Мембранный фильтр для воды: принцип действия

Среди бытовых систем подготовки питьевой воды к употреблению относительно недавно появился новый вариант, который называют обратным осмосом. Этот набор фильтров и специальной мембраны стоит немало, но способен дать фору практически любому аналогу.

Имеет ли смысл раскошелиться? Чтобы получить ответ на этот вопрос, нужно узнать как работает обратный осмос, а затем соотнести затраты и результат. С нашей помощью процесс ознакомления с передовой очистной системой пойдет гораздо быстрее и эффективней.

Мы собрали и систематизировали для вас всю полезную и достоверную информацию о мембранной установке очистки воды. Для полноты восприятия дополнили текстовый материал схемами, иллюстрациями и видео с рекомендациями будущим покупателям.

Общие сведения

Устройство фильтра мембранного типа

Трековый вид фильтра может работать с агрессивными составами, они имеют длительный срок эксплуатации, их можно применять много раз.

Справка! Мембрану изготавливают из лавсана, полипропилена либо полисульфона, также применяют ацетат, керамический материал.

Особенности работы фильтра

Фильтр для воды в квартире размещают под раковиной, соединяя с водопроводной трубой. Выделяют основные этапы фильтрации.

На этапе грубой очистки происходит фильтрация от крупных твердых включений, хлора. Далее следует этап очистки посредством мембраны. Происходит удаление примесей химического состава, минеральных веществ. Третьим этапом производится подача жидкости в емкость для накопления, где при помощи картриджа вода минерализуется. В постфильтре, который содержит активированный уголь, улучшаются полезные качества воды. Затем вода поступает в кран, расположенный около раковины.

Степени очистки мембран

Степень очистки мембраны влияет на модификацию фильтра.

Различают следующие виды устройств:

  • -микрофильтрационное устройство (0.1 – 1 мкм)
  • -ультрафильтрационное устройство (0.02 – 0.1 мкм)
  • -нанофильтрационное устройство (0.001 – 0.02 мкм)
  • -обратноосмотическое устройство (0.0001 – 0.001 мкм)

Микрофильтрационная разновидность мембраны удаляет коллоидные вещества, также тонкодисперсные частицы, способствующие мутности воды, их считают крупными взвесями. Устройство может исключать из воды растворенные в ней вещества. Ультрафильтрационные приборы удерживают коллоиды, вещества высокомолекулярного типа, разные микроорганизмы. Устройства способны извлечь различные частицы, не нарушая состав воды. Нанофильтрационные приборы справляются с ионами металлов, хлора.

Отличительные черты

Считается, что данные фильтры осуществляют грубый способ очистки воды. Их задействуют, чтобы очистить жидкость, преимущественно воду, от различных вредоносных веществ.

Основным элементом, отвечающим за фильтрацию, является мембрана. Размеры ее пор могут быть разнообразными, что непосредственно сказывается на качестве проводимой очистки. Все загрязнения покидают воду, прошедшую фильтрацию, поскольку они не смогут пройти сквозь мембрану и задерживаются. В результате человек получает очищенную воду.

Очистительные системы, выполненные с задействованием мембранных фильтров, очень часто используются в бытовых условиях, а также с целью получения максимально чистой воды, используемой в промышленности либо медицине. Подобные системы нередко задействуются для выполнения опреснения морской воды либо очистки стоков. Представленная система может быть применена и в чрезвычайных ситуациях, при этом ее ресурс функционирования позволяет пользоваться трековыми мембранами многоразово.

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

Очистительная система подсоединяется к трубопроводу, через который в дом либо квартиру поступает вода.

Состоит подобная система из нескольких элементов:

  • Фильтра, осуществляющего первичную очистку.
  • Двух элементов, имеющих специальные очищающие картриджы. В первом находится гранулированный уголь, а во втором блочный.
  • Мембраны, сечение пор которой может быть различным, о чем более подробно будет указано ниже.
  • Емкости для скапливания очищенной воды.
  • Автоматического клапана, который требуется для перекрытия подачи воды тогда, когда накопительный бак наполнен очищенной жидкостью.
  • Картриджа, обеспечивающего дополнительную минерализацию воды.

