Filtry wodne to urządzenia, które można obecnie znaleźć w większości gospodarstw domowych. Pojawiają się zarówno tam, gdzie woda bezwzględnie wymaga uzdatnienia (np. w domach jednorodzinnych korzystających z własnych studni), jak i tam, gdzie jej jakość pozostaje pod kontrolą przedsiębiorstwa wodociągowego. Coraz bardziej świadomi wpływu wody na nasze życie uczymy się bowiem doceniać smak dobrej kawy czy komfort, jaki zapewnia kąpiel w kranówce wolnej od nadmiaru jonów wapniowych. W związku z tym ogromną popularnością cieszą się np. zmiękczacze wody. Ktokolwiek interesuje się kwestią poprawy walorów wody, z pewnością spotkał się także z pojęciem wkładu węglowego.

Czym jest wkład węglowy?

Wkład węglowy to wymienny – bo zużywalny i nie podlegający regeneracji – element filtra wodnego zawierający węgiel aktywny, nazywany także węglem aktywowanym. Substancja ta ma zdolność wychwytywania z wody kilkudziesięciu różnego typu zanieczyszczeń. W związku z tym wykorzystywana jest w większości systemów filtracji – pomocniczo lub jako główny element filtrujący. Wkład węglowy znajdziemy w popularnych butelkach i dzbankach filtracyjnych, w niewielkich filtrach nakranowych, urządzeniach podzlewowych, centralnych filtrach narurowych, a także w zaawansowanych stacjach uzdatniających, takich jak Eraqua NEOS.  W zależności od typu urządzenia filtr z węgla aktywowanego może mieć postać granulatu lub bloku węglowego.

Czym właściwie jest węgiel aktywny? To materiał, w skład którego wchodzą sadza, drobny grafit i popiół. Tego rodzaju węgiel pierwiastkowy pozyskuje się z różnego typu materiałów pochodzenia organicznego – węgla kopalnego, drewna, torfu, nasion, pestek owoców. Za jeden z najlepszych surowców uznaje się skorupy orzecha kokosowego. Węgiel aktywny pozyskuje się w dwóch procesach. Pierwszym z nich jest karbonizacja surowca, czyli zwęglanie go w temperaturze 400-800°C w warunkach beztlenowych. Następnie uzyskany węgiel zostaje poddany aktywacji, co oznacza obróbkę gazami utleniającymi (np. parą wodną) w temperaturze 800-950°C. W takich warunkach surowiec zyskuje specyficzną, porowatą strukturę, która zapewnia mu jego wyjątkowe właściwości wykorzystywane w filtrach wodnych.

 

W jaki sposób działa węgiel aktywny?

W procesie uzdatniania wody wkład węglowy działa, wykorzystując dwie właściwości węgla aktywowanego: zdolności adsorpcyjne i katalityczne. Adsorpcja to proces, w którym określone ciało (lub ciecz) gromadzi inne substancje na swojej powierzchni. Zjawiska tego nie należy mylić z absorbcją polegającą na wchłanianiu jednej substancji przez inną. Węgiel aktywny ma zdolność zatrzymywania rozmaitych zanieczyszczeń na ogromnej powierzchni, jaką zapewnia jego porowata struktura. Pomiędzy cząsteczkami węgla wykorzystywanego w uzdatniaczach wody istnieją wiązania, które tworzą swego rodzaju mikropory o średnicy mniejszej niż 2 nanometry. Szacuje się, że ich łączna powierzchnia adsorpcyjna w kilogramie węgla aktywowanego równa jest około 100 hektarom! 

Wkład węglowy gromadzi na swojej powierzchni cząsteczki zanieczyszczeń dzięki działaniu sił fizycznych i chemicznych. Na tym jednak nie kończą się jego zdolności uzdatniania wody. Węgiel aktywowany jest także katalizatorem, co oznacza, że dla pewnych substancji tworzy środowisko, w którym dochodzi do ich przekształcenia w inne związki. W praktyce filtry wodne z wkładem węglowym powodują, że niepożądane substancje zostają zneutralizowane poprzez ich przemianę w inne, obojętne dla jakości wody związki, np. wolny chlor wiąże się z innymi pierwiastkami, tworząc chlorki.

