Фильтры мембранные что такое
Мембранный фильтр для воды — принцип работы, плюсы и минусы
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.
Обратноосмотическая установка в работе
Что такое мембранный фильтр
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:
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).
Устройство рулонного фильтра
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:
Важно: При отсутствии промывания фильтрующей системы проточной водой мелкие ячейки мембраны забиваются вредными примесями в короткое время и она перестает выполнять свои функции.
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:
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:
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.
Дисковый фильтр – принцип работы
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:
На рынке водоочистного оборудования можно приобрести дисковые проточные фильтры Гейзер из полимерных материалов со встроенными канавками, пропускающие частицы размером от 100 мкм.
Трубчатые фильтрующие элементы
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.
Фильтрующие элементы и устройство половолоконных систем
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.
Внутреннее устройство и эксплуатация трекового фильтратора
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:
Несмотря на высочайшее качество очистки, мембранный фильтр с обратным осмосом имеет ряд недостатков, ограничивающих его широкое применение в быту:
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:
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
Что из себя представляют мембранные фильтры для очистки воды и как они различаются по типам
В системе автономного водоснабжения используется вода из колодцев и скважин. Ее качество не всегда соответствует нормам безопасности. В ней растворены органические и минеральные вещества. Их высокая концентрация может нанести вред здоровью, оставить накипь на поверхности нагревательных элементов. Мембранные технологии очистки воды – это современный и эффективный метод. Он основан на многоступенчатой фильтрации. Установка мембраны обеспечивает очистку жидкости на молекулярном уровне.
Устройство и принцип работы мембранных фильтров для воды
Основной элемент фильтра – мембрана. Она изготавливается из синтетических материалов (лавсан, пропилен, целлюлоза). Пористая пленка пропускает молекулы воды и кислорода, задерживая примеси. От размеров отверстий зависят параметры очистки. Органические и минеральные вещества, диаметр которых превышает поры, остаются на поверхности фильтра. Производительность устройства зависит от нескольких факторов:
При прохождении фильтра вода разделяется на два потока. Один направляется через поры мембраны. Проходя сквозь несколько слоев синтетического материала, он очищается от вредных примесей. Второй поток используется для удаления отложений.
Жидкость, избавленная от загрязнений, называется пермеат. Она подается в водопроводную систему. Вода, смывающая задержанные примеси (концентрат), направляется в канализацию или используется для хозяйственных нужд. Высокий уровень очистки позволяет употреблять жидкость для питья без кипячения.
Виды и конструкция мембран
Мембранные элементы различаются по величине пор и степени очистки жидкости:
Мембранные фильтры классифицируются по форме очищающего элемента.
Плоские дисковые
Фильтрующие пленки дискового исполнения обычно устанавливают для очистки больших объемов воды. Рабочие элементы бывают трех видов:
Дисковые мембранные элементы пользуются наименьшим спросом.
Рулонные
Наиболее удачное конструктивное решение, этот вариант используется для установок обратного осмоса. Он представляет мембранный элемент, накрученный в виде рулона на перфорированную трубку. Вода поступает с торца модуля, по спирали движется к центру. Проходя несколько слоев из основной мембраны и полиэстеровых подложек, она избавляется от примесей. Разделительные сетки предотвращают слипание рабочего материала. Концентрат сбрасывается в канализацию.
Трубчатые
Фильтрующий модуль заполняется трубками из пористого материала (керамики, металлокерамики или пластика). Расположение отверстий в них бывает симметричным и асимметричным. Жидкость под напором проходит рабочий слой, на котором остается загрязнение. Очищенная вода собирается в накопительной емкости, концентрат через отдельное отверстие сбрасывается в дренаж. Трубчатые керамические модули — оптимальный вариант для установки в сети централизованного водоснабжения. Они задерживают частицы железа, соли, не чувствительны к абразивным частицам.
Половолоконные
Модули состоят из большого количества тонких трубочек (диаметром около 1 мм). Их стенки покрыты микроскопическими отверстиями. Фильтры улавливают примеси железа, микроорганизмы, бактерии, цисты лямблий. Использование множества элементов увеличивает общую площадь фильтрующей поверхности. Половолоконные мембраны склонны к скорому засорению. Перед ними рекомендуется проводить механическую очистку жидкости.
Для применения в походных условиях или на даче предлагаются трековые мембранные фильтры. Конструкция погружается в емкость с водой, очищенная жидкость выводится сливной трубкой.
Критерии выбора
До покупки фильтрующей конструкции используемую воду отдают на экспертизу. Заключение о ее составе подскажет, какой тип мембраны установить. Высокие требования к качеству водоподготовки требуют монтажа системы обратного осмоса. При выборе мембраны учитывают давление в водопроводной сети дома.
Для работы ультра- или нанофильтра достаточно 1-2 атмосферы, обратный осмос потребует повышения напора до 3-3.5 атмосфер. Стоимость фильтрующей конструкции напрямую зависит от ее возможностей. Наиболее эффективная система отличается высокой ценой. Производительность установки выбирается по среднему параметру водопотребления семьи.
Особенности установки и эксплуатации
Схема подключения фильтра обратного осмоса
Монтаж мембранного фильтра производится на трубу холодной воды. Рациональный вариант установки – под раковиной на кухне. Устройство находится поблизости от крана потребления и канализационного слива. Порядок установки указывается в инструкции. Перед началом работы перекрывается движение воды в системе. Остатки сливаются путем открывания крана. Раскручивается узел отвода смесителя.
На магистраль устанавливается тройник и шаровой кран. На мойке монтируется отдельный кран для поступления очищенной воды. Фильтрующая установка собирается согласно инструкции. Перед монтажом системы обратного осмоса необходимо установить несколько модулей предварительной очистки (механический, угольный).
Мембрана нуждается в регулярном промывании. Она помещается под напор горячей (40°) воды. При сильном загрязнении блок опускается в раствор лимонной кислоты на 20-30 минут. Затем деталь тщательно промывается под прохладной струей. Срок эксплуатации мембранного модуля составляет 1-3 года, он указывается производителем. Сигналом о необходимости замены служит уменьшение напора жидкости и появление привкуса.
Преимущества и недостатки
Достоинства мембранных фильтров для воды:
Мембранные методы очистки воды используются в бытовых, медицинских и технических целях. При установке системы в квартире необходимо периодически контролировать уровень содержания солей в жидкости с помощью TDS-тестера.
Фильтрующие системы очищают воду от вредоносных соединений и нежелательных металлов для производственной, медицинской и бытовой сферы. На рынке сегодня можно встретить большое разнообразие фильтров. В статье расскажем о мембранных фильтрах: о характеристиках, видах, а также о преимуществах и недостатках очищающей системы.
Предназначение устройства и принцип работы
Фильтр, в котором основным рабочим элементом является мембрана, называется мембранным. Его широко применяют для обработки морской воды, а также в целях грубой или тонкой очистки жидкости. Мембрана представляет собой тонкое полотно с микроперфорацией.
В качестве основного материала производители используют: полиуретан, целлюлозу или лавсан.
Очищение воды происходит по следующему принципу: жидкость просачивается через перфорацию мембраны, где задерживается грязь, и поступает в накопительную емкость. В зависимости от диаметра отверстий перфорации и конструктивных особенностей фильтра измеряется степень очистки воды.
Классификация фильтров
Различают несколько видов фильтров исходя из конструкционных особенностей мембраны и размера пор мембраны.
В зависимости от конструкции мембраны выделяют следующие виды фильтров:
В зависимости от размера пор мембраны выделяют следующие виды фильтров:
Преимущества и недостатки
Основным плюсом мембранных фильтров является способность к самоочищению устройства. Такой функцией обладает большинство моделей подобных фильтрующих систем.
Также, в качестве преимуществ выделяют:
Таким образом, вода, получаемая после очистки мембранным устройством, пригодна для питья без предварительного кипячения.
Недостатками такой фильтрации являются следующие факты:
Техническое обслуживание устройства
Если наблюдается один из фактов перечисленных ниже:
то требуется замена фильтрующего оборудования.
Для этого необходимо:
Периодичность замены мембраны зависит от степени ее засора. Как правило, промежуток составляет от года до пяти лет, а в среднем может пройти три года.
Мембранные фильтры для очистки воды: устройство и обзор лучших фильтров
Мембранный фильтр отлично подходит для очистки воды из-под крана, в которой не редко содержатся разные примеси и бактерий. Поскольку многие из них опасны для человеческого организма, люди активно устанавливают фильтрующие оборудования. Но перед тем как обзаводится мембранной фильтрацией, давайте разберём, как правильно выбрать фильтр.
Особенности мембранных фильтров
Мембранные фильтры оснащены специальной мембраной, которая представляет собой ультрапористую пленку, способную пропускать воду и воздух. При этом любые частицы органического и неорганического происхождения, диаметр которых превышает величину пор, скапливаются на двух сторонах мембраны.
Современные агрегаты используются не только для бытовых целей, но и для решения сложных задач, таких как подготовка технической и медицинской жидкости, опреснение морской воды и обработка стоков.
Трековые разновидности предназначаются для работы в агрессивных условиях. Срок их службы достаточно большой и предусматривает многократное использование.
Для изготовления мембраны принято использовать лавсан, полисульфон или полипропилен. Еще изделие производится на основе ацетата, керамических материалов и прочего сырья с подобными характеристиками.
Мембранный фильтр для воды размещается под мойкой и соединяется с трубой водоснабжения. Сама мембранная фильтрация состоит из следующих этапов:
Разновидности мембран по степени очистки
В зависимости от этого показателя выделяют такие разновидности:
Первый тип используется для удаления коллоидных и тонкодисперсных веществ, которые придают питьевой жидкости мутность и являются крупными включениями. Такая система не способна удерживать растворенные элементы.
Модели ультрафильтрационного типа могут удерживать коллоиды, высокомолекулярные включения и даже микроорганизмы. Они устраняют различные примеси, но не нарушают солевой состав.
Чтобы устранить жесткость, вывести ионы тяжелых металлов или хлористые накопления, лучше применять нанофильтрационные мембраны.
Виды мембранных фильтров по характеру конструкции
Доступные на рынке фильтры-мембраны разделяются на несколько групп в зависимости от конструкционных особенностей.
Устройства с дисковыми мембранами плоской формы
В большинстве случаев плоские элементы оснащаются тонкой пленкой из композитного сырья. Они бывают многослойными и демонстрируют высокую эффективность очистки.
Фильтры с трубчатыми элементами
Трубчатые конструкции выполнены в виде трубки из пористого материала. Многие производители используют керамические, пластиковые, металлокерамические и другие решения. Толщина трубки варьируется от нескольких миллиметров до 2 см.
Жидкость передается по трубке с помощью насоса, попадает в фильтр и очищается. После этого она попадает в специальный резервуар, а раствор из отведенных веществ оказывается в канализации.
Фильтры с рулонными мембранами
Этот тип фильтров включает в себя дренажную трубку, покрытую мембранным материалом. С двух сторон пленки размещаются прокладки для дренажа; образуется трехслойный пласт.
Ключевой особенностью рулонных систем является удобная форма. Их рабочий слой обладает небольшой толщиной, что обеспечивает повышенную степень очистки. Засорение мембраны происходит редко.
Половолоконные варианты мембран
Мембранный фильтр для очистки воды с половолоконной пленкой оснащается несколькими трубочками небольшой толщины.
Однако имеются у такой технологии очистки воды и недостатки. Из-за отсутствия возможности контролировать подачу воды мембрана быстро загрязняется, а процесс очистки требует больших усилий. Чтобы не допустить таких проблем, нужно вовремя проводить чистку и удалять крупные накопления.
Что учесть при выборе — видео
Обзор фирм производителей
Существует большое количество фирм, занимающихся производством мембранных фильтров. Наибольшей популярностью пользуется продукция от российского бренда «Гейзер». Модель оснащается тремя блоками и предназначается для монтажа под мойкой на кухне.
Мембранная фильтрация осуществляется посредством двух картриджей: в одном находится сорбирующее вещество, а второй обеспечивает механическую очистку. Дальше жидкость подается в другие очистительные элементы и проходит через мембрану. Среди всех моделей наиболее востребованной считается «Гейзер Престиж».
Не менее популярным производителем является бренд «Nerox». В его ассортименте представлены трековые мембраны, которые не только очищают воду от вредных и опасных примесей, но и не нарушают ее полезные свойства. Показатели производительности достигают 15 литров в день. Еще модель поддерживает гибкую систему оповещения о степени загрязненности.
В отечественном пространстве пользуется спросом фильтрующая продукция от компании «Аквафор». Она обладает улучшенными рабочими свойствами, демонстрирует эффективную степень очистки и надежность.
Также при обзоре лучших производителей нужно обратить внимание на бренд «Atoll». Он появился в России сравнительно недавно, но уже получил популярность и стал занимать лидирующие места в рейтинге.
Поскольку новичкам сложно разобраться с техническими моментами, чтобы выбрать качественную мембрану, таким покупателям нужно учитывать несколько критериев выбора. В первую очередь следует обратить внимание на тип примесей, от которых необходимо избавиться, и ожидаемую степень производительности. Перед этим следует провести лабораторный анализ питьевой воды, что позволит принять правильное решение и приобрести подходящий тип фильтрующего оборудования.
Эксплуатация и уход
Устройство для очистки воды с помощью мембраны обладает большим сроком службы, однако при несоблюдении правил эксплуатации и ухода оно может выйти из строя и перестать справляться с поставленными задачами.
Чтобы избежать подобных неприятностей, необходимо следить за:
Определить точный эксплуатационный срок расходных элементов нельзя.
Специалисты рекомендуют заменять блок с мембранной в оборудовании раз в год или после снижения качества очистки. При отсутствии финансовой возможности постоянно покупать новый фильтр достаточно вовремя промывать и чистить старый.
Некоторые системы поддерживают функцию обратной промывки, когда вода подается в обратном направлении. Еще очистка производится методом изменения давления подающего потока.
Выполнить промывку своими руками достаточно сложно, но при отсутствии денег на покупку новой мембраны можно попытаться поднять качество питьевой жидкости.
Для этого пленку нужно прополоскать под проточной водой или вымочить в емкости с мыльным раствором и установить обратно. Если загрязнения достаточно сильные, блок помещают в теплую воду и добавляют туда лимонную кислоту. После обратного монтажа фильтр промывается в течение 30 минут, чтобы избавиться от остатков кислоты.
Для очистки промышленных систем применяются специальные кислоты и щелочные растворы.
Среди ключевых особенностей обслуживания выделяют:
Не исключаются и дополнительные процедуры, которые определяются типом купленного оборудования. Так, срок службы изделий из керамики превышает срок службы полимерных моделей, а интенсивность износа зависит от частоты использования и качества изготовления.
Приобретение мембранного фильтра является рациональным решением, которое оправдывает все потраченные средства. Поэтому лучше не экономить на качестве, выбирая продукцию от сомнительных производителей, а сразу выбирать проверенные модели от ведущих брендов. В таком случае фильтрующее оборудование прослужит вам долгие годы, обеспечивая эффективную очистку воды от вредных примесей.