Κεραμικά Φίλτρα Νερού – Τί Είναι και Τί κάνουν;

Όπως συμβαίνει με τις περισσότερες μεθόδους φίλτρανσης νερού, έτσι και στα κεραμικά φίλτρα το νερό προσπαθεί να διαπεράσει το φίλτρο από πολύ μικρές οπές. Τα σωματίδια μεγαλύτερα από τη διάμετρο αυτών των οπών δεν μπορούν να εισχωρήσουν. Τυπικά, τα βακτήρια, τα πρωτόζωα και οι κύστες απομακρύνονται, αλλά τα κεραμικά φίλτρα δεν είναι αποτελεσματικά ενάντια στους ιούς, καθώς οι ιοί είναι αρκετά μικρότεροι από αυτές τις οπές και καταφέρνουν να διαπεράσουν το φίλτρο. Τα κεραμικά φίλτρα νερού μπορεί να περιλαμβάνουν ασήμι που δρα ως βακτηριοστατικό ώστε να αποτρέπεται η ανάπτυξη βακτηρίων.

Το λογότυπο της εταιρίας φίλτρων νερού Doulton. Η Doulton είναι η πρώτη εταιρία στον κόσμο που κατασκεύασε φίλτρο νερού.

Τα κεραμικά φίλτρα νερού δεν μπορούν να απομακρύνουν χημικούς μολυντές. Αυτός είναι ο λόγος που κάποιοι κατασκευαστές (η μεγαλύτερη είναι η εταιρία Doulton) ενσωματώνουν συμπαγή ενεργό άνθρακα μέσα από το κεραμικό φίλτρο ώστε να απομακρύνονται τα βλαβερά οργανικά και μεταλλικά στοιχεία. Ο ενεργός άνθρακας απορροφά το χλώριο που είναι ο βασικός απολυμαντής νερού στις περισσότερες χώρες του κόσμου. Το ίδιο το χλώριο όμως είναι βλαβερό και πρέπει να απομακρύνεται. Τα φίλτρα ενεργού άνθρακα πρέπει να αντικαθίστανται περιοδικά, καθώς ο ενεργός άνθρακας “μπουκώνει” και γεμίζει ακαθαρσίες.

Αυτό είναι ένα κλασσικό φίλτρο νερού της Doulton. Το νερό προσπαθεί να διαπεράσει το φίλτρο όπως δείχνουν τα βελάκια για να καταλήξει στο ποτήρι σας.

Σε αυτό το άρθρο θα αναλύσουμε τον τρόπο λειτουργίας των κεραμικών φίλτρων νερού της Doulton, μία εταιρία που βρίσκεται πολλά χρόνια στο προσκήνιο καθώς ο ιδρυτής της εφηύρε το φίλτρο νερού.

Ο Χένρι Ντάλτον (Henry Doulton) ανακάλυψε τη σύγχρονη μορφή του φίλτρου νερού το 1827. Το 1835 η Βασίλισσα Βικτώρια της Αγγλίας του ανέθεσε να κατασκευάσει μία τέτοια συσκευή για προσωπική της χρήση. Μέχρι το 1846, τα κεραμικά φίλτρα του Ντάλτον αναγνωρίζονταν παγκοσμίως ως η καλύτερη λύση απέναντι στο βρώμικο και μολυσμένο νερό. Το 1887 ο ίδιος ο Ντάλτον έγινε Ιππότης λόγω της εφεύρεσής του. Η έρευνα του γνωστού Louis Pasteur σχετικά με τα βακτήρια έδωσε έναν ακόμα λόγο στον κόσμο να καταλάβει πόσο χρήσιμα είναι τα φίλτρα νερού. Η αρχική εταιρία του Ντάλτον υπάρχει ακόμα και από το 2013 ανήκει στην επίσης Αγγλική Fairey Ceramics.

Πολλά Πανεπιστήμια στηρίζουν την επέκταση και χρήση των κεραμικών φίλτρων νερού για την επεξεργασία νερού όπως MIT; Universities of Colorado; Princeton University; University of Wisconsin-Milwaukee; The Ohio State University; Universities of Tulane, West Virginia, North Carolina in the US; University of Delft, Strathclyde in Europe, USAID, UNICEF, Zamorano University in Honduras, Rafeal Landivar University in Guatemala, Earth University.

