av Gene Franks
Det största avsnittet i ”EPA Regulated Water Contaminants”, som publiceras i tidskriften Water Technology, är avsnittet om organiska ämnen (inklusive VOC:er, eller ”Volatile Organics”). I denna kategori förtecknar EPA 32 mycket otäcka kemiska föroreningar – många med välkända namn som bensen, 1,1 dikloreten, koltetraklorid, dioxin, styren, toluen, kloroform och vinylklorid. För att ge en uppfattning om hur omfattande denna lista är, kan man nämna att en enda av de 32 punkterna är ”totala trihalometaner”, en kategori som består av ännu oräknade kemikalier, som antas vara tusentals, och som bildas när vatten som innehåller organiskt material (dvs. praktiskt taget allt vatten) behandlas med klor. Den högsta tillåtna nivån för trihalometaner, som misstänks vara cancerframkallande och som finns i praktiskt taget allt klorerat kranvatten, är endast 1/10 av en del per miljon. För kategorin Organiska ämnen är den primära behandlingen i alla fall och den enda rekommenderade behandlingen i de flesta fall aktivt kol.
EPA:s kategori Bekämpningsmedel listar 14 välkända gifter som aldikarb, klordan, heptaklor och lindan. I alla 14 fallen är aktivt kol den enda rekommenderade behandlingen. Av de 12 växtgifter som anges (2,4-D, Atrazin etc.) är aktivt kol den enda behandling som rekommenderas.
För organiska ämnen, bekämpningsmedel och växtgifter är standardbehandlingen, och i de flesta fall den enda behandling som rekommenderas, aktivt kol.
När folk säger vattenfilter menar de oftast ett kolfilter av något slag, för sedan egyptierna upptäckte att förvaring av vatten i träkol gjorde att vattnet förblev fräschare och smakade bättre, har kol varit ett standardinslag i vattenbehandling. Dess månghundraåriga popularitet vittnar om dess effektivitet.
Vad kolfiltrering inte gör kan ses i de återstående tre kategorierna på EPA:s lista över föroreningar. Kol nämns som behandling för endast en av de fyra mikrobiologiska föroreningar som anges: turbiditet. Det rekommenderas inte för avlägsnande av koliforma bakterier eller cystor, även om det ironiskt nog är så att vissa av de mycket täta fasta kolblocksfilter som nu finns på marknaden avlägsnar bakterier (även om tillverkarna sällan gör detta påstående) och cystor som giardia och cryptosporidium ganska lätt. Multipure fasta kolblock var faktiskt den första filtreringsanordningen som certifierades av NSF (det mest prestigefyllda oberoende organet som testar och certifierar produktprestanda) för avlägsnande av kryptosporidium. Multipure och vissa andra mycket täta kolblocksfilter avlägsnar cystor helt enkelt på grund av sin begränsade porstorlek. Multipure block är absoluta 1/2 mikronfilter, vilket gör att cryptosporidiumorganismerna är ungefär tio gånger för feta för att gå igenom hålen. Även om andra typer av mycket tät filtrering skulle kunna fungera lika bra, är de mycket täta kolblocksfilter som nu finns på marknaden alltså mycket effektiva mot vissa former av mikrobiologiska föroreningar.
Det samma gäller för den oorganiska kategorin. Aktivt kol i sig självt förekommer i EPA:s lista som en föredragen behandling endast för kvicksilver, men kolblocksfilter kan också konstrueras för att avlägsna bly. Vissa är NSF-certifierade för avlägsnande av bly och asbest. I stort sett är dock avlägsnande av oorganiska ämnen en egenskap för omvänd osmos, destillatorer och jonbytessystem.
Det samma gäller i den sista kategorin, radionuklider, där kol är ineffektivt och omvänd osmos (RO) och jonbyte definitivt är de behandlingar som är att föredra.
Om du överväger att skaffa ett vattenfiltreringssystem för hemmet finns här några saker att tänka på:
Klor beaktades inte i diskussionen ovan eftersom EPA inte anser att det är en vattenförorening. Även om detta är uppenbart absurt är det också politiskt lämpligt och kommer sannolikt inte att ändras inom kort. (Kom ihåg att alla EPA:s maximala tillåtna föroreningar är politiskt förhandlade siffror som inte nödvändigtvis har någon grund i verkligheten. De representerar en kompromiss mellan idealet och vad som praktiskt kan göras av vattenreningsverken). Kloravlägsnande är vad kol är bäst på, och inget annat motsvarar kolets förmåga att avlägsna klor.
När destilleriförsäljare eller nitiska MLMare visar dig ett diagram som visar att enheter för omvänd osmos (RO) inte avlägsnar klor eller vissa kemikalier, tänk då på att enheter för omvänd osmos innehåller ett eller flera kolfilter. I själva verket måste ”tunnfilm” RO-enheter, som är den vanligaste typen, avlägsna allt klor från vattnet som första åtgärd, annars kommer enhetens membran att förstöras. Sådana uttalanden är helt enkelt billiga reklamuttalanden som tekniskt sett är sanna men praktiskt taget falska. Destillerier har också stora problem med att avlägsna klor och flyktiga organiska föreningar. Kranvatten bör alltid kolfiltreras före destillation, annars kommer de flyktiga organiska föreningarna och kloret tillbaka till det destillerade vattnet eller kommer att släppas ut i luften så att du kan andas in.