 

Co usuwa z wody filtr węglowy?

Uzdatniacze wody wyposażone we wkłady z węglem aktywnym znakomicie radzą sobie z usuwaniem większości związków organicznych i niektórych nieorganicznych. Tego rodzaju filtry wodne oczyszczają kranówkę m.in. z takich substancji, jak:

  • chlor i jego pochodne – najczęściej stanowią pozostałości po dezynfekcji wody, mają negatywny wpływ na jej walory organoleptyczne, a w większym stężeniu mogą powodować podrażnienia skóry;

  • herbicydy i pestycydy – środki ochrony roślin, które przenikają do wód gruntowych z gleby, a długotrwale spożywanie z wodą mogą z czasem powodować negatywne skutki zdrowotne (włącznie z chorobami nowotworowymi);

  • fosforany – wykorzystywane m.in. do konserwacji żywności trafiają do wód gruntowych z zakładów przemysłowych, w niewielkich ilościach nie są dla zdrowia szkodliwe, ale w nadmiarze wpływają negatywnie np. na gospodarkę hormonalną;

  • środki farmaceutyczne – substancje pochodzące z leków (w tym weterynaryjnych), przedostające się do wody m.in. z nieszczelnej kanalizacji; zawierają składniki aktywne nieobojętne dla ludzkiego zdrowia.

Ponadto filtry wodne z wkładem węglowym usuwają z wody pitnej część chorobotwórczych drobnoustrojów, niektóre metale ciężkie, detergenty, pochodne ropy naftowej. Najlepsze filtry węglowe są przy tym w stanie wychwycić cząstki zanieczyszczeń mechanicznych o rozmiarze  ≥0,5 mikrona (m.in. mikroplastik).

Reasumując, węgiel aktywny oczyszcza wodę pitną i użytkową z substancji potencjalnie szkodliwych dla zdrowia. Usuwa z niej także związki, które pogarszają jej walory organoleptyczne – smak, zapach, barwę. Uzdatniacze wody z węglem aktywnym w pewnym stopniu wpływają także na jej odczyn – podnoszą jej pH, dzięki czemu staje się bardziej korzystna dla ludzkiego organizmu.

Mimo bardzo szerokiego spektrum właściwości węgiel aktywny nie radzi sobie ze związkami odpowiedzialnymi za twardość kranówki – nie wychwytuje jonów wapniowych i magnezowych. Dlatego tam, gdzie proces filtracji bazuje na wkładzie węglowym, zwykle stosuje się także zmiękczacze wody. 

 

Wkład węglowy Eraqua Carbon

Zmiękczacze wody mogą stanowić jeden z modułów filtra wodnego (takie rozwiązanie stosuje się w m.in. w systemach odwróconej osmozy) lub stanowić odrębne urządzenie podłączone bezpośrednio do instalacji wodnej, zwykle – tuż za filtrem mechanicznym, który wychwytując cząstki zanieczyszczeń stałych, chroni zmiękczacz przed uszkodzeniem. 

Zmiękczanie wody polega na usuwaniu z niej jonów pierwiastków będących przyczyną powstawania tzw. kamienia kotłowego. Pod wpływem działania wysokich temperatur z twardej wody (zasobnej w jony wapnia i magnezu) wytrącają się trudne do usunięcia osady, odpowiedzialne m.in. za:

  • tworzenie się kamienia w urządzeniach AGD,

  • nalot na armaturze i sanitariatach,

  • nieprzyjemny posmak w kawie i herbacie,

  • przesuszanie się skóry i włosów po kąpieli,

  • szorstkość świeżo wypranej odzieży.

