Что такое мембранные фильтры для очистки воды

Принцип работы фильтров для мембранной фильтрации

Основной компонент мембранных фильтров – это синтетическая мембрана. Через ее поры проходит вода, при этом мембрана не пропускает загрязнения.

С помощью метода мембранных фильтров удается получать жидкость, как для питья, так и для бытового применения, а также для технического назначения, выполняется очистка сточных вод, соленая вода становится пресной, а значит, подходящей для питья.

• Среди преимуществ таких устройств важно отметить высокий уровень очистки, удаление накипи, получение воды для питья без необходимости предварительного кипячения.
• Недостаток устройств – порою чрезмерная деминерализация, так как такие фильтры могут задерживать не только опасные, но и важные для человека вещества.

Трап-фильтрация в пивоварении, осветление пива

Трап-фильтрация пива после кизельгурового фильтра — это система позволяющая не использовать фильтр-пресс, в которой фильтрация проводится в закрытом  корпусе с минимальными потерями углекислоты и препятствует контакту пива с воздухом, сохраняя вкусовые качества напитка. При этом значительно  снижаются  потери  продукта и трудоемкость процесса. Этот способ  широко  применяется на Западе и в России (в том числе крупными пивными  корпорациями).  Он  позволяет  существенно снизить затраты на расходные   материалы  (по  сравнению  с  фильтр-картоном)  и  расходы связанные с потерями продукта. Система как правило состоит из фильтродержателя (см. ниже) с комплектом патронных фильтрующих элементов.

Фильтры для эффективной и экономичной трап-фильтрации пива

ПРЕДСТАВЛЯЕМ патронный фильтр марки ЭПВг.П для высококачественной трап-фильтрации пива с возможностью мнорократной промывки и регенерации.

ХАРАКТЕРИСТИКИ	ПРЕИМУЩЕСТВА
100% химически стойкий полностью полипропиленовый фильтр с отличными эксплуатационными характеристиками.	Широкая химическая совместимость (pH 1-14). Прекрасная термическая стойкость (до 90°С). Более длительный срок службы благодаря увеличению площади поверхности (гофрированный).
Высокая эффективность удержания микрочастиц (98-99.5%)
Усиленная конструкция, стабильная матрица.	Надежное сохранение целостности фильтра в жестких условиях эксплуатации Выдерживают стерилизацию паром в линии, многократные промывки противотоком и все виды санитарно-химической обработки
Нетоксичны.

Эксплуатационные характеристики

Максимальный перепад давления — 0,5 МПа при 20°С, 0,25 МПа при 80°С Промывка горячей водой (не менее 100 циклов) — 90°С, 30 мин Стерилизация паром (не менее 20 циклов) — до 135°С, 30 мин

Фильтродержатели марки ДС для жидких сред

НПП «Технофильтр» представляет типоряд фильтродержателей из нержавеющей стали AISI 304 и AISI 316L модельного ряда ДС. В зависимости от  производительности подбирается фильтродержатель на необходимое количество и высоту фильтрующих элеменов.

Отличительные особенности ДС модельного ряда ДС-1, ДС-5, ДС-8

• Высокое качество отделки наружных и внутренних поверхностей.
• Доступность внутренних полостей для осмотра и промывки.
• Отсутствие скрытых и труднодоступных полостей за счет дополнительного сепаратора облегченной формы.
• Отсутствие застойных зон.
• Полное опорожение жидкости через сливные краны.
• Повышенная точность и чистота обработки посадочных отверстий под адаптеры и поверхностей под уплотнительные элементы обеспечивает высокую герметичность границ раздела сред (исходная среда/фильтрат/внешняя среда).
• Упрощенный монтаж на месте использования за счет шарнирного соединения патрубков к основанию. Укомплектован манометрами для контроля гидравлического сопротивления.

