Мембранні технології. Як вибрати мембранні фільтри їх переваги та недоліки Фільтр для води проточний з мембраною

Продовжуємо підрозділ статтею. Яка взагалі-то мала б з'явитися раніше, ніж стаття "Ультрафільтрація для знезараження води", тому що ультрафільтрація - це підрозділ великої групи мембранних систем очищення води. І, якщо ви помітили, ми у розділі "Вода" намагаємося рухатися від загального до частин. Однак, ультрафільтрація - це окремий випадок. І тому щоб не порушувати послідовність, ми забігли кілька вперед. Але ми повернулися.

Мембранні системи очищення води – це практично самі сучасні технологіїочищення води (і не тільки води), які широко використовуються у промисловості. Звичайно, існують і сучасніші технології, не пов'язані з водою — але до їхнього серійного виробництва пройде дуже багато часу.

Чому мембранні системи очищення води називаються мембранними? Тому що як робочий елемент використовується мембрана. Що таке мембрана? Мембрана— це напівпроникний бар'єр із найрізноманітніших матеріалів (метал, пластик, кераміка), який щось пропускає, а щось ні. Іншими словами, цей бар'єр дозволяє розділяти суміші на компоненти, що їх складають.

Простий приклад: ми маємо звичайну воду. Це не що інше, як розчин (або суміш) води та різноманітних шкідливих та непотрібних домішок. І при застосуванні мембранних систем очищення води домішки відсіваються, а вода залишається. Чиста 🙂

Зверніть увагу, ми не дарма використовували слово "відсіюються", тому що найближчий побутовий прилад, що працює за схожою технологією - це сито для борошна. Так, коли ми користуємося ситом, то просіюємо борошно (яке проходить через напівпроникний бар'єр, сито), і викидаємо

• бруд,
• грудки,
• тарганів і т.д.

- які через свої розміри не проходять через напівпроникний бар'єр.

Саме тому, що мембранні системи очищення води використовують принцип сита, відсіваючи молекули, їх іноді називають молекулярним ситом". Звичайно, строго кажучи, найменші молекули відсіюють не всі мембранні системи, а тільки система зворотного осмосу, але ж це вже нюанси. Тим більше що молекулярне сито- Це звучить гордо 🙂

Ви можете сказати: "Але, дозвольте, адже води - це теж, виходить, мембранний процес? Адже там є

• з одного боку брудна вода - та сама суміш,
• є напівпроникний бар'єр - картридж (на якому затримано домішки),
• і є очищена вода…"

Насправді, у загальнотеоретичному сенсі, це саме так і є. Але мембрана та картридж відрізняються як день і ніч. Зокрема, за своєю будовою, завдяки чому картриджі механічної фільтрації можуть видаляти лише великі домішки (типу піску чи іржі), а мембрани — набагато дрібніші речовини.

Так, картридж — це купа чогось, що заважає проходити бруду, бруд забиває картридж. За своєю суттю, перші мембрани виглядали і працювали так само, як і картриджі для механічного очищення- і забивалися, як і звичайні картриджі. Але поступово технологія створення мембран удосконалювалася, і сучасні мембрани взагалі не схожі на картриджі. Як мінімум, вони дуже тонкі (приблизно як аркуш паперу або трохи товстіший, якщо враховувати підкладку). Ну і як максимум - вони набагато краще поділяють суміші.

Повернемося до наших ситів. Так само, як сито буває

• великим,
• дрібним та
• наддрібним,

мембрани у свою чергу поділяються на різні категорії з того, що саме вони пропускають, а що ні. Здібність мембрани розділяти залежить від двох важливих речей - від будови самої мембрани, і від того, за рахунок чого відбувається поділ.

Спочатку розберемося, рахунок чого відбувається поділ на мембранах.

Поділ на мембранах відбувається за рахунок того, що з одного боку у мембрани чогось більше, а чогось ні. І з того боку, де надлишок, докладається зусилля у бік нестачі. Наприклад, з одного боку більше вмісту спирту, з другого спирту немає. Мембрана пропускає спирт і не пропускає все інше. Що відбувається? Спирт поступово просочується в інший бік у цілком очищеному вигляді.

За допомогою чого робиться так, що з одного боку мембрана має щось більше, а з іншого — менше? Розберемо це з прикладу сита. Так, чомулюдина може просіяти борошно?

1. Ну, спочатку він поклав зверху на сито борошно (тобто, з одного боку надлишок борошна).
2. По-друге, він знизу залишив порожній простір, щоб борошну було кудись сипатися (тобто де борошна немає).
3. Ну і, нарешті, найголовніше. Людина використовує потряхування (+ силу тяжіння), прикладає силу для того, щоб борошно почало просіватися.

Таким чином, виконується головне завдання сита - відокремити борошно від тарганів, мух та камінців. Які більше, ніж осередки в ситі, і тому не можуть пройти на той бік.

Так само і в мембранних технологіях. З одного боку суміш речовин, серед яких є потрібні та непотрібні. З іншого боку, нічого подібного немає. У кращому разі, там тільки потрібні (або тільки непотрібні — дивлячись, що пропускає бар'єр) речовини. І, нарешті, на суміш речовин діє та чи інша сила. Це може бути

• тиск,
• температура,
• концентрація,
• якісь ще процеси.

Результат такий самий, як і у сита - мухи окремо, котлети окремо. Тобто непотрібні речовини в один бік, потрібні в інший.

Найбільш поширені мембрани, діюча сила яких тиск. Просто з одного боку на суміш речовин діє тиск. Ці процеси мають свою наукову назву (кому цікаво баромембранні процеси). До їх складу входить і вже згадувана ультрафільтрація. Крім неї до подібних мембранних систем очищення води відносять:

• мікрофільтрацію
• нанофільтрацію
• гіперфільтрацію (зворотний осмос).

В цілому мембранні системи очищення води в залежності від діаметра осередків і розмірів речовин, що видаляються, виглядають так:

Ну а докладніше про різновиди мембранних систем очищення води ми поговоримо в наступних статтях.

