Фильтр для воды мембранная очистка. Мембранные фильтры для воды: виды и принцип действия. Виды мембранных фильтров

Один из самых популярных современных методов фильтрации. Окружающая природная среда в настоящие время находится в таком состоянии, что никто не уверен, что на самом деле он пьет или использует в пищу.

Водопользование во всем мире достигло такого уровня, при котором восстанавливаться самостоятельно водные источники попросту не успевают. Уровень загрязненности природных и сточных вод постоянно растет.

Традиционные технологии не могут обеспечить необходимую эффективную очистку воды. Освобождение от всех существующих видов загрязнения требует применения фильтрующих технологий, которые сами были бы экологически чистыми. Это заставляет постоянно усовершенствовать новые технологии, которые позволят быстро, эффективно и экономически выгодно очистить природные и сточные воды.

Мембранная система очистки воды является на сегодняшний день самой передовой технологией. В основе таких систем лежат полупроницаемые пористые мембраны, через которые проходит водный поток и очищает его от примесей. Мембранные системы задерживают загрязнения и действуют как тончайшие сита. Ненужные удержанные вещества концентрируются в потоке (концентрат), который не накапливается, а выводится из системы. Очищенная вода проходит через мембрану в виде фильтрата (пермеата). Чем меньше поры мембран, тем выше степень очистки, но и тем большее давление необходимо применить для фильтрации. Мембранные системы очистки воды в зависимости от создаваемого внутри них давления делятся на системы низкого, среднего и высокого давления. Фильтры, работающие с давлением до 6 атмосфер чаще всего применяют для очистки пресной воды от всякого рода примесей. Системы среднего давления до 40 атмосфер служат для деминерализации воды. С высоким — более 40 атмосфер - для деминерализации солевых растворов или очистки сточных вод.

Принцип работы традиционных основан на прохождении воды через фильтрующую среду, в которой, в конечном итоге, накапливаются загрязнения. Это приводит к необходимости регенерации и дезинфекции среды особыми растворами или вообще к ее замене. Еще в 18 веке было открыто явление самопроизвольного прохождения растворителя через пленку. Если взять два раствора — менее концентрированный и более концентрированный, и разделить их пленкой, то растворитель из менее концентрированного раствора будет переходить в более концентрированный.

Явление назвали осмосом, а пленку мембраной. В шестидесятые годы открыли, что при увеличении давления в концентрированном растворе (выше осмотического), будет протекать обратный процесс - молекулы растворителя начинают переходить из концентрированного раствора в разбавленный. Таким образом, явление обратного осмоса стали применять для очистки и опреснения воды в подводных лодках. Степень очистки можно регулировать, применяя мембранные фильтры с порами разного диаметра. Ультрафильтрационные мембраны убирают микроорганизмы, органические соединения и коллоидные частицы, обратноосмотические - до 97-99% всех примесей, пропуская, теоретически, только молекулы воды.

Мембранные системы очистки активно применяются в производстве продуктов питания, лекарственных средств, электронике и т. д. Современные разработки позволяют значительно уменьшать их стоимость, благодаря этому появилась возможность употреблять их в быту для фильтрации питьевой воды. Построил особняк с баней и бассейном - не жалей денег на очистку воды для них. Голубая вода для собственной бани не окажет вредного влияния на кожу, а огромный бассейн будет выглядеть притягательно.

Мембранная система очистки воды имеет ряд преимуществ: загрязнения не скапливаются, экологическая чистота, простота эксплуатации и малогабаритность и высокая степень автоматизации. Такая система позволяет получать особо чистую воду без примесей. А срок службы зависит от состава исходной воды. Пагубное воздействие на них оказывают соли жесткости, растворенное железо, органические соединения. Фильтр будет служить дольше, если будет произведена , в итоге это обойдется дешевле, чем частая замена картриджей.

Центральный водопровод на даче - редкость в нашей стране и настоящая роскошь. Чаще хозяевам и земельных участков приходится самостоятельно обустраивать скважину. Но делают это в основном те, для кого дача - место частого пребывания. Редкие посетители своих «имений» предпочитают походы за водой к колонке. Благо если последняя близко.

Если на даче отсутствует доступ к чистой воде, то необходимо иметь фильтр для ее очистки

Всегда на даче ложится на плечи дачника. Каждый владелец загородного участка сам ответственен за качество и чистоту получаемой им воды. Некоторые люди думают, что вода вдали от города по сути пригодна для питья. Якобы и машин почти нет, и заводы далеко. Но если вода прозрачна и лишена запаха, это еще не значит, что она чистая и безопасна для здоровья. В ней может содержаться более десяти миллионов небезопасных веществ! Кипячение спасает далеко не ото всех. Чистую воду можно привозить из города, но такой вариант подойдет только для кратковременных поездок на день-два максимум. Куда чаще дачники остаются загородом на неделю. воды в таком случае - единственный способ очистки жидкости от многочисленных вредных примесей и опасностей органического происхождения.

