Мембранные фильтры

Принцип мембранных процессов, широко применяемых в очистке воды, состоит в пропускании исходной воды через полупроницаемую мембрану. Под влиянием приложенного давления молекулы воды некоторые растворенные вещества (размер которых меньше диаметра пор мембраны) проникают через мембрану, тогда как остальные примеси задерживаются. В результате прохождения через мембрану исходная вода разделяется на два потока: фильтрат (очищенная вода) и концентрат (сконцентрированный раствор примесей). Фильтрат подается потребителю, а концентрат сливается в дренаж.

Принципиальная схема мембранной технологии:

Все примеси, размер которых превышает размер пор мембраны, механически не могут проникнуть через мембрану. Благодаря такой технологии, даже при значительном ухудшении параметров исходной воды, качество очищенной воды остается стабильно высоким.
Мембрана в отличие от " накопительных" систем очистки воды (активированный уголь, ионообменные смолы и др.) не накапливает примеси внутри себя, что исключает вероятность их попадания в очищенную воду.
Размер задерживаемых частиц определяется структурой мембраны, то есть размером ее пор. Мембранные процессы можно классифицировать по размерам задерживаемых частиц на следующие типы:

· микрофильтрационные мембраны,

· ультрафильтрационные мембраны,

· нанофильтрационные мембраны,

· обратноосмотические мембраны.

При переходе от микрофильтрации к обратному осмосу размер пор мембраны уменьшается и, следовательно, уменьшается минимальный размер задерживаемых частиц. При этом, чем меньше размер пор мембраны, тем большее сопротивление она оказывает потоку, и тем большее давление требуется обеспечить для процесса фильтрации.

Микрофильтрационные мембраны с размером пор 0, 1 - 1, 0 мкм задерживают мелкие взвеси и коллоидные частицы, определяемые как мутность. Как правило, они используются, когда есть необходимость в грубой очистке воды, или для предварительной подготовки воды перед более глубокой очисткой.
Ультрафильтрационные мембраны с размером пор от 0, 01 до 0, 1 мкм удаляют крупные органические молекулы (молекулярный вес больше 10 000), коллоидные частицы, бактерии и вирусы, не задерживая при этом растворенные соли. Такие мембраны применяются в промышленности и в быту и обеспечивают стабильно высокое качество очистки от вышеперечисленных примесей, не изменяя при этом минеральный состав воды.
Нанофильтрационные мембраны характеризуются размером пор от 0, 001 до 0, 01 мкм. Они задерживают органические соединения с молекулярной массой выше 300 и пропускают 15-90 % солей в зависимости от структуры мембраны.
Обратноосмотические мембраны содержат самые узкие поры и потому являются самыми селективными. Они задерживают все бактерии и вирусы, бoльшую часть растворенных солей и органических веществ (в том числе железо и гумусовые соединения, придающие воде цветность, и патогенные вещества). В среднем обратноосмотические мембраны задерживают 97-99 % всех растворенных веществ.
Такие мембраны используется во многих отраслях промышленности, где есть необходимость в получении воды высокого качества (розлив воды, производство алкогольных и безалкогольных напитков, пищевая промышленность, фармацевтика, электронная промышленность и т. д.).
Обратноосмотические мембраны широко применяются в быту - системы обратного осмоса позволяют получить чистейшую воду, удовлетворяющую СанПиН " Питьевая вода" и европейским стандартам качества для питьевого водопользования, а также всем требованиям для использования в бытовой технике, системе отопления и сантехнике.
Использование двухступенчатого обратного осмоса (вода дважды пропускается через обратноосмотические мембраны) позволяет получить дистиллированную и деминерализованную воду. Такие системы являются экономически выгодной альтернативой дистилляторам-испарителям и используются на многих производствах (гальваника, электроника и т. д.)

Преимущества мембранной технологии:

Мембранная технология получила широкое распространение как промышленном, так и в бытовом использовании благодаря ряду неоспоримых преимуществ:

· Стабильно высокое качество очищенной воды;

· Мембрана в отличие от накопительных водоочистных систем (активированный уголь, ионообменные смолы и др.) не накапливает внутри себя примеси, что исключает вероятность их попадания в очищенную воду;

· Низкие эксплуатационные затраты;

· Экологическая безопасность - отсутствие химических сбросов и реагентов;

· Минимальное внимание со стороны пользователя;

· Компактность.

Современные мембранные системы полностью автоматизированы, оснащены многоступенчатой системой защиты и различными функциональными режимами:

· Электронный контроллер управления обеспечивает простоту и удобство в эксплуатации;

· Режим автоматического ополаскивания мембран фильтратом при остановке системы позволяет продлить срок службы мембран;

· Защита от " сухого хода" обеспечивает автоматическое отключение и включение системы в случае отключения воды в доме;

· Контроль входного и рабочего давлений и предохранительный клапан позволяют избежать аварий;

· Стеклопластиковые корпуса для мембранных элементов обеспечивают надежную работу на высоком давлении.