Але ви можете бути впевнені - якщо вам пропонують фільтр на основі мембранних систем - це глибше очищення, ніж якщо б це був фільтр механічного очищення води.

За матеріалами http://voda.blox.ua/2008/06/Kak-vybrat-filtr-dlya-vody-21.html

Як відомо з назви, в мембранних фільтрах очищення води застосовується мембрана. Що це таке?
У дослівному перекладі з латині « membrana» - Це шкірка, перетинка. Звичайно ж,
для її отримання ніхто не обдирає шкуру з бідних тварин чи лапки гусей,
мембрани – це тонкі пористі плівки, які виготовляють із синтетичних.
матеріалів: поліпропілену, лавсану, фторопласту, полісульфону, ацетату
целюлози, полісульфонуі навіть кераміки.
Різні види мембран мають такі розміри пор (мікроотворів):

1. Мікрофільтраційні
   - 0,02-4,0 мкм.
2. Ультрафільтраційні
   - 0,02-0,2 мкм.
3. Нанофільтраційні
   - 0,001-0,01 мкм.
4. Назад
   - 0,0001-0,001 мкм.

Усі мембрани використовуються у фільтрах для води проточного типу:
перші два види застосовуються у води; третій вид використовується у фільтрах пом'якшення води,
зменшення концентрації солей жорсткості, що викликають накип; і останній вигляд у
фільтри зворотного осмосу.

Промислові та побутові мембранні фільтридля очищення води поділяються за конструктивним типомзастосовуваних мембран:

• фільтри з
  плоскими дисковими мембранами;
• фільтри з
  трубчастими мембранами;
• фільтри з мембранами
  рулонного типу;
• фільтри з
  половолоконними мембранами.

Усі мембранні фільтруючі
пристрої можуть використовувати як ущільнювальні полімерні мембрани, так і керамічні
мембрани із жорсткою структурою. У побутових фільтрах найчастіше застосовуються
мембрани рулонного типу та половолоконні.

Чим менший розмір пір мембран,
тим частинки меншого розміру вони можуть затримати. При цьому зі зменшенням
пір, зростає опір потоку води і потрібен більший тиск для підтримки
процесу фільтрації.

Мікрофільтраційна мембраназ розміром пор 0,1-1,0 мкм затримує дрібнодисперсійні суспензії та колоїдні
частинки, що викликають каламутність води. В основному, вона використовується за необхідності
грубого очищенняводи або для її попередньої підготовки перед більш тонкою фільтрацією.

Ультрафільтраційна мембраназ розміром доби від 0,01 до 0,1 мкм затримує великі органічні молекули, бактерії
та віруси, колоїдні частинки, пропускаючи при цьому розчинені солі. Дана
мембрана застосовуються в промислових та побутових мембранних
фільтрах для води та забезпечує високу якість фільтрації шкідливих
домішок, при цьому залишаючи незмінним мінеральний складводи.

Нанофільтраційна мембрана,
має пори розміром від 0,001 до 0,01 мкм, відфільтровує великі органічні
з'єднання та пропускає до 90 % розчинених солей, залежно від них
структури.

Мембрана зворотного осмосу має
найдрібніші отвори і тому має самі селективні властивості. Вона відфільтровує
всі бактерії та віруси, основну частину розчинених солей, органічні сполуки,
залізо та важкі метали, органічні барвники, що надають воді кольору,
пестициди, гербіциди та інсектициди, змиті з полів та городів.

Мембрана зворотного осмосузатримує
переважна більшість всіх розчинених домішок, пропускаючи лише молекули чистої
води, розчинені гази та невеликий відсоток мінеральних солей. Даний тип мембран
застосовується в промисловості, для отримання води високої якості (розлив питної
води, виробництво різних напоїв,
фармацевтика, електронна та харчова промисловістьі т.д.).

Давайте уважно
розглянемо побутовий мембранний фільтр для води . Пори мембрани зворотного осмосу, через малі розміри, схильні до засмічення
великими домішками, тому для ефективної роботи обов'язкова
попередня підготовка водопровідної води: груба фільтрація, потім тонка
очищення та пом'якшення занадто жорсткої води. Підготовлена ​​вода має подаватися
на мембрану з тиском не менше 3 Бар, інакше фільтрація проходитиме
надто повільно. При недостатньому тиску води у трубах застосовуються водяні
помпи, що підвищують його до рівня.

Домішки разом із водою, не
пройшла через отвори мембрани, змиваються в дренаж, тим самим продовжуючи
термін служби цього фільтруючого елемента. Ті, що залишилися у відфільтрованій воді
розчинені гази (хлор, фтор) адсорбуються у фінальному ступені очищення – вугільному
фільтр. Промисловістю випускаються зворотньоосмотичні фільтри з
накопичувальним баком: через автоматичний клапан у фільтр подається вода, поки
бак не наповниться. Після його заповнення спрацьовує автоматика, та фільтр
відключається доти, доки не почнеться розбір чистої води. Це зручно тим,
що, незважаючи на невисоку швидкість фільтрації (малий тиск на верхніх
поверхах старих будинків), завжди є оперативний запас питної води.

Мембранний
фільтр для води дозволяє Вам не залежати від постачальників очищеної бутильованої
води, отримуючи її в домашніх умовах і до того ж, більше вигідною ціною. Пийте
чисту воду та будьте здоровими!

Сучасні системи водопостачання серйозно просунулися у розвитку. Наразі людина може створити повністю автономний комплекс водопостачання без особливих витрат. Якість води ж, навпаки, згодом не покращується. Що призводить до необхідності використання спеціальних фільтрів для очищення рідини.

Одними з найпопулярніших і найефективніших фільтрів такого типу вважаються мембранні, які здатні очищати воду на молекулярному рівні. Про них зараз і йтиметься.