Система фильтрации воды из скважины бывает разной: сегодняшний рынок предлагает богатый ассортимент и неискушенный покупатель может запутаться в выборе. Но все не так сложно: установка из скважины делится на виды по методу фильтрации и по удаляемым примесям. По первому признаку они разделены на 2 группы: те, что работают под давлением воды (мембранные) и такие, которые функционируют под минимальным (кувшины).
По видам удаляемых примесей выделяют следующие фильтры:

универсальные, борющиеся со всевозможными включениями;
, удаляющие ржавчину, песок и другие твердые взвеси;
смягчающие, удаляющие известь и соли при помощи реакции ионного обмена (фильтр для известняковой воды или солевой фильтр для воды из скважины);
абсорбирующие, исключающие неприятный вкус и запах воды;
окислительные (очистка );
антибактериальные.

Если вам нужна мягкая вода, не вредящая бытовым приборам (), то используйте соляной фильтр для очистки воды. Кроме того, современные из скважины различаются по месту монтажа.

Но стоит учитывать, что фильтровать всю поступающую в дом воду, даже если вы живете на даче месяцами - не лучшая идея. Чистой должна быть питьевая вода и та, которая используется для приготовления пищи. Иначе можно разориться на расходниках.

Пара слов об электрогидролизе

Прежде чем выбрать, какая фильтрация воды из скважин вам подходит и приобрести соответствующую установку для очистки, нужно выяснить состав воды в данной местности. Дело в том, что примеси разные, в том числе можно «нарваться» и на вирусы с бактериями, для удаления которых необходимы специальные фильтры.

Кроме того, убирая из воды эти вещества, ее можно сделать хоть и чистой, но абсолютно бесполезной, то есть буквально «мертвой», очистив жидкость и от полезных компонентов. Необходим полноценный лабораторный анализ, которым пренебрегают владельцы дачных участков.
Продавцы фильтрующего оборудования проворачивают фокус с электрогидролизом - действием, «наглядно» демонстрирующим распад воды на H2O и примеси, которые выпадают в осадок. Интересное зрелище, но на самом деле о полноценном очищении воды речи нет.

Да, происходит разложение компонентов, но какие из этих примесей вредные, а какие необходимы человеческому организму, сказать нельзя. Маркетологи пользуются таким способом, чтобы показать, насколько вода грязная и что вам просто необходимо как можно скорее купить именно их дорогущий прибор для фильтрации.

Запомните, что ни при каких лабораторных анализах вода неспособна так радикально изменить цвет и запах. Электрический импульс, пропускаемый через воду при электрогидролизе расщепляет вещество на составляющие компоненты. Вода очищается полностью. Подобной эффективностью обладает мембранный фильтр для очистки воды системы обратного осмоса.

Технология отличается, но в плане качества фильтрации похожа, так как из воды может быть исключено абсолютно все - и вредное, и необходимое для нашего здоровья. По этой и некоторым другим причинам многие считают мембранные методы очистки воды не самым удачным решением для дачного использования, но отдельно о таких фильтрах стоит замолвить слово.

Особенности мембранных фильтров

Система обратного осмоса - это очистка растворителя (в нашем случае это вода для питья и готовки), при которой жидкость проходит сквозь полупроницаемую мембрану из более концентрированного раствора в менее концентрированный. Таким методом модно опреснять морскую воду и получать воду кристальной чистоты для медицинских нужд.

Внутреннее строение мембранного фильтра для очистки воды

В дачных условиях мембранный фильтр хорош только при наличии водопровода минимум 4 атмосферы. Значит нужна водопроводная система осмоса, то есть для повышения давления. Собрать такую систему и сделать обратный осмос нетрудно при должном количестве средств и времени. Но вот беда - для получения 5 л чистейшей питьевой воды понадобится обработать 40 л грязной. Нужен слив.

Много ли дачников могут построить подобное? Чаще на даче каждый сантиметр на счету и думать о том, чтобы устанавливать сложные станции очистки воды из скважины не приходится. А еще отверстия в мембране настолько маленькие что пропускают лишь молекулы водорода и кислорода - чистейшую воду, из которой удалены вещества, необходимые организму ежесуточно.

Пить такую воду на протяжении недель и месяцев - тоже своеобразный вред организму. Хотя с этим можно спорить, ведь пусть в такой воде и нет кальция, но в 1 стакане молока его столько же, сколько почти в 300 стаканах очищенной методом обратного осмоса воды! Поэтому устанавливать мембранный фильтр для воды на даче или нет, решать всецело вам. Вода с таким фильтром будет чистой по максимуму.