Η Doulton παίρνει τα φύκια που βρίσκονται στους πάτους γεωλογικών λιμνών και λιμνοθαλασσών. Αυτά τα φύκια μπορεί να βρίσκονται εκεί για εκατομύρια χρόνια και παράγουν το ίδιο υλικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή της γνωστής πορσελάνης καθώς και για διάφορες άλλες εφαρμογές του εμπορίου.

Αφού λοιπόν αυτά τα φύκια πάρουν τη μορφή της πορσελάνης, τους προσδίδεται μία πορώδη επιφάνεια που ζεσταίνεται σε θερμοκρασίες πάνω από 1000 °C. Αυτό το υλικό είναι χημικά αδρανές και μπορεί να αποθηκευτεί για μία αιωνιότητα χωρίς να χάσει τις ιδιότητές του.

Τα κεραμικά φίλτρα νερού της Doulton δεν επηρεάζουν τα μεταλλικά στοιχεία και το οξυγόνο – έτσι χαρίζουν στο νερό μία γεύση σαν φρέσκο νερό από πηγή. Κάποια από τα πολλά παθογόνα που αφαιρούνται κατά το φιλτράρισμα είναι η χολέρα, η αμοιβική δυσεντερία, ο τύφος, E.coli, τα κρυπτοσπορίδια, σπόροι άνθρακα, colibacillose, bilharzia, και διάφορα άλλα.

Τεχνικές Φιλτραρίσματος
Το “κοσκίνισμα” είναι η πιο κλασσική τεχνική φιλτραρίσματος. Το νερό εισέρχεται στη συσκευή φιλτραρίσματος νερού με πίεση και προσπαθεί να διαπεράσει το κεραμικό φίλτρο. Τα σωματίδια που είναι μεγαλύτερα από 0,5 μικρά (1 μικρό = 1 χιλιοστό του χιλιοστού) δεν μπορούν να διαπεράσουν την επιφάνεια του φίλτρου καθώς είναι μεγαλύτερα από τις οπές του φίλτρου.

“Γεφύρωμα“. Όταν δύο σωματίδια μικρότερα από 0.5 μικρά προσπαθούν να διαπεράσουν το φίλτρο μαζί την ίδια στιγμή τότε συγκρούονται και “κολλάνε” στην οπή της επιφάνειας του φίλτρου. Αυτό ουσιαστικά συμβαίνει συνέχεια με αποτέλεσμα να δημιουργείται μία στρώση σαν λάσπη πάνω στην επιφάνεια του φίλτρου. Αυτή η λάσπη, λειτουργεί σαν φίλτρο για τα επόμενα σωματίδια που προσπαθούν να διαπεράσουν το φίλτρο. Όσο περισσότερη “λάσπη” δημιουργείται με τον καιρό, τόσο μειώνεται η ροή του νερού. Γιαυτό ανά τακτά χρονικά διαστήματα (συνήθως έξι μήνες), καθαρίζουμε την επιφάνεια του φίλτρου με ένα σφουγγαράκι. Έτσι το “γεφύρωμα” ξεκινάει από την αρχή.

“Επίδραση της αδράνειας“. Όταν τα σωματίδια προσπαθούν να διαπεράσουν την επιφάνεια του φίλτρου και “βρίσκουν τοίχο”, δηλαδή προσπαθούν να περάσουν από ένα σημείο που δεν υπάρχει οπή, τότε σχηματίζεται “ουρά” από σωματίδια που κολλάει το ένα πίσω από το άλλο. Έτσι το νερό περνάει από δίπλα τους.

Ο ενεργός άνθρακας που βρίσκεται εσωτερικά του κεραμικού φίλτρου κατασκευάζεται από άνθρακα λιγνίτη και καρύδας.

Τα κεραμικά φίλτρα Doulton έχουν διαπερατότητα 0,5 μικρά, που όπως εξηγήσαμε παραπάνω σημαίνει ότι μπορεί και φιλτράρει όσα σωματίδια είναι μεγαλύτερα από 0,5 χιλιοστά του χιλιοστού. Συμβαίνει όμως να μπορούν να φιλτράρουν και μικρότερα σωματίδια. Αυτό γίνεται καθώς είναι πολύ δύσκολο για τα σωματίδια να περάσουν από όλες τις παραπάνω “δοκιμασίες” μέχρι να καταφέρουν να φτάσουν στο ποτήρι μας. Όσα σωματίδια καταφέρουν να περάσουν το κεραμικό φίλτρο, πρέπει να μετά να περάσουν και το φίλτρο συμπαγούς ενεργού άνθρακα που βρίσκεται εσωτερικά από το κεραμικό φίλτρο.