1 Особливості та Принцип роботи

Мембранні фільтри для очищення води відносяться до так званих "систем глибокого очищення" і застосовуються для позбавлення води від шкідливих складових, часто - у складі систем водопідготовки (кілька послідовних очисних пристроїв для води різного призначення).

Основним елементом такого фільтра, а також фільтра, що працює за технологією, є мембрана, яка виготовлена ​​із синтетичних матеріалів. У мембрані є отвори (пори) і коли через мембрану проходить потік води – вона затримує частинки, які більші за діаметр пор. Таким чином, на вихід надходить вода, позбавлена ​​домішок.

Очисні системи на основі фільтраційних мембран з різним діаметром пор застосовуються для побутових потреб, а також для отримання надчистої води медичного та технічного призначення, опріснення морської води,

Також, трекова мембрана у спеціальній комплектації може застосовуватися і для очищення води у надзвичайних ситуаціях, при цьому її ресурс дозволяє багаторазове використання.

1.1 Види мембранних фільтрів для води

Мембрани, якими оснащується фільтр, можуть відрізнятися за будовою та діаметром пор. Мембрана може бути:

• Мікрофільтраційний (пори - до 4 мкм);
• ультрафільтраційний (від 0.2 до 0.02 мкм);
• Нанофільтраційна (або трекова) (0.01 – 0.001 мкм);
• Назад осмотичної (0.001 - 0.0001 мкм).

Залежно від розміру пір змінюється і призначення фільтра: він може забезпечувати очищення води від колоїдних забруднень (найбільші за розмірами частинки), може зупиняти іони важких металів, або ж виробляти практично повну демінералізацію води (зворотний осмос).

Зазвичай мембранний фільтр, що працює за технологією зворотного осмосу, виділяють в окремий різновид, але зазначені вузли можуть входити до складу однієї системи очищення. Також, варто враховувати, що мембрана з меншим розміром часу вимагає, щоб попередня була проведена до проходження через нього - так що потрібна буде система передфільтрації.

Мембрани також відрізняються формою і структурою волокна, яке використовується для їх створення. У результаті той чи інший тип мембрани має різну робочу площу, що впливає на продуктивність фільтра (як він працює і з якою швидкістю).

Виділяють такі види мембран для фільтрів:

• Половолоконні мембрани;
• Трубчасті мембрани;
• Мембрани рулонного типу;
• Плоскі дископодібні мембрани.

Відповідно, фільтр мембранного типу може бути встановлений змінний корпус картриджа, сумісного з послідовною системою фільтрації.

1.2 Плюси та мінуси

Фільтри, в яких використовують ультрафільтраційну мембрану або фільтри, що працюють за технологією зворотного осмосу, підходять для фільтрації води для пиття. При цьому другий різновид також повністю видаляє накип. Варто зазначити, що водопровідна вода, який був пропущений через обидва різновиди – придатна для питися без кип'ятіння.

З мінусів використання мембранних фільтрів для води зазвичай вказують на те, що ступінь демінералізації води може бути зайвим, оскільки мембрана не пропускає також і корисні для організму людини речовини.

Існує залежність від розміру пір мембрани, робочою площею та тиском у системі подачі води – ці властивості слід враховувати при встановленні мембранного фільтра як складової комплексного очищення води. Фільтри цього типу вимагають доступу до дренажу стічних вод, а це включає додаткові роботи під час встановлення.

Мембрани з великими порами не потребують додаткового тиску для роботи. Зазвичай, що тонша мембрана, то вище її продуктивність, але що менше її пори – тим більше додатковий тиск слід прикладати, коли фільтр працює, щоб підтримувати напір води.

1.3 Як вибрати та що краще купити?

Крім мембранних фільтрів існують інші, що функціонують за іншим принципом. Тому першим визначальним фактором буде те, яких домішок чи шкідливих складових потрібно позбавити воду. Залежно від того, в чому саме вода відрізняється від санітарних норм, слід і підбирати очисну систему.

У фільтрах картриджного типу передбачена можливість встановлення кількох різних блоків (тобто це не один корпус). Цілком можливо, що в конкретному випадку, наприклад, буде достатньо, а фільтр на основі ультрафільтраційної мембрани або фільтр, що працює за технологією зворотного осмосу, не є необхідним.

Наприклад, така ситуація може виникати, коли вміст солей важких металів у воді не більше санітарної норми.

Установка фільтра, що працює за технологією зворотного осмосу, обов'язково вимагатиме проводити попередню фільтрацію води, що подається (тобто – встановлення додаткових фільтрів) і створювати тиск не нижче певного (як правило — не менше 3 бар).

Без такого тиску в системі функціонування технології зворотного осмосу просто неможливе, тому що вода не зможе з належною швидкістю проходити через дрібні мембрани. А це призведе або до уповільнення процесів очищення або до їх повної зупинки.

2 Як очистити фільтраційну мембрану?

Необхідність чищення або заміни фільтруючої мембрани та термін її служби багато в чому залежать від якості води, яка подається на фільтр, а також від її кількості. Тому визначити універсальний час, коли мембрану потрібно замінити чи очистити – досить складно (у середньому від півроку до чотирьох років).

У випадку, коли користувач не обмежений у засобах – мембрана у фільтрі може бути просто замінена (у фільтрі картриджного типу досить просто замінити один блок на інший). Одним з варіантів вирішення цієї проблеми може бути не заміна, а промивання фільтруючої мембрани.

У фільтрах деяких виробників також може бути передбачена промивка мембрани, режим якої передбачає подачу води на мембрану з боку, протилежного до звичайного потоку або різке скидання тиску.

Промивання мембрани таким способом може бути організовано і безпосередньо користувачем (якщо корпус і конструкція фільтра це дозволяють). Мембрана витягується і полощається просто у воді, воді з милом або у воді з лимонною кислотою. Крім того, мембрану можна промити, спрямувавши на неї струмінь води того ж складу.