Но мембранный фильтр для очистки воды - это не только обратный осмос. Обратноосмотическая мембрана - вариант с самыми маленькими порами (от 0,0001 до 0,001 мкм). На выбор потребителя производители мембранных фильтров предлагают также:

мембраны для микрофильтрации с порами от 0,1 до 1,0 мкм;
ультрафильтрации - 0,02 — 0,1 мкм
и нанофильтрации - 0,001 — 0,02 мкм.

Рабочее давление воды напрямую зависит от диаметра пор мембраны: чем он меньше, тем выше давление. Мембранная фильтрация микро уровня подходит только для слабой фильтрации с целью дальнейшей более тщательной очистки. Мембрана ультрафильтрации очищает жидкость от большинства примесей кроме солей. Нанофильтрация - это фильтр для смягчения воды из скважины. В продаже есть удобнейшие мобильные мембранные фильтры, которые подходят для дачи. Они созданы специально для работы в полевых условиях. Такой компактный фильтр помещается в бутылку или ведро с неочищенной водой, а чистая жидкость выводится в другую емкость по трубке. Водопровод не нужен, но и объемы отфильтрованной жидкости малы.

Проточная фильтрация для дачных нужд

Более удобное и компактное решение для очистки воды на дачном участке - проточный фильтр. Бывает в , подсоединяемой к водопроводному крану, или в виде полноценного стационарного устройства, монтируемого прямо в трубопровод под раковиной.

Как и в случае с мембранными собратьями проточные фильтры для воды выполняют свои функции под напором, следовательно, необходимо наличие трубопровода на даче. В зависимости от выбранного типа фильтра вы получите два уровня фильтрации (насадка на кран) или три (установка . Двухуровневая фильтрация обычно включает механическое очищение и поглощение вредных примесей активированным углем.

Если ваш колодец ухожен и вода в нем чистая, но непригодная для безопасного питья в свежем виде, то достаточно двухэтапной обработки. Но если водопроводная система работает от насоса, то насадка на кран замедлит движение воды, вплоть до 1 стакана в минуту. Сам же насос будет включаться и выключаться слишком часто, испытывая перегрузки и быстрее изнашиваться.

Куда лучшим решением оказываются проточные фильтры для дачи под раковиной. Угрозы ускоренному изнашиванию насоса они не несут, а сам процесс фильтрации быстрее. Но и тут есть минус для тех, у кого колодезная вода включает разнообразные взвеси. Активированный уголь быстро забивается и становится хорошей средой для размножения бактерий. Следовательно, сменные картриджи нужно чаще менять, а разбирать стационарную систему сложнее, чем насадку на кран. Вот такая дилемма, которая, тем не менее, уравнивает два вида проточных фильтров в плюсах и минусах.

Фильтры-кувшины

Фильтры-кувшины - простой и дешевый способ очистки воды. Преимущества видны невооруженным глазом даже для тех, кто слабо разбирается в фильтрации воды. Фильтры-кувшины:

Компактны и независимы (особенно сильно им в этом проигрывает мембранная очистка воды).
Просты в эксплуатации даже для маленьких детей.
Удобны для использования на даче и не занимают много места.
Обладают большим выбором фильтрующих компонентов, решающих различные задачи.

На последнем пункте стоит остановиться отдельно. Дело в том, что большинство именитых производителей фильтров-кувшинов предлагают потребителям сменные картриджи, которые могут просто очищать воду от вредных для здоровья примесей или такие, которые кроме фильтрации еще и насыщают воду полезными микроэлементами (фторируют). Некоторые фирмы заверяют, что их картриджи не только уменьшают количество солей жесткости в воде, но и борются с присутствием кишечной палочки.

Минусы у фильтров-кувшинов? Только два. Такой прибор для очистки воды подходит для фильтрации малого объема жидкости - только для питья: одного кувшина хватит для использования одной семьей. При этом сменные картриджи имеют свой ресурс. А он колеблеся в среднем значении от 150 до 500 литров. Таким образом, фильтр-кувшин подходит для домашнего использования или же для периодических поездок на дачу. В этой сфере он выполняет возложенные на него функции на ура.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Вывод

Таким образом, нетрудно догадаться, что лучшее решение - фильтр-кувшин: простое и действенное средство для очистки воды в дачных условиях. Дешевый, компактный и мобильный фильтр для дачи, но совсем не подходящий для постоянного пребывания. Лучше, если вода в колодце отвечает санитарным нормам. В этом случае хватит предфильтра, врезанного в трубу. Он не повлияет на работу насоса и защитит воду от песка во время дождей и паводков.

Проблема очистки воды стоит остро в большинстве регионов России. Установка очистительных устройств производится и в квартирах, и в загородных домах, и в офисах. Производители предлагают большой выбор конструкций с разным принципом действия.

