Ζεόλιθος: Το Φυσικό Ορυκτό στην Υπηρεσία Φιλτραρίσματος Νερού

Posted by   John Doe
19/03/2019
1

Τα τελευταία 50 χρόνια, έχει επιτευχθεί σημαντική πρόοδος στα μέσα φιλτραρίσματος νερού με την χρήση υλικών όπως η άμμος, ο ανθρακίτης κι ο ενεργός άνθρακας.

Πλέον, όμως, υπάρχουν διαθέσιμα μέσα ενδελεχούς καθαρισμού από ζεόλιθο, τα οποία επιτυγχάνουν φιλτράρισμα με ονομαστική τιμή <5μ. Στην ορυκτολογία, υπάρχουν περίπου 40 γνωστοί τύποι φυσικών ζεολίθων (ένυδρα πυριτικά άλατα), από τους οποίους ο κλινοπτιλόλιθος είναι ο συνηθέστερος.

Ο κλινοπτιλόλιθος ταξινομείται ως κρυσταλλικό, πυριτικό ορυκτό που έχει υψηλό πορώδες, μεγάλη επιφάνεια και μικροκρυσταλλική δομή, ενώ είναι ανθεκτικό στην τριβή.

Τα εργαστηριακά δεδομένα δείχνουν ότι ο ζεόλιθος ξεπερνά τα συμβατικά μέσα φιλτραρίσματος, συμπεριλαμβανομένης της άμμου και του ανθρακίτη, στην ικανότητα διήθησης κι απορρόφησης. Αυτό οφείλεται στην επιφάνεια του ζεολίθου, η οποία είναι μέχρι και οκτώ φορές μεγαλύτερη από πολλά άλλα κοκκώδη υλικά.

Προέλευση και Ιδιότητες

Ζεόλιθος & Φίλτρα Νερού
Ο όρος ζεόλιθος δημιουργήθηκε αρχικά το 1756 από τον Σουηδό ορυκτολόγο Axel Fredrik Cronstedt, ο οποίος παρατήρησε ότι η ταχεία θέρμανση του υλικού, που πίστευε ότι ήταν στιλβίτης, παρήγαγε μεγάλες ποσότητες ατμού από το νερό που είχε απορροφηθεί από το υλικό.
Βάσει αυτού, ονόμασε το υλικό ζεόλιθο, από το ελληνικό ζέω, που σημαίνει βράζω, και τη λίθο, που σημαίνει πέτρα.

Οι ζεόλιθοι είναι στερεά με σχετικά ανοιχτή, τρισδιάστατη κρυσταλλική δομή, που αποτελούνται από αλουμίνιο, οξυγόνο και πυρίτιο, μέταλλα αλκαλικά ή αλκαλικών γαιών (όπως νάτριο, κάλιο και μαγνήσιο), καθώς και μόρια νερού παγιδευμένα στα κενά μεταξύ τους.

