von Gene Franks
Der größte Einzelabschnitt in den „EPA Regulated Water Contaminants“ (EPA-regulierte Wasserverunreinigungen), die in der Zeitschrift Water Technology veröffentlicht wurden, ist der Abschnitt über organische Stoffe (einschließlich VOCs oder „Volatile Organics“). In dieser Kategorie listet die EPA 32 sehr unangenehme chemische Verunreinigungen auf – viele mit bekannten Namen wie Benzol, 1,1-Dichlorethylen, Tetrachlorkohlenstoff, Dioxin, Styrol, Toluol, Chloroform und Vinylchlorid. Um eine Vorstellung vom Umfang dieser Liste zu vermitteln, sei hier nur ein einziger der 32 Punkte genannt: „Trihalomethane insgesamt“, eine Kategorie, die aus noch ungezählten Chemikalien besteht, deren Zahl vermutlich in die Tausende geht und die entstehen, wenn Wasser, das organische Stoffe enthält (d. h. praktisch alles Wasser), mit Chlor behandelt wird. Der zulässige Höchstwert für Trihalomethane, die im Verdacht stehen, Krebs zu verursachen, und die in praktisch jedem gechlorten Leitungswasser vorhanden sind, beträgt nur 1/10 eines Teils pro Million. Für die Kategorie „Organische Stoffe“ ist Aktivkohle in allen Fällen die erste und in den meisten Fällen die einzige empfohlene Behandlung.
In der Kategorie „Pestizide“ der EPA sind 14 bekannte Gifte wie Aldicarb, Chlordan, Heptachlor und Lindan aufgeführt. In allen 14 Fällen ist Aktivkohle die einzige empfohlene Behandlung. Von den 12 aufgelisteten Herbiziden (2,4-D, Atrazin usw.) ist Aktivkohle die einzige empfohlene Behandlung.
Für organische Stoffe, Pestizide und Herbizide ist die Standardbehandlung und in den meisten Fällen die einzige empfohlene Behandlung Aktivkohle.
Wenn die Leute Wasserfilter sagen, meinen sie meistens eine Art von Kohlefilter, denn seit die Ägypter entdeckten, dass Wasser durch die Lagerung in Holzkohle frischer bleibt und besser schmeckt, ist Kohle ein Standardmerkmal in der Wasseraufbereitung gewesen. Ihre jahrhundertelange Beliebtheit zeugt von ihrer Wirksamkeit.
Was die Kohlefiltration nicht kann, zeigt sich in den übrigen drei Kategorien der EPA-Schadstoffliste. Kohlenstoff wird nur bei einer der vier aufgeführten mikrobiologischen Verunreinigungen als Behandlungsmethode erwähnt: Trübung. Sie wird nicht für die Entfernung von Coliformen oder Zysten empfohlen, obwohl ironischerweise einige der sehr dichten festen Kohlenstoffblockfilter, die jetzt auf dem Markt sind, Bakterien (obwohl die Hersteller dies nur selten behaupten) und Zysten wie Giardia und Cryptosporidium recht gut entfernen. Die Multipure Aktivkohleblöcke waren sogar das erste Filtergerät, das von der NSF (der renommiertesten unabhängigen Agentur, die die Leistung von Produkten testet und zertifiziert) für die Entfernung von Kryptosporidien zertifiziert wurde. Multipure und einige andere sehr dichte Kohleblockfilter entfernen Zysten einfach aufgrund ihrer begrenzten Porengröße. Multipure-Blöcke sind absolute 1/2-Mikron-Filter, so dass Cryptosporidium-Organismen etwa zehnmal zu dick sind, um durch die Löcher zu gelangen. Obwohl andere Arten der sehr dichten Filtration ebenso gut funktionieren könnten, sind die jetzt auf dem Markt befindlichen sehr dichten Aktivkohleblockfilter sehr wirksam gegen bestimmte Formen mikrobiologischer Verunreinigungen.
Das Gleiche gilt für die anorganische Kategorie. Aktivkohle selbst wird in der EPA-Liste als bevorzugte Behandlung nur für Quecksilber aufgeführt, aber Kohlenstoffblockfilter können auch zur Entfernung von Blei eingesetzt werden. Einige sind NSF-zertifiziert für die Entfernung von Blei und Asbest. Im Großen und Ganzen ist die Entfernung von anorganischen Stoffen jedoch die Aufgabe von Umkehrosmose-, Destillations- und Ionenaustauschsystemen.
Das Gleiche gilt für die letzte Kategorie, die der Radionuklide, bei der Kohle unwirksam ist und Umkehrosmose (RO) und Ionenaustausch definitiv die Mittel der Wahl sind.
