Les filtres à eau peuvent-ils éliminer les phosphates ?
Dans la vie quotidienne et la production industrielle, les problèmes de qualité de l'eau ont suscité beaucoup d'attention. Les phosphates sont un polluant courant largement présent dans les eaux de ruissellement agricoles, les eaux usées industrielles et les eaux usées domestiques. Avec l'amélioration de la sensibilisation à la protection de l'environnement, les gens ont commencé à prêter attention à la manière d'éliminer efficacement les phosphates de l'eau pour assurer la sécurité et l'équilibre écologique des sources d'eau.
Parmi les nombreuxméthodes de traitement de l'eauLa question de savoir si les filtres à eau peuvent éliminer les phosphates est devenue un enjeu majeur. Cet article examinera l'efficacité des filtres à eau pour éliminer les phosphates, analysera leurs principes de fonctionnement et leur applicabilité dans différents environnements.
Quelles sont les sources et les dangers des phosphates ?
Avant de discuter de la capacité d’élimination des phosphatesfiltres à eau, nous devons comprendre les sources de phosphates et leurs dangers potentiels pour l’environnement et la santé humaine.
Sources de phosphates
Les phosphates sont largement présents dans la nature et leurs sources comprennent principalement :
● Ruissellement agricole : les engrais contiennent souvent des phosphates, et l’irrigation agricole et les précipitations amèneront ces phosphates dans les eaux de surface et les eaux souterraines.
● Eaux usées industrielles : Certains processus industriels, tels que la production de détergents, le traitement de surface des métaux, etc., produiront une grande quantité d’eaux usées contenant du phosphore.
● Eaux usées domestiques : Les détergents, savons, lessives et autres produits utilisés dans la vie quotidienne contiennent également des phosphates, qui pénètrent dans le système d'égouts après leur rejet.
Les dangers des phosphates
Les phosphates eux-mêmes ne sont pas des substances toxiques, mais leur présence excessive entraînera une série de problèmes environnementaux :
● Eutrophisation des plans d'eau : les phosphates sont l'une des principales sources de nutriments pour la croissance des algues. L'excès de phosphates pénétrant dans le plan d'eau entraînera une multiplication massive des algues, ce qui entraînera une prolifération dddhhwater bloom", détruisant l'écosystème aquatique, réduisant la teneur en oxygène dissous du plan d'eau et provoquant la mort des poissons et d'autres organismes aquatiques.
● Sécurité de l’eau potable : Dans les plans d’eau eutrophiques, les algues produisent des métabolites toxiques lorsqu’elles se décomposent, ce qui affecte la sécurité de l’eau potable.
● Corrosion des canalisations : l’eau contenant des phosphates se dépose dans les canalisations d’eau, formant des précipitations de phosphate, provoquant un blocage des canalisations ou accélérant leur corrosion.
Comment fonctionne un filtre à eau ?
Pour comprendre si un filtre à eau peut éliminer les phosphates, vous devez d'abord comprendre comment fonctionne un filtre à eau. Les filtres à eau courants sont principalement des types suivants :
Filtration mécanique
Les filtres mécaniques éliminent les particules en suspension, les sédiments et certains micro-organismes présents dans l'eau à travers des barrières physiques (comme les filtres à sable, les filtres à charbon actif, les membranes filtrantes microporeuses, etc.). Lorsque l'eau traverse le matériau filtrant, les particules plus grosses sont interceptées par le matériau filtrant pour former de l'eau propre. Les filtres mécaniques ne peuvent généralement pas éliminer efficacement les substances solubles telles que les phosphates.
Filtration au charbon actif
Les filtres à charbon actif utilisent la capacité d'adsorption du charbon actif pour éliminer les matières organiques, le chlore, les odeurs et certains métaux lourds présents dans l'eau. La structure poreuse du charbon actif offre une grande surface, qui peut adsorber la matière organique soluble et certains ions de métaux lourds dans l'eau, mais a une capacité d'élimination limitée pour les sels inorganiques (tels que les phosphates).
Filtration par échange d'ions
Les filtres à échange d'ions éliminent des ions spécifiques, tels que les ions calcium et magnésium dans l'eau dure, en échangeant des cations ou des anions dans l'eau. Les résines sont utilisées pour échanger les ions calcium, magnésium et autres dans l'eau pour former de l'eau adoucie. Les ions phosphate peuvent également être partiellement éliminés sous des résines échangeuses d'ions spécifiques, mais l'effet est limité et dépend du choix des résines et du volume de traitement.
Filtration par osmose inverse (RO)
Filtres à osmose inverseLes systèmes d'osmose inverse éliminent les sels dissous, les ions métalliques, la matière organique et les micro-organismes de l'eau grâce à la perméabilité sélective des membranes semi-perméables. L'eau traverse la membrane semi-perméable sous pression et les substances dissoutes (y compris les phosphates) sont retenues par la membrane, ne laissant que les molécules d'eau et un très petit nombre de petites molécules. Par conséquent, les systèmes d'osmose inverse peuvent éliminer efficacement les phosphates de l'eau.
Les filtres à eau peuvent-ils éliminer les phosphates ?