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

Фильтрование происходит по определенной технологии. Важно отметить, что конструкция и наполнение может отличаться у каждого производителя и в зависимости от потребности приобретения, что непосредственно влияет на его стоимость.

Известные производители

На рынке представлен широкий выбор фирм – производителей данного типа фильтров. Марка Гейзер, выпускаемая российской компанией, считается самой распространенной. Устройство имеет три блока, монтируется под кухонной раковиной. В основе устройства два картриджа для очистки. В одном очистка проходит при помощи собирающего вещества, во втором механическим способом. Далее вода проходит очистку другими элементами, в том числе мембраной. Гейзер Престиж является самой популярной среди потребителей.

Фильтр Nerox также не уступает в популярности. В устройстве мембрана производит очистку от примесей, при этом состав и полезные качества воды не нарушаются. Производительность прибора достигает пятнадцати литров за один день. Модель оснащена системой оповещения об уровне грязевых включений.

Компания Аквафор выпускает приборы, обладающими высокими рабочими характеристиками. Прибор эффективно очищает воду. Фильтры этой марки отличаются надежностью.

Компания Atoll появилась на рынке в России не так давно, но уже приобрела популярность. Марка находится в лидерах среди производителей фильтров данного типа.

Выбирая модель прибора, следует обратить внимание на важные критерии отбора. Сначала надо определить, какие примеси надо удалить из воды, уровень производительности прибора. Надо сделать анализ воды в лаборатории, чтобы знать состав, затем выбрать подходящее устройство для очистки.

Мембранные методы в очистке воды

Рассмотрим основные способы мембранной фильтрации воды:

  • Установка мембранной очистки воды на основе обратного осмоса. Этот метод мембранной фильтрации воды разделяет растворы без изменения агрегатного состояния воды. Учитывая то, что размер пор в мембране не превышает размера молекулы воды, через фильтр проходит только вода и соли, ионы которых меньше отверстия диаметром менее 0,0001 мкм, а растворенные примеси задерживаются. Способ обратного осмоса, мембранного обессоливания воды, позволяет отфильтровывать практически все загрязнения: и органические, и неорганические.
  • Нанофильтрация как еще один мембранный способ очистки воды. Мембранная установка водоподготовки отфильтровывает более крупные частицы нежели обратный осмос. Их размер измеряется нанометрами, поэтому у метода такое название. В микрометрах размер пор составляет от 0,0001 до 0,001 мкм. После нанофильтрации улучшается цвет воды и уменьшается концентрация солей. Он оптимально подходит для очистки поверхностных вод. Фильтрация проходит под давлением от 3 до 20 бар.
  • Ультрафильтрация. Следующий мембранный метод обессоливания воды по величине задерживаемых частиц после нанофильтрации. Тысячи капилляров фильтрующего модуля установки ультрафильтрации имеют внутренний размер от 0,001 до 0,01 мкм. Обычно они изготавливаются из полиэфирсульфона, материала со специальными добавками, который устойчив к органическому осадку. Ультрафильтрация проходит под давлением от 1,5 до 7 бар.
  • Микрофильтрация — еще одна мембранная установка для воды. Этот мембранный метод очистки воды сопоставим с ультрафильтрацией по принципу действия, но есть и отличие. Оно заключается в том, что мембрана при ультрафильтрации имеет ассиметричное строение, а при микрофильтрации — все определяет её толщина. В этом способе очистки размер пор составляет от 0,01 до 1,0 мкм. Это позволяет отфильтровывать мелкие взвешенные частицы, цисты простейших микроорганизмов, большие бактерии, коллоиды, эмульсии и водоросли. Процесс фильтрации идет под внешним давлением менее 2 бар.
  • Диализ относится к промышленной мембранной очистке воды. Метод основан на факте прохождения разными веществами с неодинаковой скоростью через мембрану фильтра (осмос и диффузия). Это простая и дешевая, но очень медленная мембранная технология в водоподготовке (сутки и более). Ускоряют его увеличением площади мембраны и повышением температуры. Применяют в промышленном производстве искусственных волокон и при изготовлении лекарств.
  • Электродиализ — также система мембранной водоподготовки. Электродиализ — это усовершенствованный метод диализа. Устройство (диализатор) дополнительно оснащается камерой с электродами. Постоянный ток сокращает время фильтрации до часов и даже минут. Это происходит за счёт направленного электрическим полем движения ионов. Кроме очистки воды, этот метод мембранного разделения для водоподготовки, используется в фармацевтике, медицине, биохимической и пищевой промышленности.
  • Электродеионизация еще одна мембранная технология по очистке воды. Это — один из самых недорогих способов полной деминерализации воды. Для этого используются ионообменные смолы и ионоселективные мембраны при участии постоянного электротока. Работает электродеионизация за счёт разности потенциалов постоянного напряжения, которое есть по обе стороны мембраны, заполненной ионообменной смолой. Получаемая вода считается деионизованной. Способ мембранной деминерализации воды используется в станциях водоподготовки в теплоэнергетике, в фармацевтике, при изготовлении полупроводников и пр.

Что обуславливает высокий спрос?

Рассматриваемые системы характеризуются высокой эффективностью. Благодаря небольшому сечению пор, вода, прошедшая через картридж, становится совершенно чистой. Мембранные фильтры, применяемые для очистки воды, отличаются высокой стоимостью, что является их основным недостатком, однако, они имеют множество достоинств, среди которых:

  • пользование и обслуживание характеризуются легкостью и не требует особых усилий;
  • очищенная вода отличается превосходным качеством. Ее можно пить непосредственно после фильтрации без кипячения;
  • позволяет добиться требуемой минерализации и сохраняет необходимые для человека соли;
  • существуют определенные модели рассматриваемых фильтров, которые можно использовать тогда, когда нет возможности подключить устройство к трубопроводу.

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

Системы, которые устанавливаются для очищения стоков, делают загрязненную жидкость безопасной для человека. Ее запросто можно затем сливать на грунт. Определенным минусом данного устройства считается потребность в довольно частой смене мембраны и некоторых элементов фильтра, которые обычно не служат более 3 месяцев. Это не столь значительный минус, поскольку в подобной частой замене нуждаются практически все виды фильтров, существующие сегодня.

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

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.

виды мембранФизические 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 мембранный фильтрДисковый фильтр – принцип работы

Разновидности

Следует рассмотреть все существующие виды мембран по различным критериям.

По уровню осуществления очистки

Через мембрану спокойно может пройти вода либо газ, однако, иные частицы будут задержаны. Крупные включения убираются из воды посредством механических и иных разновидностей фильтров. Фильтрация с помощью мембран задействуется для выполнения очистки от маленьких частик.

По размерам пор можно выделить следующие виды (размеры пор представлены в мкм):

  • микро- (0,1-1), ультра- (0,02-0,1), нанофильтрационные (0,001-0,02);
  • с обратным осмосом (0,0001-0,001).

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

Мембраны микрофильтрационного вида способны убрать из воды значительное загрязнение. К этой категории относятся те частицы, из-за которых вода становится мутной. Вещества, которые были растворены в воде, данный фильтр не способен устранить. Второй вариант (ультрафильтрационная система) способен задерживать коллоиды, различные микроорганизмы и высокомолекулярные включения. Подобная очистка позволяет убрать из воды различные примеси, однако, солевой состав, необходимый человеку, в ней сохраняется.

Следовательно, чтобы смягчить жесткую воду, подобная система не подходит. Чтобы сделать воду более мягкой и устранить жесткость, требуется нанофильтрация. Последний вид мембран способен задерживать всевозможные загрязнения различных размеров.

