فیلتر کربن چه آلاینده هایی را از آب حذف می کند؟

اگر از آن دسته افرادی باشید که نگران آلاینده هایی موجود در آب آشامیدنی خود هستند، زمان آن رسیده است که گزینه های مختلف تصفیه آب را بررسی کنید. طی جستجوی خود احتمالا با فیلتر کربن فعال دستگاه های تصفیه آب قدرتمند رو به رو خواهید شد که محبوبیت زیادی در بین افراد پیدا کرده است.

به طور کلی فیلترهای تصفیه آب می توانند طیف وسیعی از آلاینده ها، بوهای نامطبوع و طعم نامطلوب آب آشامیدنی را از بین ببرند. فیلتر کربنی از توانایی های بسیاری نسبت به فیلترهای معمولی برخوردارند. با این وجود اگر سیستم تصفیه آبی می خواهید که آلاینده ‌ها و ناخالصی ‌های خاص موجود در آب آشامیدنی را هدف قرار داده و حذف کند، باید دقیقا بدانید که چه آلاینده‌ هایی را از بین می ‌برد و توانایی حذف چه مواردی را ندارد.

امروزه فیلترهای کربن فعال به پیشروهای عرصه تصفیه آب تبدیل شده اند. این مورد به دلیل خواص منحصر به فرد آن ها در حذف موثر، تا 99 درصد از کل جامدات معلق (TSS)، ترکیبات آلی فرار (VOCs)، رسوبات، فلزات سنگین، کلر است.

فیلتر کربن فعال چیست؟

جالب است که فیلترهای کربن فعال (معروف به فیلترهای زغال فعال) مانند فیلترهای تصفیه آب سنتی نیستند؛ بلکه از مهره‌ های سیاه و کوچک یا یک اسفنج متخلخل سیاه و جامد تشکیل شده ‌اند که برای به دام انداختن انتخابی ناخالصی ‌ها بهتر مورد پردازش قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از گرما، بخار یا مواد شیمیایی تزریق شده تا میلیون ‌ها منافذ کوچک در کربن ایجاد کرده و به میزان زیادی اندازه سطح آن را افزایش می ‌دهند. این فرآیند فعالسازی منافذ بیشتری را در کربن ایجاد کرده تا طیف وسیع تری از آلاینده ‌ها را به دام انداخته و جذب کند.

هر ذره کربن دارای سطح وسیعی است که آلاینده ها را در معرض خود قرار داده و آن ها را جذب یا حذف می کند. یک پوند (450 گرم) کربن فعال دارای مساحت تقریبا 100 هکتار است که در حدود سه برابر اندازه پنتاگون است.

مزایای ذکر شده و سایر قابلیت های فوق العاده فیلتر کربن اکتیو آن را به محیطی مفید برای از بین بردن ناخالصی های آب از طریق جذب سطحی آن تبدیل می کند. همچنین از آن برای ساخت ماسک های تنفسی و در واحدهای تهویه مطبوع و فن های اگزوز برای خلاص شدن از بوی نامطبوع مانند بخار دود و بوی حیوانات استفاده می شود.

فیلتر کربن فعال چگونه آب را تصفیه می کند؟

فیلترهای کربن فعال با استفاده از فرآیندی به نام جذب آلاینده های آب، آن را تصفیه می کنند. هنگامی که آب از کربن فعال عبور می کند، کربن مانند یک اسفنج با سطح وسیع عمل کرده و آلاینده های موجود در آب را به خود جذب می کند. کربن فعال به سادگی یک کشش مغناطیسی، روی ناخالصی های خاص اعمال کرده، آن ها را جذب کرده و در منافذ سطح خود به دام می اندازد.

ناخالصی های محلول در مایع به نواحی درون کانال های منافذ با قوی ترین نیروهای جاذبه حرکت می کنند. آلاینده ها به دلیل قوی تر بودن جذب سطح کربن نسبت به نیروهای جاذبه ای که آن ها را در سیال حل نموده است، به آن جذب می شوند. سپس آب تصفیه شده به مرحله بعدی فیلتراسیون جریان می یابد.

در مورد کلر و سایر مواد شیمیایی که به کربن نمی‌چسبند نیز باید خاطر نشان کنیم که فیلترهای کربن فعال از واکنش شیمیایی برای از بین بردن چنین آلاینده‌هایی استفاده می‌کنند. کربن کاتالیزوری فعال که واکنش پذیرتر از کربن معمولی است، مولکول های کلر را از نظر شیمیایی تغییر می دهد و آنها را به کلرید تبدیل می کند.

