Мембранные технологии очистки воды

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.

Мембранный фильтр для очистки воды
Мембранный фильтр для очистки воды

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

Классификация баромембранных процессов
Классификация баромембранных процессов

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

Предприятие по обслуживанию мембранных фильтров
Предприятие по обслуживанию мембранных фильтров

Два раза в год рекомендуют менять фильтр предварительной очистки.  Мембрана меняется раз в 3 года. Если уменьшился напор или вкус воды поменялся, то так же советуют поменять мембрану.

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.

Ссылка на основную публикацию