Что такое мембранная очистка воды

Проблема чистой воды остро стоит в самых разных регионах нашей страны. Загрязнение почвенных вод и открытых водоемов промышленными и бытовыми стоками, а также остатками минеральных удобрений не позволяет употреблять воду без предварительной очистки. Одним из наиболее передовых методов фильтрации воды считается её мембранная очистка.

Что такое мембранная очистка воды и где она применяется

Как следует из названия, мембранная очистка воды - это фильтрация воды при помощи мембраны. Загрязненная жидкость пропускается через особую пленку (полупроницаемую мембрану), в которой сделано множество мельчайших пор. Они настолько миниатюрные, что не видны невооруженным взглядом. После очистки все примеси остаются снаружи, а дальше проходит только чистая вода. Эта технология используется при фильтрации воды от механических и органических примесей, бактерий и вирусов, при разделении растворов, умягчении воды, очистке стоков и выработке стерильных жидкостей.

Качество мембранной водоподготовки напрямую зависит от материала, из которого изготовлена мембрана. Это может быть:

• полимер природного происхождения;
• полимер синтетический;
• материалы из керамики;
• материалы биологического свойства;
• материалы композиционные;
• силикатные стекла.

Что такое баромембранные технологии и где они применяются

Баромембранные процессы - это подраздел мембранной очистки воды. Основным отличием является то, что в баромембранном методе очистка происходит на фоне внешнего давления. В баромембранной установке очищаемая жидкость продавливается через полупроницаемую мембрану при температуре от 5 до 30 градусов. К методам баромембранной очистки относят:

1. обратный осмос;
2. микрофильтрацию;
3. ультрафильтрацию;
4. нанофильтрацию.

Под воздействием внешнего давления только молекулы воды и некоторых солей проходят через мембрану, в то время как другие вещества задерживаются в фильтруемом растворе. Чем чище необходимо получить жидкость, тем меньше должны быть микропоры в мембране и, соответственно, выше наружное давление. Процесс баромембранного разделения используется в промышленной сфере (химическая промышленность, пищевая и фармацевтическая), в теплоэнергетике при водоподготовке теплоносителя, при очистке различных стоков, а также фильтрации питьевой воды.

Мембранные методы в очистке воды

Рассмотрим основные способы мембранной фильтрации воды:

1. Установка мембранной очистки воды на основе обратного осмоса. Этот метод мембранной фильтрации воды разделяет растворы без изменения агрегатного состояния воды. Учитывая то, что размер пор в мембране не превышает размера молекулы воды, через фильтр проходит только вода и соли, ионы которых меньше отверстия диаметром менее 0,0001 мкм, а растворенные примеси задерживаются. Способ обратного осмоса, мембранного обессоливания воды, позволяет отфильтровывать практически все загрязнения: и органические, и неорганические.
2. Нанофильтрация как еще один мембранный способ очистки воды. Мембранная установка водоподготовки отфильтровывает более крупные частицы нежели обратный осмос. Их размер измеряется нанометрами, поэтому у метода такое название. В микрометрах размер пор составляет от 0,0001 до 0,001 мкм. После нанофильтрации улучшается цвет воды и уменьшается концентрация солей. Он оптимально подходит для очистки поверхностных вод. Фильтрация проходит под давлением от 3 до 20 бар.
3. Ультрафильтрация. Следующий мембранный метод обессоливания воды по величине задерживаемых частиц после нанофильтрации. Тысячи капилляров фильтрующего модуля установки ультрафильтрации имеют внутренний размер от 0,001 до 0,01 мкм. Обычно они изготавливаются из полиэфирсульфона, материала со специальными добавками, который устойчив к органическому осадку. Ультрафильтрация проходит под давлением от 1,5 до 7 бар.
4. Микрофильтрация - еще одна мембранная установка для воды. Этот мембранный метод очистки воды сопоставим с ультрафильтрацией по принципу действия, но есть и отличие. Оно заключается в том, что мембрана при ультрафильтрации имеет ассиметричное строение, а при микрофильтрации - все определяет её толщина. В этом способе очистки размер пор составляет от 0,01 до 1,0 мкм. Это позволяет отфильтровывать мелкие взвешенные частицы, цисты простейших микроорганизмов, большие бактерии, коллоиды, эмульсии и водоросли. Процесс фильтрации идет под внешним давлением менее 2 бар.
5. Диализ относится к промышленной мембранной очистке воды. Метод основан на факте прохождения разными веществами с неодинаковой скоростью через мембрану фильтра (осмос и диффузия). Это простая и дешевая, но очень медленная мембранная технология в водоподготовке (сутки и более). Ускоряют его увеличением площади мембраны и повышением температуры. Применяют в промышленном производстве искусственных волокон и при изготовлении лекарств.
6. Электродиализ - также система мембранной водоподготовки. Электродиализ - это усовершенствованный метод диализа. Устройство (диализатор) дополнительно оснащается камерой с электродами. Постоянный ток сокращает время фильтрации до часов и даже минут. Это происходит за счёт направленного электрическим полем движения ионов. Кроме очистки воды, этот метод мембранного разделения для водоподготовки, используется в фармацевтике, медицине, биохимической и пищевой промышленности.
7. Электродеионизация еще одна мембранная технология по очистке воды. Это - один из самых недорогих способов полной деминерализации воды. Для этого используются ионообменные смолы и ионоселективные мембраны при участии постоянного электротока. Работает электродеионизация за счёт разности потенциалов постоянного напряжения, которое есть по обе стороны мембраны, заполненной ионообменной смолой. Получаемая вода считается деионизованной. Способ мембранной деминерализации воды используется в станциях водоподготовки в теплоэнергетике, в фармацевтике, при изготовлении полупроводников и пр.