To właśnie te problemy, z którymi nie jest w stanie poradzić sobie węgiel aktywny. Ich rozwiązanie w każdym gospodarstwie jest kluczowe, zarówno ze względu na stan zdrowia domowników, jak i żywotność sprzętów AGD. Instalowanie kilku urządzeń filtrujących z różnych względów może okazać się kłopotliwe (np. na niewielkim metrażu). Istnieją jednak rozwiązania kompaktowe – stacje uzdatniania wody ze złożem zmiękczającym, których działanie wspiera dedykowany filtr węglowy. Takim urządzeniem jest np. Eraqua ONE.

Stacje uzdatniania wody Eraqua współpracują z filtrami wyposażonymi we wkład węglowy Eraqua Carbon. Ma on wszystkie zalety najlepszych filtrów z węglem aktywnym. Usuwa z wody większość zanieczyszczeń organicznych, a także chlor i jego pochodne. Skutecznie poprawia właściwości organoleptyczne kranówki. Pozwala cieszyć się czystą wodą nawet do 6 miesięcy. Po tym czasie wystarczy wymienić wkład węglowy na nowy.

 

Złoże KDF w stacji zmiękczającej Eraqua NEOS

Dobry zmiękczacz działa komplementarnie z filtrem węglowym, redukując twardość wody. Nie rozwiązuje jednak innych problemów, z którymi nie radzi sobie węgiel aktywny – obecnością niektórych chorobotwórczych mikroorganizmów (np. bakterii z grupy coli, wirusów) i metali ciężkich (np. ołowiu, niklu). Z tego względu stacje uzdatniania wody Eraqua NEOS wyposażone zostały w dodatkowe funkcje. Znajduje się w nich m.in. złoże KDF. Składa się ono z miedziano-cynkowego granulatu o właściwościach, których brakuje zarówno węglowi aktywnemu, jak i żywicy jonowymiennej służącej zmiękczaniu wody.

Złoże KDF pozwala na zredukowanie zawartych w wodzie toksycznych metali ciężkich, a także wielu niepożądanych związków nieorganicznych, np. siarkowodoru. W jego obszarze zachodzą bowiem reakcje redox  (utleniania/redukcji), na skutek których toksyczne cząsteczki przyłączają się do złoża lub przekształcają w substancje nieszkodliwe dla zdrowia.

Podczas reakcji utleniania/redukcji w złożu KDF powstaje środowisko niekorzystne dla mikroorganizmów. Wymiana elektronów stwarza pole elektrolityczne, w którym drobnoustroje nie są w stanie przetrwać. Co więcej, podczas reakcji redoks powstają rodniki hydroksylowe i nadtlenki o właściwościach bakteriostatycznych. W rezultacie złoże KDF niszczy większość obecnych w wodzie bakterii, grzybów i glonów.

 

Czy węgiel aktywny jest bezpieczny dla zdrowia?

Jak widać, wykorzystywany do uzdatniania wody węgiel aktywny radzi sobie z większością zanieczyszczeń, a te, wobec których jest nieskuteczny, można usunąć z pomocą komplementarnych złóż filtrujących. Zdecydowanie zatem warto stosować uzdatniacze wody w swoim domu. Niektórzy mają jednak wątpliwości, czy węgiel aktywny, usuwając z wody wiele szkodliwych zanieczyszczeń, nie wprowadza do niej jednocześnie substancji, które na dłuższą metę mogą okazać się szkodliwe dla zdrowia. Złoża węglowe stosowane w takich wkładach, jak Eraqua Carbon, nie mają negatywnego wpływu na wodę pitną, a tym samym – na ludzki organizm. Dowodem na to może szerokie zastosowanie węgla aktywnego w innych dziedzinach niż filtracja wody.

Węgiel aktywny stosuje się w filtrach powietrza. Stanowi częsty komponent masek ochronnych.  W aptekach dostępny jest postaci opatrunków przeciwbakteryjnych, a także popularnych tabletek na biegunkę i zatrucia pokarmowe. Węgiel aktywny ma również szerokie zastosowanie w kosmetyce. Znajdziemy go w wybielających pastach do zębów, preparatach na trądzik czy łupież. To dodatkowy argument za tym, że węgiel aktywny nie tylko jest dla zdrowia bezpieczny, ale też może przynieść mu szereg korzyści.