Мембранная фильтрация воды

Вода – это хороший растворитель, поэтому, даже если ее органолептические качества, т.е. степень прозрачности, вкус и запах, в пределах нормы, это не значит, что она полностью безопасна и не содержит вредные примеси для организма человека. Поэтому ее необходимо очищать. К самым современным средствам для очистки воды относятся мембранные фильтры. В домашних условиях чаще применяют системы обратного осмоса, которые не только устраняют грубые загрязнители, но и способны уменьшать уровень жесткости воды. Фильтры мембраны способны улавливать даже мельчайшие частицы, поэтому они широко применяются в промышленности, на городских очистных сооружениях и т.д.

Фильтрационная мембрана – это особая полупроницаемая пленка. Благодаря наличию огромного количества пор, вода после прохождения через такой барьер избавляется не только от относительно крупных частиц загрязнителей и микроорганизмов, но и растворенных солей, жесткости.
Размер пор составляет от 0,1 до 0,001 мкм, поэтому рассмотреть их невооруженным взглядом невозможно. При очистке органические и неорганические вещества, а также химические загрязнения успешно задерживаются фильтром. Подтверждено, что такие фильтры эффективно устраняют все распространенные виды растворенных и нерастворенных в воде загрязнителей, в т.ч. таких как;

• соли тяжелых металлов;
• нитраты;
• соединения хлора;
• сульфиты;
• нитриты;
• нефтепродукты;
• пестициды;
• соли жесткости;
• продукты разложения живых организмов;
• бактерии;
• вирусы;
• грибки и их споры и т.д.

Этот фильтр хорошо подходит для обезжелезивания воды без использования реагентов. Особенностью мембранных фильтров выступает то, что осадки не накапливаются на дне, стенках или непосредственно в фильтрующем слое, а сразу отводятся, поэтому качество очистки длительное время не страдает.
Технология мембранных фильтров более совершенная, чем более дешевый метод с угольными и другими видами. Для прошедшей через мембранный фильтр воды не требуются стерилизаторы, т.к. в жидкости гарантированно не содержатся микроорганизмы.
Не нужна и дополнительная химическая очистка. Использование качественной, очищенной воды помогает значительно сократить расходы и в быту, и на предприятии. Фактически мембранные фильтры пропускают только кислород и воду. Благодаря этому, жидкость не нуждается в дополнительной аэрации. После очистки вода подходит для использования не только в технических целях, но и для питья.

Очистительные установки и станции с одним или несколькими мембранными фильтрами нашли широкое применение. Для дома разработаны небольшие фильтры обратного осмоса, которые подключаются к системе водопровода и доочищают воду от примесей железа, кальция, магния и других вредных примесей. Кроме того, установки с мембранными фильтрами используют на:

1. Городских централизованных очистительных сооружениях, занимающихся очисткой бытовых стоков. Такие фильтрующие установки необходимы для устранения коллоидных и взвешенных частиц перед обработкой хлором или ультрафиолетом. Кроме того, с их помощью доочищаются бытовые стоки, прошедшие другие виды фильтров для достижения показателей допустимых для последующего сброса вод в водоемы. Использование таких установок помогает сделать стоки канализации безопасными для окружающей среды.
2. Биологических очистных сооружениях. Специальные мембранные фильтры используются для отделения уже очищенных сточных вод от примесей ила.
3. Очистных сооружениях промышленных и химических предприятий. Промышленные предприятия используют большое количество для промывки изделий и в других целях. Уровень загрязнения таких сточных вод крайне высок и их слив в природные водоемы опасен из-за токсичных, растворенных в жидкости веществ. Использование мембранных фильтров помогает устранить различные загрязнения и сделать стоки безопасными.
4. Предприятиях централизованного водоснабжения. Перед тем как вода попадет в магистральные трубы и отправится к потребителям, она проходит множество систем фильтрации воды, в т.ч. через специальные мембранные установки. Это позволяет максимально очистить от примесей воду, которая в дальнейшем попадет в квартиры и дома городов и прилегающие поселки.

