door Gene Franks
De grootste sectie in de “EPA Regulated Water Contaminants” gepubliceerd in Water Technology magazine, is de sectie over Organische stoffen (inclusief VOC’s, of “Volatile Organics”). In deze categorie somt de EPA 32 zeer vervelende chemische verontreinigingen op – vele met bekende namen als benzeen, 1,1 dichloorethyleen, tetrachloorkoolstof, dioxine, styreen, tolueen, chloroform, en vinylchloride. Om een idee te geven van de uitgebreidheid van deze lijst: een van de 32 items is “Totaal trihalomethanen”, een categorie die bestaat uit nog steeds niet getelde chemische stoffen, waarvan wordt aangenomen dat het er duizenden zijn, die worden gevormd wanneer water dat organisch materiaal bevat (d.w.z. vrijwel al het water) met chloor wordt behandeld. Het maximaal toelaatbare niveau voor trihalomethanen, die vermoedelijk kankerverwekkend zijn en in vrijwel al het gechloreerde leidingwater aanwezig zijn, bedraagt slechts 1/10 van één deeltje per miljoen. Voor de categorie Organische stoffen is actieve kool in alle gevallen de primaire behandeling en in de meeste gevallen de enige aanbevolen behandeling.
In de categorie Pesticiden van de EPA worden 14 bekende vergiften genoemd, zoals Aldicarb, Chloordaan, Heptachloor en Lindaan. In alle 14 gevallen is actieve kool de enige aanbevolen behandeling. Van de 12 vermelde herbiciden (2,4-D, Atrazine, enz.) is actieve kool de enige aanbevolen behandeling.
Voor organische stoffen, pesticiden en herbiciden is actieve kool de standaardbehandeling, en in de meeste gevallen de enige aanbevolen behandeling.
Wanneer mensen waterfilter zeggen, bedoelen ze meestal een of andere koolstoffilter, want sinds de Egyptenaren ontdekten dat water opslaan in houtskool het verser deed blijven en beter deed smaken, is koolstof een standaardonderdeel in waterbehandeling. De eeuwenlange populariteit ervan getuigt van de doeltreffendheid.
Wat koolstoffiltratie niet doet, is te zien in de overige drie categorieën van de EPA-verontreinigingenlijst. Koolstof wordt slechts genoemd als behandeling voor één van de vier genoemde microbiologische verontreinigingen: troebelheid. Het wordt niet aanbevolen voor de verwijdering van coliformen of cysten, hoewel ironisch genoeg sommige van de zeer dichte vaste koolstoffilters die nu op de markt zijn bacteriën (hoewel de fabrikanten dit zelden beweren) en cysten zoals giardia en cryptosporidium vrij gemakkelijk verwijderen. De vaste koolstofblokken van Multipure waren zelfs het eerste filtratiemiddel dat door NSF (het meest prestigieuze onafhankelijke bureau dat productprestaties test en certificeert) werd gecertificeerd voor de verwijdering van cryptosporidium. Multipure en sommige andere zeer dichte koolstofblokfilters verwijderen cysten eenvoudigweg vanwege hun beperkte poriegrootte. Multipure blokken zijn absoluut 1/2 micron filters, waardoor cryptosporidium organismen ongeveer tien keer te dik zijn om door de gaatjes te gaan. Hoewel andere soorten zeer dichte filtratie dus even goed zouden kunnen werken, zijn de zeer dichte koolstofblokfilters die nu op de markt zijn, zeer effectief tegen bepaalde vormen van microbiologische verontreinigingen.
Hetzelfde geldt voor de categorie Anorganisch. Actieve kool zelf komt in de EPA-lijst alleen voor als een voorkeursbehandeling voor kwik, maar koolstofblokfilters kunnen ook worden ontworpen om lood te verwijderen. Sommige zijn NSF-gecertificeerd voor het verwijderen van lood en voor asbestverwijdering. Over het algemeen echter is de verwijdering van anorganische stoffen de eigenschap van omgekeerde osmose, distilleerders, en ionenuitwisselingssystemen.
Hetzelfde geldt in de laatste categorie, Radionucliden, waar koolstof ineffectief is en omgekeerde osmose (RO) en ionenuitwisseling absoluut de behandelingen van keuze zijn.
