Фильтр для воды проточный с мембраной. Мембранные фильтры: преимущества и недостатки. Система фильтрации воды. Виды обратноосмотической мембраны

Вода может содержать огромное количество примесей. Часть из них задерживается при помощи механических и адсорбционных фильтров, но другие компоненты проходят через очищающие системы, не задерживаясь в них. Избавиться от таких загрязнений поможет мембранный фильтр для очистки воды.

Рис. 1 Вариант устройства с мембранным фильтром

Мембранные очистные устройства относят к системам глубокой очистки. Их используют, чтобы избавить воду от множества вредных компонентов.

Главным фильтрующим элементом мембранного фильтра является пористая мембрана, изготовленная из синтетических материалов. Размеры пор бывают самыми разными, от этого зависит степень очистки. Когда вода проходит через такую мембрану, то все загрязнения, размер которых больше размера пор, задерживаются. На выходе получают чистую воду.

Мембранный фильтр имеет определенные плюсы и минусы. К достоинствам относят высокую степень очистки. Воду, которая прошла через обратноосмотическую или ультрафильтрационную мембрану, можно пить без предварительной обработки. Эти мембраны имеют очень малый диаметр пор, поэтому через них проходят практически исключительно молекулы воды, а примеси остаются с другой стороны.

Отрицательные моменты включают зависимость работы фильтра от напора воды. Чем меньше размер пор мембраны, тем выше требуется напор, чтобы вода через них проходила. Мембранный фильтр потребляет значительное количество воды. Она требуется и для того, чтобы оставшиеся загрязнения смывать в канализацию.

Поскольку загрязнения смываются в канализацию, требуется сделать отвод. Это усложняет процесс монтажа.

В некоторых случаях к минусам относят и высокую степень деминерализации. Вода лишается всех солей, что негативно отражается на ее вкусовых характеристиках.

Разновидности мембран по степени очистки

Мембраной называют полупроницаемую поверхность, которая свободно пропускает молекулы воды и газов, но задерживает прочие вещества. Крупные включения из воды удаляются при помощи механических и других разновидностей фильтров. Мембранный фильтр используют для очищения от частиц небольшого размера, коллоидных включений.

По размерам пор выделяют мембраны:

микрофильтрационные – 0,1-1 мкм;
ультрафильтрационные – 0,02-0,1 мкм;
нанофильтрационные – 0,001-0,02 мкм;
обратноосмотические – 0,0001-0,001 мкм.

Микрофильтрационный мембранный элемент устраняет коллоидные и тонкодисперсные загрязнители. Они делают воду мутной и относятся к относительно крупным включениям. Растворенные вещества такая мембрана не задерживает.

Рис. 2 Уровень очистки мембранными устройствами

Ультрафильтрационная задерживает коллоиды, высокомолекулярные включения, микроорганизмов. Она помогает убрать из воды многочисленные примеси, но полностью сохраняет солевой состав, т.е. для смягчения воды она не подходит.

Для устранения жесткости, ионов тяжелых металлов и соединений хлора используют мембраны нанофильтрации.

Мембрана обратного осмоса задерживает все загрязнения, содержащиеся в воде.

Виды мембранных фильтров по характеру конструкции

Существующие мембранные фильтры разделяются на группы по особенностям конструкции. Они отличаются формой мембран и бывают следующих видов.

Устройства с дисковыми мембранами плоской формы

Дисковые мембраны представляют собой пленки трех вариантов. Они бывают бесподложечными, т.е. сделанными из однородного материала, армированными и подложечными. Армированные состоят из тканевой основы, на которую нанесен пористый фильтрующий состав. Подложечные – двухслойные. Рабочий слой располагается на подложке из материала с крупными порами.

Рис. 3 Работа дисковых фильтров

Обычно плоские дисковые мембранные элементы являются тонкопленочными и представляют собой композитный материал. Они включают несколько слоев, которые состоят из соединений разного характера.

Фильтры с трубчатыми элементами

Трубчатые фильтрующие мембраны представляют собой трубку, которая сделана из пористого материала. Это может быть керамика, пластик, металлокерамика и некоторые другие варианты. Диаметр трубки бывает от нескольких миллиметров до двух сантиметров.

Рис. 4 Трубчатые мембранные фильтры

По толщине стенок трубки бывают симметричными и асимметричными. У первого варианта стенки одинаковой толщины и пористости по всей длине трубки. У второго варианта – часть стенки плотнее, с меньшим количеством пор, чем другая.

Вода нагнетается в пористую трубку при помощи насоса, проходит через поры и фильтруется. Очищенная жидкость собирается в специальную емкость, а концентрированный раствор загрязнений сбрасывается в канализацию.

Фильтры с рулонными мембранами

Рулонный фильтрующий элемент состоит из дренажной трубки, на которую наворачиваются слои материала. Мембрана с двух сторон закрывается дренажными прокладками. Получается трехслойный пласт, который накручивают на трубку.

Вода попадает с торцевой части, проходит по спирали через материалы и выходит в дренажную трубку. Растворенные загрязнения выходят с другой торцевой части рулонного фильтра.

Рис. 5 Рулонные мембранные фильтры

Рулонные мембранные конструкции имеют удобную форму. Они отличаются рабочим слоем небольшой толщины, что делает данный вариант высокопроизводительным. Засоряется мембрана такого типа относительно редко.

Половолоконные варианты мембран

Такие мембраны состоят из трубочек, имеющих небольшой диаметр. Компактные размеры позволяют увеличивать их количество в приборе. В результате увеличивается площадь фильтрующей поверхности. Большая рабочая поверхность значительно повышает производительность фильтра.

