W  technologii wody mamy do dyspozycji wiele różnych złóż filtracyjnych stosowanych w zależności od jakości ujmowanej wody oraz efektu, jaki chcemy osiągnąć w procesie jej uzdatnienia.

Branża basenowa dotychczas traktowana była jako mało wymagająca.  Starając się sprostać podstawowym standardom z zakresu wymagań sanitarnohigienicznych, praktycznie bazowała na dwóch najbardziej sprawdzonych złożach filtracyjnych (piaskowo-żwirowych, ewentualnie z warstwą antracytu lub węgla aktywnego). Oczywistym rezultatem jaki każdy system oczyszczania wody basenowej musi osiągnąć jest zabicie i usunięcie kolonii bakterii i pasożytów pozostałych w obiegu wody w wyniku niskoefektywnej w tym względzie filtracji mechanicznej, poprzez stosowanie coraz silniejszych  dezynfekantów. Bardzo dobrze przyjęły się lampy UV wspomagające proces dezynfekcji końcowej związkami chloru. Pisze się o nich w samych superlatywach, a ich unowocześnianie jest oczywistą konsekwencją rozwoju technologicznego w tej dziedzinie.

„Rewolucji” w zakresie metod filtracji było – w stosunku do metod dezynfekcji – znacznie mniej i ograniczały się w zasadzie do wykorzystania różnych materiałów filtracyjnych.


Jakie złoża filtracyjne są na dzień dzisiejszy dostępne na rynku?

Złoża piaskowo-żwirowe – powszechnie stosowane złoża filtracyjne, których jedyną właściwością jest filtracja mechaniczna bez dodatkowych zalet. W szeregu wad wylicza się między innymi: szybki spadek efektywności filtracji poprzez zbrylanie się złoża, tworzenie się kanałów w zbiorniku filtracyjnym, które przepuszczają zanieczyszczoną wodę do obiegu, wysokie koszty eksploatacyjne związane z dużym zapotrzebowaniem na wodę do płukania, rosnące zapotrzebowanie na chlor, rosnące koszty odprowadzania popłuczyn, duże straty ciepła w popłuczynach, konieczność okresowej wymiany złoża lub jego uzupełniania (im częstsza tym lepsza jakość filtratu). Piasek przed zbryleniem zachowuje bardzo dobre właściwości filtracyjne. Niestety, bakterie w złożach piaskowych znajdują doskonałe warunki do bardzo szybkiego namnażania się (sprzyjająca temperatura to 28-30^oC, słabo kwaśny odczyn wody w filtrze, zaledwie kilkuminutowy czas płukania złoża,  częstotliwość płukania w praktyce stosunkowo rzadka). Obecnie złoża te uważane są za najmniej skuteczny materiał filtracyjny.

Złoża zeolitowe – to kryształki krzemianu glinu o dużej porowatości, nasycone jonami sodowymi. Dzięki swojej porowatości usuwają zawiesiny o rozmiarach do 5 mikronów i adsorbują jony amonowe. Proces oczyszczania wody z zastosowaniem zeolitów oprócz filtracji polega na wymianie jonowej, dzięki czemu usuwany jest np. amoniak i jego związki, odpowiedzialne za powstawanie chloramin (w systemach chlorowych). Wadą zeolitów, podobnie jak innych złóż nieaktywowanych jest porastanie biofilmem („błoną bakteriologiczną”). W przypadku zeolitów, poprzez ich porowatość, środowisko do rozwoju bakterii jest bardzo korzystne. Filtr wypełniony zeolitem można płukać rzadziej niż filtry piaskowe, jednak nieunikniona jest okresowa konieczność wymiany złoża na nowe.

Złoża z ziemi okrzemkowej – stosowane są głównie w filtrach podciśnieniowych. Główną zaletą tej technologii jest mała powierzchnia potrzebna do skutecznego przetłoczenia określonej ilości wody. Ziemia okrzemkowa ze względu na swoją pylistość jest materiałem wymagającym szczególnych środków ostrożności. Może ona stwarzać zagrożenie dla zdrowia ludzi (obsługi technicznej). W ostatnich latach podejmowane są próby jej zastąpienia perlitem lub włóknami celulozy.

Złoża antracytowe – rodzaj złoża węglowego pochodzącego z odłamków węgla antracytowego, stosowany w celu zwiększenia adsorpcji zanieczyszczeń. W filtrach ze złożem piaskowym dodatkowa warstwa antracytu może skutecznie poprawiać ich efektywność, szczególnie w zakresie usuwania DBP (disinfection by-products).

Złoża z węgla aktywnego – używane w celu absorbcji związków nieorganicznych, organicznych, chloru związanego oraz usuwania metali ciężkich. Skutecznie zapobiegają formowaniu się chloru związanego, gdy jego warstwa nie przekracza 10 cm na powierzchni złoża piaskowego w filtrze ciśnieniowym. Wyższe warstwy złoża mogą powodować tworzenie się biofilmu i zakwaszanie złoża filtracyjnego. Im większe ziarna węgla aktywnego, tym trudniej go wypłukać z filtra przy płukaniu wstecznym. Za najlepszy węgiel aktywny uważany jest ten, wytwarzany z łupin orzecha kokosowego.

Złoża szklane – to złoża produkowane metodą kruszenia szkła białego, niebieskiego, brązowego, zielonego  o różnej granulacji ziaren, odpowiadającej granulacji złóż piaskowo-żwirowych. Kruszone szkło dostępne jest zarówno w Polsce, jak i Europie. Charakteryzuje się tym, że nie przechodzi procesu aktywacji chemiczno-termicznej a w jego skład wchodzi w większości szkło białe, które jest najtańsze i najłatwiej dostępne. Zanieczyszczenie związkami organicznymi tego typu złoża jest ok. 10-krotnie większe niż złoża AFM®.

Złoże AFM® - złoże szklane, aktywowane, wytworzone z mieszanki szkła koloru zielonego i brązowego, stosowane do filtracji elektro-mechanicznej. To jedyne aktywowane złoże na rynku, potwierdzone patentem, badaniami oraz 30-letnim doświadczeniem firmy Dryden Aqua. Jest to jedyne złoże filtracyjne, które zatrzymuje zanieczyszczenia wielkości nawet do 1 mikrona, podczas gdy świeży piasek skutecznie wypłukuje zanieczyszczenia wielkości od 8 mikronów.


Dlaczego AFM® jest skuteczniejsze od piasku, zeolitów i innych złóż filtracyjnych?
Na bazie przeprowadzonych badań we francuskim instytucie IFTS stwierdzono, że AFM® zatrzymuje 97% zanieczyszczeń wielkości do 5 mikronów przy prędkości filtracji 20 m/h. W tych samych warunkach piasek zatrzymuje 72% zanieczyszczeń. Dlatego analizując skuteczność filtracji i wpływ na dalsze procesy uzdatniania wody, złoże AFM® „przepuszcza” jedynie 3% zanieczyszczeń a piasek i inne złoża co najmniej 28%.

Na czym polega aktywacja złoża AFM®?
Aktywacja szkła polega na 300-krotnym zwiększeniu jego powierzchni czynnej, zmianie ładunku ziaren na ujemny, zmianie właściwości chemicznej szkła. Proces produkcji tego złoża polega na oczyszczeniu surowca z wszelkich zanieczyszczeń, w tym organicznych, podgrzaniu do temperatury 1200^oC, pokruszeniu szkła do odpowiednich granulacji i kształtów, a następnie poddaniu procesowi 2-stopniowej aktywacji: chemicznej i termicznej.

Największym problemem w basenach i wannach SPA jest amoniak. Związek ten obecny jest w wodzie basenowej w wyniku zanieczyszczenia jej przez osoby kąpiące się(pot, mocz). Jak skutecznie radzi sobie złoże AFM® z tym problemem?
Związki azotu wprowadzane do wody basenowej pochodzą w 9% od azotu amonowego, w 85%  z mocznika, reszta stanowi kreatyna, aminokwasy i peptydy. Właściwości AFM® powodują, że bakterie w złożu nie namnażają się. Złoża piaskowe, zeolitowe, czy z kruszonego szkła porastają biofilmem. Mocznik przekształca się w związki amonowe (amoniak) poprzez działanie ureazy -  enzymów bakterii. Dodatkowo amoniak tworzy się w kwaśnych warunkach na powierzchni biofilmu. Amoniak praktycznie natychmiast reaguje z chlorem tworząc chloraminy. Taki proces nie zachodzi w złożu AFM®, dlatego przy jego obecności w filtrze nie tworzy się nieorganiczny chlor związany odczuwalny przez kąpiących się jako nieprzyjemny „zapach chloru” w hali basenowej. Jedyny związek, który tworzy się w złożu AFM® to chloromocznik. Jest to związek organiczny, który w wynikach badania jakości wody opisywany jest jako jeden parametr, czyli chlor związany. Aby zmierzyć zawartość organicznego chloru związanego należy od wartości chloru związanego odjąć nieorganiczny chlor związany. Przykład mierzenia chloru związanego organicznego i nieorganicznego znajduje się w grafice dołączonej do artykułu poniżej.

Czy użycie AFM® zmniejszy zużycie chemii basenowej?
Nie jest to dobra informacja dla dostawców chemii, ale TAK, ponieważ 10-krotnie skuteczniejsza filtracja powoduje, że zapotrzebowania na chlor zmniejsza się nawet o 70%.

Jaki efekt na mono-, di- i trichloraminę ma AFM® ?
Chloraminy nieorganiczne są redukowane w 90%. Dodatkowo też znacznie zmniejszy się stężenie ƩTHM oraz chlorocyjanu. (chlorku kwasu cyjanowodorowego)

Kosmetyki do makijażu, kremy do opalania, dezodoranty powodują w niektórych złożach filtracyjnych powstawanie tłustych, zbrylonych osadów. Czy to samo dzieje się z AFM®?
Zbrylenia złoża są przede wszystkim powodowane przez koagulację bakterii na ziarnach złóż filtracyjnych. Taki efekt zbrylania się złoża zachodzi najczęściej w złożach piaskowych, czy zeolitowych, kiedy filtr nie jest odpowiednio eksploatowany. Bardzo ważne przy płukaniu złóż filtracyjnych piaskowych jest co najmniej 20% ekspansja złoża i odpowiednio długie ich płukanie.

Mówi się, że koszt zakupu AFM® może się zwrócić w relatywnie krótkim czasie. Jak to jest możliwe do osiągnięcia?
W wyniku zastosowania złoża AFM® można zredukować o ok. 50% wydatki na zakup wody, energii elektrycznej i cieplnej, oraz od 50% do 90% na chemię basenową. Oszczędność zużycia energii wynika ze zmniejszonych prędkości filtracji i płukania złóż filtracyjnych oraz wentylacji. Ponadto, złoże AFM® nie wymaga wymiany przez co najmniej 20 lat (doświadczenie z używania złoża w jednym z basenów w Wielkiej Brytanii). Wyliczenia wykazują, że zwrot kosztów inwestycyjnych wynosi ok. 2 lata.

Filtry piaskowe należy płukać co najmniej 2-3 razy w tygodniu. Czy te same rekomendacje dotyczą złoża AFM®?
Tak. Aby zachować jak najlepsze parametry jakości wody złoże AFM® powinno być płukane co najmniej 2 razy w tygodniu. Czas płukania złoża filtracyjnego powinien wynosić co najmniej 3 minuty.

Jak długo można używać złoża AFM®?
AFM® ma taką samą żywotność jak filtr i z technicznego punktu widzenia nigdy nie musi być wymieniane. Jeśli jednak zajdzie potrzeba  opróżnienia zbiornika filtra firma Dryden Aqua pokryje koszty transportu do fabryki, podda złoże ponownej obróbce i odda je do ponownego zastosowania.

Jak AFM® wpływa na klarowność wody?
AFM® potrafi dwukrotnie zwiększyć klarowność wody. Mętność wody spowodowana jest między innymi przez nieżyjące bakterie i fragmenty biomasy. Nieżyjące bakterie są prawie tak niebezpieczne, jak żyjące. Odpowiednio eksploatowane AFM zmniejsza mętność do 0,05 NTU. Wartość tą można przyrównać do czystej widoczności pod wodą na 25m. Przy tak niskiej mętności wody nie istnieje ryzyko zainfekowania basenu bakterią cryptosporidium, chorobotwórczą bakterią występującą w basenach.

Jakie inne branże stosują złoże AFM®?
Są to przede wszystkim akwaria i oceanaria np. we Francji, Hiszpanii, USA, czy Dubaju, które były inspiracją do stworzenia tego produktu. Następnie są to wodociągi i kanalizacje, np. Scottish Water, stacje uzdatniania wody do picia w Indiach, Wietnamie, krajach afrykańskich; fabryki tekstylne w Bangladeshu, fabryki napojów i żywności, tj. Nestle, Gerber, Guinness, Budweiser.

Źródła:

1.  www.drydeninformationcentre.com/afm-glass-media-and-sand-filtration-systems-a-comparison-of-technologies-and-optimisation-of-performance
2.  www.drydeninformationcentre.com/afm-and-swimming-pools-some-faq
3.  www.drydeninformationcentre.com/activated-filer-media-a-report-by-jimmy-lamb-from-pollet-group
4.  www.rynekinstalacyjny.pl/artykul/id3528,nowoczesne-i-innowacyjne-technologie-oczyszczania-wody-basenowej-cz.-3
5.  www.rynekinstalacyjny.pl/artykul/id3490,nowoczesne-i-innowacyjne-technologie-oczyszczania-wody-basenowej-cz.-1?p=2