Als u overweegt een waterfiltersysteem voor thuisgebruik aan te schaffen, zijn hier enkele dingen om in gedachten te houden:
Chloor is in de bovenstaande discussie buiten beschouwing gelaten omdat de EPA het niet als een waterverontreinigende stof beschouwt. Hoewel dit duidelijk absurd is, is het ook politiek opportuun en zal het waarschijnlijk niet snel veranderen. (Vergeet niet dat alle door de EPA vastgestelde maximumwaarden voor verontreinigende stoffen politiek overeengekomen cijfers zijn die niet noodzakelijk op de realiteit gebaseerd zijn. Zij vormen een compromis tussen het ideaal en wat in de praktijk door waterzuiveringsinstallaties kan worden gedaan). Chloorverwijdering is waar koolstof het beste in is, en niets anders evenaart het vermogen van koolstof om chloor te verwijderen.
Wanneer distilleerverkopers of ijverige MLMers u een grafiek laten zien die aangeeft dat omgekeerde osmose (RO) units geen chloor of bepaalde chemicaliën verwijderen, bedenk dan dat RO units een of meer koolstoffilters bevatten. In feite, “dunne film” RO eenheden, het meest voorkomende type, moet alle chloor uit het water te verwijderen als de allereerste operatie anders het membraan van de eenheid zal worden vernietigd. Dergelijke beweringen zijn gewoon goedkope reclamepraatjes die technisch waar zijn, maar praktisch onjuist. Distilleerders hebben eveneens grote problemen met het verwijderen van chloor en VOC. Leidingwater moet altijd met koolstof worden gefilterd voordat het wordt gedestilleerd, anders zullen de VOC’s en chloor weer in het gedestilleerde water terechtkomen of in de lucht terechtkomen zodat u het kunt inademen.
De verontreinigingen die mensen het vaakst verwijderd willen hebben en die niet gemakkelijk door koolstoffiltratie worden verwijderd, zijn fluoride, nitraten en natrium. Omgekeerde osmose en distillatie verwijderen alle drie, dus in combinatie met een koolstoffilter van hoge kwaliteit is een volledige behandeling mogelijk. Alle drie kunnen ook worden verwijderd door selectieve, niet-koolstoffilters die voor dit doel zijn ontworpen. U kunt bijvoorbeeld een dubbel filter verkrijgen met één fluoride- en één koolstofpatroon als fluorideverwijdering gewenst is.
Alle koolstoffilters zijn niet gelijk geschapen. Sommige presteren veel beter dan andere, en sommige zijn ontworpen voor bepaalde speciale doeleinden. De prestaties zijn afhankelijk van de hoeveelheid en het type koolstof, de manier waarop het filter is ontworpen, en de verblijftijd van het water. Koolstofblokken werken over het algemeen beter dan GAC (korrelige actieve kool) filters, hoewel veel van de laatste prima werk kunnen leveren. GAC heeft meestal de consistentie van koffiedik, en is dus onderhevig aan “kanalisatie” en “fluïdisatie”. Als u niet gelooft dat water kanalen kan doorsnijden, kijk dan eens naar de Grand Canyon. Vaste koolstofblokken houden de koolstof op zijn plaats en laten het niet wegspoelen.
Filterkool is een gefabriceerd product. Hoewel het soms abusievelijk houtskool wordt genoemd, is het eigenlijk een koolstofmateriaal dat is behandeld met stoom en hoge temperatuur in afwezigheid van zuurstof.
Er zijn vele soorten koolstof. De meeste filterkool wordt vervaardigd uit steenkool, maar ook andere stoffen zoals hout en notendoppen worden gebruikt. Kokosnootschalen worden populair, niet alleen omdat zij van een hernieuwbare bron zijn gemaakt, maar ook omdat zij zeer goed smakend water opleveren en bijzonder goed zijn in het verwijderen van trihalomethaan. Een nieuwe speciale koolstof, katalytische koolstof genaamd, is nu beschikbaar die waterstofsulfidegas verwijdert (dat de “rotte eierengeur” in sommige waterputten veroorzaakt) en zeer goed is in het verwijderen van chlooramines (het mengsel van ammoniak en chloor dat door sommige watervoorzieningen als desinfectiemiddel wordt gebruikt).