آیا همه فیلترهای کربن فعال یکسان هستند؟

فیلترهای کربن فعال غلظت بسیار بالاتری از آلاینده ها را نسبت به کربن معمولی حذف می کنند، اما برخی از آن ها تفاوت های جزئی با یکدیگر دارند. بعضی از فیلترها حاوی کربن فعال کمتری نسبت به سایرین هستند که می توانند بر ظرفیت فیلتر، سرعت جذب آن و غیره تاثیر بگذارند. علاوه بر این مقدار بالای کربن فعال طول عمر فیلتر را افزایش می دهد. در نتیجه به تعداد تعویضات کمتری نیاز خواهد داشت و برای مدت طولانی تری آب تصفیه شده تولید می کند.

انواع فیلتر کربن فعال

فیلترهای کربن اکتیو دو نوع اصلی دارند: فیلترهای کربن فعال دانه ای (GAC) و فیلترهای کربن بلاک.

فیلترهای GAC حاوی گرانول ‌های کربن فعال در حد میلی ‌متر هستند که می ‌توانند آلاینده‌ هایی را که اغلب در برخی از انواع دیگر فیلترها شناسایی نمی ‌شوند را فیلتر کنند. مواد مورد استفاده در این فیلترها معمولا از پوسته نارگیل، زغال سنگ، چوب و چند مورد دیگر است که کربن پوسته نارگیل تجدید پذیرترین آن ها محسوب می شود.

فیلترهای GAC برای تصفیه آب مناسب هستند؛ زیرا:

•    متخلخل و ارزان بوده و به آسانی برای استفاده به عنوان جاذب در دسترس هستند.
•    سطح مفیدتری در هر گرم نسبت به سایر مواد موجود برای جذب فیزیکی دارند.
•    به اندازه فیلترهای کربن بلاک محدود کننده نیستند؛ بنابراین اجازه می دهند آب با سرعت بیشتری از کربن عبور کند.
•    ماندگاری بیشتری دارند.
•    کربن را می توان دوباره فعال کرد اما گرانول های پودری یکبار مصرف در فیلترهای کربن بلاک چنین قابلیتی ندارند.

با وجود تمام مزایای عالی آن باید گفت که فیلترهای GAC یک مشکل مهم دارند. این مشکل ناشی از آن است که گاهی اوقات، آب مسیر عبور خود از میان کربن را بسته و به آلاینده ها اجازه می دهد از آن عبور کنند.

از سوی دیگر فیلترهای کربن بلاک از گرانول‌ های پودری ریز (معمولا به اندازه ۱ میکرون یا کمتر) و یک ماده اتصال دهنده ساخته شده ‌اند که گرانول‌ ها را در کنار هم نگه می ‌دارد. بنابراین آن ها در اطراف یکدیگر حرکت نمی ‌کنند. سپس ترکیب گلوله ها و عامل اتصال حرارت داده شده و به صورت بلوک در می آید. در داخل فیلتر کربن سه نوع ماده اصلی وجود دارد: زغال سنگ قیری، مواد بر پایه چوب چوب و مواد بر پایه پوسته نارگیل.

فیلترهای کربن بلاک 7 تا 10 برابر سطح بیشتری نسبت به فیلترهای GAC ایجاد کرده و از کانال شدن (Channeling) جلوگیری می کنند. با این حال ساختار فشرده گرانول ها احتمالا منجر به کاهش سرعت جریان شده و ممکن است برای برخی افراد مشکل ساز باشد.

کربن فعال کدام آلاینده های آب را حذف کرده یا کاهش می دهد؟

فیلترهای کربن فعال در حذف و کاهش بسیاری از آلاینده ‌های مختلف از آب از جمله مواد شیمیایی، گازها و ناخالصی ‌های فیزیکی بسیار عالی عمل می‌ کنند. بررسی هایی که توسط آژانس حفاظت از محیط زیست در ایالات متحده (EPA) و NSF International انجام شده است، نشان می دهد که فیلترهای کربنی بین 60 تا 80 ماده شیمیایی را از آب حذف می کنند، 30 ماده دیگر را به طور موثر کاهش می دهند و میزان 22 مورد دیگر را به طور متوسط کم می کند. البته، ظرفیت سیستم حذف یا کاهش آن آلاینده ها به دو مورد اصلی بستگی دارد:

1.    نوع کربن فعال مورد استفاده (اعم از GAC یا بلوک کربن)
2.    کیفیت کربن فعال

با در نظر داشتن این موضوع باید اطمینان حاصل کنید که فیلتر انتخابی شما توانایی حذف آلاینده های مشکل ساز موجود در آب لوله کشی را داشته باشد. شاید دانستن این نکته مفید باشد که EPA فناوری فیلتراسیون کربن فعال را به عنوان تنها فناوری تصفیه آبی معرفی می کند که قادر است تقریبا تمام علف کش ها، آفت کش ها و آلاینده های معدنی رایج شناسایی شده در آب را حذف کند.

در ادامه به چند دسته از آلاینده های آب که فیلترهای کربن فعال در حذف و کاهش آن ها موثر عمل می کنند اشاره خواهیم کرد:

1.    PFOS

اسید پرفلوروکتان سولفونیک یا به اختصار PFOS یک ترکیب مصنوعی مقاوم در برابر آب بوده که از آن به طور گسترده برای تولید فرش، فوم های آتش نشانی، مبلمان، بسته بندی کاغذی مواد غذایی، پارچه البسه و سایر مواد مقاوم در برابر آب و چربی استفاده می شود. لکه های مواد شیمیایی PFOS به سختی تجزیه می شوند و بنابراین می توانند طی چند دهه در محیط زیست و منابع آب آشامیدنی به حیات خود ادامه دهند. قرار گرفتن در معرض PFOS به مقدار معین می تواند منجر به تاثیرات نامطلوب بر سلامتی شود. از جمله این تاثیرات می توان به ناتوانی های مادرزادی، بروز سرطان ها، تاثیرات کبدی و موارد دیگر اشاره کرد. فیلتر کربن فعال برای حذف موثر PFASها از جمله PFOS و PFNA طراحی شده است.

2.    داروها

فیلترهای کربنی با کیفیت بالا می توانند بقایای دارویی موجود در آب آشامیدنی را حذف کنند. سازمان بهداشت جهانی (WHO) داروها را به عنوان "مواد شیمیایی مصنوعی یا طبیعی که در داروهای نسخه ‌ای، داروهای بدون نسخه و همچنین دامپزشکی یافت می‌شود"، تعریف می ‌کند. این ترکیبات می توانند از طریق فضولات انسانی افرادی که از آن ها استفاده کرده اند، دفع بی رویه و نامناسب داروها (مانند ریختن داروها در سینک یا توالت) و از رواناب های کشاورزی شامل کود دامی وارد منابع آب شوند. هنگامی که بقایای دارویی در محیط انباشته می شوند، به طور قابل توجهی بر زندگی آبزیان تاثیر خواهند گذاشت. بدتر از آن اینکه می توانند به چاه های آب نیز نفوذ کنند.

3.    فسفات

فسفات موجود در آب آشامیدنی از منابع مختلفی از جمله رواناب، فاضلاب انسان و حیوانات خانگی، تولیدات شیمیایی و غیره به دست می آید. فسفات برای رشد سالم گیاه بسیار مهم است، اما مقادیر اضافی موجود در آب می تواند منجر به افزایش انبوه جلبک و کدر شدن آب شود. فیلترهای زغالی ممتاز معمولا تا 90 درصد فسفات های آب را حذف می کنند.

4.    کلر

کلر یک ضد عفونی کننده محبوب آب در آمریکا است. تقریبا تمام تامین‌کننده های آب عمومی در ایالات متحده از نوعی فرآیند کلرزنی برای تصفیه آب پیش از توزیع به مشترکین استفاده می‌کنند. کلر برای از بین بردن باکتری ها و سایر عوامل بیماری زا که باعث ایجاد بوی بد و طعم بد آب می شوند، اضافه می شود. اما علی رغم ظرفیت ضدعفونی قابل توجه آن، گزارشات نشان می دهد که خطر ابتلا به بیماری در افرادی که آب کلردار مصرف می کنند تا 93 درصد بیشتر از افرادی است که آب مصرفی آن ها فاقد این ماده شیمیایی است. فیلترهای کربن فعال ممتاز به طور چشمگیری می توانند 95٪ یا حتی مقدار بیشتری از کلر آزاد را در برخی منابع آب حذف کنند و به این ترتیب طعم و بوی آب را بهبود می بخشند.

5.    محصولات جانبی کلر

هنگامی که کلر مورد استفاده برای تصفیه آب با ترکیبات طبیعی موجود در آن واکنش می دهد، محصولات جانبی مضری از جمله THMs، VOCs، اسیدهای هالواستیک و غیره ایجاد می شوند. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض برخی از این محصولات جانبی سمی با افزایش خطر ابتلا به سرطان، مشکلات زایمان نوزاد و سایر بیماری ها مرتبط است. فیلتراسیون کربن فعال احتمالا موثرترین روشی است که برای حذف محصولات جانبی کلر از آب مورد استفاده قرار می گیرد. EPA اظهار داشت که این فناوری 32 محصول جانبی شناخته شده کلر را از جمله رایج ترین محصول جانبی ثبت شده در گزارش های آب لوله کشی مانند THMs (TTMs) کل حذف می کند.