Також можливий варіант, коли п'ятивідсотковий розчин лимонної кислоти і теплої води занурюється корпус фільтра повністю на час близько п'яти годин, після чого промивається чистою водою. Після цього, перші півгодини воду, яка надходитиме з фільтра використовувати не можна.

Періодичне проведення таких процедур суттєво збільшить термін служби мембрани. Не в побуті промивання (регенерація) мембрани проводиться за допомогою складніших лужних або кислотних реагентів, очистити мембрану в такий спосіб вдома неможливо.

Процедура очищення промислових мембран, які застосовуються для опріснення води або фільтрації стічних вод досить комплексна і проводиться за допомогою передбачених самими механізмами режимів роботи.

2.1 Установка мембранного фільтра – етапи та особливості процесу

У разі побутової та самостійної установкимембранного фільтра або фільтра, що працює за технологією зворотного осмосу (зазвичай ставляться «під миття», безпосередньо до крана, який планується використовувати як питний, і підключаються до коліна для зливу стічних вод) – потрібно виконати певну послідовність дій.

Потрібно очистити простір, де буде розміщено фільтр та перекрити воду. Далі слід розкрутити з'єднання, яке йде від магістралі на змішувач.

У лінію встановлюється трійник на різьблення та кульовий кран на нього, що дозволить подати на фільтр воду. Також проводиться установка крана для питної води в мийку і просвердлювання отвору в коліні для стічних вод. Якщо тиск в основній системі подачі води більше 6 бар – може знадобитись встановити редуктор тиску (перевіряти манометром).

Далі відбувається складання фільтра, що працює за технологією зворотного осмосу, згідно з інструкцією та з'єднання фільтра з системою подачі води та зливу стічних вод. При цьому потрібно стежити, щоб згідно зі схемою були правильно з'єднані висновки для стічних вод і шланг подачі на кран питної води.

Очищення води від шкідливих домішок актуальне не тільки при її використанні як питна, а й для технічних потреб, де висока мінералізація призводить до появи накипу, засмічення. сантехнічному устаткуванніта арматури, некоректній роботі побутової електротехніки. Один з ефективних способів боротьби зі шкідливими компонентами - мембранний фільтр для очищення води, що широко застосовується в промисловому виробництві та побутовому господарстві.

На ринку представлений ряд мембранних пристроїв для водоочищення різних виробниківПри їх виборі слід враховувати характер забруднень, цільове призначення очищеної води та обсяги її споживання. При самостійному монтажісистем з використанням мембранних фільтрів важливу роль відіграє ступінь забруднень - за їх великої інтенсивності потрібно використання фільтруючих пристроїв попереднього очищення та пом'якшення. Щоб правильно зібрати систему очищення води з використанням будь-якого типу фільтрів, необхідно провести лабораторний аналіз її хімічного складу, ця умова є обов'язковою при водозаборі зі свердловин та колодязів приватних будинків, заміських дач.

Мембранний фільтрдля води відносять до пристроїв глибокої очистки, завдяки малим порам фільтраційного матеріалу він здатний відсіювати забруднення діаметром від 0,0001 мкм. Щоб зрозуміти, що є такий фільтр, розглянемо поетапну технологію його виробництва:

• Нарізують поліпропіленову сітку на прямокутники необхідної довжини та ширини, вона є прокладкою між шарами фільтруючого матеріалу.
• Відрізають шматки поліестеру рівного із сіткою розміру, в ньому є дрібні канали, через які проходить вода і затримуються шкідливі домішки, матеріал є елементом, що фільтрує мембрани.
• Поліестер укладають у стоси по 15 листів і скріплюють між собою високочастотними акустичними хвилями за технологією ультразвукового зварювання, отримуючи один із складальних елементів пристрою - фільтратор.
• Розмотують рулон із спеціального фільтрувального паперу і пропускають його через суміш рідкого пластику з розчинником, яким покриває одну із сторін, після застигання пластику та випаровування розчинника на паперовій стрічці формується унікальна дрібної структура мембрани.
• Мембрану розкладають на столі, накривають її зверху сіткою розміром в 2 рази менше, і загортають другу частину стрічки нагору - отримують своєрідний конверт з двох поверхонь, що фільтрують, між якими розташована ізолююча сітка.

• На краї пластикової трубки з круглими отворами по всій довжині наносять клей і прикладають до нього стопку з поліестерних ряду фільтраторів, закріплюючи на трубі скотчем.
• Укладають на перший лист поліестеру мембранний конверт з сіткою посередині і приклеюють його по краях, зверху накладають наступний лист фільтратора, мембрану і проклеюють.
• Операцію повторюють кілька разів (кількість фільтруючих мембранних шарів залежить від якості фільтра), отримуючи в результаті своєрідний мембранний сендвіч. У недорогих побутових пристроях кількість намотуваних на дренажну трубку рукавів не перевищує одного — двох, у високотехнологічних промислових установках, де потрібна висока якість очищення, число шарів, що фільтрують, досягає 15.
• Починають обертати трубку, намотуючи на неї всі зібрані в єдине ціле елементи фільтра, зверху стискають і закріплюють шари, що фільтрують, скотчем.
• По краях встановлюють торцеві пластикові наконечники та фіксують їх на клей.
• Намотують на циліндричну поверхню фільтра скловолоконну нитку проклеєну з необхідним натягом, надлишки клею прибирають. Після висихання клейового складу на поверхні фільтра утворюється міцна скловолоконна оболонка.

Побутові фільтратори в процесі виробництва збирають із чотирьох листів у наступній послідовності: мембрана, що підтримує поліестерний фільтратор, поліетиленова підкладка, сітка. Листи складають разом в один рукав і намотують на дренажну трубу, у фільтрі їх може бути кілька, укладених впритул один одному і скручених у спіраль.

За розглянутою вище технологією виготовляють найбільш популярні рулонні мембрани, також на ринку зустрічаються мембранні пом'якшувачі у вигляді дисків або виготовлені з інших матеріалів (кераміка).