Les principes des filtres ci-dessus montrent que les différents types de filtres à eau ont des capacités différentes pour éliminer les phosphates. Voici une analyse détaillée des capacités d'élimination des phosphates de plusieurs systèmes de filtration d'eau courants :
Filtres mécaniques
Les filtres mécaniques sont principalement utilisés pour éliminer les particules en suspension et les sédiments de l'eau et ont peu d'effet sur les phosphates solubles. Les phosphates étant dissous dans l'eau dans un état ionique, les filtres mécaniques ne peuvent pas retenir ces petites molécules. Par conséquent, les filtres mécaniques ne conviennent pas comme outil principal pour éliminer les phosphates.
Filtres à charbon actif
Les filtres à charbon actif sont efficaces pour éliminer les polluants organiques, mais ont une capacité d'adsorption limitée pour les sels inorganiques, tels que les phosphates. Bien que la surface du charbon actif soit grande, sa capacité d'adsorption pour les phosphates n'est pas forte et il ne peut pas éliminer efficacement de grandes quantités de phosphates. Par conséquent, les filtres à charbon actif ne sont généralement utilisés que comme prétraitement ou élimination auxiliaire de certains phosphates, plutôt que comme moyen principal.
Filtre à échange d'ions
Les filtres à échange d'ions peuvent éliminer les phosphates de l'eau dans certaines circonstances. Les phosphates sont des anions. Si des résines échangeuses d'anions spécialement conçues sont utilisées, les ions phosphates présents dans l'eau peuvent être remplacés par le processus d'échange d'ions. Cependant, l'efficacité d'élimination de l'échange d'ions dépend du type de résine, de la quantité d'eau traitée et de la concentration de phosphates. Si la teneur en phosphates de l'eau est élevée, la capacité d'échange de la résine peut rapidement atteindre la saturation, ce qui affecte l'effet d'élimination.
Filtre à osmose inverse
Le système d'osmose inverse est l'une des méthodes de filtration de l'eau les plus efficaces pour éliminer les phosphates. La taille des pores de la membrane RO est extrêmement petite (généralement autour de 0,0001 micron), ce qui peut empêcher la plupart des substances solubles de passer, y compris la plupart des ions, y compris les phosphates. Le système d'osmose inverse peut non seulement éliminer efficacement les phosphates de l'eau, mais également éliminer d'autres sels solubles, matières organiques et micro-organismes pathogènes pour produire de l'eau pure.
L'efficacité d'élimination du système d'osmose inverse est généralement aussi élevée que 90 % ou plus, ce qui convient aux occasions avec des exigences de qualité de l'eau extrêmement élevées, telles que la purification de l'eau potable, l'eau de laboratoire, etc. Cependant, le coût de fonctionnement des systèmes d'osmose inverse est élevé et le remplacement régulier de la membrane filtrante et l'entretien de l'équipement sont nécessaires.
Quelles sont les autres méthodes pour éliminer les phosphates ?
Bien que les filtres à eau puissent éliminer les phosphates dans une certaine mesure, d’autres méthodes de traitement peuvent être plus efficaces dans certains cas, en particulier dans les plans d’eau présentant des concentrations élevées de phosphates.
Méthode de précipitation chimique
La méthode de précipitation chimique est l'une des méthodes traditionnelles d'élimination des phosphates. Les phosphates sont éliminés de l'eau en ajoutant des agents chimiques (tels que le chlorure ferrique, le sulfate d'aluminium, etc.) à l'eau pour former des précipités de phosphate insolubles. L'agent réagit chimiquement avec les phosphates présents dans l'eau pour former un précipité, qui est éliminé par sédimentation ou filtration. Cette méthode permet d'éliminer efficacement une grande quantité de phosphate en peu de temps et convient au traitement des eaux usées à forte concentration en phosphate.
La méthode de précipitation chimique est souvent utilisée dansstations d'épuration des eaux uséeset le traitement des eaux usées industrielles pour contrôler la concentration en phosphate dans les eaux rejetées.
Méthode de traitement biologique
La méthode de traitement biologique élimine les phosphates de l'eau par des processus métaboliques microbiens. Cette méthode est souvent utilisée dans les processus de traitement des eaux usées et constitue un moyen important de contrôler l'eutrophisation des masses d'eau. En contrôlant le rapport des nutriments dans l'eau, la croissance de micro-organismes spécifiques est favorisée, ce qui permet d'absorber et d'accumuler les phosphates dans l'eau pour former des précipités de phosphate.
Le traitement biologique est principalement utilisé dans le traitement des eaux usées et la restauration naturelle des eaux, et est généralement combiné à la précipitation chimique pour obtenir une efficacité d'élimination plus élevée.
Conclusion
L'efficacité des filtres à eau pour éliminer les phosphates dépend du type de filtre et du processus de traitement. La filtration mécanique et la filtration au charbon actif ont une capacité d'élimination des phosphates limitée, tandis que les filtres à échange d'ions peuvent éliminer certains phosphates dans certaines conditions. Les systèmes d'osmose inverse sont l'un des outils d'élimination des phosphates les plus efficaces, qui peuvent purifier l'eau tout en éliminant efficacement les phosphates.
Cependant, dans les plans d'eau à forte concentration en phosphate, la précipitation chimique et le traitement biologique peuvent être plus adaptés. L'application complète de plusieurs méthodes de traitement peut contrôler efficacement la teneur en phosphate de l'eau et protéger l'environnement et les ressources en eau.