Достаточно эффективными являются мембранные фильтры, действующие на молекулярном уровне. Их относят к системам глубокой очистки, которые часто используются в качестве одной из составляющих системы водоподготовки.

Производством таких устройств занимаются как известные российские компании «Аквафор» и «Гейзер», так и зарубежные «Atoll» и «Nerox».

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.

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.

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

Виды мембран:

трубчатые,
половолоконные,
рулонного типа,
плоские дискообразные.

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.

Эти фильтры эффективно очищают от металлов, различных примесей, микроорганизмов. Очистка выполняется с помощью керамических мембран. Добавление в воду каких-либо реагентов не требуется.

Устройства с керамическими мембранами исключают повторное заражение воды, что часто случается с картриджными фильтрами.

Конструкция устройства включает в себя мембранный блок, который помещен в прочный корпус из нержавеющей стали. Он предохраняет мембрану от повреждений.

Сами мембраны не боятся ни кислот и щелочей, ни абразивных частиц, выдерживают высокое давление, могут прослужить до 10 лет без необходимости замены каких-либо деталей. Со временем на мембране появляется слой загрязнений. В некоторых моделях устройств налет можно удалять вручную мягкой губкой без чистящих средств, в ряде фильтров работает система обратной промывки.

Мембранные фильтры не подключаемые к водопроводу

Обзор фирм производителей

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».
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.
Компания «Аквафор» — российский производитель мембранных и других видов фильтров, хорошо зарекомендовавших себя на отечественном рынке.
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.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ

Уход

Любой мембранный фильтр, независимо от фирмы-производителя, требует ухода. Дважды в год рекомендуется замена фильтра предочистки, саму мембрану заменяют один раз в три года, а также, если ухудшились вкусовые свойства воды или ее напор.

Промывка мембраны выполняется под проточной водой или с помощью специальной жидкости. Очистка выполняется под высоким давлением и при температуре +40С.

Продолжаем подраздел " " статьёй . Которая вообще-то должна была бы появиться раньше, чем статья "Ультрафильтрация для обеззараживания воды ", потому что ультрафильтрация — это подраздел большой группы мембранных систем очистки воды. И, если вы заметили, мы в разделе "Вода " стараемся двигаться от общего к частям. Однако, ультрафильтрация — это частный случай . И поэтому, чтобы не нарушать последовательность, мы забежали несколько вперёд. Но мы вернулись.

Мембранные системы очистки воды — это практически самые современные технологии очистки воды (и не только воды), которые широко используются в промышленности. Конечно, существуют и более современные технологии, не связанные с водой — но до их серийного производства пройдёт ещё очень много времени.

Почему мембранные системы очистки воды называются мембранными? Потому что в качестве рабочего элемента используется мембрана. Что такое мембрана? Мембрана — это полупроницаемый барьер из самых разнообразных материалов (металл, пластик, керамика), который что-то пропускает, а что-то нет. Иными словами, этот барьер позволяет разделять смеси на составляющие их компоненты.

Простой пример: мы имеем обычную воду. Это не что иное, как раствор (или смесь) воды и разнообразных вредных и ненужных примесей. И при применении мембранных систем очистки воды примеси отсеиваются, а вода остаётся. Чистая 🙂

Обратите внимание, мы не зря использовали слово "отсеиваются", потому что ближайший работающий по похожей технологии бытовой прибор — это сито для муки . Так, когда мы пользуемся ситом, то просеиваем муку (которая проходит через полупроницаемый барьер, сито), и выкидываем

грязь,
комки,
тараканов и т.д.

— которые из-за своих размеров не проходят через полупроницаемый барьер.

Именно потому, что мембранные системы очистки воды используют принцип сита, отсеивая молекулы, их иногда называют "молекулярным ситом ". Конечно, строго говоря, самые маленькие молекулы отсеивают не все мембранные системы, а только система обратного осмоса, но это ведь уже нюансы. Тем более что молекулярное сито — это звучит гордо 🙂

Вы можете сказать: "Но, позвольте, ведь воды — это тоже, получается, мембранный процесс? Ведь там есть

с одной стороны грязная вода — та самая смесь,
есть полупроницаемый барьер — картридж (на котором задержаны примеси),
и есть очищенная вода…"

На самом деле, в обще-теоретическом смысле, это именно так и есть. Но мембрана и картридж отличаются как день и ночь. В частности, по своему строению, благодаря чему картриджи механической фильтрации могут удалять лишь крупные примеси (типа песка или ржавчины), а мембраны — все намного более мелкие вещества.

