Обратный осмос и нанофильтрация Ионообменные технологии

Производство мембран обратного осмоса

Мировым лидером в производстве мембранных элементов является FilmTec Corporation, структурное подразделение DOW Chemical Corporation (США). Элементы мембраны производятся непосредственно в США.

Мембраны компании сертифицированы во всем мире как для питьевой, так и для промышленной очистки воды.

DOW FilmTec диаметром 2,5 – 4 – 8 дюймов доступен в различных сериях для основных типов воды:

  • XLE – для свежих;
  • BW – для соленого;
  • ЮЗ – по морю и с высокой соленостью.

Официальным импортером мембран DOW FilmTec в Украине с 1995 года является компания Ecosoft”.

А в 1017 году компания начала производить собственные мембранные элементы из американского полотна, что позволило удешевить технологию обратного осмоса.

Требования к воде подаваемой на мембрану обратного осмоса

Мембранный лист изготовлен из достаточно чувствительного материала, поэтому качество воды, подаваемой для очистки, должно строго соответствовать допустимым значениям:

  • менее 0,56 мг / л взвешенных веществ;
  • окисляемость – менее 4 мгО2 / л;
  • свободный хлор менее 0,1 мг / л;
  • температура питательной воды – 4-30;
  • железо – до 0,1 мг / л;
  • марганец – до 0,05 мг / л;
  • жесткость – до 3 мг-экв / л.

Некоторые параметры (железо, марганец, силикаты) могут быть выше нормативов, указанных в случае использования антискалантов (специальных веществ, препятствующих отложению отложений на поверхности мембраны).

Остальные параметры получены благодаря предварительной очистке, которая может включать механическую фильтрацию, умягчение, обезжелезивание или адсорбцию, в зависимости от параметров исходной воды.

Сильные и слабые стороны системы обратного осмоса

Среди преимуществ системы очистки осмосной воды можно выделить следующие:

  • Чистота на высоком уровне. Эта особенность – отличительная черта системы обратного осмоса. Как показали испытания, очищенная вода содержит в 10 раз меньше примесей, чем указано в соответствующих стандартах. Мембранный блок собран таким образом, что загрязнения не могут случайно попасть в очищенную жидкость.

  • Возможность готовить воду для разных целей. Попавшую в накопительную емкость жидкость можно без ограничений использовать для питья и приготовления пищи. Перед употреблением кипятить не нужно. С медицинской точки зрения такая вода намного полезнее кипяченой из городской трубы. Если в доме есть аквариум, его можно пополнять из бака, не отстаивая предварительно.

  • Легкость установки. Хотя конструкция системы на порядок сложнее обычных бытовых фильтров, установка не требует специальных навыков. Как правило, в комплектацию устройства входят все элементы, необходимые для установки. Кроме того, каждая из подгрупп может быть заменена в любое время.

  • Компактность. Систему нельзя отнести к категории слишком громоздких. Как правило, он состоит из емкости и нескольких фильтров с мембраной. Для размещения комплекса обычно используется пространство под раковиной. Компактный смеситель удобно раскладывается и размещается на поверхности раковины. Современный дизайн позволяет ему хорошо вписаться в любой интерьер кухни.

К недостаткам обратного осмоса обычно относят низкую скорость фильтрации воды. Жидкость очень медленно движется по мембране. В среднем стандартная мембрана способна очищать 150-300 л / сутки. Также следует учитывать, что 2/3 объема воды вместе с загрязнениями сбрасывается в канализацию, что немного увеличивает счета. Чтобы избежать неудобств во время работы системы, необходимо выбрать правильную емкость хранилища. В этом случае дефицит может возникнуть только сразу после ввода системы в эксплуатацию.

Емкость для концентрации воды

Отфильтрованная вода собирается внутри специальной емкости объемом 4-12 литров – на точный показатель влияет уровень производительности системы. В качестве материала для изготовления тары часто используется качественная сталь. Снаружи сосуд покрыт прочной эмалью. Внутри бака два отсека: для воды и для воздуха. В центре камеры отделены друг от друга силиконовой прокладкой. Для регулировки объема воздуха баллон снабжен штуцером, противоположный конец которого выходит за пределы баллона. Для надувания обычно используется автомобильный насос.