Рис. 6 Половолоконный элемент

Поскольку контролировать потоки жидкости сложно из-за их большого количества, половолоконная мембрана относительно часто засоряется и сложно очищается. Чтобы этого избежать, обязательно требуется качественная предварительная очистка, устраняющая крупные загрязнения.

Что учесть при выборе?

Мембранные фильтры – только один из возможных вариантов фильтрующих устройств. Существуют и другие приборы, основанные на иных принципах работы. Прежде чем приобретать устройства, требуется оценить характер загрязнения воды. В ряде случаев использование ультратонких мембран или обратного осмоса не требуется, вполне достаточно бывает ионообменных или сорбционных фильтров.

Если же требуется именно мембранный фильтр, то его устанавливают в составе системы очистки. Чтобы небольшие поры не забивались крупными загрязнениями, требуется предварительная очистка. Обязательно устанавливают блок механической фильтрации. Следующим чаще всего используется сорбционный, устраняющий часть коллоидных и растворенных загрязнений. Уменьшение количества загрязнений сделает очистку более быстрой и сократит расход воды на промывку поверхности мембраны.

Приобретая мембранный фильтр, обязательно стоит учесть напор воды. Он указывается в эксплуатационных характеристиках устройства.

Вода из крана содержит множество вредных примесей и микроорганизмов. По отзывам специалистов, обычное кипячение не способно полностью избавить воду от вредных примесей. А цена вопроса довольно высока. Попадание этих веществ и бактерий в организм может нанести непоправимый вред здоровью.

Для решения проблемы многие прибегают к установке фильтров высокой степени очистки с мембранами. Также широко распространена практика покупки бутилированной воды. Однако в последнем случае есть вопросы по качеству очистки воды. К тому же удовлетворить все нужды несколькими бутылками сложно, а цена на такую воду не маленькая. Что касается мембранных фильтров — они производят очистку воды от взвеси, примесей, бактериальных клеток и вирусных частиц и сохранять структуру и свойства воды.

Виды мембранных фильтров

История появления мембран берет свое начало еще в 19 в. Тогда они изготавливались из клетчатки, но не получили широкого распространения. Только в 60-х гг была сделана мембрана-прообраз современных устройств.

Мембрана – это ультратонкая синтетическая пленка с порами, которая способна пропускать воду и кислород, задерживая примеси. Производится мембрана из полипропилена, лавсана, ацетата целлюлозы и т.д.

Главное свойство фильтров очистки воды – задержка мелких коллоидных частиц и соединений.

Мембранные фильтры для очистки воды различаются по величине пор и конструкции мембраны. Уменьшение размера микроотверстий в мембране приводит к увеличению давления воды в фильтре. Количество ступеней очистки фильтра повышает качество воды и цену оборудования.

По размеру пор выделяют мембраны:

Мембраны для микрофильтрации. Величина микроотверстий мембраны составляет 0,1 – 1,0 мкм. Мембраны предназначены для первичной очистки воды от частиц и примесей, которые вызывают помутнение. Фактически данный тип мембран является подготовительным этапом перед последующей фильтрацией воды. Мембрана часто применяется для очистки сточных вод.
Ультрафильтрационные мембранные фильтры – 0,02 – 0,1 мкм. Эти мембраны позволяют отфильтровывать коллоидные частицы и высокомолекулярные соединения, бактериальные клетки. Мембраны не способны останавливать растворенные в воде соли. В основном ультрафильтрационные мембраны ставят в промышленных и бытовых фильтрах для очистки воды от нерастворимых примесей с сохранением солевого состава.
Нанофильтрационные мембранные фильтры – 0,001 – 0,02 мкм. Мембраны с такой величиной пор предназначены для умягчения воды с высокими показателями жесткости. Мембраны задерживают хлорорганические вещества и ионы тяжелых металлов. Степень очистки воды от последних доходит до 30 %. В тоже время мембрана пропускает 90 % растворенных в воде солей.
Обратноосматические мембранные фильтры. Данные мембраны имеют наиболее мелкие отверстия – 0,0001 – 0,001 мкм, поэтому характеризуются селективными свойствами очистки воды. Мембраны разработаны для удаления большей части примесей и растворенных веществ. Мембраны в фильтре пропускают воду, газы и некоторые соли. При фильтрации морской воды таким способом она опресняется на 97 %. Очистка на таких мембранах приводит к глубокому обессоливанию, удалению вирусных частиц, бактериальных клеток, нефтепродуктов и т.д. В фильтре получают воду высокого качества, которая применяется для розлива в бутылки, производства напитков, в фармацевтической, пищевой и электронной промышленности, для микробиологических целей. Цена таких фильтров с мембраной обратного осмоса довольно высока. Рекомендуют после фильтра провести минерализацию.

Цену на любой тип фильтра можно уточнить на сайте производителя и ознакомиться с подробным описанием.

Принцип работы

Мембранный фильтр представляет собой ультратонкую мембрану с большим количеством пор. Мембрана в фильтре обеспечивает наибольшую степень очистки воды. Также после фильтра с мембраной практически полностью сохраняется состав солей и микроэлементов.

В результате фильтрации воды через мембрану она характеризуется высоким уровнем очистки, биологической полноценностью и насыщенностью минералами.

В мембранных фильтрах действует «тангенциальная» система движения воды возле мембраны и присутствует один вход и два выхода. Это значит, что вода собирается с двух сторон мембраны. Одна часть воды проходит очистку через мембрану и сбрасывается в емкость. Другая – предназначена для смыва осадка с поверхности мембраны и вывода его в дренажную зону фильтра.

Производительность мембранного фильтра зависит от:

Площади мембраны.
Уровня давления в фильтре.
Толщины мембраны.
Температуры воды.
Количества примесей.

