Мембранные фильтры для воды

Говорят, что без Живой Воды.

Антуан де Сент-Экзюпери писал: Неправильно сказать, что вода необходима для жизни: вода – сама жизнь!»

Вода, с одной стороны, огромное богатство, и одновременно самое дешевое лекарство. Но при условии, что она должна быть чистой. Но при нынешней экологической ситуации именно качество питьевой воды вызывает наиболее серьезные опасения.

Многие источники воды сегодня загрязнены. В водоемах содержится множество токсических элементов, часть которых местами попадает в водопровод. Все они губительно действуют на человека. Так, тяжелые металлы, при значениях, которые превышают допустимые концентрации, негативно влияют практически на все органы, но прежде всего периферическую и центральную нервную системы, мозг, сосуды, печень, сердце. Ртуть влияет на деятельность головного мозга и сердца, никель и хром и обладают тератогенным эффектом, а кадмий, мышьяк, радионуклиды влияют на степень риска развития злокачественных опухолей.

Ультрафильтрация.

Волокна мембраны

UF установка

— это мембранный процесс, по своей природе занимающий промежуточное положение между микрофильтрацией и нанофильтрацией. Процесс подобен тонкому просеиванию на сите с порами практически одинакового размера. Любая частица, размер которой превышает размер пор, отсекается.

Ультрафильтрация воды происходит под давлением от 2-х до 4 бар, через полый волокнистый ультрафильтрационный модуль, состоящий из тонких капилляров, внутренний размер которых варьируются от 0,01 мкм до 0,1 мкм. Мембранный УФ-элемент содержит тысячи волокон-капилляров, состоящих, как правило, из полиэфирсульфона (PES) — в меру гидрофильного (не «любящего» воду) материала, устойчивого к органическому осадку, со специальными добавками.

В производстве полимерных мембран также используются такие материалы, как ацетат целлюлозы, полисульфон, полиэтерсульфон, полиамид, полиимид, поливинилиденфторид, полиакрилонитрил.

Обычно исходная вода вводится внутрь капилляров волокон, при этом фильтрат отводится с их внешней стороны (режим «in-out»). Однако, подача исходной воды может осуществляться снаружи мембран, при этом фильтрат будет выходить из капилляров.

Для эффективного удаления загрязнений с поверхности и из каналов мембраны, используют метод обратных промывок, при котором очищенную (фильтрат) воду пропускают через мембрану в направлении, обратном фильтрованию. Промывка, как правило, проводится чистой водой с добавлением моющих и обеззараживающих присадок (реагентов).

Керамические UF-мембраны могут служить очень долго, т.к. они легко отмываются, не боятся агрессивных моющих присадок и вреда от деятельности бактерий. Поэтому, если есть возможность, лучше использовать керамические мембраны ультрафильтрации. Если нет, то приходится выбирать из более доступных, но менее долговечных полимерных мембран.

Типичное применение ультрафильтрации — это предварительная очистка для дальнейшего обессоливания, а также отделение макромолекулярных компонентов (с молекулярными массами в несколько тысяч) от раствора. Ультрафильтрация сохраняет все растворимые минеральные вещества, при этом позволяя фильтровать тонкодисперсные и коллоидные примеси, бактерии и вирусы. Ультрафильтрация обеспечивает высокое качество очистки воды поверхностных и подземных источников, оборотной и технологической воды, с минимальными эксплуатационными затратами… но !… для применения этой технологии, как правило, потребуется предварительное укрупнение частиц путем коагуляции.

Обратный осмос.

Бытовая мембрана

Промышленная RO

заключается в фильтровании растворов под давлением, превышающем осмотическое, через полупроницаемые мембраны. Термин «полупроницаемая» означает, что мембрана является проницаемой для одних частиц и непроницаемой для других.

Если использовать мембрану проницаемую только для молекул воды, то она не будет пропускать через себя растворенные в воде ионы солей. Спустя некоторое время можно будет заметить, что концентрации в обеих частях сосуда выравниваются. Таким образом происходит явление осмоса – чистая вода проходит через полупроницаемую мембрану в сторону концентрированного раствора и концентрации выравниваются. Это явление естественно, т.к. любая система стремится к равновесию.

Из рисунка видно, что в результате осмоса увеличивается высота столба жидкости в той части сосуда, где находился соленый концентрированный раствор. Высота будет увеличиваться до тех пор, пока давление столба жидкости (соляного раствора) не будет достаточно высоким, чтобы поток воды остановился. Прилагаемое давление, при котором поток воды через мембрану остановится, называется осмотическим давлением.