Благодаря воздушной камере внутри емкости создается определенное давление, которое позволяет подавать воду к крану с определенным давлением. Для обеспечения потребителя водой емкость оснащена надежным шлангом с насадкой. Как правило, для установки обратного осмоса используется отдельный кран, расположенный на мойке рядом с основным смесителем. Это позволяет в случае прекращения подачи воды по водопроводу использовать резерв внутри накопительного бака. Чтобы подавать жидкость под стабильным давлением, иногда необходимо прокачать воздух через выходное отверстие ниппеля.

Комплектация устройства

Самая ценная часть системы обратного осмоса – мембрана. Изделие изготовлено из качественного микропористого материала. Он укладывается одним или несколькими слоями вокруг перфорированного пластикового стержня. Сверху диафрагмы находится защитный пластиковый кожух, который фиксируется надежными уплотнениями.

Мембранный модуль работает так:

  1. После того, как вода попала внутрь корпуса, она проходит через пористый материал. Иногда для повышения давления используют электронасос.
  2. Молекулы чистой воды, прошедшие через мембрану, попадают в резервуар для хранения, а концентрат, вызывающий сильное загрязнение, задерживается мембранным барьером.
  3. Далее этот раствор забирают из мембранного устройства в канализационной трубе.

Как уже было сказано, прямой контакт мембранного фильтра с простой водой из городской трубы чреват самыми печальными последствиями. Дело в микроскопических размерах пор (0,0001 мкм). Мембрану нельзя чистить или мыть, как механические фильтры: ее можно только заменить. Рекомендуемая периодичность замены этого дорогостоящего элемента – каждые два-три года.

На точное время замены влияют условия эксплуатации изделия: уровень давления в системе водоснабжения, концентрация и химический состав примесей, температура воды и т.д. Так получается, что мембрана исправно функционирует 5 и более лет. Иногда замену необходимо производить после первого года использования. Для защиты пор мембраны от преждевременного засорения в систему вводятся предварительные фильтры для воды обратного осмоса.

Обычно это два механических устройства и одно угольное:

  • Роль первого механического фильтра заключается в улавливании примесей, которые не могут раствориться в воде. Обычно размер этих частиц превышает 0,5 мкм. Обычно это песок, частицы коррозии, окалина и т.д.
  • Затем вода проходит через угольный модуль, который отбирает химические загрязнители: молекулы хлора, тяжелые металлы, удобрения из почвы, растворенное железо и различные органические вещества.
  • Далее идет механический фильтр, способный улавливать более мелкие частицы. Это последнее звено в модуле предварительной очистки.

Теория

Под осмосом понимается технологическая операция, суть которой заключается в стремлении воды уравнять степень концентрации добавок в растворах, разделенных мембраной. Эти перегородки имеют такие микроскопические отверстия, через которые могут проникать только молекулы воды.

При увеличении процентного содержания примесей в любом отсеке такого сосуда начнется процесс перетекания в него воды, пока плотность жидкости в обоих отсеках полностью не выровняется. Обратный осмос приводит к обратному эффекту: здесь мембрана не уравнивает плотность воды, а делится на две части: чистую и грязную. По этой причине процесс получил префикс «обратный».

Дополнительный блок

Осмосные фильтры для воды доводят жидкость до состояния, близкого к дистиллированной. Поры мембраны не задерживают растворенные молекулы кислорода, что делает очищенную воду высочайшего качества. Для улучшения вкусовых качеств жидкости применяют дополнительный минерализатор и другие засоры. Однако воду можно использовать сразу после выхода из мембраны – ее даже не нужно предварительно кипятить.

Что касается дополнительного блока, то в него обычно входят минерализатор и биокерамический картридж. Вода, проходящая через них, обогащена кальцием, натрием, магнием и т.д. Эти элементы очень положительно влияют на нервную и сердечно-сосудистую систему человека, что позволяет избежать многих опасных заболеваний. В результате вода, насыщенная минералами, становится не только питьевой, но и лечебной.

Действие биокерамического картриджа немного иное. Внутри находятся гранулы, для изготовления которых используется обожженная глина и фрагменты турмалина. Эти материалы очень благотворно влияют на воду, корректируя ее структуру. Употребляя такую ​​воду, можно значительно укрепить эндокринную и иммунную системы.

