Мембранная очистка воды. Мембранная система очистки воды – самый современный способ фильтрации воды

Очистка воды от вредных примесей актуальна не только при ее использовании в качестве питьевой, но и для технических нужд, где высокая минерализация приводит к появлению накипи, засорам в сантехническом оборудовании и арматуре, некорректной работе бытовой электротехники. Один из эффективных способов борьбы с вредными компонентами — мембранный фильтр для очистки воды, широко применяемый в промышленном производстве и бытовом хозяйстве.

На рынке представлен ряд мембранных устройств для водоочистки от разных производителей, при их выборе следует учитывать характер загрязнений, целевое назначение очищенной воды и объемы ее потребления. При самостоятельном монтаже систем с использованием мембранных фильтров важную роль играет степень загрязнений — при их большой интенсивности требуется использование фильтрующих устройств предварительной очистки и умягчения. Чтобы правильно собрать систему очистки воды с использованием любого типа фильтров, необходимо провести лабораторный анализ ее химического состава, данное условие является обязательным при водозаборе из скважин и колодцев частных домов, загородных дач.

Мембранный фильтр для воды относят к устройствам глубокой очистки, благодаря малым порам фильтрационного материала он способен отсеивать загрязнения диаметром от 0,0001 мкм. Чтобы понять, что представляет собой такой фильтр, рассмотрим поэтапную технологию его производства:

• Нарезают полипропиленовую сетку на прямоугольники необходимой длины и ширины, она служит прокладкой между слоями фильтрующего материала.
• Отрезают куски полиэстера равного с сеткой размера, в нем имеются мельчайшие каналы, через которые проходит вода и задерживаются вредные примеси, материал является фильтрующим элементом мембраны.
• Полиэстер укладывают в стопки по 15 листов и скрепляют между собой высокочастотными акустическими волнами по технологии ультразвуковой сварки, получая один из сборочных элементов устройства — фильтратор.
• Разматывают рулон из специальной фильтровальной бумаги и пропускают ее через смесь жидкого пластика с растворителем, которым покрывает одну из сторон, после застывания пластика и испарения растворителя на бумажной ленте формируется уникальная мелкоячеистая структура мембраны.
• Мембрану раскладывают на столе, накрывают ее сверху сеткой размером в 2 раза меньше, и заворачивают вторую часть ленты наверх — получают своеобразный конверт из двух фильтрующих поверхностей, между которыми расположена изолирующая сетка.

• На края пластиковой трубки с круглыми отверстиями по всей длине наносят клей и прикладывают к нему стопку из ряда полиэстерных фильтраторов, закрепляя на трубе скотчем.
• Укладывают на первый лист полиэстера мембранный конверт с сеткой посередине и приклеивают его по краям, сверху накладывают следующий лист фильтратора, мембрану и снова проклеивают.
• Операцию повторяют несколько раз (число фильтрующих мембранных слоев зависит от качества фильтра), получая в итоге своеобразный мембранный сэндвич. В недорогих бытовых устройствах количество наматываемых на дренажную трубку рукавов не превышает одного — двух, в высокотехнологичных промышленных установках, где требуется высокое качество очистки, число фильтрующих слоев достигает 15.
• Начинают вращать трубку, наматывая на нее все собранные в единое целое элементы фильтра, сверху сжимают и закрепляют фильтрующие слои скотчем.
• По краям устанавливают торцевые пластиковые наконечники и фиксируют их на клей.
• Наматывают на цилиндрическую поверхность фильтра стекловолоконную проклеенную нить с необходимым натяжением, излишки клея убирают. После высыхания клеевого состава на поверхности фильтра образуется прочная стекловолоконная оболочка.

Бытовые фильтраторы в процессе производства собирают из четырех листов в следующей последовательности: мембрана, поддерживающий полиэстерный фильтратор, полиэтиленовая подложка, сетка. Листы складывают вместе в один рукав и наматывают на дренажную трубу, в фильтре их может быть несколько, уложенных вплотную друг другу и скрученных в спираль.

По рассмотренной выше технологии изготавливают наиболее популярные рулонные мембраны, также на рынке встречаются мембранные умягчители в виде дисков или изготовленные из других материалов (керамика).

Принцип работы

Рулонные фильтры для воды мембранного типа чаще других используют в системах бытовой водоочистки, их принцип работы основан на пропускании жидкости через специальную мелкоячеистую мембрану на пропитанной бумажной основе и отвода загрязнений с частичным улавливанием полиэстерным фильтратором. Он необходим для корректной работы системы — чтобы фильтр действовал, вода подается на мембрану под давлением, при этом слой полиэстера создает сопротивление на пути водного потока и препятствует его выходу через очиститель. При его отсутствии вода под давлением беспрепятственно проходит через фильтр в продольном направлении, не продавливаясь в мембрану и затем в дренажную трубу.

Работа мембранного рулонного фильтра состоит из следующей последовательности технологических операций:

• Очищаемая вода поступает в торцевую часть фильтра и проходит вдоль мембраны, с этого конца внутренняя пластиковая трубка запаяна и не имеет дефрагментации.
• С другого конца корпус закрывает крышка с выходным штуцером малого диаметра, ограничивающего давление. В результате внутри появляется избыточный напор и очищаемая вода продавливается сквозь ряд мембранных фильтров к круглым отверстиям на центральной трубе.
• В процессе продавливания все частицы, размер которых превышает диаметр ячеек мембраны, собираются в полиэстерном фильтраторе и между ячейками сетки, а затем вымываются проходящим потоком воды.