Также в походных условиях распространены мембраны для очистки воды, например, Nerox, которые работают по совершенно иному принципу. В сосуд с грязной водой кладется мембранный фильтр. При этом чистая вода по специальному шлангу выводится в другой сосуд. Недостатком способа является необходимость периодической очистки мембраны от загрязнения. Делается это вручную с применением специальных средств. Мембраны фильтров Nerox можно промывать обычной водой.

Неорганический осадок с мембраны в фильтре удаляется кислотными средствами. Органические соединения и биомасса с мембраны в фильтре вымываются щелочными составами.

Достоинства и недостатки

Плюсы мембранных фильтров для очистки воды:

Удобство использования и обслуживания мембран.
Высокий уровень очистки воды в фильтрах с мембраной.
Сохранение после фильтра солевого состава воды.
Мембраны удаляют самые мелкие примеси.
Многие фильтры с мембранами имеют компактные размеры (Nerox).
Некоторые фильтры с мембранами можно использовать в полевых условиях и для очистки сточных вод.
В некоторых фильтрах, например, Nerox, не требуются сменные мембраны.

К недостаткам мембранных фильтров можно отнести высокую стоимость. Также в некоторых фильтрах низкая скорость фильтрации воды, что требует установки накопительных баков.

Ультрафильтрационный мембранный фильтр: видео

В представленном на сайте ролике можно наглядно увидеть и изучить отзывы, как работает ультьрафильтрационный мембранный фильтр для очистки воды. Также в нем рассказывается о достоинствах.

Разделение по конструктивному типу

По конструкции мембранного фильтра выделяют:

Плоские дисковые мембраны выпускаются:

из одного вещества (бесподложечные мембраны),
на тканевой основе и пористого сырья (армированные мембраны),
из крупнопористого сырья и рабочего пласта (подложечные мембраны).

Дисковые обратноосмотические мембранные фильтры чаще всего — это композитные тонкие мембраны, каждый слой которых выполнен из различных соединений.

Трубчатые мембраны — это трубки из пористого сырья (пластмассовые, керамические, металлические, металлокерамические и т.д.). Диаметр мембраны достигает нескольких сантиметров.

Выделяют симметричные и ассиметричные трубчатые мембраны. В первом случае густота пор мембраны по всему объему одинаковая. В ассиметричных мембранах на одной поверхности предусмотрен более плотный материал. Он является рабочим и показывает степень очистки воды. Роль крупнопористой мембраны в фильтре сводится к пропуску отфильтрованной воды.

Рулонные мембранные фильтры для очистки воды представляют систему, в которой на дренажный шланг накручивается мембрана. При подаче воды, она проходит по спирали. Затем она собирается в дренажном шланге и выходит с другого конца в виде концентрата.

Удобная форма и ультратонкий рабочий слой гарантируют мембранному фильтру большую производительность и низкую предрасположенность к засорению. Мембрану можно использовать для очистки сточных вод.

Среди достоинств мембранного фильтра можно назвать повышенную частоту упаковки и небольшую степень металлоемкости мембраны.

Половолоконные мембраны, которые изготавливаются в виде трубочек. Некоторое количество мембран помещается в устройство для фильтрования воды. В результате получается фильтр с увеличенной рабочей поверхностью и производительностью.

Недостаток мембран — сложность контроля потока воды вдоль волокон. Поэтому такие мембранные фильтры склонны к засорению. Мембраны не рекомендуется использовать для очистки сточных вод. Также, судя по отзывам, мембраны сложно чистить. И цена на фильтры высокая.

В связи с этим перед подачей воды на половолоконные мембранные фильтры ее предварительно нужно обработать.

Цены

Стоимость на мембранный фильтр зависит от производительности фильтра и степени загрязнения воды. В таблице ниже приведены ориентировочные цены на наиболее популярные фильтры.

Наименование фильтра	Основные характеристики	Цена, руб.
Nerox-03	Мембранные фильтры предназначены для очистки воды. Сохраняется солевой состав. Фильтр компактный, легкий. Фильтр может быть использован для очистки воды дома и на природе. Фильтр требует периодической чистки мембраны под струей проточной воды.	1350
Аква эксперт	Мембранный фильтр предназначен для очистки воды любого качества, сточных вод. Вода после мембраны имеет восстановленную структуру. Фильтр прост в использовании и очистке.	1450
Honeywell FF 06 - 3/4″ AAM	Фильтр предназначен для очистки горячей воды проточного типа.	5110
Atoll A-460 E	Фильтр имеет 4 ступени очистки воды. Обратноосмотическая мембрана	10000
Atoll A-575 E	5 степеней очистки воды. Мембрана обратного осмоса. Очищает воду, смягчает ее. Фильтр подходит для сточных вод.	12280
GE Merlin обратный осмос	Мембранный фильтр предназначен для очистки проточной воды.	44450
AquaPro ARO-3000GPD	Фильтр с мембраной обратного осмоса. Применяется для очистки больших объемов воды для коммерции и микробиологических целей.	470300

Более подробная информация о каждом типе фильтров, мембран и цене можно узнать на сайте производителя.

В воде, которую каждый день пьют миллионы людей, содержится огромное количество самых разных вредных примесей, веществ и бактерий. Многие люди уверены, что все эти вещества можно нейтрализовать при помощи кипячения. Это мнение ошибочно. Специалисты небезосновательно утверждают, что при помощи кипячения от всего воду не очистить. Ставки высоки - все то, что находится в воде, может спровоцировать серьезные заболевания и нанести непоправимый ущерб здоровью.

Для того чтобы сберечь свой организм, многие люди устанавливают мембранные фильтры для воды, которые, по заявлениям производителей, способны максимально очистить воду любого качества.

