Na rynku istnieje obecnie kilka typów złóż filtracyjnych: piaskowo-żwirowe, zeolitowe czy szklane. Wśród nich znajduje się wiele złóż specjalistycznych, a każde z nich ma pewne unikatowe właściwości, aby skutecznie uzdatniać wodę w różnorodnych warunkach.

Branża basenowa dotychczas traktowana była jako względnie mało wymagająca. Schematy instalacji i mechanizmy działania są bardzo powtarzalne. Oczywistym rezultatem, jaki każdy system oczyszczania wody basenowej musi osiągnąć, jest zabicie i usunięcie kolonii bakterii i produktów ubocznych dezynfekcji, pozostałych w obiegu wody w wyniku niskoefektywnej w tym względzie filtracji mechanicznej, poprzez stosowanie coraz silniejszych dezynfektantów. Branża basenowa skupiła się na coraz silniejszych metodach usuwania „problemu”, zamiast przyjrzeć się przyczynom i zadziałać prewencyjnie. „Rewolucji” w zakresie metod filtracji było – w stosunku do metod dezynfekcji – znacznie mniej i ograniczały się w zasadzie do wykorzystania różnych materiałów filtracyjnych.

Rodzaje złóż filtracyjnych dostępne na rynku

Złoża piaskowo-żwirowe – powszechnie stosowane złoża filtracyjne, których jedyną właściwością jest filtracja mechaniczna; bez dodatkowych zalet. Wśród licznych wad wymienia się między innymi: szybki spadek efektywności filtracji poprzez zbrylanie się złoża, tworzenie się kanałów w zbiorniku filtracyjnym, które przepuszczają zanieczyszczoną wodę z powrotem 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 mają doskonałe warunki do bardzo szybkiego namnażania się (sprzyjająca temperatura 28–30°C, słabo kwaśny odczyn wody w filtrze). Obecnie złoża te uważane są za najmniej skuteczny materiał filtracyjny.

Złoża z węgla aktywnego – używane w celu adsorpcji związków nieorganicznych i organicznych chloru związanego oraz usuwania metali ciężkich. Skutecznie redukują chlor związany, 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. Dodanie warstwy węgla aktywnego wymaga zmniejszenia prędkości płukania całego złoża filtracyjnego, co może wpływać na niedostateczne wypłukanie złoża piaskowego. Problem ten nie występuje w przypadku zastosowania złoża AFM® , gdyż wymagane prędkości płukania węgla aktywnego i AFM® są takie same.

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 na świecie. Charakteryzuje się tym, że nie przechodzi procesu aktywacji chemiczno-termicznej, a w jego skład wchodzi w większości szkło białe i niebieskie, które jest najtańsze i najłatwiej dostępne. Zanieczyszczenie związkami organicznymi tego typu złoża jest ok. 10-krotnie większe niż złoża AFM®. Historia stosowania tych złóż jest względnie krótka i wiedza o ich efektywności działania jest trudna do porównania z pozostałymi, znanymi na rynku od ponad 10 lat złożami filtracyjnymi.

Złoże AFM® – złoże szklane, aktywowane, wytworzone z mieszanki szkła koloru zielonego i brązowego, stosowane do filtracji elektro-mechanicznej. To jedyne aktywowane złoże na rynku, którego skuteczność potwierdzona jest 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. Aktywacja fizyko-chemiczna nadaje ziarnom szkła silny ładunek ujemny, tworzy mezoporowatą strukturę na powierzchni, zwiększając powierzchnię czynną adsorpcji z 3000 m2/m3 (piasek) do 1 mln m2/m3 oraz dodatkowo tworzy na swojej powierzchni wolne rodniki do skutecznej dezynfekcji, chroniąc się przed biofilmem.

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%.

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

Złoże AFM® a amoniak

Jednym z największych problemów 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 złoże AFM® radzi sobie z tym problemem?