Принцип роботи

Рулонні фільтри для води мембранного типу найчастіше використовують у системах побутового водоочищення, їх принцип роботи заснований на пропусканні рідини через спеціальну дрібнокомірчасту мембрану на просоченій. паперовій основіта відведення забруднень з частковим уловлюванням поліестерним фільтратором. Він необхідний коректної роботи системи — щоб фільтр діяв, вода подається на мембрану під тиском, у своїй шар поліестеру створює опір шляху водного потоку і перешкоджає його виходу через очищувач. За його відсутності вода під тиском безперешкодно проходить через фільтр у поздовжньому напрямку, не продавлюючись у мембрану і потім дренажну трубу.

Робота мембранного рулонного фільтра складається з наступної послідовності технологічних операцій:

• Вода, що очищається, надходить в торцеву частину фільтра і проходить вздовж мембрани, з цього кінця внутрішня пластикова трубка запаяна і не має дефрагментації.
• З іншого кінця корпус закриває кришка з вихідним штуцером малого діаметра, що обмежує тиск. В результаті всередині з'являється надлишковий напір і вода, що очищається, продавлюється крізь ряд мембранних фільтрів до круглих отворів на центральній трубі.
• У процесі продавлювання всі частинки, розмір яких перевищує діаметр осередків мембрани, збираються в поліестерному фільтраторі і між осередками сітки, а потім вимиваються потоком води, що проходить.

Важливо: За відсутності промивання системи, що фільтрує, проточною водою дрібні осередки мембрани забиваються шкідливими домішками в короткий час і вона перестає виконувати свої функції.

• Таким чином, рідина, що фільтрується, рухається одночасно вздовж фільтра і в радіальному напрямку, просочуючись в мембрану, скручену в спіраль. Очищена вода (пермеат) через центральну дренажну трубу виводиться назовні, а забруднена рідина (концентрат) з високим вмістом шкідливих домішок збирається біля вихідного торця фільтра після поздовжнього проходження через сітку та поліестерову підкладку.
• Сольовий концентрат відводиться в накопичувальну ємність для подальшого використання у побутовому господарстві або утилізується шляхом зливу в каналізаційну систему.

Як видно з принципу дії даного фільтра, значна частина рідини, що очищається (близько 3/4) містить високу концентрацію шкідливих домішок і зливається, тому при побутовому використанні подібних систем слід продумувати питання про раціональне використання цих водних обсягів у господарських цілях.

Порада: Непоганий вихід із ситуації великої витрати води в квартирах з приладами обліку - врізання в трубопровід трійника з зворотним клапаномчерез який забруднений розчин направляють назад у водопровідну систему. Фільтр включають під час побутового використання води (миття посуду, прийняття ванн) і концентрат відразу витрачається з господарською метою.

Конструкція фільтруючої системи на основі мембран

У продажу є велика кількість побутових фільтруючих систем мембранного типу від вітчизняного виробника, які заслужили. позитивні відгукиспоживачів до них відносять відомі бренди: Аквафор, Гейзер, Істок, Нова вода, Atoll, Роса. Типові моделі зі зворотним осмосом складаються з наступних елементів:

• Фільтр первинного очищення. З водного потоку видаляє великі механічні частинки розміром від 5 мкм, дрібні піщинки, зважений бруд, іржу. Картридж даного фільтра часто виготовляють із спіненого поліпропілену, за його допомогою проводиться механічне очищення води від завислих забруднень.
• Адсорбційний фільтр. Фільтруючим елементом очищувача є активоване вугілля, поверхневий шарякого вбирає у собі шкідливі речовини з води. Вугілля добре очищає воду від хлорних сполук, органічних домішок.
• Високоякісний фільтр доочищення. Наповнювачем картриджа є брикетоване активоване вугілля, що видаляє з рідини механічні частинки діаметром до 1 мкм і виробляє доочищення хлорних сполук та органіки.
• Зворотноосмотичний мембранний фільтр. Видаляє з води всі частки розміром від 0,001 до 0,0001 мкм або 96 - 98% всіх забруднень, до цієї категорії потрапляють нерозчинні двовалентні оксиди металів (марганець, калій, залізо), органічні домішки, бактерії та віруси.
• Мінералізатор.Очищена стерилізована дистильована вода не має у складі корисних для здоров'я людини мінералів та солей, які були видалені у процесі очищення разом із шкідливими домішками. При використанні в якості питної її пропускають через проточний мінералізатор з мінеральними солями, насичуючи воду, вони підвищують її смакові якості і роблять корисною для здоров'я.
• Накопичувальний бак. Питну воду відправляють у металевий накопичувальний бак з метою використання у будь-який час без очікування завершення процесу очищення.
• Електронний модуль керування (додатково потрібен при низькому тиску води у водопроводі). Запуск нагнітальної помпи при спустошенні накопичувального бака, здійснює очищення системи в автоматичному режимі.

Класифікація мембран за розмірами пор

Мембраною називають тонку еластичну плівку, закріплену на поверхні, що несе по периметру, дане визначення не надто підходить для систем водоочищення, де призначення мембранних гнучких пластин — фільтрація води.

Пори матеріалів, що використовуються у водоочищенні, здатні пропускати домішки різних діаметрів, враховуючи даний фактор, склалася система поділу мембран за розмірними параметрами пропускаються частинок на наступні групи:

• Мікрофільтраційні (1-0,1 мкм). Включення з таким розміром має каламутна вода і стічні сірі стоки, подібні фільтри також використовуються для очищення води від колоїдних великих частинок і крупнодисперсних органічних домішок. Фільтри подібного очищення відносять до розряду механічних, у побутових системах попереднього водоочищення аналогічні функції виконує поліпропіленовий картридж.
• Ультрафільтраційні (0,1-0,01 мкм). Відсівають дрібні колоїдні домішки та високомолекулярні сполуки, водорості, бактерії, тривалентні нерозчинні оксиди металів.
• Нанофільтраційні (0,01-0,001 мкм).Використовуються в системах пом'якшення води, здатні очищати рідину від розчинних двовалентних оксидів заліза, калію, марганцю, хлору, різного виду барвників.
• Назад осмотичні (0,001-0,0001 мкм). Фільтри глибокого очищення ефективністю до 99%, набули широкого поширення в промисловому опрісненні морської води. Видаляють із рідини всі солі та оксиди металів, бактерії, нафтопродукти, барвники, пестициди. Системи зворотного осмосу широко використовуються в медицині, харчовій та хімічній промисловості для одержання стерилізованої води.