Обратный осмос и мембранная очистка воды

Рассмотрим подробнее самый оптимальный мембранный метод очистки воды - обратный осмос. Он заключается в фильтрации воды под давлением, которое превышает осмотическое, через полупроницаемую мембрану. Давление необходимо для преодоления явления осмоса, при котором система уравновешивается, и вода перестает фильтроваться, так как концентрация загрязняющих веществ выравнивается. Под внешним давлением из раствора через мембрану будет проходить только чистая вода, а соли и другие примеси - нет. К преимущества мембранной очистки воды с помощью обратного осмоса можно отнести высокую степень удаления солей, различную производительность, низкие энергозатраты.

Очистка воды на мембранных установках промышленного осмоса

Чистая вода высокого качества необходима многим предприятиям. Это медицина и производство электронных компонентов, пищевая и химическая отрасли. Промышленные установки обратного осмоса решают эту задачу. Они выдают практически полностью деминерализованную воду, задерживая до 99% всех загрязнителей. Мембрана, пропускающая молекулы воды, удаляет из раствора ионы тяжелых металлов, сульфаты, хлориды и другие неорганические вещества. При этом затраты на получение чистой воды гораздо ниже чем, при её дистилляции.

Мембранная очистка воды бытовым осмосом

Бытовые установки обратного осмоса особенно необходимы владельцам коттеджей, в которых отсутствует централизованное водоснабжение. Мембранная подготовка питьевой воды позволяет удалить из воды тяжелые металлы, соли, пестициды, вирусы и т.д. Получение воды из скважины или из колодца не гарантирует её высокого качества, поэтому в целях сохранения здоровья, воду нужно очищать. Обычно системы обратного осмоса работают при давлении от 15 до 70 бар. Сегодня созданы высокоэкономичные установки обратного осмоса, работающие при низком напоре до 2 бар. Они отлично подходят для мембранной фильтрации воды в быту.

Мембранный опреснитель морской воды

Обессоливание или опреснение - одна из наиболее часто используемых функций систем обратного осмоса. При очистке морской воды рекомендуется использовать максимальное давление системы (до 150 бар). Однако, если на выходе необходимо получить питьевую воду, которая не должна быть полностью обессолена, применяют мембраны со сниженной селективностью в условиях низконапорного обратного осмоса. Мембранное опреснение воды набирает популярность в южных регионах нашей страны.

Мембранная установка для очистки воды от фирмы Диасел

Традиционные технологии очистки воды постепенно вытесняются новыми методами фильтрации, которые более экономичны, компактны и просты в эксплуатации. Из них очень эффективными считаются мембранные процессы очистки воды. В зависимости от поставленных целей, среди мембранных технологий водоподготовки легко подобрать необходимый метод, учитывая их широкий перечень: от электродеионизации до обратного осмоса. Последний по праву называется одним из самых оптимальных по сочетанию качества воды и затрачиваемым на это ресурсам. Приобрести мембранные системы очистки воды для дома или предприятия вы можете у нас. Оставьте заявку на нашем сайте, по телефону 8-499-391-39-59 или почте info@diasel.ru.