Так, картридж — это просто куча чего-то, что мешает проходить грязи, грязь забивает картридж. По своей сути, первые мембраны выглядели и работали так же, как и картриджи для механической очистки — и забивались, как и обычные картриджи. Но постепенно технология создания мембран совершенствовалась, и современные мембраны вообще не похожи на картриджи. Как минимум, они очень тонкие (примерно как лист бумаги или чуть толще, если учитывать подложку). Ну и как максимум — они намного лучшеразделяют смеси.

Вернёмся к нашим ситам. Точно так же, как сито бывает

крупным,
мелким и
сверхмелким,

мембраны в свою очередь делятся на различные категории по тому, что именно они пропускают, а что нет. Способность мембраны разделять зависит от двух важных вещей — от строения самой мембраны, и от того, за счёт чего происходит разделение.

Сначала разберёмся, за счёт чего происходит разделение на мембранах.

Разделение на мембранах происходит за счёт того, что с одной стороны у мембраны чего-то больше, а чего-то — нет. И с той стороны, где избыток, прилагается усилие в сторону недостатка. Например, с одной стороны больше содержания спирта, а с другой спирта нет. Мембрана пропускает спирт, и не пропускает всё остальное. Что происходит? Спирт постепенно просачивается на другую сторону в совершенно очищенном виде.

С помощью чего делается так, что с одной стороны у мембраны чего-то больше, а с другой — меньше? Разберём это на примере сита. Так, почему человек может просеять муку?

Ну, для начала он положил сверху на сито муку (то есть, с одной стороны избыток муки).
Во-вторых, он снизу оставил пустое пространство, чтобы муке было куда сыпаться (то есть, где муки нет).
Ну и, наконец, самое главное. Человек использует потряхивание (+ силу тяжести), прикладывает силу для того, чтобы мука начала просеиваться.

Таким образом, выполняется главная задача сита — отделить муку от тараканов, мух и камешков. Которые больше, чем ячейки в сите и поэтому не могут пройти на ту сторону.

Точно так же и в мембранных технологиях. С одной стороны смесь веществ, среди которых есть нужные и ненужные. С другой стороны ничего подобного нет. В лучшем случае, там только нужные (или только ненужные — смотря что пропускает барьер) вещества. И, наконец, на смесь веществ действует та или иная сила. Это может быть

давление,
температура,
концентрация,
какие-нибудь ещё процессы.

Результат такой же, как и у сита — мухи отдельно, котлеты отдельно. То есть, ненужные вещества в одну сторону, нужные — в другую.

Наиболее распространены мембраны, действующая сила которых — давление. Попросту с одной стороны на смесь веществ действует давление. Эти процессы имеют своё научное название (кому интересно — баромембранные процессы). В их состав входит и уже упоминавшаяся ультрафильтрация. Кроме неё к подобным мембранным системам очистки воды относят:

микрофильтрацию
нанофильтрацию
гиперфильтрацию (обратный осмос).

В целом мембранные системы очистки воды в зависимости от диаметра ячеек и размеров удаляемых веществ выглядят так:

Ну а подробнее про разновидности мембранных систем очистки воды мы поговорим в следующих статьях.

Но вы можете быть уверены — если вам предлагают фильтр на основе мембранных систем — это более глубокая очистка, чем если бы это был фильтр механической очистки воды.

По материалам http://voda.blox.ua/2008/06/Kak-vybrat-filtr-dlya-vody-21.html

Поступающая в дома и квартиры питьевая вода содержит множество примесей, растворенных химических веществ и бактерий. Большинство элементов оказывает негативное воздействие на здоровье человека, особенно маленьких детей. Постоянное употребление воды ненадлежащего качества приводит к развитию опасных хронических заболеваний. Оптимальное решение проблемы – установить мембранный фильтр, способный максимально очистить воду, повысить ее питьевые качества.

Что такое мембрана и как это работает

Основным элементом мембранных фильтров для квартиры, загородного дома либо промышленного предприятия является мембрана – ультрапористая тончайшая пленка, пропускающая кислород и воду. Все органические и неорганические вещества, размер частиц которых больше диметра пор, остаются на поверхности этого элемента. Движение жидкости реализовано по тангенциальной схеме – вода собирается с обеих сторон мембраны. Больший объем подается на очистку через фильтр и попадает в накопительный бачок, а оставшаяся часть жидкости используется для очищения пленки от скопившейся грязи направленным потоком и отведения ее в канализационную систему.

Фильтрационные системы мембранной очистки предназначены не только для бытовых нужд, но и для получения сверхчистой воды технического и медицинского назначения, опреснения морской воды, нейтрализации стоков. Трековая мембрана в особой комплектации также применяется для очистки воды в чрезвычайных ситуациях, ресурс работы допускает ее многоразовое использование.

Мембрана для очистки воды изготавливается преимущественно из лавсана, полисульфона, полипропилена, ацетата, керамики, но также используются и другие материалы, обладающие схожими свойствами.

Фильтрационная система, установленная под мойкой

Прибор с мембраной для очистки воды бытового назначения монтируется под мойкой и подключается к трубе, подающей холодную воду в квартиру или дом. Процесс очистки включает в себя несколько этапов:

Грубая очистка – задержание твердых веществ, частичное удаление хлора, применяющегося для дезинфекции водопроводной воды;
Фильтрация сквозь мембрану – очистка от большинства микробиологических и химических загрязнителей;
Накопление очищенной воды в баке;
Дополнительная минерализация жидкости (при установке специального картриджа);
Улучшение органолептических качеств воды – фильтрование через так называемый постфильтр из прессованного активированного угля;
Подача очищенной воды через отдельный кран, дополнительно устанавливающийся рядом с мойкой.

Производятся также мембранные фильтрационные приборы, действие которых основано на совершенно другом принципе. В емкость с водой помещается рабочий элемент, в который поступает подлежащая очистке вода, загрязнители при этом остаются в корпусе устройства. Отфильтрованная жидкость через специальный шланг выводится в другую емкость. Такие мембранные фильтры незаменимы на даче или в походе, когда нет возможности подключиться к централизованному водоснабжению.

Фильтр Nerox для применения в походных условиях

Недостатками водоочистных приборов такого типа являются потребность в регулярной очистке мембран с помощью специальных средств, а также малый ресурс работы.

Производительность фильтров с мембраной зависит от нескольких факторов:

качества исходной воды;
типа очищающей мембранной пленки;
уровня давления, под которым поступает вода;
толщины и площади мембраны;
температуры воды.

Большая часть установок для водоочистки, например, марки «Гейзер », поставляются со всеми необходимыми для подключения деталями – шлангами, фитингами, краном. В Тюмени приобрести любые фильтры , в которых реализована мембранная технология очистки воды, можно в компании «КВАНТА+» по лучшим в городе ценам.

Фильтр Гейзер Нанотек с накопительным баком и краном для очищенной воды

Виды мембранных фильтров

По типу мембран

«микро»

Размеры пор в мембранах такого типа варьируются в пределах от 0,1 до 1,0 мкм . Пленка способна задерживать тонкодисперсные примеси и коллоидные частицы, ухудшающие прозрачность воды.

Микрофильтрационные мембраны используются для грубой очистки: подготовки к следующему этапу фильтрации либо для обработки сточных вод.

«ультра»

Ультрафильтрационные мембраны с порами диаметром 0,02-0,1 мкм задерживают высокомолекулярные соединения и коллоидные примеси, водоросли, бактерии, макромолекулы, но бессильны против растворенных солей.

Устанавливаются такие мембраны в бытовых и промышленных фильтрах, предназначенных для очистки воды от механических примесей с сохранением солевого состава.

«нано»

В нанофильтрационных мембранах размер пор составляет 0,001-0,02 мкм. Они применяются для очистки жесткой воды и ее умягчения, удаления порядка 90% хлорорганических веществ и ионов тяжелых металлов.
При использовании проточных фильтров с наномембраной солевой состав воды изменяется чуть меньше, чем при использовании обратнооосмотических мембран.

Очистка воды с применением мембранной технологии

обратноосмотические мембранные фильтры

Обратноосмотические мембраны, отличающиеся самыми мелкими порами (0,0001-0,001 мкм), способны фильтровать:

все вирусы и бактерии;
органические примеси, влияющие на цветность воды;
значительную часть растворенных солей;
тяжелые металлы и железо ;
пестициды, гербициды, инсектициды.

Мембранные элементы такого типа задерживают практически все имеющиеся в жидкости примеси, пропуская только молекулы чистой воды, растворенные в ней газы и небольшой процент минеральных солей.

Фильтры с мембраной обратного осмоса предназначены для получения высококачественной воды не только для бытовых целей, но и для производства напитков, в фармацевтической отрасли, в пищевой, медицинской и электронной промышленности .

Поры обратноосмотической мембраны по причине крайне малых размеров подвержены периодическому засорению крупными частицами. Для эффективной и продолжительной эксплуатации фильтра требуется предварительная подготовка очищаемой водопроводной воды, а именно:

грубая фильтрация;
тонкая очистка;
умягчение жесткой воды.

При этом подача предварительно подготовленный жидкости на мембрану должна производиться под давлением не ниже 3 бар, в противном случае фильтрация будет осуществляться слишком медленно. Если давление в системе слишком низкое, для его повышения до требуемого уровня применяются специальные насосы.

По конструктивному типу

Фильтры оснащаются мембранными элементами, имеющими различную форму:

плоскими (дисковыми);
трубчатыми;
рулонными;
половолоконными.

Мембранные фильтры различных типов имеют разную площадь рабочей поверхности.

