Большой обзор мембран для фильтров воды

 

С помощью специализированных технологий из жидкости удаляют вирусы и бактерии, тяжелые металлы, растворенные химические соединения. Серийный бытовой фильтр для воды с мембраной обратного осмоса обеспечивает качество очистки, сопоставимое с дистилляцией. Обзор современных рабочих блоков этой категории поможет выбрать оборудование, соответствующее требованиям пользователей.

 

Какие бывают мембраны для фильтров?

 

Общий принцип действия мембранных фильтров – создание преграды, через которую не способны проникать частицы определенных размеров. Исходные требования обусловлены целевым назначением системы. Чтобы устранить мутность используют фильтр с порами до 1 мкм. Для удаления органических объектов и коллоидных частиц применяют протоки 0,05-0,1 мкм. Защиту от накипи создают мембраной 0,001-0,025 мкм, которая не пропускает соли.

Для изготовления рабочего элемента применяют полимеры, металлы, керамику. Материал выбирают достаточно прочный, устойчивый к разрушительным процессам коррозии, с нейтральной химической активностью. Для улучшения качества фильтрации создают рулонные многослойные конструкции. Повышают производительность и обеспечивают необходимое давление на выходе с помощью насосного оборудования. В промышленных и хорошо оснащенных бытовых установках применяют регулярную промывку. С помощью этой процедуры удаляют накопленные загрязнения и восстанавливают исходную функциональность.

 

Для систем обратного осмоса

 

Стандартный фильтр для воды с мембраной создают по следующей схеме:

• материал с мельчайшими порами (≈0,0001 мкм) сворачивают в рулон, размещают в пластиковом корпусе;
• загрязненная жидкость задерживается в поверхностных слоях, удаляется в дренаж с запланированной скоростью;
• через центральный тоннель конструкции организуют выход очищенной воды.

 

Размеры рабочих протоков такой конструкции настолько малы, что селективность достигает 98-99%. Через микроскопические отверстия проходят молекулы кислорода и воды. Полностью исключается проникновение органики, микроорганизмов, солей жесткости, иных химических соединений. Массовое производство позволило уменьшить до приемлемого уровня цену стандартного фильтра обратного осмоса.

Для объективного анализа кроме преимуществ нужно перечислить характерные недостатки:

• ограниченная производительность;
• большой расход удаляемой в дренаж технической жидкости (до 75% от поступающего количества);
• необходимость повышения давления на входе и выходе;
• быстрое засорение мембраны при отсутствии предварительной подготовки;
• невозможность очистки (разборки) конструкции.

 

Титановые мембраны

 

Этот металл отличается высокой механической прочностью, стойкостью к агрессивным химическим соединениям и коррозийным процессам. Титан не токсичен!!! Его применение официально разрешено для создания медицинского и пищевого оборудования.

Титановую мембрану создают напылением частиц металла на полимерную основу. Для переноса компонентов используют электромагнитное поле, формирующее направленный поток эрозионной плазмы. Технологический процесс выполняется в безвоздушной камере. Поддержание вакуума в рабочей зоне исключает загрязнение посторонними примесями.

При увеличении можно рассмотреть созданный слой, который похож на щетку. Типовой фильтр для воды с титановой мембраной ПС10 пропускает частицы менее 0,1 мкм при производительности более 1,2 м куб./час. Такое изделие помещается в корпусе картриджа высотой 10 дюймов, подходит для оснащения стандартного оборудования.

Чтобы восстановить функциональность загрязненного фильтра для очистки воды с титановой мембраной применяют обратную промывку при достаточно сильном напоре. Прочные кальциевые отложения удаляют раствором кислоты. Регулярную очистку можно автоматизировать с помощью таймера либо по данным со счетчика количества обработанной жидкости.

 

Трековые мембраны

 

Название изделий этой категории объясняется особенностями технологии производства. Для создания отверстий заготовку из полимерной пленки толщиной ≈ 15-20 мкм облучают потоком ионов криптона. Такая обработка создает каналы (треки) с измененными свойствами материала. Последующее травление щелочным раствором формирует отверстия с одинаковым диаметром (0,05-5 мкм).

Изменяя рабочий режим нужным образом, получают необходимый размер протоков и определенное техзаданием количество пор на единицу площади поверхности. Для изготовления серийных трековых мембран применяют материалы, рассчитанные на эксплуатацию при температуре жидкости до +120°C. Методика производства обеспечивает полное отсутствие радиоактивности.

Фильтр для очистки воды на трековой мембране создают с порами от 0,1 до 0,5 мкм. Такие отверстия пропускают бактерии, соединения железа и другие растворенные вещества. Эти преграды применяют для задержания коллоидных частиц, песка, других механических примесей.

 

Ультрафильтрационные мембраны

 

Изделия данной категории выпускают с отверстиями от 0,02 до 0,1 мкм. Фильтры для воды с ультрафильтрационной мембраной не пропускают органические молекулярные соединения, крупные бактерии. Однако такие изделия не пригодны для задержания солей жесткости, хлорных примесей, растворенного железа. При проектировании рабочей установки инженеры учитывают значительное гидравлическое сопротивление. Для изготовления мембран используют различные полимерные материалы, трубчатые и листовые элементы.