Установку фильтра обратного осмоса можно разбить на несколько стадий

1. Фильтр подключается к крану. Большинство систем обратного осмоса оснащены переключателем, который можно использовать для подключения к любой раковине в любом доме. Чтобы начать работу с фильтром, включите холодную воду и поверните небольшой рычаг на переключателе. Таким образом, вода начнет поступать в систему. Чтобы прекратить работу, достаточно перекрыть подачу воды. Есть несколько вариантов подключения водопроводной воды к фильтру. Например, можно использовать штуцер для шланга или седловой вентиль;

2. Поместите сливной шланг на раковину в раковине. Так что все примеси уйдут в канализацию. Сточная вода может подаваться с помощью седельного клапана в дренажной линии;

3. Поместите патрубок для выпуска воды в бочку или контейнер. При использовании автоматического запорного клапана устанавливается поплавок. Стоит отметить, что автоматический запорный клапан обычно не входит в стандартную поставку фильтров обратного осмоса, но может быть приобретен в качестве аксессуара.Схема подключения фильтра обратного осмоса. На рисунке показан принцип действия автоматического запорного клапана. По красному патрубку вода поступает в систему обратного осмоса (4), по черному патрубку выходит вода с высоким содержанием солей, по синей воде, очищенной методом обратного осмоса, поступает в осадок. Поплавок (3) останавливает поток воды в бак, гидростатическое давление создается в автоматическом запорном клапане (4), который блокирует поток воды из предварительных фильтров. Клапан (2) позволяет воде течь в одном направлении.

После подключения всех труб откройте подачу холодной воды. Теперь система работает. Эффективность зависит от температуры и давления потока. В системах обратного осмоса следует использовать только холодную воду.

Фильтры обратного осмоса выпускаются в галлонах в день (24-часовой период). Во время работы вода активно не вытекает, а образует медленную и устойчивую струю капель. Давление, как правило, не является проблемой в городских условиях, но в некоторых случаях необходимо установить простое устройство для увеличения давления.

Что представляет собой мембрана

Существует три типа мембран обратного осмоса: рулонные, полые волокна и плоские.

«Рулонная» мембрана состоит из корпуса и собственно фильтрующего элемента.

Обратный осмос и нанофильтрация

Внутри рулона находится перфорированная трубка, которая служит для создания прочности элемента, сбора очищенной воды и основы для обертывания мембраны в процессе производства. Поверх него оборачивается толстый слой полупроницаемой полиамидной мембранной ткани.

В процессе фильтрации вода проникает в толщу полотна и собирается в трубке.

Благодаря такой конструкции эти мембраны обладают максимальной производительностью, минимальным расходом материала и занимают минимум места. Таким образом, рулонные мембраны являются наиболее распространенными в мире и занимают 95% промышленного рынка.

5% занимают устройства с плоскими мембранными элементами и устройства для очистки воды на основе полых волокон.

Сравнение фильтрационных технологий

Если сравнить обратный осмос с другими мембранными процессами, то можно сказать, что это наиболее эффективная технология очистки воды.

Потому что?

На рисунке ниже показано сравнение обратного осмоса с другими методами фильтрации.

Для начала рассмотрим остальные методы разделения сред или фильтрации.

Обычная фильтрация – предполагает удаление крупных частиц загрязнения (условно тех, которые мы слышим и видим невооруженным глазом) – песка, ржавчины, ила.

Размер этих частиц составляет от 1000 микрон (1 мм) до 1 микрона.

Процессы отделения этих частиц от жидкой фазы происходят на фильтрах наполнения, картриджах, дисках, мешках, промывках и других типах фильтров. Такие процессы обычно используются при предварительной очистке воды.

Преимущество простой механической фильтрации заключается в том, что она может происходить при низком давлении, например, фильтрация на заправочных фильтрах часто происходит без наддува, а картриджные фильтры в повседневной жизни работают при давлении, создаваемом трубопроводом.

Микрофильтрация – это процесс удаления из воды частиц размером от 1 до 0,1 микрона. К ним относятся бактерии, большие молекулы красителей, пестициды, желатин, латексная эмульсия.

Процессы микрофильтрации не получили широкого распространения в технологии подготовки питьевой воды, но широко используются для очистки сточных вод и технической воды в промышленных процессах.

Ультрафильтрация позволяет удалять мелкие частицы размером от 0,005 до 0,1 мкм (вирусы, частицы некоторых белков, частицы лекарств и т.д.). Эти процессы широко используются для приготовления питьевой воды в европейских странах. Ультрафильтрацию можно считать лучшим методом приготовления относительно чистой питьевой воды. Кроме того, эти процессы широко используются в фармацевтической и пищевой промышленности.

