. Trafiają one za sprawą dezynfekcji, która jest niezbędna w celu utrzymania wody wolnej od skażenia biologicznego.
Choć dawki stosowanego chloru są raczej minimalne, a normy bezpieczeństwa utrzymane, to jednak te substancje mają niebagatelny wpływ na właściwości organoleptyczne wody. Zmieniają jej smak, zapach na niekorzystne. Często do tego stopnia, że użytkownicy rezygnują z jej spożywania – ich indywidualne odczucia i gust nie pozwalają na akceptację i wykorzystanie w celach spożywczych.
Ponadto woda bogata w chlor ma tendencję do podrażniania skóry. Podczas kąpieli, mycia rąk, twarzy i innych kontaktów z zanieczyszczoną wodą chlor i jego pochodne pozbawiają skórę naturalnej bariery ochronnej w postaci warstwy lipidowej. Przez to dochodzi do zaczerwienień, pojawienia się świądu, pieczenia. W przypadku alergików może dochodzić do nasilenia uczulenia. Styczności z taką wodą powinny w szczególności unikać osoby z nadwrażliwą skórą, małe dzieci, osoby starsze oraz osoby z tendencją do uczuleń i alergii skórnych.
Oprócz chloru w wodzie mogą występować także inne związki chemiczne mające negatywny wpływ nie tylko na właściwości organoleptyczne wody, ale i ludzki organizm. Mowa tu między innymi o toksycznych związkach organicznych, pestycydach, herbicydach.
Jeśli w gospodarstwie domowym wystąpiły wyżej wymienione problemy bądź właścicielowi zależy na kompleksowym oczyszczaniu wody ze szkodliwych związków, najlepszym sposobem na ich usunięcie będzie właśnie kolumna węglowa.
To centralne urządzenie, które zakłada się na wejściu wody do budynku. Uzdatniona woda jest podawana na całą instalację, a więc z krystalicznie czystej, o odpowiednim smaku i zapachu, pozbawionej chloru można korzystać niezależnie od miejsca poboru, w całym domu.
Jak jest zbudowana kolumna węglowa?
Kolumna węglowa nie odbiega swoim wyglądem od klasycznych kolumn filtracyjnych czy odżelaziaczy wody. Nie posiada dodatkowego zbiornika na regenerant, ponieważ do działania nie są potrzebne żadne środki chemiczne.
Urządzenia tego typu to butla ciśnieniowa wypełniona złożem filtracyjnym. Proces filtracji i regeneracji jest sterowany za pomocą głowicy. W przypadku kolumn filtracyjnych można wybrać opcję z ręcznym zaworem sterującym bądź automatycznym.
W pierwszym przypadku zaletą jest fakt, że to użytkownik sam może zdecydować o czasie przeprowadzenia i długości regeneracji złoża. Dzięki temu eksploatacja staje się naprawdę ekonomiczna i w pełni dopasowana do potrzeb właściciela kolumny węglowej.
Opcja z automatyczną głowicą sterującą jest przeznaczona dla użytkowników, którzy cenią sobie wygodę, nie chcą lub nie mają czasu na samodzielną obsługę urządzenia. W tym przypadku należy liczyć się z potrzebą podłączenia zaworu do zasilania. W pobliżu kolumny węglowej musi więc znaleźć się gniazdko elektryczne.
W pomieszczeniu gospodarczym przeznaczonym na montaż kolumny węglowej powinien znajdować się odpływ do kanalizacji. Podczas regeneracji wytwarzany jest odrzut, który musi zostać odprowadzony.
Węgiel aktywny – niezwykły materiał filtracyjny
Kolumny węglowe są wypełnione węglem aktywnym i to właśnie on odpowiada za skuteczne uzdatnianie wody.
Surowa woda jest wprowadzana do wnętrza kolumny węglowej. Cała przepływa przez złoże filtracyjne. Przy zetknięciu z nim jest pozbawiana substancji takich jak: chlor, benzen, związki trihalogenometanu, rozpuszczalniki, pestycydy, niektóre jony metali ciężkich. Następnie już oczyszczona jest kierowana do użytkownika przez system odprowadzający.
Węgiel aktywny jest uznawany za jeden z najlepszych adsorbentów znanych człowiekowi, jednak oprócz procesu adsorpcji w swoim działaniu wykorzystuje także redukcję katalityczną.