Плоские

Плоские мембранные элементы изготавливаются в виде пленок следующих видов:

мембраны с подложкой, состоящие из рабочего слоя и подложки из крупнопористого материала;
мембраны без подложки, выполненные из однородного вещества;
армированные, в которых пористый материал нанесен на тканевую основу.

Плоские обратноосмотические мембраны чаще всего бывают тонкопленочными композитными и состоят из трех слоев

Плоская мембрана в разрезе

В качестве основы (1-й слой) используется полимерный материал (полистирол), на который наносится полисульфон с микропорами (2). Второй слой хорошо пропускает воду, но под давлением не сжимается и не деформируется. Третий слой, выполняющий функцию барьера, изготавливается из ароматического полиамида.

Дисковые мембраны используются для производства аппаратов типа «фильтр-пресс».

Фильтр-пресс

Фильтр состоит из мембранных элементов (1), пористых пластинок (2), двух крышек (4, 5), шпилек (6), коллектора (7).

Трубчатые

Мембрана такого типа представляет собой трубку, изготовленную из пористого материала (металлоткани, металлокерамики, керамики, пластика).

Мембранные трубчатые фильтры могут быть симметричными, у которых пористость одинакова по всему объему, и асимметричными – одну из поверхностей покрывает слой более плотного материала. Именно плотный слой является рабочим и задерживает загрязнители, материал с более крупными порами является подложкой и выполняет функции дренажа.

Мембранный трубчатый фильтр

Очистка жидкости выполняется следующим образом. Вода, проходя через трубку (1) с полупроницаемым мембранным элементом, фильтруется и собирается в емкость (2), концентрированный загрязнитель при этом выходит из отдельной трубки. Насос (3) повышает давление на поступающий раствор, после чего дроссель (4) сбрасывает загрязнитель на выходе.

Рулонные

Мембранный фильтрующий прибор состоит из дренажной трубки с накрученными вокруг нее тремя слоями материала: основного мембранного, и дренажных прокладок, в которые завернут с обеих сторон мембранный материал.

Вода подается с торца фильтра, проходит по спирали через мембрану и прокладки, а затем попадает в дренажную трубу. Растворенные в воде загрязнители отводятся из рулонного фильтра с другого торца.

Мембранные рулонные фильтры отличаются удобной конструкцией. Тонкий рабочий слой позволяет отнести данный тип фильтров к одним из наиболее производительных, к тому же поры его засоряются редко.

Мембранный рулонный фильтр

Половолоконные

Половолоконные мембраны представляют собой трубки диаметром порядка 1 мм с пористыми стенками. Размер микроотверстий, через которые выполняется фильтрация воды, не позволяет проникнуть сквозь них даже мельчайшим загрязнителям.

Фильтры с половолоконной мембраной способны:

Единственной маркой фильтров для воды в России, использующей мембраны данного типа, является «Аквафор». Технология применяется для финишной водоочистки в фильтрах серии «Кристалл», в которых половолоконный мембранный элемент совмещается с карбонблоком в одном модуле. Приобрести мембранные фильтры «Аквафор» и системы других популярных марок по лучшим в Тюмени ценам можно в компании «Кванта+».

Бытовые или керамические

Керамические фильтры предназначены для доочистки воды, подающейся из централизованной системы водоснабжения.

Популярность мембранный водоочистных устройств такого типа обусловлена несколькими причинами:

выполнение очистки воды с помощью керамических мембранных элементов без использования реагентов;
качественной нейтрализацией посторонних привкусов и запахов, примесей, бактериальной микрофлоры;
наличием защиты от пересыхания;
устойчивостью наружной поверхности к воздействию абразивных чистящих средств;
отсутствием необходимости в замене мембранных элементов.

Мембранный керамический фильтр

Мембранный блок помещен в корпус диаметром до 10 см и длиной до 35 см, изготовленный из нержавеющей пищевой стали. Мембрана представляет собой пучок мелкопористых керамических трубок, через которые под давлением подается жидкость.

Преимуществами очистки в мембранных керамических фильтрах считается получение качественной питьевой воды без примесей железа и солей жесткости. Системы не требовательны к качеству поступающей из скважины или магистрального водопровода воды, отличаются продолжительным сроком службы.

Керамические мембраны изготовлены из прочного, но хрупкого материала, потому основными условиями долговечности и надежности очистки являются правильная транспортировка фильтров и установка и очистка. Для очистки прибор следует промыть чистой проточной водой, используя мягкую губку или щетку. Чистящие средства не следует применять во избежание попадания их в питьевую воду. Водоочистные мембранные установки повышенной производительности очищаются обратной промывкой обессоленной водой.

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.