Использование ультрафильтрации в повседневной жизни ограничено тем фактом, что этот процесс не удаляет ионные примеси (соли жесткости, тяжелые металлы, нитраты) и представляет значительную опасность для человека, а также при приложении высокого давления.

Обратный осмос способен удалять частицы размером менее 0,001 микрона, что обеспечивает удаление загрязняющих веществ даже размером с ион (ионы жесткости, тяжелые металлы, нитраты, сульфаты и т.д.).

Технологии обратного осмоса часто используются при приготовлении питьевой воды, при приготовлении дистиллята для паровых котлов, в пищевой промышленности.

Давайте теперь рассмотрим типы систем обратного осмоса и их применения, начиная от бытовой техники и заканчивая крупными промышленными процессами.

Рекомендации по выбору

При выборе фильтрующего комплекса для дома следует учитывать следующие моменты:

Полный комплект систем очистки воды обратным осмосом изготавливается по определенному стандарту, что позволяет легко найти замену изношенному агрегату. Однако этого принципа придерживаются далеко не все производители оборудования. Об этом нужно помнить, отдавая приоритет комплексам со стандартными параметрами. Среди них немало самодельных устройств довольно хорошего качества. Стоимость российских систем, как правило, ниже зарубежных аналогов.

выгоднее покупать фильтр напрямую у производителя, у проверенного продавца или в фирменном магазине. Показателем хорошего качества системы обратного осмоса является наличие технической документации, официальной гарантии, четкой инструкции по установке и эксплуатации. При покупке обязательно нужно запросить сертификат качества. Также лучше знать, как самостоятельно поменять фильтр для воды, чтобы не переплачивать за эту услугу.

Выбирая объем накопительного бака, необходимо рассчитать среднемесячную норму расхода воды в квартире. Для экономии ресурса фильтра осмоса вовсе не обязательно пропускать через него всю воду на кухне. Порцию, предназначенную для мытья посуды, рук и техники, можно брать прямо из водопровода. По нормам человек потребляет около 3 литров воды в сутки. Умножив этот показатель на количество членов семьи, получается суточная ставка на всю квартиру.

Большое значение имеют размеры внутреннего пространства умывальника. Резервуар значительных размеров имеет смысл заказать для большой семьи с просторной кухней и мебелью в целом. Наибольшей популярностью пользуются емкости емкостью 8-10 литров. Эти модели достаточно компактны, чтобы поместиться в стандартную раковину.

Уровень рабочего давления в системе водоснабжения имеет большое значение. Технология обратного осмоса рассчитана на 2,8 бар. Если замеры показали, что давление воды ниже, то нужно приобрести специальный комплекс с внутренней помпой. Он обеспечит напор, необходимый для прохождения жидкости через мембранный фильтр. Водопроводные трубы с чрезмерно высоким рабочим давлением оснащаются редуктором давления. Если этого не сделать, мембрана быстро выйдет из строя.

Учитывая особую роль мембраны в комплексе обратного осмоса, перед покупкой ее необходимо тщательно проверить

важно, чтобы для изготовления этого элемента использовались качественные материалы. В магазине необходимо запросить отдельный сертификат качества на мембрану

Что касается производительности, то скорости фильтрации 7 л / ч достаточно для средней семьи. Если в доме проживает более 4 членов семьи, необходимо приобрести более производительную мембрану или приобрести емкость большого объема.

При этом следует учитывать, что с увеличением производительности мембраны увеличивается и ее стоимость. Поэтому носить с собой слишком мощную технику нецелесообразно. Например, система с производительностью 15 л / ч способна удовлетворить потребности в чистой воде небольшой столовой или бара.

Важным моментом при покупке является проверка полной комплектации системы. Стандартный комплект включает пять основных этапов очистки: три предварительных фильтра, мембрану и дополнительный модуль. Материал изготовления и функции последней ступени могут отличаться от модели к модели. Помимо упомянутого выше минерализатора и биокерамического картриджа большой популярностью пользуются блоки, наполненные скорлупой кокоса, активированным углем и ионами серебра. Материалы этого типа обладают антисептическим действием и улучшают вкус воды.

Источник – https://mr-build.ru/newsanteh/ustanovka-filtra-obratnogo-osmosa.html

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: