Мембранный фильтр для очистки воды: принцип действия, известные бренды, уход

Разновидности по типу строения фильтра

Фильтры имеют различия в конструкции. По этому принципу выделяют несколько видов приборов.

Фильтр с плоскими мембранами в виде диска

Как правило, все плоские детали сверху имеют тонкую пленку, изготовленную из композитного материала. Мембраны могут быть многослойными. Устройства способны показать высокую степень очистки.

Фильтр с трубчатой мембраной

Фильтр данного типа имеет форму трубки, изготовленной из материала со множеством пор. Для этого применяют пластиковый, керамический либо металлокерамический материал. Трубка может достигать в толщину максимум двух сантиметров, минимум пару миллиметров. По трубке жидкость закачивается насосом, далее перетекает в фильтр, где проходит очистку. Из фильтра вода транспортируется в емкость для хранения, стоковые элементы уходят в канализацию.

Фильтр с мембраной рулонного типа

Фильтр состоит из дренажной трубки, сверху покрытой мембранной тканью. С обеих сторон пленка имеет прокладки, выполняющие дренажную роль, таким образом, получается пласт из трех слоев. Рулонные фильтры имеют удобную форму. Рабочий пласт в толщину небольшой, поэтому уровень очистки высокий. При этом сама мембрана редко засоряется.

Фильтр с половолоконной мембраной

Данный фильтр имеет несколько трубочек, имеющих небольшую толщину. Этот фильтр имеет свои недостатки: отсутствие контроля подачи жидкости влияет на частые образования засоров мембраны, поэтому очистка проходит с большими усилиями. Для предотвращения проблем чистку фильтра следует проводить регулярно, удаляя крупные грязевые скопления.

Особенности эксплуатации

Мембранные устройства очистки имеют длительный срок службы. Приборы требуют соблюдение правил пользования. Иначе фильтр может сломаться, перестать выполнять свои функции

Во время эксплуатации стоит обратить внимание на объем, состав воды, также ее качество при прохождении через фильтр, давление в трубопроводе

Уход за мембранным фильтром

Срок службы элементов прибора невозможно определить точно. Рекомендуется производить замену мембраны один раз в году, либо, когда, уровень очистки понижается.

Внимание! Если нет возможности обновлять фильтр каждый год, можно проводить чистку с промывкой старого оборудования. Некоторые устройства снабжены функцией обратной очистки, во время которой вода выполняет обратное движение

Очистку можно проводить, изменяя давление при подаче воды

Некоторые устройства снабжены функцией обратной очистки, во время которой вода выполняет обратное движение. Очистку можно проводить, изменяя давление при подаче воды.

Чистка фильтра дома

Внимание! В промышленных фильтрах для чистки применяют щелочные составы, кислоты. Выделяют ключевые моменты во время ухода:

Выделяют ключевые моменты во время ухода:

1.производить замену деталей стоит каждые полгода.

2.периодически промывать мембрану под проточной водой.

3.заменять мембрану, если очистка стала некачественной.

Прямой и обратный осмос

Он лежит в основе жизнедеятельности всех без исключения живых организмов на нашей планете. Подобным образом происходит процесс снабжения клеток растений и животных микроэлементами и прочими полезными веществами, этот же природный процесс лежит в основе водно-солевого баланса.

В двух словах данный процесс можно описать так:

• По одну сторону полупроницаемой мембраны располагается раствор неких веществ (например, соляной), а с другой – чистая вода.
• В данной ситуации будет происходить процесс проникновения чистой воды сквозь мембрану, и разбавление ей раствора.
• Происходит этот процесс диффузии до тех пор, пока осмотическое давление, под действием которого происходит перемещение молекул воды в раствор, не сравняется с гидростатическим. Тогда система приходит в равновесие.

При обратном осмосе весь процесс повторяется с точностью до наоборот. Он происходит под действием не осмотического, а гидростатического давления, которое заставляет раствор проходить сквозь мембрану, проникая в резервуар с чистой водой.

Схема циркуляции воды в установке обратного осмоса.

Мембрана исполняет роль фильтра, пропуская сквозь себя молекулы воды, и задерживая растворённые в ней примеси. Это свойство лежит в основе принципа действия обратного осмоса, использующегося в современных бытовых фильтровальных установках.

Принцип работы мембранного фильтра.

Мембранные фильтры обратного осмоса имеют такой размер отверстий, что может пропускать сквозь себя только молекулы воды, задерживая все растворённые примеси, в том числе и болезнетворные микроорганизмы. Процеженная и пригодная к употреблению вода подаётся в кран, а отфильтрованный осадок удаляется в канализацию.

II. Опреснение воды

Ресурсы пресной воды на земном шаре весьма ограничены (рис. 2), что делает актуальным развитие процессов ее опреснения и обессоливания. Древнейшие методы опреснения воды основаны на испарении и сборе конденсата. Наиболее известны дистилляционные термические процессы: многоступенчатые мгновенного вскипания (MSF) (адиабатные), многоступенчатое (MED) и парокомпрессионное испарение (VC). В процессах мгновенного испарения для выделения воды из солевого раствора используется тепловая энергия, в технологии реверсивного электродиализа для удаления катионов и анионов из потока соленой воды – электрический ток высокого напряжения.

Новейшая промышленная технология опреснения воды основана на мембранной обработке. Обратный осмос (RO), обратный осмос солоноватой воды с низконапорными мембранами (BWRO), обратный осмос морской воды с мембранами высокого давления (SWRO) – это наиболее быстро развивающиеся технологии опреснения воды с самым большим числом установок во всем мире. Число мембранных установок опреснения воды составляет порядка 14 тыс. единиц, что приближается к 80% всех установок для опреснения воды (рис. 3, 4).

Несоответствие между числом установок и их общей производительностью можно объяснить развитием процесса опреснения воды. Термические процессы в технологиях опреснения существовали на рынке более пяти десятилетий, и большинство из них отличаются относительно большой производительностью. Однако это соотношение, как ожидается, значительно изменится, поскольку большинство систем опреснения воды, спроектированных, построенных и намеченных к строительству в настоящее время, основано на мембранных технологиях. Например, самой большой мембранной установкой опреснения морской воды (SWRO) в США является установка Tampa Bay производительностью 95 тыс. м3/сут (с увеличением до 130 тыс. м3/сут). Установка запущена в эксплуатацию в 2003 г. На заново спроектированной установке опреснения воды в Карлсбаде производительностью 190 тыс. м3/сут планируется использовать технологию обратного осмоса морской воды с мембранами высокого давления (SWRO). Крупнейшая установка опреснения морской воды с мембранами высокого давления в г. Ашкелоне (Израиль) была введена в эксплуатацию в мае 2005 г., ее производительность составляла 166 тыс. м3/сут, к концу 2005 г. была увеличена до 330 тыс. м3/сут.

Оценка различных технологий, включая термические процессы, для этих крупных установок опреснения воды, основанная на 20–30-летнем опыте их эксплуатации, показала, что опреснение морской воды по технологии обратного осмоса с мембранами высокого давления (SWRO) обеспечивает самое рентабельное решение во всех случаях, включая капиталовложения, эксплуатационные расходы, себестоимость 1 м3 обработанной воды. Положительные результаты эксплуатации (например рентабельность), полученные на крупных действующих установках обратного осмоса морской воды с мембранами высокого давления, позволяют с большей безопасностью и уверенностью строить более крупные установки. Главным фактором, тормозившим широкое внедрение мембранного опреснения воды, было высокое потребление энергии в ходе процесса, которое определялось главным образом соленостью воды и ее температурой. Усовершенствование таких установок привело к тому, что мембранным процессам было отдано предпочтение перед термическими, что увеличило число установок обратного осмоса во всем мире. Эти усовершенствования включают: разработку систем рекуперации энергии с экономией более чем 90% мощности, теряемой при сбросе концентрата; создание новых современных материалов мембран, таких как тонкослойные композитные мембраны (TFC) с улучшенными свойствами; улучшение предварительной обработки и внедрение мембранных процессов низкого давления – микрофильтрации и ультрафильтрации; существенное сокращение капитальных и эксплуатационных затрат.

Конструкционные особенности систем мембранной фильтрации

Существуют различного рода конструкции, простые и технически сложные, в которых стоят нежнейшие мембраны из полимера. Эти устройства боятся хлора грязи и крупных грязей, поэтому ставятся только после нескольких ступеней грубой очистки. Предварительная очистка, чем мощнее, тем лучше, каждая ступень отвечает за определенные действия. Механическая очистка, сорбция, общая очистка. Благодаря системе быстрой сборки все колбы соединяются в общую очистительную систему.

На производстве фильтрация мембраной помогает снизить производственные расходы и повысить качество продукции. Технология позволяет удалять ионы, твердые взвеси, органику и различного рода микроорганизмы.

Основные преимущества:

— не нужно обращаться с системой особым образом;

— установить можно в любом месте от дома до производства;

— благодаря высокой пористости скорость потока высокая;

— задерживается не только грязь, но и примеси с размер бактерии.

Мембранная фильтрация делится на четыре типа: нанофильтрация, обратный осмос, микрофильтрация и ультрафильтрация. Технология мембранной фильтрации экономная, щадящая, выгодная в экономическом плане и экологически чистая. Для многих производств фильтрация с помощью мембраны просто необходима, например молочные заводы.

Технические особенности

Фильтры, предназначенные для бытового использования, имеют крайне простую конструкцию. Они состоят из корпуса и закрепленной внутри мембраны. При помощи стандартных гаек картридж врезается в участок водопровода и работает при рабочем давлении сети.

Фильтр с керамической мембраной – разъемы

Устройство и принцип действия

Проточный фильтр с керамической мембраной состоит из корпуса и керамической мембраны. Керамические фильтры для бытовых нужд – это компактные установки, которые представляют собой цилиндр диаметром не более 10 см и длиной до 35 см. Корпуса изготавливаются из пищевой стали.

Фильтр бытовой

Мембрана выглядит как пучок керамических трубок. Вода под рабочим давлением подается в корпус, продавливается сквозь керамические стенки трубок и поступает в питьевой кран.

Установка под мойкой
Мембрана
Крепление мембранных трубок

Достоинства и недостатки

Производство керамических фильтров – сложный и затратный процесс, поэтому стоимость таких установок стартует с отметки 15 тысяч рублей. Цена – это единственный, но существенный недостаток. Список достоинств намного шире:

• не имеет сменных и расходных частей;
• существует возможность промывки в ручном режиме по мере загрязнения;
• керамика – твердый и прочный материал, при прохождении воды под напором частицы от него не отделяются и не попадают в отфильтрованную воду;
• в процессе загрязнения фильтра не происходит ухудшения показателей воды, просто постепенно падает производительность;
• химическая чистка и промывка реагентами не требуется, достаточно губки для мытья посуды;
• не требует консервации.

Схема работы

Советы по эксплуатации

Фильтр с керамической мембраной надежен и долговечен при условии, что эксплуатироваться он будет в строгом соответствии с инструкцией. Керамика – прочный материал, однако он очень хрупкий, поэтому главное условие сохранности фильтра – аккуратная транспортировка, монтаж и очистка. Для очищения достаточно промыть установку проточной водой с помощью губки или щетки. Не следует использовать моющие средства, так как их следы могут остаться в порах мембраны и попасть в питьевую воду. Установки с повышенной производительностью очищаются обратной промывкой при помощи дистиллированной воды.

Очистка мембран

Преимущества тщательной очистки и дополнительные возможности осмоса для очистки воды

Вы можете заказывать один кран или целый комплект сразу. Также производители комплектуют устройства дополнительными картриджами, осуществляющими минерализацию жидкости (картридж насыщает воду магнием, натрием, кальцием). Минерализатор восстанавливает нормальную природную структуру воды, материал – биокерамика. Внутри картриджа находятся турмалиновые и глиняные шарики, турмалин отвечает за излучение вол длинного ИК-диапазона. Минерализованная вода, полученная в фильтре обратного осмоса, является максимальной «живой», здоровой, а значит, и полезной. Другие полезные комплектующие – ионизатор и умягчающий картридж.