Технико-эксплуатационные характеристики

Марка	Кол-во элементов и их высота, мм	Габаритные размеры, мм	Макс. раб. давление, МПа	Условный проход, мм	Тип адаптера, мм
ДC-5-А(Д)-500П	5х500	475х270х1040	0,6	40	44,5/56
ДC-5-А(Д)-750П	5х750	475х270х1290	0,6	40	44,5/56
ДC-5-А(Д)-1000П	5х1000	475х270х1540	0,6	40	44,5/56
ДC-8-А(Д)-500П	8х500	640х395х1145	0,6	50	44,5/56
ДС-8-А(Д)-750П	8х750	640х395х1395	0,6	50	44,5/56
ДС-8-А(Д)-1000П	8х1000	640х395х1645	0,6	50	44,5/56
ДС-18-А-500П	18х500	789х490х1119	0,6	80	44,5
ДС-18-А-750П	18х750	789х490х1369	0,6	80	44,5
ДС-18-А-1000П	18х1000	789х490х1619	0,6	80	44,5
ДС-24-А-1000П	24х1000	667х592х1714	0,6	80	44,5
ДС-29-А-1000П	29х1000	667х592х1714	0,6	80	44,5

Типы мембранных фильтров по конструктивному исполнению

Выше была рассмотрена классификация в зависимости от размерных показателей. Рассмотрим виды в зависимости от конструкции.

Виды мембранных фильтров:

1. Дисковые. В быту данная мембранная фильтрация используется редко. Она актуальна в промышленной сфере, где требуется очистка большого объема вод. Есть несколько способов расположения мембран в фильтрах. Бесподложечный вариант предполагает, что фильтры выполнены из одного материала. Армированный способ предполагает использование ткани и сетчатой основы. Подложечный способ основывается на использовании прочного крупнопористого материала.
2. Трубчатые. Конструкция выполнена в виде трубки. Жидкость поступает через торцевую крушу, а после выдавливается под давлением.
3. Рулонные. Данный вариант был подробно рассмотрен в разделе выше. Конструкцию отлично описывает «сэндвич», который намотали на трубку.
4. Половолоконные. Данная конструкция мембранной фильтрации применяется в промышленности. Представляет собой мелкие фильтрационные трубочки в пучке.
5. Треково-мембранные. В конструкции используют тонкие пленочные полимеры. Используется для фильтрации воды в бытовом хозяйстве.Трековая мембранная установка имеет преимущество в том, что работает без электропитания. Ее средняя цена составляет 700 рублей. Это отличный вариант для поездки за город. Вы сможете взять с собой мембранную установку и обеспечить себя очищенной водой. Простота обслуживания, легкая разборка делают прибор очень удобным для использования в бытовых целях. Качество очистки приемлемо для бытового использования.

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.

Промышленные установки обратного осмоса

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 Как установить мембранный фильтр?

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.

Поскольку в состав системы обратного осмоса обычно входят фильтры для предварительной фильтрации и пост-фильтр – система прогоняется около десяти минут без мембраны, затем – перекрывается. На данном этапе она уже собрана и подключена к линии водоснабжения и сливу сточных вод.

В систему устанавливается мембрана и также подаётся вода на 10 минут. Производится тестирование результатов с помощь TDS-тестера (измеряет содержание солей в воде).

Установка мембранного фильтра другой системы производится аналогично приведённым этапам (обычно, это отдельный корпус, или несколько сменных картриджей на общей основе).

2.2 Из чего состоит мембранный фильтр? (видео)

 

Установки обратного осмоса

Процесс обратного осмоса используется в осмотических фильтрах, имеющих специальные мембраны, которые задерживают растворенные в воде минеральные и органические примеси, вирусы и бактерии. Здесь очистка воды производится на молекулярном и ионном уровне, при этом значительно уменьшая общее солесодержание в воде. В Европе и США для очистки муниципальной воды используется много домашних фильтров обратного осмоса с содержанием солей от 500 до 1000 мг/л; обратноосмотические системы высокого давления способны довести до качества нормальной питьевой воды солоноватую и даже морскую воду (36000 мг/л).

Фильтрами на основе обратного осмоса удаляются из воды ионы Са, Mg, Cl, Na, тяжелых металлов, мышьяк, удобрения, инсектициды и многие другие примеси. Таким образом, обратноосмотические мембраны представляют собой «молекулярное сито», которое задерживает практически все примесные элементы, содержащиеся в воде — независимо от их природы. Это предотвращает возможные проблемы потребителей воды, связанных с неполным или неточным анализом исходной воды , особенно из индивидуальных скважин.
Мембрана является самым важным элементом обратноосмотических установок. Через поры мембраны пропускается исходная вода, загрязненная различными частицами и примесями. Эти поры настолько малы, что сквозь них загрязнения практически не проходят. Чтобы предотвратить забивание мембранных пор, вдоль мембранной поверхности направляется входной поток, вымывающий загрязнения. Происходит, таким образом, разделение входного потока на два выходных: на пермеат — раствор, проходящий через мембранную поверхность и концентрат — часть исходного потока, не прошедшего через мембрану.