Кроме того, нашла свое применение мембранная фильтрация в фармацевтической и пищевой отрасли. Мощные станции используют их для получения питьевой пресной из морской воды. Опреснение с помощью таких фильтров позволяет получить воду и для полива, хотя затраты на такую очистку и достаточно высоки. Коттеджные поселки, которые нередко располагаются слишком далеко от городской системы водоснабжения, устанавливают фильтрационные сооружения для предварительной очистки питьевой воды из скважины.

Мембранные фильтры разных видов используют не только для устранения большинства видов загрязнителей из бытовых и промышленных стоков, так и при водоочистке. К преимуществам таких очистительных систем можно отнести:

• разные степени очистки в зависимости от нужд заказчика;
• небольшие физические размеры устройства;
• простые проекты и схемы подключения системы;
• возможность удаления как минеральных, так и органических загрязнителей.

Кроме того, к преимуществам бытовых мембранных фильтров, в т.ч. обратного осмоса, можно отнести тот факт, что своими руками легко заменить блок картриджей. Это позволяет не оплачивать счет мастеров, а проводить обслуживание домашней фильтрационной системы самостоятельно.
В отличие от других фильтров, у мембранных не так много минусов. Высокая цена оборудования и энергозатратность – главные их недостатки. Кроме того, большинство небольших установок могут обрабатывать лишь небольшой объем воды. Часть загрязненной воды сливается в канализацию, что приводит к повышению затрат при оплате коммунальных услуг и необходимости использовать накопительные резервуары.
Кроме того, нужно учесть, что неправильный монтаж или несвоевременное обслуживание приведет к тому, что система станет неэффективной. Таким образом, при установке крайне важно учитывать производительность оборудования для получения достаточного объема чистой воды.
На разных крупных водоочистных предприятиях применяют крупные фильтры специального назначения. Скорость очистки у них значительно выше. Они более защищены от засорения, поэтому подходят для очистки жидкости как от механических частиц, так и химических примесей. Цены на такие установки и комплектующие к ним достаточно высоки.

В основе работы мембранного фильтра лежит «тангенциальная» схема. Процесс этот достаточно прост. Вода под давлением поступает в полость установки, где собирается с двух сторон от фильтрующей мембраны. Затем струя разделяется на 2 потока. Больший из них, находясь под давлением, проталкивается через поры мембраны. После этого происходит поступление очищенной и умягченной воды потребителю. При этом вещества загрязнители остаются и затем смываются вторым, более мелким потоком, и попадают в дренажную зону.
Перед полупроницаемым материалом задерживаются все виды загрязнителей, но т.к. есть второй поток, обеспечивающий смыв в дренаж загрязнителей под давлением, это снижает риск засорения пор. Чем больше фильтрующий слой и меньше поры, тем выше качество очищенной воды.
Для поддержания постоянного давления требуются достаточно мощные насосы. Величина давления – один из важнейших показателей, необходимых для нормальной работы системы. Требуемый параметр зависит от площади поверхности очистительной мембраны. На крупных предприятиях для поддержания высокого давления оправдано использование напорных башен.

Фильтры для данной технологии очистки воды, изготавливают разных размеров и форм. При этом для производства главного элемента установки чаще используют ацетил целлюлозы и ароматического полиамида, т.к. эти материалы характеризуются высокой устойчивостью к активным химическим соединениям, поэтому контакты с ними не приводят к выходу из строя оборудования и снижению качества очистки.
Условно конструкции фильтрующих мембранных установок можно разделить на классы в зависимости от степени очистки, типа мембраны и многих других параметров. Без специалиста достаточно сложно сделать выбор в пользу того или иного изделия, поэтому подбор и первичный монтаж желательно доверить профессионалам.