Związki azotu wprowadzane do wody basenowej pochodzą w 9% z azotu amonowego, w 85% z mocznika, zaś resztę 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 – enzymu bakterii. Dodatkowo amoniak tworzy się w kwaśnych warunkach na powierzchni biofilmu. Amoniak praktycznie natychmiast reaguje z chlorem, tworząc chloraminy. Taki proces nie zachodzi w przypadku zastosowania złoża AFM® , dlatego nie tworzy się nieorganiczny chlor związany odczuwalny przez kąpiących się jako nieprzyjemny „zapach chloru” w hali basenowej. Jedyny związek chloru, który tworzy się przy zastosowaniu złoża AFM® , to chloromocznik. W wynikach badania jakości wody chloromocznik wchodzi w skład tzw. chloru związanego. Jest to jednak organiczny związek chloru i nie jest on tak szkodliwy dla zdrowia jak nieorganiczne związki chloru. Aby zmierzyć zawartość  organicznego chloru związanego, należy od wartości chloru związanego odjąć nieorganiczny chlor związany. Przykład mierzenia chloru związanego organicznego i nieorganicznego został przedstawiony na fot. 1.

Zalety użycia złoża AFM®

Do głównych zalet złoża AFM® poza wyżej opisanymi należą:

• zmniejszenie zużycia chemii basenowej. Nie jest to dobra informacja dla dostawców chemii, ale 10-krotnie skuteczniejsza filtracja powoduje, że zapotrzebowanie na chlor zmniejsza się nawet o 50%;
• redukcja chloramin nieorganicznych, takich jak mono-, di- i trichloramina, w 90%. Dodatkowo też znacznie zmniejsza się stężenie ΣTHM oraz chlorocyjanu (chlorku kwasu cyjanowodorowego);
• brak zbryleń pod wpływem kosmetyków do makijażu, kremów do opalania czy dezodorantów. Środki te powodują w niektórych złożach filtracyjnych powstawanie tłustych, zbrylonych osadów. Jest to 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 są ich co najmniej 20-procentowa ekspansja i odpowiednio długie płukanie;
• zredukowanie do 50% wydatków na zakup wody, energii elektrycznej i cieplnej oraz do 50% 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 (co pokazuje doświadczenie z używania złoża w jednym z basenów w Wielkiej Brytanii). Wyliczenia wykazują, że czas zwrotu kosztów inwestycyjnych wynosi ok. 2 lata;
• dwukrotne zwiększenie klarowności 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 tę można przyrównać do czystej widoczności pod wodą na 25 m. Przy tak niskiej mętności wody nie istnieje ryzyko zainfekowania basenu Cryptosporidium, chorobotwórczą bakterią występującą w basenach.

Eksploatacja złóż AFM®

W celu zachowania jak najlepszych parametrów jakości wody złoże AFM® , podobnie jak np. filtry piaskowe, powinno być płukane co najmniej 2 razy w tygodniu. Czas płukania złoża filtracyjnego powinien wynosić co najmniej 3 minuty.

Złoże AFM® ma taką samą żywotność jak filtr i z technicznego punktu widzenia nigdy nie musi być wymieniane.

Wykorzystanie złoża AFM® w innych branżach

Złoże AFM® stosowane jest przede wszystkim w akwariach i oceanariach, np. we Francji, Hiszpanii, USA czy Zjednoczonych Emiratach Arabskich. To te obiekty były inspiracją do stworzenia tego produktu. Stosowane jest także w oczyszczalniach ścieków, np. Scottish Water; stacjach uzdatniania wody do picia w Indiach, Wietnamie, krajach afrykańskich; fabrykach tekstylnych w Bangladeshu, a także fabrykach napojów i żywności, np. Nestle, Gerber, Guinness, Budweiser.

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

TEKST | Dominika Mazur, Zbigniew Wojciul, Paweł Rosienkiewicz
FOTO | Archiwum autorów