Внимание! Вода, подаваемая на установку обратного осмоса, должна соответствовать определённым требованиям (подробнее здесь ). Использование мембранной установки для фильтрации воды из индивидуальных скважин в большинстве случаев требует предварительного обезжелезивания воды .

Типы мембранных фильтров для очистки воды

Мембраны, входящие в состав данного вида фильтров, классифицируются исходя из диаметра пор и их строения:

• до 4 мкм (микрофильтрационные),
• 0,2 — 0,02 мкм (ультрафильтрационные),
• 0,01 — 0,001 мкм (нанофильтрационные),
• 0,001 — 0,0001 мкм (обратноосмотические).

Диаметр пор определяет сферу использования устройства. Они используются для очистки воды от крупных загрязнений, от тяжелых металлов и даже деминерализации воды.

Устройства обратного осмоса — это отдельная категория, но перечисленные выше детали могут входить в состав одной очистительной системы. К тому же важно понимать, что небольшой размер пор предполагает установку системы предварительной очистки.

Читайте также:  Как почистить газовый фильтр для котла и газовой колонки

Мембраны различаются и по структуре волокон, и по форме. Эти показатели определяют производительность устройства.

Виды мембран:

• трубчатые,
• половолоконные,
• рулонного типа,
• плоские дискообразные.

Мембранные фильтры обратного осмоса

Такие фильтры дают возможность получить воду с высокими показателями качества. По своим характеристикам ее можно сравнить с талой ледниковой водой.

Обмен веществ любых организмов схож с технологией осмоса, когда во все клетки попадают полезные вещества и выводятся токсины.

Действие осмос можно наблюдать, когда два соляных раствора разделяются мембраной. Она пропускает ионы и молекулы одного размера, но не дает проникнуть более крупного размера.

В итоге вода просачивается через мембрану, а молекулы растворенных солей остаются. Таким образом, по одну сторону скапливается очищенная вода, а загрязнения задерживаются по другую сторону.

Наиболее широко данный вид фильтров применяется в Америке и в Европе. Их используют для очистки морской и солоноватой воды, которая становится пригодной для питья. Устройства устраняют из воды ионы кальция, хлора, натрия, железа, тяжелые металлы, мышьяк, инсектициды.

Керамические мембранные фильтры

Обзор фирм производителей

1. Самым известным производителем данного типа устройств в России является компания «Гейзер». В фильтр этого бренда входят три блока. Он предназначен для установки под раковину на кухне. Предочистка воды выполняется двумя картриджами – сорбентом и картриджем механической очистки. Далее вода поступает в дополнительные элементы очистки – активированный уголь и серебро, а затем очищается через мембрану. Наиболее востребована на рынке модель «Гейзер Престиж».
2. Еще один популярный бренд – «Nerox». Он использует в своих устройствах трековые мембраны, задерживающие опасные примеси, но сохраняющие в воде полезные компоненты. Производительность устройства – до 15 литров в день. Также устройство оснащено системой оповещения об уровне загрязненности фильтра.
3. Компания «Аквафор» — российский производитель мембранных и других видов фильтров, хорошо зарекомендовавших себя на отечественном рынке.
4. Стоит обратить внимание на продукцию бренда «Atoll», которая появилась в России относительно недавно.

Приведенные выше производители выпускают бытовые устройства, которые могут использоваться как в квартирах и на дачах, так и в офисах, медицинских, образовательных учреждениях.

Советы по выбору от экспертов

По причине высокой стоимости мембранных очистителей воды, их выбор следует делать взвешенно, основываясь на реальной целесообразности. Также стоит учитывать рекомендации профессионалов:

• пластик не должен иметь никакого запаха, что можно проверить, раскрутив колбу. Его наличие указывает на низкое качество материала, используемого для изготовления конструкции;
• все соединения должны быть надежными, иметь уплотнители на колбах и других подключаемых элементах;
• габариты приобретаемого изделия должны соответствовать размерам места его установки;
• для повышения скорости фильтрации следует устанавливать дополнительный накопительный бак и насос;
• несмотря на большую цену картриджей «блок-модуль», их более удобно в последующем менять, нежели «колбу-накопитель»;
• важно учитывать ресурс, закладываемый производителей в мембрану и съемные элементы;
• количество ступеней очистки, которых может быть 3-9, а также какой уровень фильтрации воды они обеспечивают.

Назначение мембранных установок для воды.

Мембранные установки очистки воды получили широкое распространение во всех отраслях промышленности. Это связано с простотой их эксплуатации и обслуживания, высокой степенью очистки и возможностью построения гибких технологических схем очистки воды.

Мембранные установки используются:

• в составе биологических очистных сооружений для отделения очищенной воды от иловой массы;
• как ступень доочистки сточной воды после очистных сооружений для достижения требуемых показателей;
• для удаления взвешенных и коллоидных частиц перед обработкой стоков ультрафиолетом или хлором;
• как ступень предварительной подготовки воды для обратного осмоса.

Основная область применения обратного осмоса – получение деминерализованной воды (как частный случай – опреснение морской воды). Другой специализацией обратноосмотической фильтрации является получение растворов с определенной концентрацией растворенных веществ.

Классификация мембран по размерам пор

Мембраны классифицируются по размеру пор и пропускают примеси разного размера.

Классификация мембран по размерам пор:

• Микрофильтрационные (1-0,1 мкм). Используются для удаления самых крупных элементов, при этом останется мутной.
• Ультрафильтрационные (0,1-0,01 мкм). Главной задачей является отсеивание мелких коллоидных примесей.
• Нанофильтрационные (0,01-0,001 мкм). Применяется для смягчения воды, а также удаляет много вредных элементов.
• Обратноосмотические (0,001-0,0001 мкм). Речь идет о глубокой очистке, которая эффективна на 99%. Осмотический фильтр используется для очистки морской воды. Применение осмотического фильтра позволит очищать жидкость от растворимых двухвалентных оксидов железа, калия, марганца, хлора, различного вида красителей.

Выбор основывается на уровне давления в системе. Поры большого размера требуют давление в 1-2 атмосферы, а фильтры обратного осмоса требуют давление минимум в 3 атмосферы. Выбор зависит от целей, поставленных перед мембранным фильтром.

Эффективные методы водоочистки

При выборе фильтра на воду для частного дома следует обратить внимание на 3 варианта:

1. На основе реагентов.
2. Безреагентная технология.
3. Вариант, совмещающий два предыдущих способа очистки.

Каждая модель обладает своим строением, плюсами и минусами. Чтобы сделать правильный выбор, нужно учитывать все особенности.

Очистка реагентом

Такие станции для очистки воды подают дозированную порцию рабочего вещества. При взаимодействии с водой оно запускает физико-химический контакт и способствует преобразованию примесей в пену и осадок.

При выборе реагента нужно учитывать тип загрязнений в воде.

Кроме плюсов у реагентных систем имеются и недостатки. Первый связан с изменением примесей в составе в зависимости от сезонных особенностей.

Для повышения степени очистки важно регулярно проводить лабораторную оценку воды и изменять дозу реагента

Безреагентная методика

Такие фильтры для жесткой воды в частный дом оборудованы различными блоками, аэрационным устройством и компрессором. Они отличаются практичностью, доступностью и высокой эффективностью работы. Система избавляет жидкость от тяжелых примесей, вредных компонентов и других загрязнений, которые негативно сказываются на человеческом здоровье и состоянии бытовой техники.

Технология может использоваться как в автономных системах водоснабжения, так и в резервуарах с небольшой глубиной.

Очищение ультрафиолетом

Фильтрация УФ-лучами способствует эффективной очистке потока и нейтрализует любые вредные примеси. В результате обработки структурные особенности жидкости не меняются, а качество только растет. Полезные элементы сохраняют свои начальные свойства, а вода остается полезной.

Среди преимуществ технологии выделяют:

1. Соответствие всем экологическим стандартам.
2. Быстрая и качественная обработка воды с выведением бактерий и микробов.
3. Минимальная затратность – детали не нуждаются в замене.
4. Большой срок службы.
5. Сохранение начальной пользы питьевой воды.
6. Простота эксплуатации.

Из недостатков выделяют сложность выведения химических соединений.

Смягчение воды

Комплексная фильтрация воды предусматривает проведение процедуры смягчения. Она выполняется по разным технологиям:

1. Химической.
2. Механической.
3. Комбинированной.

Первый вариант основывается на применении реагентов, второй – на природных силах, таких как магнетизм, и третий – на обустройстве физический барьеров.

Конструктивные различия фильтров

Мембранные фильтры по способу сборки могут быть:

• плоскими (по типу дисковые)
• трубчатыми
• рулонными
• половолоконными.