Условия эксплуатации мембранного фильтра

Срок службы любого мембранного фильтра, периодичность чистки и замены рабочих элементов обуславливаются условиями его эксплуатации:

качеством подлежащей очистке воды;
объемом пропускаемой жидкости;
давлением в водопроводной системе.

Точный срок очистки либо замены мембранного элемента заранее определить невозможно.

Если у владельца есть финансовая возможность, то менять мембранный блок в фильтрационных приборах рекомендуется каждый год либо при ухудшении вкусовых качеств воды, снижении ее напора. Если ежегодная замена обременительна, то мембрану следует хотя бы промывать. Конструкцией некоторых моделей предусмотрена возможность обратной промывки (включением обратного режима подачи воды) либо очистка путем изменения давления подающегося потока.

Мембранные элементы в домашних условиях промыть практически невозможно, но в случае временного отсутствия средств можно попытаться хотя бы немного улучшить качество фильтрованной воды.

Фильтрующая пленка тщательно прополаскивается под напором теплой проточной воды либо в мыльном растворе и ставится обратно. При сильном загрязнении мембранный блок погружается в теплую воду с добавлением лимонной кислоты, а после обратной установки в фильтр на протяжении получаса промывается для полного удаления «лимонки».

Промышленные мембраны, устанавливающиеся на производственных линиях, промываются специальным раствором кислоты и щелочи.

Промывка мембранного фильтра

Как выбрать мембранный фильтр

Кроме мембранных существует множество других фильтров, работающих по иному принципу. Основным фактором для подбора мембранного фильтра является то, от каких именно примесей необходимо избавить воду, а также требуемая производительность фильтров. Перед выбором очистной системы необходимо определить, какие именно вещества представлены в воде в наибольшем количестве и сравнить показатель с максимально допустимым значением по СанПин 2.1.4.1074-01. Желательно так же выполнить и бактериологический анализ воды.

Например, если содержание солей тяжелых металлов в воде находится в пределах норм, установленных СанПин, в установке фильтрующего мембранного прибора нет необходимости. В таком случае можно обойтись обычным угольным сорбционным фильтром.

При покупке мембранного фильтра обратного осмоса следует учесть, что для его работы требуется выполнение предварительной очистки поступающей воды, что приводит к затратам на приобретение и установку дополнительных фильтров. Функционирование технологии обратного осмоса невозможно при давлении в системе ниже 3 бар, так как вода не сможет с требуемой скоростью проходить сквозь поры мембранного материала. Низкое давление приведет либо к полной остановке подачи воды, либо к замедлению процесса очистки.

Фильтры с обратноосмотической мембраной продаются единой системой, состоящей из нескольких очистных узлов. Каждый узел располагается в отдельном корпусе, имеющем свою маркировку. Чем более комплексная или технологичная подразумевается очистка воды, тем выше стоимость прибора, сложнее монтаж.

При подборе фильтрационного устройства с мембраной необходимо:

определиться с его назначением – для очистки стоков, получения воды для хозяйственных нужд, питья и приготовления пищи, использования в лаборатории и т.д.;
учесть, что цена фильтра прямо пропорциональна его возможностям;
для снижения жесткости воды в фильтре достаточно нано- мембраны;
для фильтрующего прибора, работающего по принципу обратного осмоса, желательно дооснащение минерализатором;
при очистке сильно загрязненной воды требуется дополнительный ее пропуск через микрофильтрационные мембраны.

Мифы про мембранный фильтр

Мембранные фильтры делают воду «мёртвой»

Хорошо справляющаяся со своими функциями система фильтрации позволяет получить воду, которую можно использовать и в питьевых, и в технических целях. Для повышения качества уже очищенной воды применяются системы, работающие по принципу обратного осмоса. Вместе с очисткой от всех вредных примесей происходит полное или частичное обессоливание воды, удаление полезных веществ. Такая вода считается «мертвой», но не опасной.

На самом деле, вода после очистки вовсе не «мертвая», а обессоленная и все же содержит некоторое количество растворенных веществ. Такая вода сохраняет все вкусовые качества продуктов и отлично подойдет гурманам – для приготовления лучших сортов чая или кофе, других напитков, приготовления пищи. Так как человек получает основное количество микроэлементов и минералов из продуктов питания, на «мертвой» воде можно готовить пищу и напитки, а для питья ее желательно пропустить через минерализатор, добавляющий полезные вещества.

Очищенная фильтром вода как-то влияет на пищу

В процессе фильтрации из воды удаляются вещества, не лучшим образом влияющие на вкус приготовленных блюд. В полной мере изменение вкуса ощущается в приготовленном напитке, например, кофе. Пропущенная через мембранный фильтр вода считается оптимальной основой для приготовления соков и коктейлей.

Вода, очищенная по технологии обратного осмоса, не оставляет известковых отложений внутри чайников и другой посуды, в отличие от обыкновенной водопроводной.