При виборі водоочисної установки важливим критерієм є тиск у системі, великих розмірівпір в мембранах достатньо 1 - 2 атмосфер, найвищий напір потрібно для фільтрів зворотного осмосу - мінімум 3 атмосфери.

Типи мембранних фільтрів з конструктивного виконання

Крім розмірних параметрів, мембранні фільтри в залежності від конструктивного виконання ділять на такі види:

Дискові. Даний вид фільтрів нечасто використовують у побутовому господарстві, мікропористі мембрани найчастіше застосовують у промисловій сфері для водоочищення великих обсягів води у великогабаритних установках. Матеріалом виготовлення є капрон, поліамід, поліефірсульфон, фторопласт, поліетилентерефталат (лавсан), ацетилцелюлоза. У процесі виробництва очисні елементи з мембранами розташовують у фільтрах такими способами:

• безпідкладковим, фільтратор виконаний з однорідного матеріалу;
• армованим з тканинною або полімерною сітчастою основою;
• подложечным - з основою з міцного крупнопористого матеріалу.

На ринку водоочисного обладнання можна придбати дискові гейзери. полімерних матеріалівіз вбудованими канавками, що пропускають частинки розміром від 100 мкм.

Трубчасті.мають просту конструкціюу вигляді трубки з пористого матеріалу, в яку рідина, що фільтрується надходить через торцеву кришку з отворами і потім видавлюється назовні під тиском, проходячи через пори мембранного очищувача. Матеріалами виготовлення корпусу дрібнопористої мембрани можуть бути кераміка, металокераміка, пластик, метали різних металів.

Рулонні. Пристрій подібних фільтрів було розглянуто вище, вони є намотаний на дренажну трубку сендвіч з плівки зворотного осмосу, поліестерової підкладки, поліетиленової плівки і сітки. При їх роботі вода з торцевої частини потрапляє на мембрану і стікає по спіралі дренажні отвори, а концентрат з домішками утилізується або використовується для господарських потреб.

Підлоговоконні.Даний тип мембран розрахований для промислового застосування, є дуже дрібні фільтраційні трубочки, складені в пучок. Рідина, що очищається, проходить крізь капіляри в їх стінках, діаметр яких перешкоджає проходженню домішок більших розмірів. Подібну конструкцію мають ультрафільтраційні мембрани, що відсівають частинки діаметром від 0,1 мкм.

Треково-мембранні. Подібного виду мембрани виготовляють із тонких плівкових полімерів завтовшки 12 - 23 мкм методом бомбардування поверхні іонами криптону, в результаті з'являються наскрізні канали з фіксованим діаметром до 0,05 мкм (для поліетилентерефталатної плівки). Одне з найпростіших пристроїв на їх основі, що використовується для водоочищення в побутовому господарстві, є плівковою мембраною з діаметром отворів 0,2 - 0,4 мкм, поміщену в закритий пластиковий футляр.

Для роботи пристрою його корпус занурюють у ємність з водою і підключають зливальну трубку, опускаючи її нижче за рівень рідини в резервуар (банку) для збору відфільтрованої води. Перед фільтруванням воду підсмоктують і після того, як струменевий режим перейде в краплинний (мембранний фільтратор входить у роботу), починають збирати фільтрат.

Трекові мембранні фільтри тонкого очищенняводи, Середня цінаяких близько 700 руб., не вимагають електроенергії, пристрій можна брати з собою на дачу, у відпустку з умовами дикого проживання, туристичний похід. Перевагою трекової системи є простота в обслуговуванні - після забивання пір похідний мембранний фільтр для очищення води розбирають, знімають очисник, протирають його чистою губкою від нальоту під струменем води та занурюють у розчин 5% лимонної кислоти для відновлення.

На ринку водоочисного обладнання реалізується низка трекових фільтраторів, популярні бренди — Нерокс, Капель, Сніжинка.

Плюси та мінуси мембранних фільтрів

Серед усіх різновидів мембранних фільтрів у побутовому господарстві знайшли застосування установки зворотного осмосу з початковою вартістю близько 6000 руб., що мають високу ефективність водоочищення. До їх позитивних якостей відносять:

• Високу чистоту відфільтрованої води, де відсутні всі види бактерій, мікробів, вірусів, оксиди металів, що викликають накип.
• Система фільтрації має просту конструкцію та може самостійно обслуговуватися споживачем.
• На відміну від популярних побутових альтернативних методів очищення з аераційними установками та іонообмінними смолами система зворотного осмосу займає невеликий простір під мийкою.
• Термін експлуатації мембранного фільтра завдяки технології з постійним прочищенням його поверхні проточною водою перевищує час використання картриджів у системах глекового типу і може доходити до 2-х років. Системи, де передбачено автоматичне очищення мембрани, працюють без зміни фільтра 5 і більше років.

Незважаючи на високу якість очищення, мембранний фільтр із зворотним осмосом має ряд недоліків, що обмежують його широке застосування в побуті:

• При експлуатації установок з цим методом фільтрації ефективно очищається лише 1/4 частина води, що надходить, решту доведеться зливати в каналізацію або шукати їй застосування в господарських цілях.
• Висока якість очищення вимагає сильного тиску в системі до 10 атмосфер для продавлювання води через дрібнокомірчасту мембрану, такий напір можна досягти тільки з використанням електронасоса, для роботи якого потрібна електроенергія - це суттєво підвищує експлуатаційні витрати.
• Для коректної роботи мембрани зворотного осмосу вода перед фільтрацією має проходити попереднє очищення - в результаті додатково використовують три фільтри (стандартний комплект Аквафор тріо, Роса). У двох із них вугільні картриджі підлягають обов'язковій періодичній заміні, що призводить до додаткових витрат.