Важно: При отсутствии промывания фильтрующей системы проточной водой мелкие ячейки мембраны забиваются вредными примесями в короткое время и она перестает выполнять свои функции.

• Таким образом, фильтруемая жидкость движется одновременно вдоль фильтра и в радиальном направлении, просачиваясь в мембрану, скрученную в спираль. Очищенная вода (пермеат) через центральную дренажную трубу выводится наружу, а загрязненная жидкость (концентрат) с высоким содержанием вредных примесей собирается у выходного торца фильтра после продольного прохождения через сетку и полиэстеровую подложку.
• Солевой концентрат отводится в накопительную емкость для дальнейшего использования в бытовом хозяйстве или утилизируется путем слива в канализационную систему.

Как видно из принципа действия данного фильтра, значительная часть очищаемой жидкости (около 3/4) содержит высокую концентрацию вредных примесей и сливается, поэтому при бытовом использовании подобных систем следует продумывать вопрос о рациональном использовании этих водных объемов в хозяйственных целях.

Совет: Неплохой выход из ситуации большого расхода воды в квартирах с приборами учета — врезка в трубопровод тройника с обратным клапаном, через который загрязненный раствор направляют обратно в водопроводную систему. Фильтр включают во время бытового использования воды (мытье посуды, принятие ванн) и концентрат сразу расходуется в хозяйственных целях.

Конструкция фильтрующей системы на основе мембран

В продаже имеется большое количество бытовых фильтрующих систем мембранного типа от отечественного производителя, заслуживших положительные отзывы потребителей, к ним относят известные бренды: Аквафор, Гейзер, Исток, Новая вода, Atoll, Роса. Типовые модели с обратным осмосом состоят из следующих элементов:

• Фильтр первичной очистки . Из водного потока удаляет крупные механические частицы размером от 5 мкм, мелкие песчинки, взвешенную грязь, ржавчину. Картридж данного фильтра часто изготавливают из вспененного полипропилена, с его помощью производится механическое очищение воды от взвешенных загрязнений.
• Адсорбционный фильтр . Фильтрующим элементом очистителя является активированный уголь, поверхностный слой которого впитывает в себя вредные вещества из воды. Уголь отлично очищает воду от хлорных соединений, органических примесей.
• Высококачественный фильтр доочистки . Наполнителем картриджа является брикетированный активированный уголь, удаляющий из жидкости механические частицы диаметром до 1 мкм и производящий доочистку хлорных соединений и органики.
• Обратноосмотический мембранный фильтр . Удаляет из воды все частицы размером от 0,001 до 0,0001 мкм или 96 – 98% всех загрязнений, в эту категорию попадают нерастворимые двухвалентные оксиды металлов (марганец, калий, железо), органические примеси, бактерии и вирусы.
• Минерализатор. Очищенная стерилизованная дистиллированная вода не имеет в составе полезных для здоровья человека минералов и солей, которые были удалены в процессе очистки вместе с вредными примесями. При использовании в качестве питьевой, ее пропускают через проточный минерализатор с минеральными солями, насыщая воду, они повышают ее вкусовые качества и делают полезной для здоровья.
• Накопительный бак . Питьевую воду отправляют в металлический накопительный бак с целью использования в любое время без ожидания завершения процесса очистки.
• Электронный модуль управления (дополнительно, нужен при низком давлении воды в водопроводе) . Запускает нагнетательную помпу при опустошении накопительного бака, производит очистку системы в автоматическом режиме.

Классификация мембран по размерам пор

Мембраной называют тонкую эластичную пленку, закрепленную на несущей поверхности по периметру, данное определение не слишком подходит для систем водоочистки, где назначение мембранных гибких пластин — фильтрация воды.

Поры используемых в водоочистке материалов способны пропускать примеси разных диаметров, учитывая данный фактор, сложилась система разделения мембран по размерным параметрам пропускаемых частиц на следующие группы:

• Микрофильтрационные (1-0,1 мкм) . Включения с таким размером имеет мутная вода и сточные серые стоки, подобные фильтры также используются для очистки воды от крупных коллоидных частиц и крупнодисперсных органических примесей. Фильтры подобной очистки относят к разряду механических, в бытовых системах предварительной водоочистки аналогичные функции выполняет полипропиленовый картридж.
• Ультрафильтрационные (0,1-0,01 мкм) . Отсеивают мелкие коллоидные примеси и высокомолекулярные соединения, водоросли, бактерии, трехвалентные нерастворимые оксиды металлов.
• Нанофильтрационные (0,01-0,001 мкм). Используются в системах для умягчения воды, способны очищать жидкость от растворимых двухвалентных оксидов железа, калия, марганца, хлора, различного вида красителей.
• Обратноосмотические (0,001-0,0001 мкм) . Фильтры глубокой очистки эффективностью до 99%, получили широкое распространение в промышленном опреснении морской воды. Удаляют из жидкости все соли и оксиды металлов, бактерии, нефтепродукты, красители, пестициды. Системы обратного осмоса широко используются в медицине, пищевой и химической промышленности для получения стерилизованной воды.