Дисковые мембраны (плоские)

Мембраны такого типа выпускаются:

• бесподложечными
• армированными
• подложечными.

Чаще всего такое оборудование представляет собой композитную тончайшую мембрану, состоящую из нескольких слоев. Каждый слой изготавливается их разных соединений.

Трубчатые устройства

Представляют собой трубки, изготовленные из пористого сырья (металл, металлокерамика, пластмасса). Диаметр самой мембраны чаще всего составляется несколько сантиметров.

Оборудование может быть ассиметричным, симметричным. Симметричные имеют одинаковую густоту пор. Ассиметричные мембраны с одной стороны оснащены более плотным материалом.

Рулонные устройства

Несложная система, где мембрана накручивается на специально оборудованный дренажный шланг. Фильтр характеризуется хорошей производительностью, его преимущество в том, что оно очень медленно засоряется. Такая мембрана идеально подходит для очистки сточных вод.

Половолоконные устройства

Оборудование представляет собой устройство, состоящее из множества трубочек, внутри которых расположено несколько мембран. Недостаток моделей – склонность к довольно быстрому засорению, а чистить их крайне сложно. Для очистки вод сточного типа фильтры применять не рекомендовано.

Преимущества и недостатки

Основным отличием фильтров мембранного типа от устройств другой конструкции считается высокая эффективность, обусловленная маленьким размером пор.

Кроме этого, к плюсам можно отнести:

1. Хорошее качество и органолептические свойства получаемой воды.
2. Легкость в использовании, а также обслуживании.
3. Небольшие размеры.
4. Устранение из воды даже очень мелких частиц.
5. Частичное сохранение в жидкости её солевого состава.

Негативной стороной мембранных изделий считается:

1. Низкая скорость очистки воды.
2. Важность регулярной замены либо прочистки фильтрационных элементов.

Плюсы и минусы

Мембранные фильтры отличаются от водоочистных систем других типов высокой эффективностью – благодаря малым размерам пор прошедшая через установку вода становится абсолютно чистой и пригодной для любых нужд.

Существенным минусом мембранных приборов можно назвать относительно высокую стоимость, которая компенсируется массой плюсов:

• высокое качество воды, очищенной с помощью мембранной технологии;
• удобство эксплуатации и обслуживания;
• частичное сохранение после очистки солевого состава жидкости;
• удаление самых мелких взвешенных в воде частиц;
• компактность размеров;

К недостаткам относятся:

• относительно низкая скорость фильтрации воды, для ее корректировки требуется установка накопительных емкостей;
• необходимость в регулярной замене или чистке мембранных блоков.

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.

Физические свойства мембран и режимы их работы

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.

Дисковый фильтр – принцип работы

Виды данного устройства

Такие фильтры классифицируют по двум основным признакам: по типу используемой мембраны, а также по особенностям конструкции. Стоит разобрать каждый из них.

По типу мембран

В таких устройствах применяют следующие типы фильтров:

• микро, в которых размер мембранных пор размером не больше 1 мкм. Это позволяет выполнять грубую очистку жидкости от тонкодисперсных примесей, а также коллоидных частиц. Применяется в качестве первого этапа очистки;
• ультра, обладающие порами, не больше 0,1 мкм, которые дополнительно способны отфильтровать бактерии и макромолекулы. Используются для удаления механических примесей, но не изменяют солевой состав жидкости;
• нано, где размер пор варьируется в пределах от 0,001 до 0,02 мкм. Удаляет различные соединения, включая ионы тяжелых металлов, за счет чего можно отфильтровать жесткую воду, устраняя до 90% различных соединений;
• обратноосмотические типы мембраны с наименьшим размером пор. Такая фильтрация устраняет даже вирусные и бактериальные примеси, негативно сказывающиеся на цвете и вкусе воды, а также большинство металлов и солей, присутствующих в жидкости.