Если к жидкости приложить давление больше осмотического, поток воды через мембрану может развернуться в обратном направлении. На этом и основан термин «обратный осмос». В результате воздействия давления из соляного раствора через мембрану будет выходить только чистая вода, так как ионы солей (а также бактерии и вирусы) мембрана не пропускает.

Обратный осмос принципиально отличается от обычной фильтрации. Если при фильтрации продукт откладывается в виде кристаллического или аморфного осадка на поверхности фильтрата, то при осмосе образуются два раствора (пермеат и концентрат), один из которых обогащен растворенным веществом (концентрат). Таким образом, загрязнения не накапливаются на поверхности мембраны, а сливаются в дренаж.

Разделение воды обратным осмосом осуществляется без фазовых превращений, и энергия расходуется в основном на создание давления исходной жидкости и ее продавливание через мембрану. Эта энергия сравнительно не велика. Например, расход энергии на опреснение морской воды обратным осмосом составляет всего 2 – 2,5 кВт×ч/м3, в то время как на этот же процесс дистилляцией требуется затратить энергии в 10 – 15 раз больше.

Обратный осмос происходит под давлением воды от 6 (солоноватые воды) до 84 бар (соленая морская вода), через специальный мембранный модуль, состоящий из рулонных полупроницаемых мембран, размеры пор которых сопоставимы с размером молекулы воды (0,0001 мкм).

Наиболее важным свойством любой обратноосмотической мембраны является селективность — способность иметь различную проницаемость для разных компонентов раствора. Обратный осмос применяется, в основном, для деминерализации (опреснения) воды, а также для отделения растворителя от низкомолекулярных веществ, таких, например, как глюкоза.

Механизмы обессоливания (почему все происходит):

• Просеивание — через поры проходят молекулы воды и не проходят ионы растворенных веществ.
• Диффузия — вода диффундирует через мембрану, а ионы других веществ не просачиваются через нее из-за различия коэффициентов диффузии.
• Капиллярный — вода заполняет крупные поры мембраны, создавая при этом селективный барьер, не пропускающий ионы солей, неспособных к образованию водородных связей
• Адсорбционный — в растворе на поверхности гидрофильной мембраны в результате отрицательной адсорбции появляется слой чистой воды, поэтому, если поры в мембране не превышают удвоенной толщины такого слоя, через них может проходить только чистая вода.

Фильтр тонкой очистки воды

1 – В комплект фильтра тонкой очистки воды «Снежинка» входит: фильтроэлемент (мембранный фильтр), находящийся между двумя пластиковыми крышками; сливная трубка с замком для фиксации; поролоновая салфетка для промывки трековой мембраны и инструкция по эксплуатации фильтра для очистки и структурирования воды с гарантийными обязательствами.

2 – Фильтр тонкой очистки воды «Снежинка» в разобранном виде представляет из себя: неразборный фильтроэлемент с надетой на штуцер трубкой с замком для фиксации и две пластиковые крышки.

1 – Трековая мембрана фильтра тонкой очистки воды, по сути своей напоминает мелкую москитную сетку, устанавливаемую на окна для защиты от мух, комаров, мелких мошек, пчел и другой более крупной летающей и ползающей живности. Сетка также защищает от падающих листьев, тополиного пуха, грязи и пыли. Свободно пропуская воздух с растворенными в нем ароматами, сетка задерживает легкий мусор, пыль, грязь и всех потенциальных разносчиков инфекций, которые могут изрядно навредить здоровому, а тем более ослабленному организму человека.

2 – Фильтр тонкой очистки воды на трековой мембране, так же как и москитная сетка, имея микроскопические отверстия диаметром 0,4 микрона с плотностью до 300-400 миллионов на 1 квадратный сантиметр, пропускает только молекулы воды с растворенными в них полезными микроэлементами. А все нежелательные примеси в виде свинца, ртути, стронция, тяжелых металлов, радионуклидов, соединений хлора, 2-х и 3-х валентного железа на 80-100% не в состоянии пройти через мельчайшие поры трековой мембраны…
Все бактерии (кишечная палочка, холерный вибрион, штамм чумы, палочка ботулизма, туберкулезная палочка и т.д.) 100% задерживаются на поверхности фильтроэлемента и смываются с нее обычной водой, потому что они так же как мухи, сквозь москитную сетку, не в состоянии пройти через микроскопические отверстия трековой мембраны фильтра тонкой очистки воды.