Το πιο ενδιαφέρον πράγμα για τους ζεόλιθους είναι η ανοιχτή δομή τους, που θυμίζει πλαίσιο με κελιά, κι ο τρόπος με τον οποίο μπορούν να παγιδεύσουν άλλα μόρια μέσα σε αυτό.
Έτσι, τα μόρια του νερού και τα μεταλλικά ιόντα αλκαλίων ή αλκαλικών γαιών (θετικά φορτισμένα άτομα με πολύ λίγα ηλεκτρόνια, μερικές φορές αποκαλούμενα κατιόντα) γίνονται μέρος των κρυστάλλων ζεόλιθου - αν και δεν παραμένουν απαραίτητα μόνιμα εκεί.
Οι ζεόλιθοι μπορούν να ανταλλάξουν άλλα θετικά φορτισμένα ιόντα με τα μεταλλικά ιόντα που παγιδεύθηκαν αρχικά μέσα τους (διαδικασία που είναι γνωστή ως ανταλλαγή κατιόντων) και, όπως διαπίστωσε ο Cronstedt πριν από 250 χρόνια, μπορούν να αποκτήσουν ή και να χάσουν εύκολα τα μόρια του νερού (αναστρέψιμη αφυδάτωση).
Οι ζεόλιθοι έχουν μόνιμα ανοίγματα σταθερού μεγέθους, τα οποία επιτρέπουν σε μικρά μόρια να διέρχονται κατευθείαν, αλλά μπορούν να παγιδεύουν μεγαλύτερα, γι 'αυτό μερικές φορές χαρακτηρίζονται ως “μοριακές σίτες”.
Σε αντίθεση με τους φυσικούς ζεόλιθους, οι οποίοι εμφανίζονται σε τυχαίες μορφές και διαφορετικά μεγέθη, οι συνθετικοί ζεόλιθοι κατασκευάζονται σε πολύ ακριβή και ομοιόμορφα μεγέθη (συνήθως από περίπου 1 μm έως 1 mm) για να ταιριάζουν σε μια συγκεκριμένη εφαρμογή.
Με άλλα λόγια, φτιάχνονται σε συγκεκριμένα μεγέθη για να παγιδεύουν μόρια ενός συγκεκριμένου (μικρότερου) μεγέθους.
Ο φυσικός ζεόλιθος μπορεί να τροποποιηθεί με απλή ή συνδυασμένη επεξεργασία, όπως θέρμανση και χημική τροποποίηση (οξέα, βάσεις και ανόργανα άλατα).
Η χημική και θερμική επεξεργασία του ζεολίθου μπορεί να οδηγήσει σε μετακίνηση κατιόντων και έτσι να επηρεάσει τη θέση του κατιόντος και το άνοιγμα των πόρων.
Η "μηχανική των πόρων" είναι ένας δημοφιλής όρος για τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται στην τροποποίηση του ζεολίθου, κατά τη διάρκεια της οποίας γίνεται διαχείριση των ιδιοτήτων απορρόφησης. Οι διαδικασίες ανταλλαγής ιόντων και προσρόφησης κατά την επαφή ζεολίθου / διαλύματος συμβαίνουν ταυτόχρονα.
Η θερμική επεξεργασία σε υψηλή θερμοκρασία, ανάλογα με το στερεό δείγμα και τη θερμοκρασία που χρησιμοποιείται, μπορεί να ενισχύσει τον όγκο των πόρων του ζεόλιθου με την απομάκρυνση των μορίων ύδατος και των οργανικών ουσιών από τους πόρους των καναλιών.
Το νερό που υπάρχει στα κελιά και τα κανάλια του ζεόλιθου αποτελεί το 10 - 25% της συνολικής μάζας του. Για να καταστεί δυνατή η αποτελεσματική χρήση των ζεολίθων στην επεξεργασία νερού, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε τις ιδιότητες της αφυδάτωσης και της δομικής σταθερότητας συγκεκριμένων ζεολιθικών υλικών.


Χρήση

Φίλτρα νερού με ζεόλιθο Aquacera
Οι μοναδικές ιδιότητες ιοντοανταλλαγής και προσρόφησης, το υψηλό πορώδες, η εξαιρετική θερμική σταθερότητα και η δομή των ζεολίθων με κελιά τους καθιστούν κατάλληλους για πολλές εφαρμογές.
Μία από τις σημαντικότερες καθημερινές χρήσεις των ζεόλιθων είναι σε αποσκληρυντές και φίλτρα νερού. Σε αποσκληρυντές νερού ανταλλαγής ιόντων, για παράδειγμα, το σκληρό νερό (πλούσιο σε ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου) διοχετεύεται μέσω μιας στήλης γεμάτης με ζεόλιθους που περιέχουν νάτριο.
Οι ζεόλιθοι παγιδεύουν τα ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου και απελευθερώνουν ιόντα νατρίου στη θέση τους, οπότε το νερό γίνεται πιο μαλακό, αλλά πλουσιότερο σε νάτριο.
Πολλά απορρυπαντικά πλύσης ρούχων και πλυντηρίων πιάτων περιέχουν ζεόλιθους για να απομακρύνουν το ασβέστιο και το μαγνήσιο και να μαλακώνουν το νερό ώστε να λειτουργούν πιο αποτελεσματικά.
Οι αμμωνίες (NH3) και τα κατιόντα βαρέων μετάλλων απαντώνται συχνά σε πηγές νερού κι ενέχουν σοβαρούς κινδύνους για την υγεία και το περιβάλλον.
Μελέτες έχουν δείξει ότι ο φυσικός κλινοπτιλολιώδης ζεόλιθος είναι επιλεκτικός για τα κατιόντα αυτά, πράγμα που σημαίνει ότι θα τα απορροφήσει και θα τα δεσμεύσει στην κυψελοειδή δομή του, ακόμα και παρουσία μεγαλύτερων ποσοτήτων ανταγωνιστικών κατιόντων.
Επιπλέον, ο ζεόλιθος σχηματίζει ισχυρούς δεσμούς με την αμμωνία και τα βαρέα μέταλλα που είναι δύσκολο να σπάσουν. Αυτό αποτρέπει την έκπλυση ρύπων στο περιβάλλον.
Οι ζεόλιθοι απορροφούν έναν μεγάλο αριθμό οργανικών ουσιών. Το ορυκτό αυτό δείχνει ιδιαίτερη προτίμηση σε πολικές οργανικές ενώσεις, για παράδειγμα, στους χλωριωμένους υδρογονάνθρακες. Ανάλογα με τη διάμετρο των μορίων, απορροφούνται είτε στους μικρούς είτε στους μεσαίους πόρους.
Βέβαια, η ικανότητα προσρόφησης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις συνθήκες στις οποίες πραγματοποιείται.
Καθώς ο ζεόλιθος είναι ένα κοκκώδες υλικό, στερεά και αιωρούμενα σωματίδια παγιδεύονται μεταξύ των κόκκων. Η πορώδης δομή του, επίσης, προκαλεί την απομάκρυνση των κολλοειδών σωματιδίων, τόσο οργανικής όσο και ανόργανης προέλευσης, από το νερό.
Η ικανότητα απομάκρυνσης στερεών σωματιδίων είναι έως και 45% μεγαλύτερη από αυτήν της άμμου με ισοδύναμη κατανομή μεγέθους σωματιδίων.

Οφέλη

Συνοψίζοντας, τα οφέλη του ζεολίθου στην επεξεργασία και το φιλτράρισμα του νερού περιλαμβάνουν τα εξής:

  • Μαλακώνει το νερό, απορροφώντας το ασβέστιο (Ca) και το μαγνήσιο (Mg)
  • Αφαιρεί το χλώριο (Cl) από το νερό της βρύσης
  • Αφαιρεί τον σίδηρο (Fe) από τις πηγές των υπόγειων υδάτων
  • Αφαιρεί ρύπους, όπως βαρέα μέταλλα και αμμωνία (NH3)
  • Εξουδετερώνει το ελαφρώς όξινο νερό
  • Βελτιώνει τη διαύγεια του νερού
  • Παρέχει καλύτερο διαχωρισμό υγρών / στερεών από άλλα μέσα φιλτραρίσματος
  • Μεγάλη εσωτερική και εξωτερική επιφάνεια, με αποτέλεσμα την υψηλή ικανότητα συγκράτησης ιόντων
  • Επιλεκτική ικανότητα συγκράτησης κατιόντων βαρέων μετάλλων, όπως ο ψευδάργυρος (Zn), ο χαλκός (Cu), το ασήμι (Ag), ο μόλυβδος (Pb) και το κοβάλτιο (Co)
  • Ξεπερνά σε απόδοση τα συμβατικά κοκκώδη μέσα φιλτραρίσματος
  • Εξαιρετικά αποτελεσματικός στο φιλτράρισμα και τον καθαρισμό του νερού
  • Αφαιρεί την οργανική ύλη
  • Ανθεκτικός στην τριβή
  • Αφυδατώνει τη λάσπη
  • Απαιτεί 50% λιγότερους κύκλους αναπλήρωσης από την άμμο, μειώνοντας την ποσότητα του νερού απόπλυσης
  • Θεωρείται ασφαλής για ανθρώπους και ζώα
  • Μη τοξικός και φιλικός προς το περιβάλλον
  • Δεν περιέχει χημικά πρόσθετα ή βαφές


Η κορυφαία αμερικάνικη εταιρεία φίλτρων νερού AquaCera® έχει δημιουργήσει το Aquametix®, έναν πατενταρισμένο συνδυασμό δύο ειδών ενεργού άνθρακα με ζεόλιθο. Οι ζεόλιθοι ενώνονται με τον ενεργό άνθρακα με ειδικά πολυμερή για να δημιουργήσουν ένα εξαιρετικά συμπαγές και πορώδες φίλτρο νερού.

Μπορείτε να βρείτε όλα τα υπερσύγχρονα φίλτρα νερού AquaCera® με ζεόλιθο στο ηλεκτρονικό κατάστημα της Primato www.primato.gr ή στο φυσικό κατάστημα, Πατριάρχου Γρηγορίου Ε 34, 542 48, Θεσσαλονίκη.


Σχόλια

Is the product good for Alkinezed water too?

Reply from Primato Team:
Hi, zeoltes reduce a wide list of chemicals but they don't product alcanized water. If you have certain requirements, please feel free to contact us.
Νέα δημοσίευση