Koolstoffilters verwijderen chemicaliën door het proces van adsorptie (in tegenstelling tot absorptie). Webster’s Collegiate Dictionary definieert adsorptie als “de hechting in een dunne laag van moleculen aan de oppervlakken van vaste lichamen waarin zij in contact komen.” Koolstof trekt bepaalde chemicaliën op moleculair niveau aan, net zoals een magneet metaalvijlsel aantrekt en vasthoudt. Wanneer de oppervlakken vol zijn, moet het filter worden weggegooid en vervangen.
Tijdige vervanging van het patroon is erg belangrijk, omdat filterkool een verschillende capaciteit heeft voor verschillende verontreinigingen. Veel mensen vertrouwen op chloorverwijderingstests om te bepalen wanneer de filterkool moet worden vernieuwd. Dit werkt alleen als chloorverwijdering alles is wat u van het filter verwacht. De meeste koolstoffilters beginnen andere chemicaliën te “lekken” lang voordat ze chloor beginnen door te laten. Bijvoorbeeld, de MatriKX 1+ geëxtrudeerde koolstof blok gebruikt in de meeste PWP RO eenheden en koolstoffiltratie eenheden heeft een verbazingwekkende 20.000 gallon chloor verwijdering capaciteit (bij gebruik op .75 gallon per minuut), maar dezelfde filter verliest zijn effectiviteit op trihalomethaan verwijdering bij ongeveer 750 gallon. Daarom moet het jaarlijks worden vervangen, hoewel het nog veel chloorverwijderingscapaciteit zal hebben.
Filterfabrikanten beoordelen filters in “microns”. Microns zijn een maat voor de poriegrootte, dus hoe kleiner het getal, hoe strakker het filter. CTO staat voor “Chloor, Smaak, Geur” en betekent dat de fabrikant alleen zegt dat het filter chloor zal verwijderen en de smaak en geur zal verbeteren. Het filter kan meer doen, maar de fabrikant garandeert dat niet. CTO-kwaliteit filterpatronen hebben meestal een poriegrootte van ongeveer 10 micron. Vijf micron filters verwijderen meer chemicaliën, maar zullen sneller verstopt raken als er zware deeltjes in het water zitten. Eén-micronfilters zijn alleen voor drinkwater bedoeld. In het algemeen zijn ze te krap om grote hoeveelheden water te filteren zonder de stroom te vertragen tot onaanvaardbare niveaus.
Filterfabrikanten gebruiken ook de woorden “absoluut” en “nominaal” om de micronwaarden van hun producten te beschrijven. Absoluut betekent absoluut. Nominaal betekent “min of meer”. Sommige koolstof blokken zijn absoluut .5 micron. Dat is zo dicht als het praktisch is om een koolstoffilter te maken. Als het krapper wordt, gaat het water er niet doorheen. De MatriKX +1 is nominaal 1 micron, wat betekent dat het zeer goed is in het krijgen van dingen in het 1 tot 2 micron bereik en groter.
Er is in feite een wet van afnemende meeropbrengst in koolstoffilters. In sommige opzichten, hoe meer ze doen, hoe korter hun levensduur. Simpel gezegd, een zeer dicht filter verstopt snel omdat het alles opvangt. Een drinkwaterfilter dat belooft drie of vijf jaar mee te gaan, kan dat alleen omdat het alles doorlaat wat kleiner is dan een tennisbal.
Samenvattend is koolstof een uiterst veelzijdig en zeer effectief waterbehandelingsmedium. Het heeft een immens oppervlak. Een enkel pond korrelige actieve kool heeft een filterend oppervlak gelijk aan 125 acres! Het is de meest bekende behandeling voor organische chemicaliën, VOC’s, pesticiden, herbiciden, en chloor en zijn bijproducten. Het is ook een onbetwiste smaak- en geurverbeteraar. Wanneer het in vaste koolstof of geëxtrudeerde koolstofblok formaat, biedt het ook zeer hoge kwaliteit deeltjesfiltratie, in sommige gevallen tot in het sub-micron niveau.