Так, эти системы могут убрать из нее самые разные бактерии, вредные взвеси, примеси и даже при этом сохранив структуру и ее солевой баланс без изменений.

Что такое мембрана?

Одно из основных свойств практически всех для воды - удерживание различных вредных веществ, примесей и их соединений.

Мембранные фильтры выполняют эти задачи при помощи тонкой пленки из синтетических материалов. Она имеет специальные поры, через которые проходит только кислород и вода. Все остальное, а это масса самых различных органических и неорганических веществ, остается на поверхности. Для производства таких мембран применяют полиуретан, целлюлозу, ацетат и лавсан, но существуют и другие материалы, которые обладают похожими свойствами.

Разновидности систем очистки

Фильтры мембранного типа - это далеко не новая технология. История их начинается еще в 19 веке. Тогда первые фильтры делали на основе клетчатки, однако, по каким-то причинам данная система так и не смогла тогда получить должного распространения. И лишь в 60-х годах прошлого века инженеры разработали новую мембрану. Это прообраз того, чем пользуются сегодня.

Различия между подобными мембранами заключаются в размерах пор, а также в конструкции.

Например, при небольших размерах отверстий внутри фильтра будет более высокое давление. Несколько ступеней, каждая из которых будет очищать воду от различных загрязнителей, позволят значительно улучшить качество питьевой воды. Однако вырастает цена.

Мембрана для микрофильтрации

В системах этого типа размеры микроскопических отверстий могут варьироваться от 0,1 до 1,0 мкм. Эти изделия используются в устройствах очистки первого уровня. Они от тех соединений, которые делают воду мутной. Данный вид фильтровальных мембран - не что иное, как подготовительный уровень. Только после этого можно переходить к более тонкой очистке. Часто это решение используют, когда необходимо обработать сточные воды.

Ультрафильтрационные

Ультрафильтрационная мембрана может иметь поры, размер которых колеблется от 0,02 до 0,1 мкм.

На этом этапе из воды убираются все и различные высокомолекулярные вещества. Кроме того, данный фильтр отлично справляется с бактериальными загрязнениями. Единственный нюанс - данное изделие не в силах убрать соли. Зачастую эти решения используются на очистных сооружениях промышленных масштабов. Также их можно найти и в бытовых фильтрах, где допускается содержание в воде солей.

Нанофильтрация

Нанофильтрационные мембраны имеют поры от 0,001 до 0,02 мкм. Эти элементы отвечают за смягчение очень жесткой воды. Данная мембрана может удерживать в своих порах хлороорганику и частицы тяжелых металлов. Если говорить об уровне очистки от тяжелых металлов в процентном отношении, то система способна удерживать их лишь 30%. Но при этом данная нанофильтрацинная деталь почти полностью пропускает растворенные соли.

Обратноосмотическая мембрана

В ней поры имеют самые мелкие размеры - они могут колебаться от 0,0001 до 0,001 мкм.

Изделие имеет высокие селективные свойства и создано таким образом, чтобы удалять практически все загрязнения, примеси, вредные вещества, которые люди употребляют вместе с водой.

Эта мембрана способна пропускать газы и небольшое количество солей. Если необходимо отфильтровать морскую, то система фильтрации воды с этими элементами позволяет опреснить ее на 97%. Процесс очистки с помощью данных мембран ведет к тому, что практически полностью нейтрализуются соли, вирусы, различные бактерии, нефтепродукты и многое другое.

Фильтры делают из настоящую качественную и безвредную воду, которая затем разливается в бутылки, используется для приготовления самых разных напитков, применяется в фармацевтической и других отраслях. Также она широко применяется в электронике, микробиологии. Эта технология очень эффективна. Однако цены на такие элементы довольны высокие.

Принцип действия

Итак, данные фильтры - это очень тонкая мембрана с огромным количеством пор различных размеров. Эти элементы способны обеспечивать максимальный уровень очистки. Кроме этого, после того как вода прошла через мембранные фильтры, она не меняет свой состав. В ней остаются и соли, и важные для человека микроэлементы.

В процессе фильтрации с мембранами вода имеет высокий уровень очистки, а также является полноценной, насыщенной всеми необходимыми минералами.

В этих и подобных системах с применением мембран работает тангенциальный принцип движения жидкости около мембраны. Вода попадает в фильтр через один канал, а уходит через два. Из этого следует, что вода скапливается на двух сторонах мембраны.

Эффективность работы данных фильтров в целом зависит от того, какую площадь и толщину имеет та или иная мембрана. Также существенно влияет на производительность давление воды и ее температура.

Походные фильтры: принцип работы

Для любителей походов существуют популярные элементы Nerox, принцип работы которых существенно отличается от стационарных установок. Так, в емкость, где содержится грязная вода, укладывают мембранные фильтры. Чистая вода будет выводиться в другую емкость посредством специального канала.

Эти фильтры достаточно эффективные и позволяют максимально очистить жидкость. Но у них есть один серьезный недостаток. Необходимо периодически очищать мембрану от осадка. Производители утверждают, что очищать систему следует вручную.

Как и чем обрабатывать мембрану

Если осадок неорганический, то его проще удалить средствами, в составе которых есть кислота. Органические вещества, их соединения, биомасса легко вымывается растворами на основе щелочей. Не стоит для очистки использовать азотную и серную кислоту.

С их помощью можно легко вывести из строя дорогостоящий мембранный элемент.

Преимущества и недостатки

Среди достоинств, которыми обладает данная система фильтрации воды, выделяют простоту, удобство эксплуатации и обслуживания мембраны. Кроме того, жидкость после всех ступеней очистки очень чистая, но при этом в ней сохраняется солевой состав. Мембрана способна удалить даже мельчайшие примеси. Большинство систем имеют достаточно компактные размеры. Некоторые модели могут успешно использоваться в полевых условиях, а также в качестве систем очистки для сточных вод. Недостатки - высокая цена. Кроме того, отмечают, что при всей эффективности работы, скорость этого процесса невероятна низкая. Потребуется монтаж накопительных баков.

Виды систем по конструкции

Итак, если говорить о конструкции, то различают несколько типов мембранных фильтров. Это модели, в основе которых лежит единственное вещество, без подложек. Также существуют мембраны на тканевой основе или из различных пористых материалов. Это элементы армированного типа. Еще производят изделия из сырья с крупными порами.

Фильтры обратного осмоса

Обратноосмотическая мембрана дискового типа в большинстве случаев представляет собой тонкие элементы на основе композитных материалов. Каждый слой такого фильтра выполнен из самых разных соединений.

Трубчатые

Системы данного типа изготовлены из пористых материалов. Это может быть пластик, керамика, металл либо металлокерамика. Что касается размеров, то по диаметру такая мембрана в разных моделях может быть до нескольких сантиметров.

Кроме этого, можно выделить асимметричную и симметричную трубчатую мембрану. У первых густота пор на всем объеме одинаковая. Во втором случае одна из поверхностей может быть изготовлена из более плотного материала. Это рабочий слой, который сообщает о степени очистки. Крупнопористые мембраны только пропускают очищенную воду.

Рулонные фильтры

Это такая система, где мембрана устанавливается на дренажный шланг. Когда начинается подача воды, жидкость движется спирально. После этого весь объем ее скапливается в специальном шланге и выводится со второго его конца.

Конструкция отличается удобной формой, а рабочая часть - ультратонкая. Это гарантия высокой производительности. Также в данном случае значительно снижен риск загрязнения. Эти решения можно использовать для самых разных целей, в том числе и для фильтрации сточных вод.

Половолоконные

Также можно выделить половолоконные мембранные фильтры. Они имеют форму трубочек. Некоторое количество умещается в фильтровальном устройстве. В итоге - решение, где рабочая поверхность существенно увеличена, что самым лучшим образом отражается на производительности.

Недостаток - практически отсутствующий контроль потоков вдоль волокон фильтра.

Эти модели часто засоряются. Из-за этой особенности их не стоит использовать для очистки сточных вод.

Цены

Производители устанавливают различные цены на оборудование. В большинстве случаев стоимость зависит от производительности и степени очистки. Рассмотрим наиболее популярные модели от разных производителей и их цену.

Nerox - 1350 рублей

Эти изделия подойдут для фильтрации сточных вод. Фильтр осмос позволяет сохранить солевой баланс. Изделие отличается легкостью и компактностью. Данная модель может использоваться как стационарно, так и на природе. Для того чтобы система работала исправно, необходимо периодически очищать мембрану.

"Аква-эксперт" - 1450 рублей

Данная модель предназначена для работы с водой любого качества. Также можно применять фильтр к сточным водам. Как заявляет производитель, мембрана позволяет восстановить структуру жидкости. Систему очень просто использовать и очищать при необходимости.

Решения от комании «Аквафор»

Обратный осмос «Аквафор» - это производительные, компактные домашние системы для очистки питьевой воды. Серия этих фильтров отличалась от привычных систем тем, что имеет приятный дизайн.

Система имеет особенную конструкцию. Так, модель состоит из коллектора и сменного картриджа. В отличие от традиционных систем очистки на обратном осмосе, данный фильтр гораздо проще в обслуживании и эксплуатации.

Производитель заявляет о высоком ресурсе сменных картриджей. Также эти модели отличаются легкостью замены фильтров. Для этого достаточно только нажать на кнопку, снять картридж и вставить новый. Обратный осмос «Аквафор» не требует постоянной дезинфекции: при замене картриджа практически все поверхности, на которых могли бы поселиться бактерии, будут идеально чистыми. Очищенная вода после этих фильтров будет содержать в себе только кислород. Все остальные примеси будут отсеяны. Качество фильтрации очень высокое.

Фильтры от компании «Экософт»

Украинский производитель "Экософт" производит бытовые системы под брендом «Наша вода». Среди линеек продукции - кувшинные, проточные, обратноосмотические системы. Сегодня эта компания довольно успешна, а продукция пользуется спросом и получает положительные отзывы.

Уникальные технологии, которые разработали ученые с Украины, позволяют эффективно очищать воду от практически всех известных на сегодня примесей. Фильтр осмос способен справиться с железом, марганцем, органическими соединениями, тяжелыми металлами. Готовые решения компании пользуются большим спросом. Эти системы действительно делают воду качественной и чистой.

Стоимость решений «Наша вода» довольно высока. Однако, это не просто фильтр. Это целый комплекс оборудования, который призван сделать жизнь большинства людей лучше. В комплекте все необходимое оборудование. Также компания производит сменные фильтры ко всей линейке продукции. Всем тем, кто заботится о здоровье, обязательно стоит приобрети такие системы. Вода - это жизнь, а чистая вода - это здоровая и счастливая жизнь.

Некоторые отрасли промышленности предъявляют повышенные требования к качеству воды. Например, для приготовления лекарств, микросхем она должна быть дистиллированной. Такое качество можно получить используя мембранные методы очистки воды.

К ним относятся: микрофильтрация, ультрафильтрация, обратный осмос, нанофильтрация, электродиализ. Принцип действия мембранных систем очистки воды основан на способности специально разработанных мембран пропускать молекулы воды и задерживать молекулы и ионы солей и других веществ, растворенных в воде. Вода, прошедшая через мембрану называется фильтратом, а оставшаяся - концентратом.