• Проходячи через систему зворотного осмосу, вода втрачає корисні для здоров'я людини мінерали і стає несмачною, тому для покращення смакових якостей використовують додатковий вузол мінералізації з витратними компонентами.
• Порівняно з іншими системами, фільтр зворотного осмосу має досить низьку продуктивність (максимум 0,12 л/хв у популярної моделі Гейзер Престиж) та використовується лише для отримання питної води.
• Багато користувачів скаржаться на гамірну роботу автоматичної системи, Що включає нагнітаючий воду електронасос після спустошення накопичувального бака, іноді електроніка плутається в роботі і постійно включає та відключає помпу.
• Середня вартість зворотньоосмотичного фільтратора близько 7500 руб. без нагнітальної помпи - такі витрати не кожному по кишені.

Як чистити фільтр зворотного осмосу

Необхідність та періодичність очищення зворотньоосмотичної установки залежить від якості води, обсягів фільтрації та тиску в системі, за наявності автоматики з вбудованою функцією водоочищення термін використання картриджа може сягати 6 років.

Якщо конструкції установки не передбачена можливість автоматичного обслуговування фільтра, його можна промити самостійно одним з наступних методів:

• Дістати картридж і направити в нього струмінь води у зворотному напрямку, через невеликий тиск вона проходитиме фільтруючі шари наскрізь, вимиваючи відкладення. Після промивання фільтр можна покласти у воду із лимонною кислотою на кілька годин.
• Сучасні конструкції побутових фільтріввідрізняються невисокою міцністю корпусу, що складається з кількох шарів полімерної плівки. Її досить просто розмотати, потім випрямити 2 спіральні рукави, в яких легко відокремити фільтр, сітку та підкладку один від одного. Можна опустити всю систему в ємність із водою та ретельно промити її складові з подальшим відстоюванням у розчині 5% лимонної кислоти. Після висихання картридж легко зібрати назад, скріпивши корпус скотчем чи ізолентою.

У побутовому господарстві для отримання питної води високої якості чудово зарекомендував себе мембранний очищувач води зі зворотним осмосом, що виробляє 95-98% фільтрування всіх шкідливих і корисних для організму людини компонентів. Незважаючи на масу недоліків (низька продуктивність з утилізацією 3/4 водного обсягу, високі експлуатаційні витрати, відсутність корисних мінералів) система не має конкурентів за якістю фільтрування і є найкращою для отримання надчистої питної води з комунальних магістралей та індивідуальних водних джерел.

Відео

Принцип роботи системи зворотного осмосу

Як рулонна мембрана фільтрує воду та її пристрій

Фільтр з трековою мембраною – як використовувати

У воді може бути близько 13 мільйонів шкідливих речовин, вживання яких завдає шкоди здоров'ю людини. Частина людей просто кип'ятять воду, забуваючи про те, що не всі мікроорганізми та домішки усуваються при цьому.

Проблему вирішує мембранний фільтр для тонкого очищення води, що видаляє з неї бруд, різні домішки, бактерії, віруси, і при цьому зберігає її природний смак та властивості.

З'явилися мембрани XIX століття з обробленої клітковини, але вони мали практичного застосування. Прототип сучасної мембрани було винайдено лише 1960 року.

Мембрана є напівпроникним середовищем, яке пропускає воду і кисень, але затримує домішки на своїй поверхні.

Звичайні фільтри усувають велике сміття, а мембранні фільтри для тонкого очищення води здатні видалити навіть дрібні колоїдні сполуки та частинки.

Чим менша уловима речовина, тим менше повинні бути пори мембрани для його затримання.

Види мембран за розміром пір:

• мембрана мікрофільтрації – 0,1-1,0 мкм;
• мембрана ультрафільтрації – 0,02-0,1 мкм;
• мембрана нанофільтрації – 0,001-0,02 мкм;
• зворотньоосмотична мембрана - 0,0001-0,001 мкм.

Зі зменшенням розміру пір зростає робочий тиск води для фільтрації. Мембрана для мікрофільтрації затримує колоїдні частинки та тонкодисперсні домішки.

Вони досить великі (0,1 мкм) та сприяють помутнінню води. Ця мембрана використовується для та готує її до подальшої фільтрації.

Мембрана ультрафільтрації усуває колоїдні домішки та високомолекулярні забруднення, макромолекули, бактерії, водорості тощо.

Але пропускає розчинні у воді солі. Її застосовують у фільтрах для води, яку потрібно очистити від механічних домішок, зберігши сольовий склад.

Важливо! Мембрану нанофільтрації застосовують для пом'якшення води, що має підвищену жорсткість, видалення хлорорганічних речовин та іонів важких металів.

Одновалентні іони затримуються на 10-30%. Перевагою мембрани є пропускання до 90% солей, розчинених у воді, які забезпечують збереження та поповнення життєво необхідних елементів та солей в організмі.

Назад осмотична мембрана усуває практично всі забруднення і розчинні речовини, пропускаючи тільки воду, розчинені гази і трохи солей.

Мембраною здійснюється глибоке знесолення, здатне опріснити навіть морську воду до 97%. Також відфільтровуються всі віруси, бактерії, нафтопродукти, пестициди, барвники тощо.

Відео: ультрафільтраційний мембранний фільтр

Поділ за конструктивним типом

Мембранні фільтри для тонкого очищення води можуть мати різну форму мембран і площу робочої поверхні, і бувають таких типів: плоскі дискові, трубчасті, рулонні та половолоконні.

Фільтри з плоскими дисковими мембранами

Дискові мембрани виробляють у вигляді плівок таких видів:

• безпідкладкові – з однорідної речовини;
• армовані – тканинна основа із нанесеним пористим матеріалом;
• подложечные – з підкладкою з великопористого матеріалу та робочого шару.