При выборе водоочистной установки важным критерием является давление в системе, для больших размеров пор в мембранах достаточно 1 — 2 атмосфер, наивысший напор требуется для фильтров обратного осмоса — минимум 3 атмосферы.

Типы мембранных фильтров по конструктивному исполнению

Помимо размерных параметров, мембранные фильтры в зависимости от конструктивного исполнения делят на следующие виды:

Дисковые . Данный вид фильтров нечасто используют в бытовом хозяйстве, микропористые мембраны чаще применяют в промышленной сфере для водоочистки больших объемов воды в крупногабаритных установках. Материалом их изготовления является капрон, полиамид, полиэфирсульфон, фторопласт, полиэтилентерефталат (лавсан), ацетилцеллюлоза. В процессе производства очистительные элементы с мембранами располагают в фильтрах следующими способами:

• бесподложечным, фильтратор выполнен из однородного материала;
• армированным с тканевой или полимерной сетчатой основой;
• подложечным — с основой из прочного крупнопористого материала.

На рынке водоочистного оборудования можно приобрести дисковые Гейзер из полимерных материалов со встроенными канавками, пропускающие частицы размером от 100 мкм.

Трубчатые. Имеют простую конструкцию в виде трубки из пористого материала, в которую фильтруемая жидкость поступает через торцевую крышку с отверстиями и затем выдавливается наружу под давлением, проходя через поры мембранного очистителя. Материалами изготовления корпуса мелкопористой мембраны могут быть керамика, металлокерамика, пластик, сплавы различных металлов.

Рулонные . Устройство подобных фильтров было рассмотрено выше, они представляют собой намотанный на дренажную трубку сэндвич из пленки обратного осмоса, полиэстеровой подложки, полиэтиленовой пленки и сетки. При их работе вода из торцевой части попадает на мембрану и стекает по спирали в дренажные отверстия, а концентрат с примесями утилизируется или используется для хозяйственных нужд.

Половолоконные. Данный тип мембран рассчитан для промышленного применения, представляют собой очень мелкие фильтрационные трубочки, сложенные в пучок. Очищаемая жидкость проходит сквозь капилляры в их стенках, диаметр которых препятствует прохождению примесей более крупных размеров. Подобную конструкцию имеют ультрафильтрационные мембраны, отсеивающие частицы диаметром от 0,1 мкм.

Треково-мембранные . Подобного вида мембраны изготавливают из тонких пленочных полимеров толщиной 12 — 23 мкм методом бомбардировки поверхности ионами криптона, в результате появляются сквозные каналы с фиксированным диаметром до 0,05 мкм (для полиэтилентерефталатной пленки). Одно из простейших приспособлений на их основе, используемое для водоочистки в бытовом хозяйстве, представляет собой пленочную мембрану с диаметром отверстий 0,2 — 0,4 мкм, помещенную в закрытый пластиковый футляр.

Для работы устройства его корпус погружают в емкость с водой и подключают сливную трубку, опуская ее ниже уровня жидкости в резервуар (банку) для сбора отфильтрованной воды. Перед фильтрованием воду подсасывают и после того, как струйный режим перейдет в капельный (мембранный фильтратор включается в работу), начинают собирать фильтрат.

Трековые мембранные фильтры тонкой очистки воды, средняя цена которых порядка 700 руб., не требуют электроэнергии, приспособление можно брать с собой на дачу, в отпуск с условиями дикого проживания, туристический поход. Преимуществом трековой системы является простота в обслуживании — после забивания пор походный мембранный фильтр для очистки воды разбирают, снимают очиститель, протирают его чистой губкой от налета под струей воды и погружают в раствор 5% лимонной кислоты для восстановления.

На рынке водоочистительного оборудования реализуется широкий ряд трековых фильтраторов, популярные бренды — Нерокс, Капель, Снежинка.

Плюсы и минусы мембранных фильтров

Среди всех разновидностей мембранных фильтров в бытовом хозяйстве нашли применение установки обратного осмоса с начальной стоимостью около 6000 руб., обладающие высочайшей эффективностью водоочистки. К их положительным качествам относят:

• Высокую чистоту отфильтрованной воды, в которой отсутствуют все виды бактерий, микробов, вирусов, оксиды металлов, вызывающие накипь.
• Система фильтрации имеет простую конструкцию и может самостоятельно обслуживаться потребителем.
• В отличие от популярных бытовых альтернативных методов очистки с аэрационными установками и ионообменными смолами, система обратного осмоса занимает небольшое пространство под мойкой.
• Срок эксплуатации мембранного фильтра благодаря технологии с постоянной прочисткой его поверхности проточной водой, превышает время использования картриджей в системах кувшинного типа и может доходить до 2-х лет. Системы, где предусмотрена автоматическая очистка мембраны, работают без смены фильтра 5 и более лет.