На фото: Мембранный элемент - Filmtec BW

Теория полупроницаемых мембран

Существует несколько теорий, объясняющих принцип действия полупроницаемых мембран:

1) Молекулы воды меньше по размерам, чем молекулы растворенных в ней веществ, поэтому они просачиваются сквозь поры мембраны, а примеси нет;

2) Вода диффудирует через перегородку быстрее за счет более высокого коэффициента диффузии;

3) Вода, находящаяся в толще мембраны в капиллярном или связанном состоянии, постоянно образует новые водородные связи с молекулами воды, находящимися в концентрате и таким образом «вытягивает» только чистую воду, потому что соли не могут образовывать водородные связи.

Материал и классификация мембран

Полупроницаемые мембраны – это главный элемент в системе. От их качества и типа напрямую зависит результат умягчения (удаления солей). Они должны быть достаточно прочными, селективными (способными пропускать некоторые вещества и задерживать другие), химически стойкими к растворам солей, долговечными. Основные материалы для производства мембран: полимеры синтетические и растительного происхождения, смолы, силикатные стекла, металлы, керамические материалы, стенки внутренних органов и т.д. Размер пор мембран колеблется от 0,1 до 10 мкм.

Считается, что разделение мембранной очистки на отдельные методы основано на размере пор мембран (по возрастанию):

1) Обратный осмос;

2) Нанофильтрация;

3) Ультрафильтрация;

4) Микрофильтрация.

Соответственно, методы дают разное качество очистки и имеют различные области применения.

Обратный осмос и ультрафильтрация – в фармакологии, медицине, пищевой промышленности;

микрофильтрация и нанофильтрация – обезжелезивание воды. В некоторых литературных источниках обратный осмос и ультрафильтрация преподаются как синонимами. Впрочем схема у них у всех одинакова: насосы подают очищаемую воду под необходимым давлением в ёмкость, где она проходит через мембрану. Отличие электродиализа состоит в использовании электрического тока, как движущей силы, вместо давления. В этом случае в емкость опускаются электроды (катод и анод), которые вызывают гидролиз солей и направленное движение ионов. Обычно электродиализные установки имеют не одну, а несколько полупроницаемых мембран.

Мембранные технологии отличаются от простого фильтрования тем, что загрязнения не скапливаются в мембране, а остается у ее поверхности в жидкости. Они удаляются следующими способами: поперечным потоком, обратной промывкой, ультразвуком.

Очистка воды от вредных примесей актуальна не только при ее использовании в качестве питьевой, но и для технических нужд, где высокая минерализация приводит к появлению накипи, засорам в сантехническом оборудовании и арматуре, некорректной работе бытовой электротехники. Один из эффективных способов борьбы с вредными компонентами — мембранный фильтр для очистки воды, широко применяемый в промышленном производстве и бытовом хозяйстве.

На рынке представлен ряд мембранных устройств для водоочистки от разных производителей, при их выборе следует учитывать характер загрязнений, целевое назначение очищенной воды и объемы ее потребления. При самостоятельном монтаже систем с использованием мембранных фильтров важную роль играет степень загрязнений — при их большой интенсивности требуется использование фильтрующих устройств предварительной очистки и умягчения. Чтобы правильно собрать систему очистки воды с использованием любого типа фильтров, необходимо провести лабораторный анализ ее химического состава, данное условие является обязательным при водозаборе из скважин и колодцев частных домов, загородных дач.

Мембранный фильтр для воды относят к устройствам глубокой очистки, благодаря малым порам фильтрационного материала он способен отсеивать загрязнения диаметром от 0,0001 мкм. Чтобы понять, что представляет собой такой фильтр, рассмотрим поэтапную технологию его производства:

Нарезают полипропиленовую сетку на прямоугольники необходимой длины и ширины, она служит прокладкой между слоями фильтрующего материала.
Отрезают куски полиэстера равного с сеткой размера, в нем имеются мельчайшие каналы, через которые проходит вода и задерживаются вредные примеси, материал является фильтрующим элементом мембраны.
Полиэстер укладывают в стопки по 15 листов и скрепляют между собой высокочастотными акустическими волнами по технологии ультразвуковой сварки, получая один из сборочных элементов устройства — фильтратор.
Разматывают рулон из специальной фильтровальной бумаги и пропускают ее через смесь жидкого пластика с растворителем, которым покрывает одну из сторон, после застывания пластика и испарения растворителя на бумажной ленте формируется уникальная мелкоячеистая структура мембраны.
Мембрану раскладывают на столе, накрывают ее сверху сеткой размером в 2 раза меньше, и заворачивают вторую часть ленты наверх — получают своеобразный конверт из двух фильтрующих поверхностей, между которыми расположена изолирующая сетка.

На края пластиковой трубки с круглыми отверстиями по всей длине наносят клей и прикладывают к нему стопку из ряда полиэстерных фильтраторов, закрепляя на трубе скотчем.
Укладывают на первый лист полиэстера мембранный конверт с сеткой посередине и приклеивают его по краям, сверху накладывают следующий лист фильтратора, мембрану и снова проклеивают.
Операцию повторяют несколько раз (число фильтрующих мембранных слоев зависит от качества фильтра), получая в итоге своеобразный мембранный сэндвич. В недорогих бытовых устройствах количество наматываемых на дренажную трубку рукавов не превышает одного — двух, в высокотехнологичных промышленных установках, где требуется высокое качество очистки, число фильтрующих слоев достигает 15.
Начинают вращать трубку, наматывая на нее все собранные в единое целое элементы фильтра, сверху сжимают и закрепляют фильтрующие слои скотчем.
По краям устанавливают торцевые пластиковые наконечники и фиксируют их на клей.
Наматывают на цилиндрическую поверхность фильтра стекловолоконную проклеенную нить с необходимым натяжением, излишки клея убирают. После высыхания клеевого состава на поверхности фильтра образуется прочная стекловолоконная оболочка.

Бытовые фильтраторы в процессе производства собирают из четырех листов в следующей последовательности: мембрана, поддерживающий полиэстерный фильтратор, полиэтиленовая подложка, сетка. Листы складывают вместе в один рукав и наматывают на дренажную трубу, в фильтре их может быть несколько, уложенных вплотную друг другу и скрученных в спираль.

По рассмотренной выше технологии изготавливают наиболее популярные рулонные мембраны, также на рынке встречаются мембранные умягчители в виде дисков или изготовленные из других материалов (керамика).

Принцип работы

Рулонные фильтры для воды мембранного типа чаще других используют в системах бытовой водоочистки, их принцип работы основан на пропускании жидкости через специальную мелкоячеистую мембрану на пропитанной бумажной основе и отвода загрязнений с частичным улавливанием полиэстерным фильтратором. Он необходим для корректной работы системы — чтобы фильтр действовал, вода подается на мембрану под давлением, при этом слой полиэстера создает сопротивление на пути водного потока и препятствует его выходу через очиститель. При его отсутствии вода под давлением беспрепятственно проходит через фильтр в продольном направлении, не продавливаясь в мембрану и затем в дренажную трубу.

Работа мембранного рулонного фильтра состоит из следующей последовательности технологических операций:

Очищаемая вода поступает в торцевую часть фильтра и проходит вдоль мембраны, с этого конца внутренняя пластиковая трубка запаяна и не имеет дефрагментации.
С другого конца корпус закрывает крышка с выходным штуцером малого диаметра, ограничивающего давление. В результате внутри появляется избыточный напор и очищаемая вода продавливается сквозь ряд мембранных фильтров к круглым отверстиям на центральной трубе.
В процессе продавливания все частицы, размер которых превышает диаметр ячеек мембраны, собираются в полиэстерном фильтраторе и между ячейками сетки, а затем вымываются проходящим потоком воды.

Важно: При отсутствии промывания фильтрующей системы проточной водой мелкие ячейки мембраны забиваются вредными примесями в короткое время и она перестает выполнять свои функции.

Таким образом, фильтруемая жидкость движется одновременно вдоль фильтра и в радиальном направлении, просачиваясь в мембрану, скрученную в спираль. Очищенная вода (пермеат) через центральную дренажную трубу выводится наружу, а загрязненная жидкость (концентрат) с высоким содержанием вредных примесей собирается у выходного торца фильтра после продольного прохождения через сетку и полиэстеровую подложку.
Солевой концентрат отводится в накопительную емкость для дальнейшего использования в бытовом хозяйстве или утилизируется путем слива в канализационную систему.

Как видно из принципа действия данного фильтра, значительная часть очищаемой жидкости (около 3/4) содержит высокую концентрацию вредных примесей и сливается, поэтому при бытовом использовании подобных систем следует продумывать вопрос о рациональном использовании этих водных объемов в хозяйственных целях.

Совет: Неплохой выход из ситуации большого расхода воды в квартирах с приборами учета — врезка в трубопровод тройника с обратным клапаном, через который загрязненный раствор направляют обратно в водопроводную систему. Фильтр включают во время бытового использования воды (мытье посуды, принятие ванн) и концентрат сразу расходуется в хозяйственных целях.

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.

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.

Типы мембранных фильтров по конструктивному исполнению

Помимо размерных параметров, мембранные фильтры в зависимости от конструктивного исполнения делят на следующие виды:

Дисковые . Данный вид фильтров нечасто используют в бытовом хозяйстве, микропористые мембраны чаще применяют в промышленной сфере для водоочистки больших объемов воды в крупногабаритных установках. Материалом их изготовления является капрон, полиамид, полиэфирсульфон, фторопласт, полиэтилентерефталат (лавсан), ацетилцеллюлоза. В процессе производства очистительные элементы с мембранами располагают в фильтрах следующими способами:

бесподложечным, фильтратор выполнен из однородного материала;
армированным с тканевой или полимерной сетчатой основой;
подложечным — с основой из прочного крупнопористого материала.

На рынке водоочистного оборудования можно приобрести дисковые Гейзер из полимерных материалов со встроенными канавками, пропускающие частицы размером от 100 мкм.

Трубчатые. Имеют простую конструкцию в виде трубки из пористого материала, в которую фильтруемая жидкость поступает через торцевую крышку с отверстиями и затем выдавливается наружу под давлением, проходя через поры мембранного очистителя. Материалами изготовления корпуса мелкопористой мембраны могут быть керамика, металлокерамика, пластик, сплавы различных металлов.

Рулонные . Устройство подобных фильтров было рассмотрено выше, они представляют собой намотанный на дренажную трубку сэндвич из пленки обратного осмоса, полиэстеровой подложки, полиэтиленовой пленки и сетки. При их работе вода из торцевой части попадает на мембрану и стекает по спирали в дренажные отверстия, а концентрат с примесями утилизируется или используется для хозяйственных нужд.

Половолоконные. Данный тип мембран рассчитан для промышленного применения, представляют собой очень мелкие фильтрационные трубочки, сложенные в пучок. Очищаемая жидкость проходит сквозь капилляры в их стенках, диаметр которых препятствует прохождению примесей более крупных размеров. Подобную конструкцию имеют ультрафильтрационные мембраны, отсеивающие частицы диаметром от 0,1 мкм.

Треково-мембранные . Подобного вида мембраны изготавливают из тонких пленочных полимеров толщиной 12 — 23 мкм методом бомбардировки поверхности ионами криптона, в результате появляются сквозные каналы с фиксированным диаметром до 0,05 мкм (для полиэтилентерефталатной пленки). Одно из простейших приспособлений на их основе, используемое для водоочистки в бытовом хозяйстве, представляет собой пленочную мембрану с диаметром отверстий 0,2 — 0,4 мкм, помещенную в закрытый пластиковый футляр.

Для работы устройства его корпус погружают в емкость с водой и подключают сливную трубку, опуская ее ниже уровня жидкости в резервуар (банку) для сбора отфильтрованной воды. Перед фильтрованием воду подсасывают и после того, как струйный режим перейдет в капельный (мембранный фильтратор включается в работу), начинают собирать фильтрат.

Трековые мембранные фильтры тонкой очистки воды, средняя цена которых порядка 700 руб., не требуют электроэнергии, приспособление можно брать с собой на дачу, в отпуск с условиями дикого проживания, туристический поход. Преимуществом трековой системы является простота в обслуживании — после забивания пор походный мембранный фильтр для очистки воды разбирают, снимают очиститель, протирают его чистой губкой от налета под струей воды и погружают в раствор 5% лимонной кислоты для восстановления.

На рынке водоочистительного оборудования реализуется широкий ряд трековых фильтраторов, популярные бренды — Нерокс, Капель, Снежинка.

Плюсы и минусы мембранных фильтров

Среди всех разновидностей мембранных фильтров в бытовом хозяйстве нашли применение установки обратного осмоса с начальной стоимостью около 6000 руб., обладающие высочайшей эффективностью водоочистки. К их положительным качествам относят:

Высокую чистоту отфильтрованной воды, в которой отсутствуют все виды бактерий, микробов, вирусов, оксиды металлов, вызывающие накипь.
Система фильтрации имеет простую конструкцию и может самостоятельно обслуживаться потребителем.
В отличие от популярных бытовых альтернативных методов очистки с аэрационными установками и ионообменными смолами, система обратного осмоса занимает небольшое пространство под мойкой.
Срок эксплуатации мембранного фильтра благодаря технологии с постоянной прочисткой его поверхности проточной водой, превышает время использования картриджей в системах кувшинного типа и может доходить до 2-х лет. Системы, где предусмотрена автоматическая очистка мембраны, работают без смены фильтра 5 и более лет.

Несмотря на высочайшее качество очистки, мембранный фильтр с обратным осмосом имеет ряд недостатков, ограничивающих его широкое применение в быту:

При эксплуатации установок с данным методом фильтрации эффективно очищается лишь 1/4 часть поступающей воды, остальную придется сливать в канализацию или искать ей применение в хозяйственных целях.
Высокое качество очистки требует сильного давления в системе до 10 атмосфер для продавливания воды через мелкоячеистую мембрану, такой напор можно достичь только с использованием электронасоса, для работы которого требуется электроэнергия — это существенно повышает эксплуатационные расходы.
Для корректной работы мембраны обратного осмоса вода перед фильтрацией должна проходить предварительную очистку — в результате дополнительно используют три фильтра (стандартный комплект Аквафор трио, Роса). В двух из них угольные картриджи подлежат обязательной периодической замене, что приводит к дополнительным расходам.

Проходя через систему обратного осмоса, вода теряет полезные для здоровья человека минералы и становится безвкусной, поэтому для улучшения вкусовых качеств используют дополнительный узел минерализации с расходными компонентами.
По сравнению с другими системами, фильтр обратного осмоса имеет довольно низкую производительность (максимум 0,12 л/мин у популярной модели Гейзер Престиж) и используется только для получения питьевой воды.
Многие пользователи жалуются на шумную работу автоматической системы, включающей нагнетающий воду электронасос после опустошения накопительного бака, иногда электроника путается в работе и постоянно включает и отключает помпу.
Средняя стоимость обратноосмотического фильтратора около 7500 руб. без нагнетательной помпы — такие расходы не каждому по карману.

Как чистить фильтр обратного осмоса

Необходимость и периодичность очистки обратноосмотической установки зависит от качества воды, объемов фильтрации и давления в системе, при наличии автоматики со встроенной функцией водоочистки срок использования картриджа может доходить до 6 лет.

Если в конструкции установки не предусмотрена возможность автоматического обслуживание фильтра, его можно промыть самостоятельно одним из следующих методов:

Достать картридж и направить в него струю воды в обратном направлении, из-за небольшого давления она будет проходить фильтрующие слои насквозь, вымывая отложения. После промывки фильтр можно положить в воду с лимонной кислотой на несколько часов.
Современные конструкции бытовых фильтров отличаются невысокой прочностью корпуса, состоящего из нескольких слоев полимерной пленки. Ее довольно просто размотать, затем выпрямить 2 спиральных рукава, в которых легко отделить фильтр, сетку и подложку друг от друга. Можно опустить всю систему в емкость с водой и тщательно промыть ее составляющие с дальнейшим отстаиванием в растворе 5% лимонной кислоты. После высыхания картридж легко собрать обратно, скрепив корпус скотчем или изолентой.

В бытовом хозяйстве для получения питьевой воды высокого качества отлично зарекомендовал себя мембранный очиститель воды с обратным осмосом, производящий 95 — 98% фильтрование всех вредных и полезных для организма человека компонентов. Несмотря на массу недостатков (низкая производительность с утилизацией 3/4 водного объема, высокие эксплуатационные расходы, отсутствие полезных минералов) система не имеет конкурентов по качеству фильтрования и является лучшей для получения сверхчистой питьевой воды из коммунальных магистралей и индивидуальных водных источников.

Видео

Принцип работы системы обратного осмоса

Как рулонная мембрана фильтрует воду и ее устройство

Фильтр с трековой мембраной – как использовать