Найчастіше зворотноосмотичні плоскі дискові мембрани бувають композитними тонкоплівковими і складаються з кількох шарів, виконаних із різних сполук.

За основу (1) у мембрані застосовують полотно з полістиролу.

Шар полісульфону з мікропорами (2) наноситься на основу. Він повинен добре проводити воду, але не стискатися та деформуватися під тиском. Третій шар (3) виступає як бар'єр і виготовлений з ароматичного поліаміду.

З плоскими дисковими мембранами виробляють апарати на кшталт «фільтр-прес». Вони легко монтуються та зручні в експлуатації.

Мембрани в апараті замінюються досить легко. Складається фільтр з мембран (1), пористих пластин (2), кришок (4,5), шпильок (6) та колектора (7).

З трубчастими мембранами

Трубчаста мембрана – трубка з пористого матеріалу (пластмаси, кераміки, металевої тканини, металокераміки тощо) з діаметром від кількох міліметрів до кількох сантиметрів.

При цьому вона буває симетричною та асиметричною. У симетричної мембрани пористість у всьому об'ємі однакова. При виготовленні асиметричної трубчастої мембрани формують шар щільнішого матеріалу на одній з її поверхонь.

Саме він визначає здатність мембрани затримувати забруднювачі та є робочим шаром у мембрані. А крупнопористий матеріал виконує функцію підкладки-носія та має дренажні властивості.

Через пористу трубу (1) з напівпроникною мембраною потрапляє вода, яка фільтрується, проходячи трубою, і збирається в збірник (2), а концентроване забруднення виходить з окремої трубки. Насос (3) збільшує тиск на вихідний розчин, а дросель (4) скидає його на виході.

До складу трубчастого мембранного елемента входять напівпроникна мембрана (1), дренажний каркас (2) і прокладка (3), яка не дає втискати мембрані в канали трубки і рватися під тиском.

Мембрани рулонного типу

У рулонному фільтроелементі мембрана (2) і дренажні прокладки (3,4) накручуються на дренажну трубку.

При попаданні води з торця вона тече по спіралі і накопичується в дренажній трубці, а з протилежного торця виходить концентрат. Вони мають зручну форму і мають тонкий робочий шар, що забезпечує мембрані високу продуктивність і невелику схильність до засмічення.

Перевагою фільтрів зі спіральними мембранними елементами є висока щільність упаковки мембран, механізована збірка та низька металомісткість.

Половолоконні мембрани

Півволоконні мембрани виконані у формі трубочок невеликого діаметру. Це дозволяє помістити їх велику кількість в апарат для фільтрування.

Тоді сумарна робоча поверхня збільшується у багато разів у порівнянні з мембранами великого діаметра, що забезпечує високу продуктивність фільтру.

Але контролювати потік рідини вздовж кожного волокна досить важко, тому половолоконна мембрана може засмічуватись досить часто і мати проблеми при очищенні.

Важливо! Через це фільтри вимагають додаткового очищення рідини перед подачею на обробку. Волокна упаковані з високою щільністю і складають товстий робочий шар мембрани, тому мають невелику пропускну здатність.

Принцип дії

Тонка полімерна плівка, насичена порами - це і є мембранний фільтр для тонкого очищення води. Це найкраща у своєму роді система, що гарантує найвищий рівень фільтрації, видаляє всі забруднення та віруси, але зберігає корисні властивостіводи та необхідні мікроелементи.

Вода після фільтрації виходить:

• природна та повністю очищена;
• біологічно повноцінна;
• насичена природними мінералами, потрібними кожній людині.

Домішки, затримані мембраною, знаходяться на її поверхні, що фільтрує. Тому у фільтрах передбачена «тангенціальна» схема руху води, коли він збирається по обидва боки від мембрани.

Одна частина води фільтрується через мембрану та очищається, а інша змиває забруднення з поверхні та виводить його із зони фільтрації в дренаж або інше місце. Тому у вузлі мембранної фільтрації знаходиться один вхід та два виходи.

Мембранні фільтри для води – найкраще доступне очищення води в домашніх та промислових умовах. Відфільтровану воду відразу можна пити без кип'ятіння, тому що з неї видаляються всі віруси, бактерії та мікроорганізми, а потрібні організму солі залишаються.

Водночас вода фільтрується швидше, ніж у системі зворотного осмосу, тому відпадає необхідність у накопичувальному баку.

Продуктивність мембрани стає більшою за умов:

• підвищення площі мембрани;
• підвищення тиску у системі;
• зменшення товщини мембрани;
• підвищення температури води, що фільтрується. 1 ° С - збільшення потоку до 3%;
• невеликий концентрації домішок.

Зараз існують мембранні фільтри, що працюють за дещо іншою схемою. Фільтр поміщається в ємність із забрудненою водою і по трубочці виводиться чиста вода в іншу ємність. Це зручний спосіб фільтрації в похідних умовахабо тоді, коли немає можливості підключити систему до водопроводу.

У цьому випадку необхідно іноді очищати мембрану фільтра від забруднення вручну. Чим брудніша вода, тим частіше це необхідно робити.

Можна промити мембрану під проточною водою із губкою, але бажано застосовувати для цього спеціальні розчини. Їх вибирають виходячи із стійкості мембрани та переважного виду забруднень.

Кислотні розчини використовують для видалення неорганічних опадів (солі твердості, гідроксиди). Лужними сумішами видаляють органічні та біологічні плівки, сполуки кремнію.

Важливо! Сірчана та азотна кислоти не використовуються, оскільки можуть пошкодити мембрану. Потрібна концентрація залежить від кислоти: HCl - 0,2-0,5%, слабші органічні кислоти 1-2%.

Промивати мембрану краще при температурі +40°С та великому тиску води.

Відео: NEROX

Ціни

Визначає ціну на фільтр його продуктивність та ступінь забрудненості води.