Έτσι, είναι πολύ δύσκολο για ένα σωματίδιο να περάσει από όλους αυτούς τους λαβύρινθους. Σκεφτείτε ότι το πάχος του κεραμικού τοίχου είναι έως και 2000 φορές μεγαλύτερο από το μέγεθος του πόρου και οι πόροι είναι εξαιρετικά τραχείς και οδοντωτοί.

Τα φίλτρα νερού της εταιρίας Doulton περιέχουν και μία μικρή ποσότητα ασημιού (Ag, περίπου 0,07%). Το ασήμι είναι βακτηριοστατικό, έτσι όταν έρχεται σε επαφή με βακτήρια, αυτά δεν μπορούν να αναπτυχθούν.

Συμπαγής ενεργός άνθρακας
Το φίλτρο συμπαγούς ενεργού άνθρακα βρίσκεται όπως είπαμε και πιο πάνω εσωτερικά από το κεραμικό φίλτρο και είναι το επόμενο στάδιο φιλτραρίσματος σε ένα κεραμικό φίλτρο νερού της Doulton. Η Doulton χρησιμοποιεί ανώτερη ποιότητα άνθρακα από λιγνίτη καθώς και από καρύδα. Θα βρείτε κι άλλα άρθρα στη σελίδα μας σχετικά με τον τρόπο που λειτουργεί ο ενεργός άνθρακας, οπότε δεν θα αναπτύξουμε το θέμα αυτό εκτενώς. Αρκεί να πούμε ότι χρησιμοποιείται στην επεξεργασία νερού λόγω των εξαιρετικών απορροφητικών ιδιοτήτων του. Ο ενεργός άνθρακας είναι υδροφοβικός και ελαιοφιλικός, δηλαδή δεν “αγαπάει” το νερό αλλά τα έλαια. Τα διαλυμένα χημικά κολλάνε στον ενεργό άνθρακα ενώ το νερό δεν επηρεάζεται. Τα βλαβερά στοιχεία περνούν από άλλον έναν λαβύρινθο από μία εξαιρετικά πορώδη επιφάνεια. Σε αυτό το στάδιο αφαιρούνται στοιχεία που επηρεάζουν τη γεύση και τη μυρωδιά όπως για παράδειγμα το χλώριο, τα φυτοφάρμακα (όπως το DDT) και τα τριαλογονομεθάνια.
Ο ενεργός άνθρακας μπορεί να έχει τεράστια επιφάνεια. Ένα κουταλάκι του γλυκού με ενεργό άνθρακα έχει την επιφάνεια ενός γηπέδου ποδοσφαίρου. Τα φίλτρα ενεργού άνθρακα κυκλοφορούν στο εμπόριο είτε ως σκόνη είτε ως πεπιεσμένη μορφή όπως είναι και στα κερμικά φίλτρα νερού της Doulton.

Τα φίλτρα νερού Doulton απομακρύνουν:
κατά 99,99% τα E.coli
Κρυπτοσπορίδια
>98% αποδοτικά στα 0,2 μικρά
>90% αποδοτικά στα 0,05 μικρά
<0,07 NTU μείωση θολότητας Βελτίωση γεύσης και μυρωδιάς Αφαίρεση βακτηρίων (Κολοβακτηρίδια, Χολέρα, Σιγκέλωση, Τύφος, Klebsiella Terrigena): > 99,99%
Αφαίρεση κυστών (Κρυπτοσποριδίωση, Γιαρδίαση): > 99,99%
Αφαίρεση ιχνών οργανικών ενώσεων
Εντομοκτόνα: > 85%
Ζιζανιοκτόνα: > 85%
Φαινόλες: > 50%
Πολυαρωματικοί υδρογονάνθρακες: > 95%
Τριαλογονομεθάνια: > 50%
Αφαίρεση ανόργανων ενώσεων
Αφαίρεση ελεύθερου χλωρίου: > 97% Πρότυπο NSF Κατηγορία 1 42
Αφαίρεση μολύβδου: 98,3% πρότυπο NSF 53
Εγκεκριμένο από NSF και WRAS