По конструктивному типу

В зависимости от формы, которую имеют мембранные элементы, такие устройства бывают:

• плоские, выполняемые в виде пленок разного типа. Так, они бывают с подложкой, без неё либо армированные, за счет нанесения на специальную тканевую основу;
• трубчатые, имеющие форму трубки и сделанные из пористого материала. Их разделяют на симметричные, где поры равномерно распределены по всей поверхности и асимметричные. В последнем случае одна из сторон имеет более плотный слой мембраны. Именно он и выполняет функцию фильтра, отсеивая различный микромусор;
• рулонные, представляющие собой специальную дренажную трубочку, на которую накручен мембранный материал сразу в 3 слоя. В такие изделия вода поступает с торца и, проходя по спирали через фильтры, попадает в саму дренажную трубку. Все загрязнения выводятся через другой торец рулона. Изделия, сделанные по такой технологии, считается наиболее удобными и производительными;
• половолоконные, выполненные в виде трубочек, диаметром до 1 мм, имеющими пористые стенки. Из-за небольшого размера микроотверстий мембраны, в процессе фильтрации через них не проходит даже мельчайший мусор.

Особенности эксплуатации мембранных фильтров.

Основными рабочими параметрами, характеризующие мембранные фильтры для очистки воды являются рабочее давление и скорость потока. Рабочее давление для процесса ультрафильтрации составляет 0,2–1 МПа, для обратного осмоса величина давления будет несколько больше – 0,5-8 МПа.

С течением времени наблюдается явление снижения пропускной способности мембран за счет засорения их поверхности. Восстанавливается работоспособность выполнением промывки мембраны. Сигналом для проведения регенерации является снижение пропускной способности на 10-15%.

В качестве промывочных реагентов могут быть использованы различные химические вещества:

• перекись водорода;
• растворы кислот и щелочей;
• гипохлорит натрия.

Выбор периодичности промывки и вида реагента осуществляется исходя из конкретных условий (очищаемой жидкости, интенсивности потока, типа фильтрующей установки).

Критерии выбора

До покупки фильтрующей конструкции используемую воду отдают на экспертизу. Заключение о ее составе подскажет, какой тип мембраны установить. Высокие требования к качеству водоподготовки требуют монтажа системы обратного осмоса. При выборе мембраны учитывают давление в водопроводной сети дома.

Для работы ультра- или нанофильтра достаточно 1-2 атмосферы, обратный осмос потребует повышения напора до 3-3.5 атмосфер. Стоимость фильтрующей конструкции напрямую зависит от ее возможностей. Наиболее эффективная система отличается высокой ценой. Производительность установки выбирается по среднему параметру водопотребления семьи.

Виды

Мембраны могут различаться в зависимости от:

• конструкции,
• размера пор.

Рассмотрим каждый вид более подробно и определим различия между ними.

По конструктивному исполнению

Фильтрующий элемент в зависимости от назначения может быть представлен в разном исполнении. Так, различают 5 вариантов.

Дисковые

Такие мембраны разделяются на 3 типа:

• однородные без подложки;
• армированные тканью, на которую наносится перфорированное полотно;
• с крупнопористой подложкой и рабочим слоем.

Изготовлена мембрана из 3 пленок:

• полистирольная,
• полисульфоная (не поддается деформации под давлением),
• полиамидная, которая выступает в роли барьера.

Трубчатые

Для изготовления такого элемента используются:

1. керамика;
2. пластик;
3. металл;
4. ткань.

В поперечном сечении трубка может измеряться в мм или см (до 2). Стенки также бывают разные: с одинаковой толщиной или с разным количеством пор, т. е. плотностью (асимметричные).

Подача воды в фильтр осуществляется посредством насоса. Очищенный продукт поступает в накопитель, а отсев сливается в канализацию.

Рулонные

Мембрана расположена между двумя дренажными прокладками. Полученный материал накручивается на трубу. В результате получается многослойный фильтрующий элемент. Вода проходит с одного торца, загрязнения с другого. В результате чистка фильтра практически не требуется.

Важно! Устройства такого типа считаются высокоэффективными.

Треково-мембранные

Пленку для таких приборов изготавливают из нескольких полимерных полотен толщиной до 23 мкм. После наслаивания они поддаются «бомбардировке» криптоновыми ионами. В результате получается мембрана с порами до 0,05 мкм.

Фильтрующий элемент справляется с очисткой любой воды на тонком уровне.

Ее используют в производстве компактных устройств, которые не требуют насоса и подключения к электросети.

Пластиковый футляр с мембраной достаточно опустить в емкость с исходной жидкостью. К нему подключается сливная трубка, которая помещается в другой сосуд для очищенной воды.

Половолоконные

В качестве фильтрующего элемента выступают пористые трубки. В поперечном сечении диаметр составляет 1 мм. Пропускная способность ограничивается фракцией в 0,1 мкм.

В канализацию выводятся:

• металл;
• бактерии;
• микроорганизмы.