Функционирование

Очистительная система с мембраной является одной из лучших, поскольку качество фильтрации находится на высоком уровне. Она способна удалять из жидкости различные загрязнения и вирусы, но при этом сохранять полезные свойства и необходимые микроэлементы.

На выходе человек получает природную и совершенно очищенную воду, которая является биологически полноценной. Она насыщена минералами, которые требуются для человеческого организма. Система имеет один вход, через который вода попадает в фильтр для очищения, и 2 выхода, что обуславливается тем, что один выход предназначен для чистой и очищенной воды, которая направляется в накопительную емкость, а второй выход требуется для вывода загрязнений в канализацию.

Рассматриваемое устройство является лучшим и доступным средством для домашнего пользования, однако, представленные системы находят применение и в промышленной отрасли. Подобная вода не нуждается в дополнительной обработке, ее можно пить сразу после фильтрации, поскольку из нее мембрана убрала все вирусы, микроорганизмы и бактерии, а требуемые для человека соли сохранились.

Процесс очистки осуществляется в 5 этапов:

1. Происходит предварительная очистка, при которой происходит механическое очищение воды. На этом этапе устраняется большая часть хлора, используемого для дезинфекции.
2. Осуществляется фильтрация воды через обратноосматические мембраны, благодаря чему можно очистить ее от различных загрязнений.
3. Отфильтрованная вода накапливается в специальном баке.
4. Далее жидкость подается через специальный кран, подсоединенный к накопительной емкости.
5. В процессе раздачи воды можно выполнять дополнительную минерализацию. Для этого требуется установить специальный картридж для минерализации, через который будет проходить вода непосредственно перед подачей.

Повысить производительность мембраны можно, если:

• увеличить площадь обрабатываемой поверхности;
• повысить давление;
• уменьшить ее толщину;
• повысить температуру воды, которая проходит фильтрацию. Один градус по Цельсию способен увеличить поток до 3%.

Сегодня производители предлагают мембранные фильтры, которые функционируют по другой схеме. Они устанавливаются в емкость с загрязненной водой и через трубочку в другую емкость поступает чистая вода. Подобный вариант замечательно подходит для походов и тогда, когда отсутствует возможность подключения системы к водопроводу.

Удалить осадок неорганического типа с мембраны можно благодаря кислотным средствам. Биомассы и органические осадки вымываются посредством использования щелочных составов. Не стоит задействовать серную либо азотную кислоту, поскольку они способны навредить фильтру рассматриваемого вида.

Принцип работы обратноосмотического фильтра

Работа обратноосмотических фильтров заключается в подаче в ёмкость, разделённую мембраной, под давлением воды, требующей очистки. Это может быть вода из центрального водопровода, либо из автономного источника – скважины или колодца. Поступая в одну половину ёмкости, жидкость буквально продавливается сквозь фильтр. Разберём подробнее, как работают установки обратного осмоса, используемые для бытовых нужд.

Схема подключения обратного осмоса

Далее водопроводная вода поступает в модуль с угольным фильтром, который задерживает более мелкие органические и минеральные примеси. Это взвеси опасных для здоровья тяжёлых металлов, таких как ртуть или свинец, частицы нефтепродуктов, прочие химические элементы. Угольные фильтры способны задерживать более мелкие компоненты, растворённые в жидкости, минимальный размер которых составляет 1 микрон.

Прошедшая сквозь мембрану вода практически кристальной чистоты, подаётся в накопительный бак, а оттуда – в кран для питьевой воды. Пользоваться её можно без предварительного кипячения, и для питья, и для варки пищи. Не прошедший сквозь мембранный фильтр загрязнённый раствор смывается в канализационный коллектор. Подобным образом очищается вода методом обратного осмоса. При уменьшении запасов чистой воды в накопителе, система в автоматическом режиме запускается, производя фильтрацию и вновь заполняет бак.

Мембранный фильтр для обратного осмоса

Врезка производится непосредственно в трубопровод холодного водоснабжения, чтобы аппаратура могла функционировать отдельно от водоразборного крана общего назначения. Фильтрующие модули имеют свой индивидуальный ресурс работы, по истечении которого их потребуется заменять на новые.

Типы мембранных фильтров для очистки воды

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

Лучшие системы обратного осмоса с большим баком [year]

Aquafilter Excito-RP65139715

Aquafilter Excito-RP65139715 система
Мне нравитсяНе нравится1

6-ступенчатая обратноосмотическая система с минерализующим и постуглеродным картриджами AIMRO, мощным насосом, с постоянной подачей чистой воды. Предустановленные фильтры грубой очистки и мембрана обеспечивают широчайшие возможности фильтрации. Фильтрует токсичные и биологически-активные отходы, соли тяжёлых металлов и их коллоиды.

Плюсы и минусы
очень низкие цены на комплектующие
несколько великоватые габариты системы по ширине

Гейзер Престиж 3

Гейзер Престиж 3 фильтр
Мне нравится1Не нравится1

Плюсы и минусы
с водой после очистки и кофе великолепный, и в аквариум воду после испарения можно добавлять без опаски повышения жёсткости рН
нет

Похожие по устройству Аквафор Морион или более дорогой Гейзер-Престиж? Эти два фильтра вполне сопоставимы по техническим характеристикам, за исключением производительности. У второго она выше. Как впрочем и цена – 44 273 руб.

Ecotronic V42-R4L

Ecotronic V42-R4L высокопроизводительная система
Мне нравитсяНе нравится1

Обратноосмотическая высокопроизводительная система для снабжения водой 50 человек в течение рабочего дня. Тип прибора – пурифайер, с возможностью приёма и выдачи как холодной, так и горячей (до 95⁰С) воды. Тип охлаждения компрессорный

Есть

• бак-накопитель,
• 3-ступенчатая система грубой очистки (химия-металлы-соринки),
• осмотическая мембрана,
• постфильтр-минерализатор.

Работа кранов – нажимная (кружкой).

Плюсы и минусы
великолепный аппарат для офиса малой и средней величины, небольшого кафе, кофейни на бойком месте
нет

Итоговая таблица рейтинга

Аквафор DWM-101S Морион
4

Atoll A-575 (CMB-R3)
2

Гейзер Аллегро М
2

Zepter WT-100 AqueenaPro
1

Atoll A-550 Патриот
1

RAIFIL RO905-550EZ GRANDO 5

Гейзер Престиж 3

Prio Новая Вода Econic Osmos Stream OD360

Гейзер Аллегро ПМ

Ecotronic V42-R4L
-1

Aquafilter Excito-RP65139715
-1

Angstra R-5Cp
-1

Xiaomi Mi Water Purifier
-1

Atoll A-550 MAX
-1

Prio Новая вода Start Osmos Stream OU580
-1

Барьер Профи Осмо 100 Boost М
-1

Atoll A-575Ep SailBoat
-1

Аквафор ОСМО 50
-1

ИКАР Мод.01os
-2

Atoll A-575 Ep Sail Beat/A-575p box STD
-2

RAIFIL GRANDO 6S PLUS BIO
-2

Aquapro AP-600P
-2

USTM RO-5
-2

Prio Новая вода Expert Osmos МО600
-3

БАРЬЕР ПРОФИ Осмо 100 Boost
-3

Отличительные особенности

Основным элементом мембранных фильтров является пористая мембрана. От размера пор полностью зависит качество очистки воды. Самыми эффективными считаются фильтры, оснащенные обратноосмотической либо ультрафильтрационной пористой мембраной. Воду, отфильтрованную через такие конструкции, можно употреблять, не подвергая ее дополнительной обработке. Подобные устройства оснащены мембранами с очень маленькими порами.

Работа фильтра напрямую зависит от силы напора воды. Для прохождения воды сквозь мембрану с мельчайшими порами сила напора должна быть значительно выше, чем через аналоги, у которых размер пор больше.

При использовании подобных очистительных конструкций значительно увеличивается расход воды. Ее потребляет непосредственно сам фильтр, а также вода необходима для смыва загрязнений в канализацию.

Монтаж таких конструкций несколько усложнен, так как нужно дополнительно оборудовать специальный отвод для слива загрязнений в канализацию.

Принцип действия обратноосмотической мембраны

Обратноосмотическое мембранное полотно производится из особых материалов, способных пропускать только молекулы воды и кислород, все остальные вещества, не накапливаются, а потоком воды сливаются в дренаж.

ПОЛЕЗНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Как своими руками собрать водопровод из металлопластиковых труб

В самом фильтре имеется один вход для воды из водопровода и два выхода. Дело в том, что вода разделяется на два потока: один выходит очищенным, а второй смывает примеси с мембраны и уносит их в канализацию.

Существуют мембранные фильтры, которые работают по-другому. Они помещаются в емкость с водой, она проходит через мембрану и по принципу сообщающихся сосудов выходит наружу очищенной. Применение такого фильтра оправдано в походных условиях, когда рядом нет водопровода.

В походном фильтре необходимо время от времени чистить мембранные картриджи. Можно промывать их чистой водой или использовать специальные химические средства. Их выбирают в зависимости от типа загрязнений. Кислотные хорошо удаляют соли, а щелочные – органические и биологические соединения.

Как ухаживать за бытовыми водяными фильтрами?

Независимо от производителя мембранные очистители нуждаются в специальном уходе. Очищать изделия рекомендуется минимум дважды в год. При этом процедура подразумевает проведение замены старого фильтра предочистки на новый.

Но все же частота манипуляций во многом будет зависеть от качества самой воды. Мембрана реже нуждается в замене, поэтому менять ее можно один раз в 3 года. Хотя, как и в случае с фильтрами, это во многом зависит от бренда устройства.

Итак, подытожим. Мембранные фильтры очищают воду гораздо лучше обычных фильтров и отличаются:

• стабильно высоким уровнем очистки;
• простой и комфортной эксплуатацией;
• компактными параметрами в отличии от аналогичных систем;
• длительным сроком службы;
• возможностью самостоятельного обслуживания устройства;
• разнообразием моделей по доступным ценам.

Вообще применять водяные фильтры можно не только в загородных домах, но и в самых различных сферах: в быту, в технических или медицинских целях. Благодаря универсальности, они пользуются широким спросом среди потребителей, а также представлены в большом ассортименте от разных производителей, что позволит подобрать оптимальную по всем характеристикам модель по доступной цене.

Как часто проводится обслуживание

Важно понимать, что обслуживания у минерализатора как такого нет, единственное, что может сделать человек – заменить элемент, после того, как он отработает свой ресурс. Срок годности присутствует на упаковке, там указывается, как много устройство может пропустить через себя воды, прежде чем станет непригодным для дальнейшего применения

Часто значение составляет 3-4 тысячи литров, но встречаются модели, где этот параметр в 2-3 раза выше, стоимость на них высокая.

Если человек не может постоянно подсчитывать сколько расходуется литров, рекомендуется ориентироваться на время эксплуатации. Элемент необходимо заменять примерно раз в полгода, не больше этого значения.

Лучшие фильтры «Новая Вода» с обратным осмосом.

Новая Вода EXPERT OSMOS MO530

Представляет новинку на этом рынке. Отличительной особенностью служат небольшие габариты. При этом, обеспечивается четыре ступени очистки и высокое качество воды. Модель снабжена минерализатором и резервуаром на 10л. Специальное покрытие внутренних стенок предотвращает развитие бактерий, водорослей. В системе используется инновационная фирменная разработка фильтрующей мембраны с увеличенной производительностью и ресурсом.

• Инновационный продукт.
• Малый слив в канализацию.
• Ресурс.
• Экономичность.
• Простота в обслуживании.
• Дизайн.
• Гарантийный срок.

Новая Вода ECONIC OSMOS STREAM OD310

В этой системе сделан упор на удаление примесей тяжелых металлов, железа и солевой жесткости. Полимерная мембрана японского производства обеспечивает высокую селективность. У фильтра большой запас прочности. Он рассчитан на сопротивление гидравлическому удару до 45 атм. Экономичность повседневного использования достигается за счет уменьшения количества сменных картриджей, увеличенного ресурса мембраны, снижения количества сливаемой в канализацию воды.

• Степень селективности мембраны.
• Срок службы картриджей.
• Снижение количества отработанной воды.
• Прочностные характеристики.
• Качество питьевой воды.
• Монтаж.
• Бесшумность в работе.

• Цена.
• Производительность.