 

Фильтры, где они чаще применяются?

 

Мембранные технологии часто используют для подготовки питьевой воды в установках обратного осмоса. Стандартный набор состоит из следующих компонентов:

• предварительный фильтр задерживает механические примеси;
• второй блок с угольным картриджем извлекает из жидкости хлор;
• основную функцию очистки выполняет мембрана рулонного типа в корпусе, подключенном к системе слива загрязненной жидкости в канализацию;
• для накопления запаса чистой воды устанавливают бак с гибкой перегородкой;
• на завершающем этапе остаточные примеси (запахи, привкусы) удаляет дополнительный угольный картридж.

 

Типовой комплект дополняют краном для питьевой воды, соединительными трубками, уплотнительными прокладками, вентилем. По инструкции производителя покупатель сам выполняет монтажные работы. Как правило, для размещения выбирают свободное место под кухонной мойкой.

При выборе модели фильтра обратного осмоса кроме цены обращают внимание на следующие параметры:

• производительность по питьевой воде в литрах за сутки;
• минимальное (максимальное) давление на входе;
• объем накопительного бака.

 

В подробных инструкциях производители указывают ограничения по некоторым видам загрязнений:

• железу;
• марганцу;
• минерализации;
• солям жесткости;
• сульфатам;
• хлору и соединениям на основе этого вещества;
• общему микробному числу;
• перманганатной окисляемости.

 

Атолл

 

Установки этого производителя собирают по стандартной схеме. Для ознакомления можно изучить особенности популярной модели системы обратного осмоса А-550. Этот комплект способен подготовить до 120 литров очищенной воды за сутки, если поддерживать входное давление не менее 3,5 атм. Допустим выбор бака емкостью от 8 до 13 литров. При нормальном режиме эксплуатации от 50 до 70% общего количества жидкости направляется вместе с загрязнениями в дренаж.

Чтобы предотвратить чрезмерную нагрузку на основное оборудование, производитель рекомендует применять предварительную обработку. На первом этапе используют механический магистральный фильтр с редукционным клапаном для ограничения давления. Если вода сильно загрязнена, устанавливают дополнительный блок для тонкой очистки с порами от 1 до 20 мкм. При значительном количестве хлора, применяют отдельный картридж филттра Атолл с активированным углем. Перед ним – делают отвод с полифосфатным фильтром, который подключают к стиральной машине. Последний компонент необходим для защиты бытовой техники от накипи.

Серийная мембрана фильтра Атолл выполняет свои функции на протяжении 2-3 лет непрерывной эксплуатации. Картриджи меняют чаще, каждые 6-8 месяцев. Сетчатые фильтры промывают по мере необходимости. Чтобы упростить эту процедуру, приобретают автоматическое управление с электромагнитным клапаном. Пользователь сам устанавливает оптимальный временной интервал.

 

Аквафор

 

Основные характеристики серийной мембраны обратного осмоса (К-50):

• производительность – 7,8 л/час;
• максимальное давление – 6 атм;
• температура воды – не более +20°С.

 

Кроме «классических» комплектов этот производитель предлагает модели серии DWM. В этих изделиях картриджи объединены в общий блок с накопительным баком. Кроме компактности такое решение подразумевает надежность конструкции. Минимизированы ошибки рядовых пользователей при подключении и в процессе эксплуатации. Сменные блоки фиксируются в рабочем положении специальной системой соединительного узла без инструментов и уплотнительных средств. Дополнительное преимущество Аквафор – возможность функционирования при снижении напора на входе до 2 атм.

 

Новая вода

 

Сменный элемент с встроенной мембраной обратного осмоса подходит для определенных моделей этого производителя. Технические параметры серийного изделия К-869:

• производительность очистки у фильтра Новая вода – 12 л/ час;
• плановый ресурс – 6 000 л;
• допустимая температура жидкости – не выше +35°С.

 

Выводы

 

Оснащение для фильтра выбирают с учетом целевого назначения на основе предварительного анализа количества и состава исходных загрязнений. При сильной загрязненности организуют предварительную очистку. Серийные мембраны, созданные из полимеров, повреждаются высокой температурой, хлором. Титановые аналоги отличаются высокой устойчивостью к агрессивным химическим соединениям. Однако такие преграды не способны задержать вирусы, молекулы тяжелых металлов и другие опасные примеси.

Бытовые установки обратного осмоса не пропускают соли жесткости. Однако такое оборудование не способно обеспечить производительность выше 220-240 литров за сутки. Для комплексной защиты от накипи рекомендуется применять электромагнитный преобразователь. Модели серии Акващит предотвращают формирование кальциевых отложений на расстоянии от 700 до 2000 метров от катушки индукции. В отличие от полифосфатных фильтров, такая техника не загрязняет воду.

Ресурс картриджей и мембран устанавливается по нормативам СанПиН. Однако концентрация примесей может быть выше, поэтому частоту замены определяют с учетом реальных показателей. Для стерилизации жидкости комплект обратного осмоса оснащают блоком УФ обработки.