В первую очередь такие фильтры принято подразделять в зависимости от размера пор в мембране, т.к. от этого зависит, насколько быстро будет идти рабочий процесс, область назначения устройства и степень качества очищенной воды. Согласно этому параметру выделяются следующие 3 типа:

1. «Микро». В таких мембранах поры достаточно крупные и достигают 0,1-1 мкм. Эти изделия часто используются, если нужно дополнительное очищение стоков или требуется устранение мельчайших частиц, способных влиять на мутность жидкости. Такая мембрана считается оптимальной для проведения грубой очистки стоков.
2. «Нано». Сюда относятся мембраны с порами в 0,001-0,02 мм. Они хорошо подходят для умягчения воды, задерживают ионы металлов и хлор-органические соединения. Благодаря этому, они положительно влияют на солевой состав воды.
3. «Ультрафильтрация». Такая мембрана имеет отверстия размером 0,02 мкм. Используется и на предприятиях, и в быту. Она подойдет, когда необходимо получение чистой воды без вредных бактерий и взвеси, но при этом солевой состав не является критичным. Часто такие установки задействуют на водоочистных сооружениях

Мембранные фильтры различаются геометрией, формой и даже структурой материала. Эти параметры во многом влияют на пропускную способность изделия. К каждому фильтру прилагаются документы, в которых точно опасны эти параметры. Однако условно такие изделия по конструктивному признаку можно разделить на следующие типы:

1. Плоские. Это специфические дисковые мембраны, которые могут как не иметь подложки, т.е. сделанные из однородного тканевого или армированного вещества, так и быть с подложкой. Во всех случаях есть разделение на 3 слоя из полисульфона, полистирола и ароматического полиамида. Задерживают даже очень маленькие частички. Фильтр устойчив к воздействию высокого давления. Можно применять в сочетании с другими типами установок.
2. Трубчатые. Такие фильтры особенно сильно напоминают по своему виду теплообменник. При подаче воды она проходит по изогнутой трубе, фильтруется, что позволяет на выходе получить практически избавленную от любых примесей воду. Проблема с ремонтом чаще не стоит. Кроме того, к преимуществам можно отнести наличие увеличенного поля фильтрации при достаточно компактных размерах системы.
3. Рулонные. Такие изделия имеют нечто общее с трубчатыми. Однако очистка происходит за счет максимально скрученного фильтрующего пирога, проходя через который вода разделяется на потоки и очищенная жидкость, прошедшая обработку, поступает потребителю.
4. Половолоконные. Это наиболее современный вид мембранных фильтров. Отличается малыми габаритами. Применяется как в быту, так и на производственных цепочках. Для эффективной работы не требуется слишком высокое давление очищаемой воды.
5. Керамические. Благодаря природной пористой структуре керамики, она отлично выполняет функцию барьера. Фильтры не слишком большие, при этом долговечные, но их пропускная способность низкая. Они не подходят для постоянного использования, но если возник вопрос, как очистить воду для питья на даче, это идеальное решение. Если нужно каждый день использовать воду для купания и других бытовых нужд низкая пропускная способность данных изделий – это проблема.

Если мембранный фильтр даже в самых лучших бытовых условиях используется на протяжении всего года, постепенно его пропускная способность будет снижаться. Это во многом вызвано засорением мембраны тонкой очистки. Чтобы устранить проблему, необходимо внимательно изучить техпаспорт изделия.
В одних случаях можно будет просто промыть мембрану, в то время как в других потребуется замена картриджа. Проводить промывку следует под давлением или же с применением щелочей и кислот, перекиси водорода или гипохлорита натрия.
Качество очистки стоков напрямую зависят от используемого оборудования. Если вам нужны надежные очистные сооружения, обеспечивающие максимально глубокую очистку сточных вод, мы готовы предложить свои услуги. У нас можно заказать системы очистки любых типов и размеров, включая блочно-модульные и ливневые очистные сооружения.