Несмотря на высочайшее качество очистки, мембранный фильтр с обратным осмосом имеет ряд недостатков, ограничивающих его широкое применение в быту:

• При эксплуатации установок с данным методом фильтрации эффективно очищается лишь 1/4 часть поступающей воды, остальную придется сливать в канализацию или искать ей применение в хозяйственных целях.
• Высокое качество очистки требует сильного давления в системе до 10 атмосфер для продавливания воды через мелкоячеистую мембрану, такой напор можно достичь только с использованием электронасоса, для работы которого требуется электроэнергия — это существенно повышает эксплуатационные расходы.
• Для корректной работы мембраны обратного осмоса вода перед фильтрацией должна проходить предварительную очистку — в результате дополнительно используют три фильтра (стандартный комплект Аквафор трио, Роса). В двух из них угольные картриджи подлежат обязательной периодической замене, что приводит к дополнительным расходам.

• Проходя через систему обратного осмоса, вода теряет полезные для здоровья человека минералы и становится безвкусной, поэтому для улучшения вкусовых качеств используют дополнительный узел минерализации с расходными компонентами.
• По сравнению с другими системами, фильтр обратного осмоса имеет довольно низкую производительность (максимум 0,12 л/мин у популярной модели Гейзер Престиж) и используется только для получения питьевой воды.
• Многие пользователи жалуются на шумную работу автоматической системы, включающей нагнетающий воду электронасос после опустошения накопительного бака, иногда электроника путается в работе и постоянно включает и отключает помпу.
• Средняя стоимость обратноосмотического фильтратора около 7500 руб. без нагнетательной помпы — такие расходы не каждому по карману.

Как чистить фильтр обратного осмоса

Необходимость и периодичность очистки обратноосмотической установки зависит от качества воды, объемов фильтрации и давления в системе, при наличии автоматики со встроенной функцией водоочистки срок использования картриджа может доходить до 6 лет.

Если в конструкции установки не предусмотрена возможность автоматического обслуживание фильтра, его можно промыть самостоятельно одним из следующих методов:

• Достать картридж и направить в него струю воды в обратном направлении, из-за небольшого давления она будет проходить фильтрующие слои насквозь, вымывая отложения. После промывки фильтр можно положить в воду с лимонной кислотой на несколько часов.
• Современные конструкции бытовых фильтров отличаются невысокой прочностью корпуса, состоящего из нескольких слоев полимерной пленки. Ее довольно просто размотать, затем выпрямить 2 спиральных рукава, в которых легко отделить фильтр, сетку и подложку друг от друга. Можно опустить всю систему в емкость с водой и тщательно промыть ее составляющие с дальнейшим отстаиванием в растворе 5% лимонной кислоты. После высыхания картридж легко собрать обратно, скрепив корпус скотчем или изолентой.

В бытовом хозяйстве для получения питьевой воды высокого качества отлично зарекомендовал себя мембранный очиститель воды с обратным осмосом, производящий 95 — 98% фильтрование всех вредных и полезных для организма человека компонентов. Несмотря на массу недостатков (низкая производительность с утилизацией 3/4 водного объема, высокие эксплуатационные расходы, отсутствие полезных минералов) система не имеет конкурентов по качеству фильтрования и является лучшей для получения сверхчистой питьевой воды из коммунальных магистралей и индивидуальных водных источников.

Видео

Принцип работы системы обратного осмоса

Как рулонная мембрана фильтрует воду и ее устройство

Фильтр с трековой мембраной – как использовать

Нашей планете повезло: она на 70% состоит из воды. Однако следует учесть, что больше ее не станет. Только 1% земной воды пригоден для питья. Экологическая обстановка заставляет стремительными темпами искать эффективные способы очистки. Мы не только то, что едим, но и что пьем. В человеческом теле 10 литров воды. Полный водообмен происходит за 17 суток. Следует тщательно следить за балансом воды в нашем организме.

С водой из водопровода в наше тело попадают ненужные и опасные примеси: хлор, ржавчина, инфекции, соли и т.д. Врачи рекомендуют употреблять максимально возможное количество чистой воды. Что делать? Приобретать в магазинах? Дорого, неудобно и неизвестное качество. Легче установить фильтр для очистки воды.

Существует множество видов фильтров для разных целей. Но дома хотелось бы иметь на выходе воду без токсинов, хлора, органики, солей и других вредных элементов. Наибольшую эффективность показал мембранный фильтр для очистки воды.

Принцип работы

Первые мембраны были получены из клетчатки в 19 столетии, но не применялись нигде. Только во второй половине прошлого века получен первый прототип сегодняшних мембран. Движение молекул происходит за счет давления, большего осмотического.

Фильтрация с помощью обратного осмоса очищают даже очень грязную воду. Однако из воды убираются не только вредные соединения и органические вещества, но и полезные минеральные соединения. Трековые мембраны лишены этого недостатка.

Чтобы примеси не задерживали массы воду, в фильтре обеспечена тангенциальная схема движения. Одна половина воды проходит через фильтр и фильтруется, а вторая – смывает грязь с его поверхности. Узел фильтра имеет один вход и два выхода. Вода на выходе полностью готова к употреблению в сыром виде.

Производительность фильтра зависит от:

• поверхностной площади;
• давления;
• толщины мембраны;
• температуры входящей воды;
• степени загрязнения.

Есть фильтры, которые работают по иному принципу. В бак с водой помещают фильтр, который через трубочки выводит уже очищенную воду в другой бак.

Принцип работы трековой мембрана схож с работой оболочки живых клеток. Она полупроницаема: через нее проходит обогащенная кислородом вода, а примеси задерживаются на поверхности. Простыми фильтрами удаляют крупные частицы, а мембранным фильтром для очистки воды — все остальное, включая коллоидные соединения и мелкие частицы.

Трековые мембраны появились недавно, с созданием новых технологий. Для изготовления используют синтетическую пленку с идеально ровными круглыми отверстиями – треки. На 1 квадратный сантиметр приходится около 400 миллионов штук.

Молекулы после прохождения мембраны становятся более структурированы. Многие ученые считают, что такая жидкость в 2 раза лучше усваивается человеческим организмом.

Виды мембран

Мембрана имеет меньший размер пор, чем размер задерживаемых частиц. Их разделяют на:

• микрофильтрации 0,1-1,0 мкм (коллоидные частицы, тонкодисперсные примеси);
• ультрафильтрации – 0,02-0,1 мкм (коллоидные частицы, молекулы, высокомолекулярные загрязнения, водоросли и т.д.);
• нанофильтрации – 0,001-0,02 мкм ();
• обратноосмотическая – до 0,001 мкм.

Снижение размера пор ведет к росту рабочего давления.

Фильтры с мембраной микрофильтрацией используют для очистки воды от мути .

Ультрафильтрация актуальна для удаления механических примесей с сохранением солевого состава.

Нанофильтрация сохраняет почти все соли, но задерживает ионы тяжелых металлов и хлорорганические вещества. Обратноосмотическая фильтрация выдает почти чистую воду: остаются газы и некоторые соли. С ее помощью можно опреснить соленую воду на 97%. Распространена в фармацевтической промышленности.

Мембраны для фильтров изготавливают из разных материалов:

• уплотняющие полимерные;
• керамические с жесткой структурой.

Используемые для фильтрации воды мембраны могут быть разной конструкции:

• плоские дисковые
  • бесподложечные – однокомпонентное вещество;
  • армированные – на ткань нанесен пористый материал;
  • подложечные – состоит из крупнопористого и рабочего материала;
• трубчатые;
• рулонные;
• половолоконные.

Обратноосмотические плоские мембраны состоят из несколько слоев. Рассмотрим классически й вариант. Для первого слоя используют полистирол в качестве основы. На него наносят микропористый полисульфон, который отлично проводи воду и не поддается деформации. Ароматический полиамид наносится третьем слоем и является барьером. Плоские мембраны легко устанавливаются и удобны.

Трубчатые мембранные фильтры представляют собой трубку из любого пористого материала разного размера. Они могут иметь симметричную или ассиметричную форму (одна из сторон имеет большее количество пор).

Рулонный тип состоит из мембраны и двух дренажных прокладок, которые накручены на трубу. В один торец затекает вода по спирали и скапливается в дренажной трубке, во втором конце находится концентрат. Мембрана редко засоряется и имеет высокую производительность. Такие фильтры оснащены плотно прилегающими мембранами и имеют низкую металлоемкость.

Половолоконные мембраны состоят из небольших трубочек. В фильтре находится их очень много, что значительно увеличивает поверхностную площадь. Контроль каждой трубки не возможен, поэтому мембрана часто засоряется. Перед подачей на этот тип фильтра воды необходимо механическим способом ее очистить.

Основные производители

Самым распространенным сегодня считается мембранный фильтр для очистки воды «Гейзер». В его состав входят три блока. Устанавливается он под кухонной раковиной. Перед мембранной фильтрацией вода очищается двумя картриджами: механической очистки и с сорбентом. Мембрана производит глубокую очистку. После воду пропускают через смесь активированного угля и серебра, что бы удалить газы. Иногда установку снабжают минерализатором.

NEROX — известный бренд мембранных фильтров. В них используются трековые мембраны. Удаляются вредные примеси, но сохраняются полезные минералы. В день фильтр очищает до 15 литров воды. Предусмотрена специальная система оповещения о загрязнение фильтра. Восстановление происходит при периодической промывке. Стоимость около 300 долларов.

Основное обслуживание мембранных фильтров

Промывают мембрану в ручную под проточной водой или специальной жидкостью, которая учитывает вид мембраны и тип загрязнений. Очищают мембрану рекомендуют при +40 градусах и высоком давлении воды.

Мембранные фильтры являются оптимальным способам получения чистой воды не только дома, но и в офисах. Вода проходит высокую степень очистки. Все загрязнения наглядно видно на мембране. Фильтры легко обслуживать.

Подготовленная на водозаборах вода поступает в стальные трубопроводы, в которых происходит ее вторичное загрязнение железом. В большинстве населенных пунктов нашей страны концентрация примеси данного типа превышает предельно допустимую в десятки раз. Инновационный мембранный фильтр для очистки воды успешно решает эту проблему, благодаря способности задерживать частицы размером более 0,0001 мкм. Фактически обратноосмотическая мембрана пропускает только чистую пригодную для питья жидкость.

Отличные селективные свойства мембранного фильтра для очистки воды обеспечиваются за счет особой его структуры. Величина пор рабочего элемента настолько мала, что сквозь устройство проходит небольшое количество минеральных солей и газов. При этом можно с уверенностью утверждать, что в очищенной при помощи мембраны воде абсолютно нет никаких микроорганизмов: бактерий и даже вирусов.

Особенности конструкции и принцип работы фильтра мембранного

Очистительная установка подключается к трубопроводу, через который в квартиру или дом осуществляется подача холодной воды. В мембранном фильтре для воды обратноосмотического типа процесс очистки происходит в пять этапов:

• Предварительная очистка. Из жидкости удаляются механические примеси и частично хлор, который применяется для дезинфекции.
• Фильтрация воды через мембрану обратного осмоса позволяет очистить ее от большинства химических и биологических загрязнений.
• Накопление очищенной воды в специальном баке.
• После фильтра для воды с мембраной жидкость раздается через отдельный кран, установленный рядом с мойкой.
• В ходе раздачи можно осуществить дополнительную минерализацию воды, пропуская ее через специальный картридж.

В мембранном очистителе воды для квартиры или для промышленного использования концентрированный раствор солей и иных загрязнений сливается в канализацию. Для реализации данной технологии фильтрации воды в состав устройства входят следующие элементы:

• Фильтр первичной очистки.
• Два элемента с картриджами, которые наполнены активированным углем: первый – гранулированным, второй – блочный.
• Мембрана обратноосмотическая с сечением пор не более 0,01-0,0001 мкм.
• Емкость накопительная.
• Клапан автоматический отсечной функция его состоит в том, чтобы перекрывать подачу воды после заполнения бака.
• Проточный элемент с минерализующим картриджем.

Состав элементов в очистительной установке может несколько различаться, что сказывается на ее цене.

Очистка рабочего элемента фильтра

Процесс предварительной подготовки воды исключительно важен и позволяет значительно увеличить ресурс системы. Обратноосмотический мембранный фильтр будет быстро забиваться, если через картридж с порами размером 0,0001 мкм пропускать поток воды без его постоянной промывки. Жидкость поступает в торец картриджа и просачивается через полупроницаемый материал. В рабочем элементе фильтры для очистки воды мембранного типа только часть ее попадает в расположенную по центру перфорированную трубку, через которую освобожденная от загрязнений поступает в накопитель.

Основной поток воды с высокой концентрацией примесей и солей сливается в канализацию через ограничительный клапан. Таким способом можно существенно повысить ресурс мембраны для очистки воды и увеличить объем фильтрации воды. Проходящий между слоями полупроницаемого материала поток уносит большую часть механических, химических и бактериологических загрязнений. Повышение длительности использования обратноосмотического фильтра положительно сказывается на цене его эксплуатации.

Виды мембранных фильтров

Промышленность предлагает большой выбор очистительных установок воды, различающихся между собой по ряду признаков. Классификация фильтров для воды мембранного типа осуществляется:

1. По уровню очистки воды от примесей: макро-, микро-, ультра- и нанофильтрация. Наивысшая степень удаления загрязнений приходится на обратноосмотические мембраны.
2. По назначению очистительных устройств: бытовые и промышленные.
3. По особенностям конструкции мембранных очистителей воды: рулонные, дисковые (плоские) и трубчатые.
4. По используемым материалам мембранный фильтр может быть бесподложечным, подложечным и армированным.

Дисковые мембраны имеют минимальную площадь, а значит их производительность невысокая. Применение трубчатых картриджей для фильтрации воды сопряжено с рядом сложностей, состоящих в том, что необходимо обеспечить постоянную плотность. В рулонных элементах вода проходит по спирали через полупроницаемые слои с порами, размер которых порядка 0,001 мкм. Такая конструкция позволяет добиться высокой производительности картриджа и максимального удаления примесей из воды.

Технология мембранной очистки воды с применением рулонного картриджа получила широкое распространение. Фильтры данного типа используются не только в бытовых устройствах, но и в обеззараживании канализационных стоков и опреснительных установках. Одно из основных преимуществ данного вида мембран состоит с том, что она менее склона к загрязнению, нежели иные конструкции.

Достоинства и недостатки фильтров мембранного фильтра

Описываемые системы отличаются высокой эффективностью – малое сечение пор делает прошедшую сквозь картридж воду абсолютно чистой. Мембранные фильтры для очистки воды, цена достаточно высокая (это их главный недостаток) имеют массу плюсов:

• Простота эксплуатации и обслуживания.
• Превосходное качество очищенной при помощи мембраны воды, ее можно пить без дополнительного кипячения.
• Применение постфильтра позволяет добиться нужного уровня минерализации воды с нужной концентрацией солей.
• Специальные модели мембранных фильтров допускается использовать в условиях полевых выходов.

Установки для обеззараживания сточных вод делают ее полностью безопасной для человека, ее можно просто сливать на грунт. К числу недостатков описываемых устройств можно отнести необходимость регулярной замены мембраны и фильтрующих элементов ресурс, которых не превышает обычно трех месяцев.

Заключение

Качественный мембранный фильтр для воды в Москве можно приобрести через интернет-магазин или в специализированных торговых точках. Цена системы в зависимости от модели и производителя может составлять от 7 800 до 18 419 рублей. Высокопроизводительный мембранный фильтр для очистки воды купить можно непосредственно на сайте нашей компании. Консультанты готовы проинформировать каждого из клиентов о размере пора и видах примесей, задерживаемых установкой.