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

По конструкции

В данном случае мембраны различаются между собой по своей форме:

  • Дискообразная. Характеризуется низкой чувствительностью к давлению. Может применяться до давления 1000 мм водяного столба. Может быть выполнена в трех различных вариантах. Дискообразная мембрана способна быть выполнена из одного компонента, представлять собой пористую ткань либо иметь 2 слоя (пористый и рабочий).
  • С трубчатыми элементами. Такие мембраны подразумевают под собой трубку, выполненную из пористого материала. Она может быть изготовлена из различных материалов, однако, самыми распространенными являются пластик и керамика. Диаметр данной трубки может равняться нескольким миллиметрам либо доходить до 2 см. Стенки трубки могут быть симметричными или нет. Первый способ предусматривает одинаковую толщину и пористость по всей длине, а второй подразумевает, что определенная часть стенок более плотная и имеет меньшее число пар, нежели другая. Вода попадает в данную пористую трубку с помощью насоса. Она проходит через поры и, соответственно, очищается. Отфильтрованная жидкость накапливается в баке, а грязная направляются в канализацию.

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

  • Рулонная. Данная фильтрационная система подразумевает под собой дренажные трубки, которые обернуты в фильтрующий слой. Дренажные прокладки в данной ситуации с обеих сторон прикрывают мембрану, из-за чего получается пласт с тремя слоями, накручивающийся на трубку. Этот механизм подразумевает, что с одной стороны в систему подается загрязненная вода. Далее она проходит процесс очищения и направляется в бак. Поток жидкости делится на 2 части. Один проходит стадию очищения, а второй смывает загрязнения, которые через торцевую часть направляются в канализацию. Подобная конструкция характеризуется удобством, имеется тонкий рабочий слой, что повышает производительность данного фильтра. Засорение происходит крайне редко.
  • Половолоконная, состоящая из множества трубочек с малым диаметром. Поскольку они имеют компактный размер, можно увеличивать количество данных трубочек в приборе, что позволяет повысить количество фильтруемой воды. В качестве недостатков подобной системы стоит выделить частые засорения и сравнительно сложную очистку. Во избежание подобных ситуаций, необходимо предварительно провести качественную очистку, которая сможет убрать крупные загрязнения.

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

Советы по выбору от экспертов

Осуществляя выбор мембранного фильтра, вам необходимо обратить внимание на следующие моменты:

  • Изначально вам нужно определиться с тем, для какой цели приобретается устройство.
  • Рекомендуется перед приобретением мембранного фильтра осуществить анализ воды, что позволит выявить ее недостатки и подобрать соответствующий фильтр.
  • Цена мембраны прямо пропорциональна ее функциям.
  • С целью смягчения жесткой воды, стоит устанавливать мембрану нанофильтрационного типа.
  • Большая часть предлагаемых сегодня фильтров, например, керамический, рассматриваемого типа не нуждаются в наличии дополнительного бака для сбора отфильтрованной воды.

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

  • Чтобы регулярно получать очищенную воду, которую можно пить непосредственно после фильтрации, требуется контролировать чистоту фильтра, который периодически должен очищаться.
  • Если вы остановили свой выбор на обратноосматической мембране, то следует проводить дополнительную минерализацию воды, поскольку данный способ фильтрации лишает воду необходимых микроэлементов и полезных для человека свойств.
  • Чтобы осуществить предварительную очистку воды, которая сильно загрязнена, дополнительно требуется обзавестись микрофильтрационными мембранными.

Помните, что качество употребляемой питьевой воды, имеет огромное влияние на здоровье нашего организма, поэтому крайне важно ответственно подойти к выбору фильтра. Очистители должны иметь хорошие характеристики, качественный блок, положительные отзывы и несложный принцип работы.

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

Мембранный фильтр для воды: принцип действия

О том, как очистить мембрану фильтра обратного осмоса, смотрите в следующем видео.


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий