Классические фильтры в основном основаны на сорбционном методе очистки воды. Строго говоря, в настоящее время в фильтрах используется не одна, а одновременно несколько технологий очистки воды. Так, практически во всех сорбционных фильтрах используется еще ионообменный способ очистки, при котором ионы тяжелых металлов эффективно удаляются при помощи соответствующих ионообменных смол.
Фильтры на основе данных технологий обладают высокой степенью очистки, сохраняют в воде полезные вещества, достаточно компактны. Однако у систем такого типа имеются и недостатки. Пока поглотительный элемент новый, система работает прекрасно, но со временем микроорганизмы накапливаются на поверхности сорбента и начинают там размножаться. В этом случае очищенная вода может стать более загрязненной, чем исходная.
Как правило, чтобы избежать такой ситуации, сорбционный материал покрывают серебром, что препятствует размножению микроорганизмов. В любом случае, со временем сорбент "насыщается", и его необходимо заменять. Рассмотрим методы очистки, рожденные современными технологиями. Первый, самый простой, тип - это фильтры, очищающие воду с помощью механической фильтрации. Новые технологии позволяют изготавливать так называемые ультрафильтры, которые способны задерживать даже такие мелкие частицы, как бактерии.
Примером такой системы является установка очистки воды EKO FP 4 plus производства компании «AquaFilter» (США). Она предназначена для использования в стандартных водопроводных линиях с давлением от 2 атмосфер (2 bar). Это четырехступенчатая универсальная система, пригодная для работы с хлорированной водой. Кроме ультрафильтрационной мембраны снабжена предварительным осадочным фильтром на 20 микрон и двумя угольными фильтрами.
Еще более глубокую очистку воды осуществляют системы на основе полупроницаемых тонкопленочных или ацетат-целлюлозных мембран (т.н. обратный осмос). В качестве фильтрующего элемента используется мембрана с порами диаметром 3-5 ангстрем. Очистка происходит практически на молекулярном уровне. Такие системы позволяют задерживать все частицы, кроме молекул воды, и получать на выходе воду, близкую по составу к дистиллированной. Метод позволяет удалить более 95 процентов всех известных примесей. Первоначально он применялся для опреснения морской воды. Явление осмоса лежит в основе обмена веществ всех живых организмов и состоит в том, что при разделении двух солесодержащих растворов разной концентрации полупроницаемой мембраной молекулы воды будут стремиться разбавить собой раствор с большей концентрацией соли. При этом создается так называемое осмотическое давление Po.
Если искусственно создать давление со стороны раствора с большей концентрацией соли, превышающее Ро, то молекулы воды будут вытесняться в обратную сторону (к раствору с меньшей концентрацией). Поэтому такой процесс называется обратным осмосом. В процессе очищения воды концентрация солей со стороны входа возрастает, из-за чего мембрана может засориться и перестать работать. Для предотвращения этого вдоль мембраны создается принудительный поток воды, смывающий соли в дренаж.
К сожалению, системы на основе обратного осмоса довольно дороги. Экономичность таких систем по части расхода воды тоже довольно сомнительна - на каждый литр отфильтрованной воды 1 литр сбрасывается в канализацию.
В качестве примера бытовых систем обратного осмоса можно привести фильтр FRO 5 «AquaFilter» (США). Он предназначен для использования в стандартных водопроводных линиях с давлением 3 - 4 атмосферы (3-4 bar). Это пятиступенчатая универсальная система, пригодная для работы с хлорированной водой. Кроме мембраны она снабжена предварительным осадочным фильтром на 20 микрон, фильтром на 5 микрон, угольным фильтром и финишным фильтром. Эффективность очистки при применении ацетат целлюлозной мембраны: Биологическое загрязнение (бактерии, вирусы, простейшие) >99%, органические вещества (ПАВ, ядохимикаты, масла, фенолы, спирты, ацетон)>90%, механические частицы/мутность> 99%, неорганические элементы (радионуклиды, нитраты, тяжелые металлы) - 85-95%, нитраты - 40-50%.
Более высокие показатели можно получить с помощью тонкопленочной композитной мембраны. Иногда достаточно дорогие системы очистки комплектуются специальной ультрафиолетовой лампой. Ультрафиолетовые лучи с длиной волны 254 нанометров (коротковолновый ультрафиолет), испускаемые ртутно-кварцевой лампой, вызывают изменения в ДНК всех видов микроорганизмов (простейшие микроорганизмы, бактерии, вирусы) на генетическом уровне, препятствуя их жизнедеятельности и размножению.