6.    کلرید

عنصر کلرید در کلرزنی آب آشامیدنی نقش بسزایی دارد. طبق گفته های سازمان WHO، "غلظت زیاد کلرید بیش از حدود 250 میلی گرم در لیتر می تواند طعم [نمکی] در آب ایجاد کند. " علاوه بر این، مقادیر بالای کلرید می تواند اثرات نامطلوبی بر سلامتی انسان و به ویژه برای افراد کم مصرف رژیم های غذایی سدیم یا کسانی که دارای برخی عوارض سلامتی هستند، داشته باشد.

7.    آفت کش ها

فیلترهای کربن فعال جهت حذف 14 آفت کش رایج که به طور بالقوه در آب یافت می شود، طراحی و آزمایش شده اند. این آفت کش ها عبارتند از کلردکون (CLD/Kepone)، کلردان، هپتاکلر، لیندان و گلیفوسیت. موسسه ملی علوم بهداشت محیطی (NIH) آفت‌کش ‌ها را به‌ عنوان ماده‌ ای تعریف می ‌کند که از آن ها جهت کشتن، دفع یا کنترل اشکال خاصی از حیات گیاهی یا حیوانی که آفت محسوب می‌ شوند، استفاده می‌ شود. این مواد عبارتند از علف کش ها، حشره کش ها، قارچ کش ها و غیره. به دلیل استفاده گسترده از این مواد شیمیایی کشاورزی به راحتی می توانند راه خود را به سفره های آب زیرزمینی پیدا کنند. آفت‌کش ‌ها تاثیرات نامطلوب کوتاه‌ مدتی بر سلامتی و همچنین تاثیرات طولانی ‌مدت مزمن نیز دارند که شاید ماه‌ ها یا سال ‌ها پس از قرار گرفتن در معرض آن بروز پیدا کند.

8.    علف کش ها

استفاده از علف‌ کش ‌ها طی قرن ‌ها در کشاورزی جهانی و در راستای کنترل رشد علف ‌های هرز ناخواسته و افزایش تولید محصولات کشاورزی رایج بوده است. با این حال زمانی که این مواد شیمیایی به صورت کنترل نشده استفاده می شوند، گاهی اوقات به منابع آب ختم شده و سلامت موجودات آبزی و حتی انسان را تحت تاثیر قرار می دهند. برخی از علف کش ها به طور بالقوه می توانند باعث ایجاد سرطان و سایر بیماری ها در انسان شوند. خوشبختانه کربن فعال آزمایش شده و ثابت شده است که 12 مورد از رایج ترین علف کش ها، از جمله آترازین 2، D-4 را حذف می کند.

9.    لیتیوم

لیتیوم یک فلز کمیاب و طبیعی است که در خاک، سایر ترکیبات معدنی و همچنین آب آشامیدنی یافت می شود. گفته می شود لیتیوم موجود در آب آشامیدنی تاثیرات ضد استرس و ضد افسردگی دارد. تا زمانی که مطالعات بیشتری در این زمینه انجام نشده است باید تاثیرات مضر بالقوه این فلز بر سلامتی انسان را در نظر گرفت. فیلترهای کربنی قادر هستند تا 90 درصد لیتیوم موجود در آب را حذف کنند.

فیلترهای کربنی چه مواردی را نمی توانند حذف کنند؟

از کربن فعال بیشتر در راستای فیلتر کردن آب آشامیدنی استفاده می شود. این فیلتر می تواند کیفیت آب را بهبود بخشیده، بوی نامطبوع آن را از بین برده و کلر و سایر آلاینده ها را از بین ببرد. با این وجود برای از بین بردن برخی از ترکیبات آلی سمی، مقادیر بالای فلزات، فلوراید یا عوامل بیماری زا کافی نیست.

موادی که فیلتر کربن توانایی حذف آن ها را از آب ندارد:

•    رادیونوکلئیدها
•    اغلب آلاینده های میکروبیولوژیکی از جمله باکتری ها، ویروس ها، کیست ها، کلیفرم ها، تک یاخته ها و سایر میکروارگانیسم ها
•    مقادیر قابل توجهی فلزات سنگین، مس یا آهن
•    آلاینده های غیر آلی مانند آزبست و آرسنیک
•    مواد معدنی سالم مانند کلسیم، پتاسیم و منیزیم
•    مقادیر قابل توجهی از هیدروکربن ها یا تقطیرهای نفتی
•    جامدات محلول از جمله مواد معدنی، نمک ها یا فلزات، مانند آهن که معمولا آلاینده محسوب نمی شوند.

آیا باید از فیلتر کربن استفاده کنیم؟

تصمیم گیری در مورد استفاده یا عدم استفاده از فیلتر کربن در دستگاه تصفیه آب خانگی به نوع آلاینده ها و میزان غلظت آن ها در آب لوله کشی بستگی دارد. در صورتی که یک یا چند مورد از آلاینده های سمی که فیلترهای کربن فعال توانایی حذف آن ها را دارند در آب مصرفی خود داشته باشید می توانید از این فیلترها استفاده کنید.

استفاه از کیت تستر کیفیت آب خانگی یک روش سریع و قابل اعتماد برای بررسی کیفیت آب لوله کشی منزل شما است. استفاده از این تست ها بسیار آسان بوده و می توان به سادگی به آن ها دسترسی داشت.

از سوی دیگر می توانید با سازمان تامین کننده آب منطقه ای خود تماس گرفته و یک کپی از گزارش سالانه کیفیت آب درخواست نمایید. این گزارش اطلاعات مفیدی در مورد کیفیت آب در منطقه شما ارائه می دهد. یک روش هزینه بر نیز ارسال نمونه آب لوله کشی به آزمایشگاه است.

پس از بررسی کیفیت و آلاینده های موجود در آب لوله کشی و با اطلاع از توانایی فیلترهای کربن در حذف آلاینده های خاص می توانید تصمیم بگیرید که از آن ها استفاده کنید یا خیر.

اگر تصمیم به خرید این فیلترها داشتید، دو راه زیر را پیش روی خود دارید:

1. فیلترهای نقطه ورودی (POE)

فیلترهای POE به خط اصلی آب ورودی ساختمان متصل می شوند. این دستگاه ها تمام حجم آب را قبل از اینکه به دستگاه‌ های پخش کننده مانند شیر آب، توالت، دوش، حمام، آشپزخانه، لباس‌شویی و غیره برسند تصفیه می‌کنند. رایج ترین نوع سیستم POE، سیستم پیش تصفیه ورودی ساختمان است. پیش تصفیه های ورودی آلاینده های احتمالی را پیش از رسیدن به شیر آب حذف کرده و از جذب شدن آن ها هنگام شستشو، حمام کردن یا دوش گرفتن توسط پوست جلوگیری می کنند.

2. فیلترهای نقطه استفاده (POU)

فیلترهای POU نباید با سیستم‌های POE اشتباه گرفته شوند. با این وجود هر دوی این سیستم ها نتایج مشابهی را به همراه خواهند داشت. استفاده از این گونه سیستم ها هزینه کمتری را در پی خواهد داشت؛ چرا که تنها به تصفیه آب مورد نیاز در محل های مختلف از جمله سینک آشپزخانه می پردازند. فیلترهای POU در قالب یک دستگاه نصب می‌شوند و آب را در جایی که از آن استفاده می‌شود، تصفیه می‌کنند.

فیلتراسیون کربن فعال یک متد و فناوری عالی در زمینه تصفیه آب است. این فناوری قادر است تا بسیاری از مسائل مربوط به آلودگی آب را که ما روزانه با آن دست و پنجه نرم می کنیم را حل کند. البته چندین استثنا نیز وجود دارد که باید در نظر داشته باشید.

پیش از اقدام به خرید فیلتر کربن فعال اطمینان حاصل کنید که:

•    چه آلاینده های خاصی را حذف کرده و کاهش می دهد.
•    نوع کربن فعال سیستم (گرانول، کربن بلوک و غیره)
•    از چه موادی در آن استفاده شده است (به عنوان مثال، چوب، کربن پوسته نارگیل، زغال سنگ و غیره).
•    وضعیت فعلی کیفیت آب ساختمان شما چگونه است (از یکی از روش های تست ذکر شده در بالا استفاده کنید).
•    در کجای خانه خود به آب تصفیه شده نیاز دارید؛ چه در کل خانه و چه در نقاط خاص
•    میزان بودجه 
•    نیازهای خاص

برای مشاهده اطلاعات کامل هر یک از دستگاه های تصفیه آب می توانید به وب سایت آبین مراجعه نمایید. کارشناسان ما در آبین آماده ارائه خدمات مشاوره ای به صورت کاملا رایگان با شماره تماس 02122228116 هستند.