Современные системы водоснабжения серьезно продвинулись в своем развитии. Теперь человек может создать полностью автономный комплекс водоснабжения без особых затрат. Качество воды же, наоборот, со временем не улучшается. Что приводит к необходимости использования специальных фильтров для очистки жидкости.

Одними из самых популярных и эффективных фильтров такого типа считаются мембранные, которые способны очищать воду на молекулярном уровне. О них сейчас и пойдет речь.

1 Особенности и Принцип работы

Мембранные фильтры для очистки воды относятся к так называемым «системам глубокой очистки» и применяются для избавления воды от вредных составляющих, часто — в составе систем водоподготовки (нескольких последовательных очистных устройств для воды различного назначения).

Основным элементом такого фильтра, а также фильтра, работающего по технологии , является мембрана, которая изготовлена из синтетических материалов. В мембране есть отверстия (поры) и когда через мембрану проходит поток воды – она задерживает частицы, которые больше диаметра пор. Таким образом, на выход поступает вода, избавленная от примесей.

Очистительные системы на основе фильтрационных мембран с различным диаметром пор применяются для бытовых нужд, а также – для получения сверхчистой воды медицинского и технического назначения, опреснения морской воды,

Также, трековая мембрана в специальной комплектации может применяться и для очистки воды в чрезвычайных ситуациях, при этом её ресурс работы позволяет многоразовое использование.

1.1 Виды мембранных фильтров для воды

Мембраны, которыми оснащается фильтр, могут отличаться по строению и диаметру пор. Мембрана может быть:

• Микрофильтрационной (поры — до 4 мкм);
• Ультрафильтрационной (от 0.2 до 0.02 мкм);
• Нанофильтрационной (или трековая) (0.01 – 0.001 мкм);
• Обратноосмотической (0.001 – 0.0001 мкм).

В зависимости от размера пор изменяется и назначение фильтра: он может обеспечивать очистку воды от коллоидных загрязнений (самые большие по размерам частицы), может останавливать ионы тяжёлых металлов, или же – производить практически полную деминерализацию воды (обратный осмос).

Обычно, мембранный фильтр, работающий по технологии обратного осмоса, выделяют в отдельную разновидность, но указанные узлы могут входить в состав одной системы очистки. Также, стоит учитывать, что мембрана з меньшим размером пор требует, чтобы предварительная была проведена до прохождения через него – так что нужна будет система пред-фильтрации.

Мембраны также отличаются по форме и структуре волокна, которое используется для их создания. В результате тот или иной тип мембраны имеет различную рабочую площадь, что напрямую влияет на производительность фильтра (как он работает и с какой скоростью).

Выделяют следующие виды мембран для фильтров:

• Половолоконные мембраны;
• Трубчатые мембраны;
• Мембраны рулонного типа;
• Плоские дискообразные мембраны.

Соответственно, фильтр мембранного типа может быть установлен в сменный корпус картриджа, совместимого с последовательной системой фильтрации.

1.2 Плюсы и минусы

Фильтры, в которых используется ультрафильтрационная мембрана или фильтры, работающие по технологии обратного осмоса, подходят для фильтрации воды для питья. При этом, вторая разновидность также полностью удаляет накипь. Следует отметить, что водопроводная вода, которая была пропущена через обе разновидности – пригодна для питься без кипячения.

Из минусов использования мембранных фильтров для воды обычно указывают то, что степень деминерализации воды может быть излишней, поскольку мембрана не пропускает также и полезные для организма человека вещества.

Существует зависимость от размера пор мембраны, рабочей площадью и давлением в системе подачи воды – эти свойства следует учитывать при установке мембранного фильтра, как составляющей комплексной очистки воды. Фильтры этого типа требуют доступа к дренажу сточных вод, а это включает дополнительные работы при установке.

Мембраны с крупными порами не требуют дополнительного давления для работы . Обычно, чем тоньше мембрана, тем выше её производительность, но чем меньше её поры – тем большее дополнительное давление следует прилагать, когда фильтр работает, чтобы поддерживать напор воды.

1.3 Как выбрать и что лучше купить?

Кроме мембранных фильтров существуют и другие, функционирующие по иному принципу. Поэтому, первым определяющим фактором будет то, от каких примесей или вредных составляющих нужно избавить воду. В зависимости от того, в чём именно вода отличается от санитарных норм следует и подбирать очистную систему.

В фильтрах картриджного типа предусмотрена возможность установки нескольких различных блоков (т.е. – это не один корпус). Вполне возможно, что в конкретном случае, к примеру, будет достаточно , а фильтр на основе ультрафильтрационной мембраны или фильтр, работающий по технологии обратного осмоса, не является необходимым.

К примеру, такая ситуация может возникать, когда содержание солей тяжёлых металлов в воде в пределах санитарной нормы.

Установка фильтра, работающего по технологии обратного осмоса, обязательно потребует производить предварительную фильтрацию подаваемой воды (то есть – установку дополнительных фильтров) и создавать давление не ниже определённого (как правило — не менее 3 бар).

Без такого давления в системе функционирование технологии обратного осмоса просто невозможно, так как вода не сможет с должной скоростью проходить через мелкие мембраны. А это приведет либо к замедлению процессов очистки, либо к их полной остановке.

2 Как очистить фильтрационную мембрану?

Необходимость чистки или замены фильтрующей мембраны и срок её службы, во многом зависят от качества воды, которая подаётся на фильтр, а также от её количества. Поэтому определить универсальное время, когда мембрану нужно заменить или очистить – достаточно сложно (в среднем от полугода до четырёх лет).

В случае, когда пользователь не стеснён в средствах – мембрана в фильтре может быть просто заменена (в фильтре картриджного типа достаточно просто заменить один блок на другой). Одним из вариантов решения данной проблемы может быть не замена, а промывка фильтрующей мембраны.

В фильтрах некоторых производителей также может быть предусмотрена промывка мембраны, режим которой предполагает подачу воды на мембрану со стороны, противоположной обычному потоку или резкий сброс давления.

Промывка мембраны таким способом может организована и непосредственно пользователем (если корпус и конструкция фильтра это позволяют). Мембрана извлекается и полощется просто в воде, воде с мылом или в воде с лимонной кислотой. Кроме того, мембрану можно промыть, направив на неё струю воды того же состава.

Также возможен вариант, когда в пятипроцентный раствор лимонной кислоты и тёплой воды погружается корпус фильтра полностью на время около пяти часов, после чего промывается чистой водой. Поле этого, первые полчаса воду, которая будет поступать из фильтра использовать нельзя.

Периодическое проведение таких процедур существенно увеличит срок службы мембраны. Не в быту промывка (регенерация) мембраны производится с помощью более сложных щелочных или кислотных реагентов, очистить мембрану таким способом на дому не представляется возможным.

Процедура очистки промышленных мембран, которые применяются для опреснения воды или для фильтрации сточных вод достаточно комплексная и производится с помощью предусмотренных самими механизмами режимов работы.

2.1 Установка мембранного фильтра – этапы и особенности процесса

В случае бытовой и самостоятельной установки мембранного фильтра или фильтра, работающего по технологии обратного осмоса (обычно ставятся «под мойку», непосредственно к крану, который планируется использовать как питьевой, и подключаются к колену для слива сточных вод) – нужно выполнить определённую последовательность действий.

Нужно очистить пространство, где будет размещён фильтр и перекрыть воду. Далее следует раскрутить соединение, которое идёт от магистрали на смеситель.

В линию устанавливается тройник на резьбу и шаровой кран на него, что позволит подать на фильтр воду. Также, производится установка крана для питьевой воды в мойку и просверливание отверстия в колене для сточных вод. Если давление в основной системе подачи воды больше 6 бар – может понадобиться установить редуктор давления (проверять манометром).

Далее происходит сборка фильтра, работающего по технологии обратного осмоса, согласно инструкции и соединение фильтра с системой подачи воды и слива сточных вод. При этом нужно следить, чтобы согласно схеме были правильно соединены также выводы для сточных вод и шланг подачи на кран питьевой воды.

Обратный осмос

Очистка воды обратным осмосом

Установки обратного осмоса обеспечивают возможность очистки воды одновременно от растворимых неорганических (ионных) и органических загрязняющих примесей, высокомолекулярных соединений, взвешенных веществ, вирусов, бактерий и других вредных примесей. Поскольку поток фильтрата прямо пропорционален площади поверхности мембраны и обратно пропорционален ее толщине, при проектировании обратноосмотических установок следует подбирать мембраны с максимально возможной площадью и минимально возможной толщиной на единицу объема аппарата.

Надежность установок обратного осмоса повышают благодаря установке резервного оборудования, с возможностью его многофункциональное применения, оптимизации количества мембранных элементов в каждой секции аппарата, а также повышая надежность фильтрующих элементов и оснащая компьютерной системой поиска отказавшего мембранного элемента и модуля.

Как правило, обратный осмос применяется в технологических процессах опреснения морской и солоноватой воды, производства сверхчистой воды для фармацевтической, радиоэлектронной и приборостроительной отраслей промышленности, а также в при создании систем оборотного водоснабжения предприятий (мембранное концентрирование промывных вод и обессоливание очищенных сточных вод в гальваническом производстве и производстве печатных плат). За границей наиболее широкое распространение в промышленности получили мембранные установки обратного осмоса: Dow Chemical "Filmtec", GE Osmonics, Toray, Norit, Inge, Hydranautics и др. В России для сборки установок обратного осмоса (Технопарк РХТУ им Д.И Менделеева, ФГУП "Исследовательский центр имени М. В. Келдыша") широкое применение находят как рулонные и половолоконные элементы перечисленных выше производителей, так и отечественные обратноосмотические ацетатцеллюлозные (АЦ) и полиамидные (ПА) полимерные мембраны производства НТЦ "Владипор".

Характеристика рулонных элементов обратного осмоса

Применение установок обратного оспоса для очистки сточных вод гальванического производства

Технология очистки гальванических сточных вод с применением комбинирования электрофлотации, микрофильтрации (ультрафильтрации) и обратного осмоса представлена ниже. На первом этапе производится извлечение дисперсных веществ в электрофлотаторе, на втором этапе производится микро- ультрафильтрационная тонкая очистка воды перед подачей на установку обратного осмоса для обессоливания на третьем этапе Рис.1. Удаление из воды тяжелых металлов, органических соединений и растворимых солей позволяет получить очищенную воду очень высокого качества, которую можно использовать для оборотного водоснабжения по замкнутому циклу.