Adsorpcja w kolumnie węglowej
Adsorpcja jest procesem, podczas którego na powierzchni ciała stałego (w tym przypadku węgla aktywnego) gromadzą się substancje, na przykład te pierwotnie rozpuszczone w wodzie. Zdolności adsorpcyjne są uzależnione od wielkości powierzchni właściwej adsorbentu. W przypadku węgla aktywnego sporo zależy od materiału, z jakiego został wytworzony oraz obróbki.
Zanieczyszczenia zatrzymują się na porowatej powierzchni węgla aktywnego za sprawą oddziaływania dwóch sił: fizycznych oraz chemicznych.
W adsorpcji fizycznej oddziałują głównie siły van der Waalsa, z kolei w adsorpcji chemicznej chodzi o przyłączanie związków na drodze utworzonego wiązania oraz zdolności jonowymienne, pozwalające na wchłanianie niektórych metali ciężkich.
Redukcja katalityczna w kolumnie węglowej
W procesie redukcji katalitycznej usuwane są takie zanieczyszczenia, jak chlor czy chloraminy. Węgiel aktywny nie adsorbuje tych substancji lecz działa jak katalizator i przyspiesza przemianę wolnego chloru w chlorowodór.
Regeneracja kolumny węglowej
Podczas normalnego trybu pracy kolumny węglowej na powierzchni filtracyjnej gromadzi się coraz więcej zaadsorbowanych zanieczyszczeń. W celu odzyskania wydajności oczyszczania przez węgiel aktywny, niezbędne jest zastosowanie procesu regeneracji.
Regeneracja kolumny węglowej polega na przepłukaniu węgla aktywnego wodą z udziałem przepływu przeciwprądowego. Złoże jest przepłukiwane od dołu do góry. Woda płucząca wraz z zebranymi zanieczyszczeniami wypływa z wnętrza butli przez dystrybutor górny i specjalnie w tym celu zainstalowany wylot.
W procesie regeneracji ze złoża filtracyjnego wypłukiwane są: substancje zawieszone, pył węglowy, część związków związanych siłami fizycznymi, obecne w złożu powietrze.
Należy liczyć się z tym, że po każdej regeneracji wydajność węgla aktywnego zmniejsza się o kilka procent. Niezbędna jest okresowa wymiana złoża. W zależności od jakości wody oraz jej zużycia złoże filtracyjne musi być wymieniane na nowe średnio co roku do 3 lat.
Jaką kolumnę węglową wybrać?
Przy wyborze kolumny węglowej należy zwracać szczególną uwagę na ilość oraz jakość węgla aktywnego, a także pochodzenie komponentów. Tylko zastosowanie elementów najwyższej jakości daje pewność skutecznego i bezawaryjnego działania przez długie lata.
Do zastosowań domowych szczególnie polecana jest filtracja wody na węglu aktywnym wytwarzanym z łupin orzechów kokosowych. Ten rodzaj złoża jest uznawany za trwalszy i bardziej wydajny od złóż produkowanych z innych surowców.
Jednymi z chętniej wybieranych kolumn węglowych są urządzenia marki Ecoperla – Ecoperla Carbotower.
Ecoperla Carbotower jest obecnie dostępny z: 30, 40 oraz 60 litrami złoża filtracyjnego. Ponadto istnieje możliwość wyboru automatycznej bądź ręcznej głowicy sterującej. Urządzenia powstają na terenie Europy z wysokiej klasy, przetestowanych komponentów.
Eksploatacja kolumny węglowej
Kolumny węglowe są jednymi z najtańszych w utrzymaniu urządzeń filtracyjnych. Koszty ograniczają się właściwie do wody niezbędnej na płukanie złoża podczas regeneracji oraz wymiany węgla aktywnego.
W przypadku kolumn węglowych z automatyczną głowicą sterującą dochodzi jeszcze zużycie prądu, jednak jest ono znikome.
Zalety kolumny węglowej
Wśród najważniejszych zalet kolumn węglowych można wymienić:
- Długi kontakt wody z materiałem filtracyjnym
- Dokładne oczyszczanie
- Niskie koszty eksploatacji
- Możliwość dobrania ilości złoża do swoich potrzeb
- Uzdatniona woda jest dostępna w każdym miejscu poboru
- Regeneracja bez zastosowania środków chemicznych
- Brak konieczności wymiany wkładów
- Dokładniejsza filtracja wody w porównaniu z efektami osiągniętymi przy filtrach narurowych