Интересно! Отмечается способность устранять из воды цисты лямблий.

К недостаткам относят необходимость в постоянной чистке трубочек, так как отсутствует контроль над подачей воды. В результате загрязнение происходит относительно быстро.

По размеру пор у мембран

В зависимости от размера пор выделяют такие разновидности мембранных фильтров:

• Микрофильтрационные (1-0,1 мкм). Такое полотно справляется с очисткой мутной воды. Жидкость очищается от механических примесей и коллоидных частиц. Применяется для фильтрации сточных вод.
• Ультрафильтрационные (0,1-0,01 мкм). На поверхности мембраны оседают бактерии, водоросли, нерастворимые соединения и коллоидные частицы. С солями фильтр не справляется. Приборы устанавливают в промышленности и в частном секторе.
• Нанофильтрационные (0,01-0,001 мкм). Такая мембрана актуальна для работы с жесткой водой. Ее поры не пропускают металлы, органику, хлористые соединения. После прохождения потока через такой фильтр вода считается пригодной для питья.
• Обратноосмотические (0,001-0,0001 мкм). С помощью такого устройства осуществляется самая тонкая очистка. Из жидкости уходят нефтепродукты, бактерии, частицы вирусов, пестициды, красители. К минусам относится большой расход воды, а также дистиллированная вода на выходе, которая требуется дополнительного насыщения минерализатором.

Восстановление ультрафильтрационных модулей

Основной задачей при эксплуатации модулей ультрафильтрации является сокращение степени загрязнения мембран, продление срока работы установки, обеспечение целостности волокон. Снижение количества отложений достигается за счет периодического проведения восстановительных процедур.

Существует несколько методов качественного удаления загрязнений из мембранных волокон:

Прямые и обратные промывки – воду вначале запускают в том же направлении, в котором происходит фильтрование внутренними каналами модуля в дренаж, после фильтрат подают в обратном процессу фильтрации направлении – обратная промывка.

Указанные промывки выполняются всего 30-60 секунд, процесс повторяют довольно часто. Соотношение между объемами концентрата и очищенной воды небольшое.

• Периодически применяют усиленную СЕВ-промывку. Ее выполняют в обратном от фильтрации направлении с использованием химических веществ. Расход воды при этом невелик, и химикаты равномерно распределяются по волокну. В качестве химического агента подают HCI, NaOH, NaCIO. После подачи вещества его некоторое время выдерживают внутри модуля для обеспечения проведения реакции. Химическая промывка обычно проводится следующим этапом после окончания стандартной обратной. Затем проводится повторная обратная промывка, удаляющая остатки химии. СЕВ-промывки проводят редко – раз в несколько часов или дней.
• SIP-промывка, проводимая также не очень часто, выполняется с применением кислотных и щелочных веществ. К такому способу очистки прибегают, если оба предыдущих метода не дали положительного результата, и производительность установки значительно упала. Загрязнения могут быть вызваны отложениями коллоидов, осадков биологического и небиологического происхождения. Вещества вызывают закупорку пор мембранного волокна, образование труднорастворимого налета, сорбцию веществ на мембранной поверхности, повышение давления на мембрану.

SIP-промывку применяют также для удаления биопленки, образовавшейся в результате деятельности микроорганизмов на поверхности волокна. Такую промывку выполняют дважды в месяц или единоразово в полгода, в зависимости от условий работы фильтрационных установок и характеристик первоначальной воды.

Типовая технологическая схема блока ультрафильтрации

Положительные и отрицательные стороны фильтра

Мембранный фильтр для воды имеет очень много положительных «качеств»

1. Удобство эксплуатации, простота обслуживания.
2. Высочайший уровень фильтрации жидкости.
3. Солевой состав воды в большинстве случаев остается неизменным.
4. Компактность, место для фильтра найдется в каждом доме.
5. Удаление мельчайших примесей, микробов, бактерий из состава.
6. Есть «переносные» фильтры, где менять мембрану не требуется, достаточно ее промыть.

Как бы «сладко» все ни звучало, стоит взглянуть и на «обратную сторону медали» оборудования. Первый недостаток – стоимость выше среднего. Устройства не самые дорогие, однако, позволить себе их каждый не сможет. Второй недостаток – модели характеризуются небольшой скоростью фильтрации воды. Следовательно, требуется производить монтаж дополнительного бака. Перед тем, как купить фильтр, уточняются данные нюансы к выбранной модели.