Wenn Sie ein Wasserfiltersystem für zu Hause in Erwägung ziehen, sollten Sie einige Dinge beachten:
Chlor wurde in der obigen Diskussion nicht berücksichtigt, weil die EPA es nicht als Wasserverunreinigung betrachtet. Das ist zwar offenkundig absurd, aber auch politisch zweckmäßig und wird sich wahrscheinlich nicht so bald ändern. (Bedenken Sie, dass alle von der EPA festgelegten Höchstwerte für Schadstoffe politisch ausgehandelte Zahlen sind, die nicht unbedingt auf der Realität beruhen. Sie stellen einen Kompromiss zwischen dem Ideal und dem dar, was die Wasseraufbereitungsanlagen in der Praxis leisten können). Die Entfernung von Chlor ist das, was Kohlenstoff am besten kann, und nichts anderes kommt an die Fähigkeit von Kohlenstoff heran, Chlor zu entfernen.
Wenn Destilliergeräteverkäufer oder eifrige MLMer Ihnen eine Tabelle zeigen, die besagt, dass Umkehrosmoseanlagen (RO) kein Chlor oder bestimmte Chemikalien entfernen, sollten Sie bedenken, dass RO-Anlagen einen oder mehrere Kohlenstofffilter enthalten. In der Tat müssen „Dünnschicht“-Umkehrosmoseanlagen, der gängigste Typ, als allererste Maßnahme das gesamte Chlor aus dem Wasser entfernen, da sonst die Membran der Anlage zerstört wird. Solche Aussagen sind einfach nur billige Werbeaussagen, die zwar technisch richtig, aber praktisch falsch sind. Destilliergeräte haben ebenfalls große Probleme mit der Entfernung von Chlor und flüchtigen organischen Verbindungen. Leitungswasser sollte vor der Destillation immer mit Aktivkohle gefiltert werden, da sonst die flüchtigen organischen Verbindungen und das Chlor wieder in das destillierte Wasser gelangen oder in die Luft freigesetzt werden, so dass Sie es einatmen können.
Die am häufigsten gewünschten Verunreinigungen, die nicht ohne weiteres durch Aktivkohlefiltration entfernt werden können, sind Fluorid, Nitrate und Natrium. Umkehrosmose und Destillation entfernen alle drei, so dass beide Verfahren in Kombination mit einem hochwertigen Kohlefilter eine vollständige Behandlung ermöglichen. Alle drei können auch durch selektive, für diesen Zweck entwickelte Nicht-Kohlefilter entfernt werden. So können Sie beispielsweise einen Doppelfilter mit einer Fluorid- und einer Kohlepatrone erwerben, wenn die Entfernung von Fluorid erwünscht ist.
Alle Kohlefilter sind nicht gleich. Einige sind viel leistungsfähiger als andere, und einige sind für bestimmte spezielle Zwecke konzipiert. Die Leistung hängt von der Menge und der Art der Kohle, der Bauweise des Filters und der Verweilzeit des Wassers ab. Kohleblöcke funktionieren im Allgemeinen besser als GAC-Filter (körnige Aktivkohle), obwohl viele der letzteren gute Arbeit leisten können. GAC hat in der Regel die Konsistenz von Kaffeesatz und ist daher anfällig für „Kanalisierung“ und „Verflüssigung“. Wenn Sie nicht glauben, dass Wasser Kanäle schneiden kann, sehen Sie sich den Grand Canyon an. Feste Kohlenstoffblöcke halten den Kohlenstoff an Ort und Stelle und lassen ihn nicht wegschwemmen.
Filterkohle ist ein Industrieprodukt. Obwohl sie manchmal fälschlicherweise als Holzkohle bezeichnet wird, handelt es sich in Wirklichkeit um ein Kohlenstoffmaterial, das mit Dampf und hohen Temperaturen unter Ausschluss von Sauerstoff behandelt wurde.
Es gibt viele Arten von Kohle. Die meisten Filterkohlen werden aus Kohle hergestellt, aber auch andere Stoffe wie Holz und Nussschalen werden verwendet. Kokosnussschalenkohle wird immer beliebter, nicht nur, weil sie aus einer erneuerbaren Ressource hergestellt wird, sondern auch, weil sie sehr wohlschmeckendes Wasser produziert und besonders gut bei der Entfernung von Trihalomethan ist. Eine neue Spezialkohle, katalytische Kohle genannt, ist jetzt erhältlich, die Schwefelwasserstoffgas entfernt (das den Geruch von faulen Eiern in manchen Brunnen verursacht) und sehr gut in der Lage ist, Chloramine zu entfernen (die Mischung aus Ammoniak und Chlor, die in manchen Wasserversorgungen als Desinfektionsmittel verwendet wird).