Föroreningar som människor oftast vill få bort och som inte lätt kan avlägsnas med hjälp av kolfiltrering är fluorid, nitrater och natrium. Omvänd osmos och destillation avlägsnar alla tre, så båda i kombination med ett högkvalitativt kolfilter ger fullständig behandling. Alla tre kan också avlägsnas med hjälp av selektiva filter utan kol som är utformade för ändamålet. Man kan till exempel skaffa ett dubbelfilter med en fluorid- och en kolpatron om man vill avlägsna fluorid.
Alla kolfilter är inte skapade lika. Vissa fungerar mycket bättre än andra, och vissa är utformade för utvalda specialändamål. Prestandan beror på mängden och typen av kol, hur filtret är konstruerat och vattnets uppehållstid. Kolblock fungerar i allmänhet bättre än GAC-filter (granulärt aktivt kol), även om många av de senare kan göra ett bra jobb. GAC är vanligtvis av samma konsistens som kaffesump, så det är utsatt för ”kanalisering” och ”fluidisering”. Om du inte tror att vatten kan skapa kanaler kan du titta på Grand Canyon. Fasta kolblock håller kolet på plats och låter det inte sköljas bort.
Filterkol är en tillverkad produkt. Även om det ibland felaktigt kallas för träkol är det i själva verket ett kolmaterial som har behandlats med ånga och hög temperatur i frånvaro av syre.
Det finns många typer av kol. Det mesta filterkolet tillverkas av kol, men andra ämnen som trä och nötskal används också. Kol från kokosnötsskal håller på att bli populärt, inte bara för att det tillverkas av en förnybar resurs utan också för att det ger mycket välsmakande vatten och är särskilt bra på att avlägsna trihalometan. Det finns nu ett nytt specialkol som kallas katalytiskt kol och som avlägsnar vätesulfidgas (som ger upphov till lukten av ”ruttna ägg” i vissa brunnsvatten) och är mycket bra på att avlägsna kloraminer (blandningen av ammoniak och klor som används som desinfektionsmedel i vissa vattenförsörjningar).
Kolfilter avlägsnar kemikalier genom adsorption (i motsats till absorption). Webster’s Collegiate Dictionary definierar adsorption som ”vidhäftning i ett tunt lager av molekyler till ytorna på fasta kroppar där de är i kontakt”. Kol drar till sig vissa kemikalier på molekylär nivå på samma sätt som en magnet drar till sig och håller fast metallspån. När ytorna är fulla måste filtret kasseras och bytas ut.
Det är mycket viktigt att byta patroner i tid eftersom filterkolet har olika kapacitet för olika föroreningar. Många förlitar sig på tester för klorborttagning för att avgöra när filterkolet ska förnyas. Detta fungerar endast om klorborttagning är allt du förväntar dig av filtret. De flesta kolfilter börjar ”läcka” andra kemikalier långt innan de börjar släppa igenom klor. Det extruderade kolblocket MatriKX 1+ som används i de flesta PWP RO-enheter och kolfiltreringsenheter har till exempel en fantastisk kapacitet att avlägsna klor på 20 000 gallon (när det drivs med 0,75 gallon per minut), men samma filter förlorar sin effektivitet när det gäller avskiljning av trihalometan vid cirka 750 gallon. Det bör därför bytas ut varje år även om det fortfarande har mycket kloravskiljningskapacitet kvar.
Filtertillverkare klassificerar filter i ”mikroner”. Mikroner är ett storleksmått på porstorleken, så ju mindre siffran är, desto tätare är filtret. CTO står för ”Chlorine, Taste, Odor” (klor, smak, lukt) och innebär att tillverkaren endast säger att filtret avlägsnar klor och förbättrar smak och lukt. Filtret kan göra mer, men tillverkaren garanterar det inte. CTO-klassade filterpatroner har vanligtvis en porstorlek på cirka 10 mikrometer. Filter med fem mikroner avlägsnar fler kemikalier men täpps till snabbare om det finns tunga partiklar i vattnet. Enmikronfilter är endast avsedda för dricksvatten. I allmänhet är de för trånga för att filtrera stora mängder vatten utan att flödet fördröjs till oacceptabla nivåer.
Filtertillverkare använder också orden ”absolut” och ”nominell” för att beskriva sina produkters mikronvärden. Absolut betyder absolut. Nominell betyder ”mer eller mindre”. Vissa kolblock är absoluta 0,5 mikron. Det är så tätt som det är praktiskt möjligt att göra ett kolfilter. Om det blir tätare går vattnet inte igenom. MatriKX +1 är nominellt en mikron, vilket innebär att det är mycket bra på att få bort saker i en till två mikron och större.
Det finns i själva verket en lag om minskad avkastning i kolfilter. På sätt och vis är det så att ju mer de gör, desto kortare blir deras livslängd. Enkelt uttryckt, ett mycket tätt filter täpper till snabbt eftersom det fångar upp allt. Ett dricksvattenfilter som lovar att hålla i tre eller fem år kan göra det bara för att det låter allt som är mindre än en tennisboll passera.
För att sammanfatta är kol ett extremt mångsidigt och mycket effektivt medium för vattenbehandling. Det har en enorm yta. Ett enda pund granulärt aktivt kol har en filtreringsyta som motsvarar 125 hektar! Det är den mest kända behandlingen av organiska kemikalier, flyktiga organiska föreningar, bekämpningsmedel, herbicider samt klor och dess biprodukter. Det är också en oöverträffad smak- och luktförbättrare. När det arrangeras i form av fast kol eller extruderade kolblock ger det också en mycket högkvalitativ partikelfiltrering, i vissa fall ner till submikronnivån.