Kohlefilter entfernen Chemikalien durch den Prozess der Adsorption (im Gegensatz zur Absorption). Webster’s Collegiate Dictionary definiert Adsorption als „das Anhaften von Molekülen in einer dünnen Schicht an den Oberflächen fester Körper, mit denen sie in Kontakt sind“. Kohlenstoff zieht bestimmte Chemikalien auf molekularer Ebene an, ähnlich wie ein Magnet Metallspäne anzieht und festhält. Wenn die Oberflächen voll sind, muss der Filter entsorgt und ausgetauscht werden.
Der rechtzeitige Austausch der Filterpatrone ist sehr wichtig, da die Filterkohle eine unterschiedliche Kapazität für verschiedene Schadstoffe hat. Viele Menschen verlassen sich auf Tests zur Chlorentfernung, um festzustellen, wann die Filterkohle erneuert werden sollte. Das funktioniert aber nur, wenn die Chlorentfernung alles ist, was Sie von dem Filter erwarten. Die meisten Kohlefilter beginnen, andere Chemikalien durchzulassen, lange bevor sie Chlor durchlassen. Der extrudierte Kohleblock MatriKX 1+, der in den meisten PWP-Umkehrosmoseanlagen und Kohlefilteranlagen verwendet wird, hat beispielsweise eine erstaunliche Chlorentfernungskapazität von 20.000 Gallonen (bei einem Betrieb von 0,75 Gallonen pro Minute), aber derselbe Filter verliert seine Wirksamkeit bei der Entfernung von Trihalogenmethan bei etwa 750 Gallonen. Er sollte daher jährlich ausgetauscht werden, auch wenn er noch eine große Menge an Chlorentfernungskapazität hat.
Filterhersteller bewerten Filter in „Mikron“. Mikron ist ein Maß für die Porengröße; je kleiner die Zahl, desto dichter der Filter. CTO steht für „Chlorine, Taste, Odor“ (Chlor, Geschmack, Geruch) und bedeutet, dass der Hersteller nur angibt, dass der Filter Chlor entfernt und Geschmack und Geruch verbessert. Der Filter könnte noch mehr leisten, aber der Hersteller gibt keine Garantie dafür. CTO-Filterpatronen haben in der Regel eine Porengröße von etwa 10 Mikrometern. Filter mit einer Porengröße von fünf Mikrometern entfernen mehr Chemikalien, verstopfen aber schneller, wenn das Wasser stark verunreinigt ist. Ein-Mikron-Filter sind nur für Trinkwasser geeignet. Im Allgemeinen sind sie zu eng, um große Wassermengen zu filtern, ohne den Durchfluss auf ein inakzeptables Maß zu verlangsamen.
Filterhersteller verwenden auch die Begriffe „absolut“ und „nominal“, um die Mikrometerwerte ihrer Produkte zu beschreiben. Absolute bedeutet absolut. Nominal bedeutet „mehr oder weniger“. Einige Aktivkohlefilter haben eine absolute Filterfeinheit von 0,5 Mikron. Das ist der kleinste Wert, den man bei einem Kohlefilter erreichen kann. Wenn er enger wird, geht das Wasser nicht durch. Der MatriKX +1 hat eine nominale Stärke von einem Mikron, was bedeutet, dass er sehr gut darin ist, Dinge im Bereich von einem bis zwei Mikron und mehr herauszufiltern.
Es gibt in der Tat ein Gesetz des abnehmenden Ertrags bei Kohlefiltern. Je mehr sie leisten, desto kürzer ist in gewisser Weise ihre Lebensdauer. Einfach ausgedrückt: Ein sehr dichter Filter verstopft schnell, weil er alles auffängt. Ein Trinkwasserfilter, der verspricht, drei oder fünf Jahre zu halten, kann dies nur tun, weil er alles durchlässt, was kleiner als ein Tennisball ist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kohle ein äußerst vielseitiges und hochwirksames Wasseraufbereitungsmittel ist. Sie hat eine immense Oberfläche. Ein einziges Pfund körnige Aktivkohle hat eine Filterfläche, die 125 Hektar entspricht! Sie ist das bekannteste Mittel zur Behandlung von organischen Chemikalien, flüchtigen organischen Verbindungen, Pestiziden, Herbiziden sowie Chlor und seinen Nebenprodukten. Sie ist auch ein unbestrittener Geschmacks- und Geruchsverbesserer. In Form von festem Kohlenstoff oder extrudierten Kohlenstoffblöcken bietet sie auch eine sehr hochwertige Partikelfiltration, in einigen Fällen bis in den Submikronbereich.