Обратный осмос для очистки воды что это такое Принцип работы

Очистка воды обратным осмосом состоит из ряда последовательных процессов:

1. Предочистка.
2. Прохождение жидкости через мембрану.
3. Накопление уже отфильтрованной воды.
4. Финишная очистка.
5. Осуществление разлива воды через кран.

Система очистки воды осмосом подключается непосредственно к водопроводу, откуда в фильтр поступает обычная вода. Все примеси после окончания процесса очистки сливаются в канализационную систему. Производительность осмосной установки не очень высокая, поскольку тщательная очистка требует времени. На скорость прохождения воды через мембрану оказывают влияние разные факторы – это и степень загрязненности воды, и количество примесей, давление жидкости, температура, проницаемость самой мембраны.

Предочистка: особенности первой ступени очистки воды

Предочистка – это самая первая ступень очистки водопроводной жидкости. Можно ли обойтись без этого этапа? Нет, поскольку мембрана, используемая в качестве фильтра, может выходить из строя раньше времени при использовании сильно загрязненной воды (а стоит ее замена не дешево). Для проведения предочистки используется три типа фильтров:

• пятимикронный механический – полипропиленовый, задерживающий нерастворимые мелкие частицы, удаляющий песок, механические примеси, ржавчину;
• угольный – удаляет органические и химические примеси;
• механический одномикронный – удерживает механические частички до 1 микрона.

Главная задача всех перечисленных фильтров – подготовить воду для ее нормального прохождения через мембрану обратного осмоса.

Мембранная очистка

После предварительной очистки вода подается на мембрану. От состояния последней будет зависеть результат и качество очистки. Прохождение через мембрану – главный этап фильтрации в данном случае. Уровней фильтрации может быть разное количество – один, два и более. Размеры пор минимальные (всего 0.0001 микрон), а значит, через них ничего, кроме воды, не пройдет. В состав мембраны входит несколько слоев синтетического материала, закрученного в рулон. Сама конструкция основного фильтра продумана таким образом, чтобы очищаемая вода разделялась на две части:

1. Идеально чистая (ее еще называют кристальной) – она подается в накопительный резервуар.
2. Плотный водный раствор – его в процессе очистки система обратного осмоса сливает в канализацию.

Важно! Мембрана пропускает газы, определяющие вкус воды. Поэтому вода после очистки в данном фильтре получается настолько чистой, что кипятить ее не нужно

Накопление чистой воды

Очищенная вода подается в накопительный бак, объем которого зависит от модели (в среднем он составляет 4-12 л). По мере уменьшения объема воды в накопителе система доочищает новые порции. Материал изготовления бака – листовая сталь, покрытие – эмаль. Внутреннее пространство бака делится на две камеры, которые разделяются между собой мембраной из силикона. Нижняя заполняется воздухом, по мере расхода воды мембрана надувается, что позволяет поддерживать стабильное давление внутри системы. Вверху бака есть резьба для накручивания крана.

Постфильтрация

Следующий этап очистки воды в системах обратного осмоса – это постфильтрация. Для ее осуществления применяется постфильтр.

Результат использования фильтра тонкой очистки воды

1 – Состояние мембранного фильтра до начала использования.

2 – Состояние фильтра после фильрации водопроводной воды в течении месяца.

Результат говорит сам за себя — эта грязь могла попасть в наш организм.

Думаю, что каждый здравомыслящий посетитель сайта сделает для себя соответствующие выводы: какую воду употреблять и чем ее очищать от вредных примесей и болезнетворных бактерий …

Достоинствами мембранного фильтра тонкой очистки воды, на мой взгляд, являются:

• Очищение от примесей и одновременное структурирование воды;
• Мобильность — возможность брать за город, в отпуск, в командировки, путешествия и т.д.;
• Отсутствие необходимости стационарного подключения;
• Возможность использования любых подручных емкостей (пластиковых бутылей, кастрюль, банок и т.д.);
• Отсутствие сменных кассет (фильтроэлемент легко промывается под струей воды);
• Низкая конечная стоимость по сравнению с обычными фильтрами.

К недостаткам, на мой взгляд, можно отнести только:

Поскольку структура воды, пропущенной через фильтр тонкой очистки, практически, близка к структуре клеточной, что в свою очередь приводит к уменьшению энергетических затрат организма на ее структурирование, то это обстоятельство способствует более быстрому и качественному всасыванию воды в наш организм и насыщению ею клеточных структур.

Достоинствами структурированной воды, как известно, являются следующие свойства:

• Структурированная вода закипает быстрее нежели обычная из водопроводной системы;
• Структурированная вода, практически, не образует накипи на стенках емкости, например, чайника, что говорит об отсутствии в ее структуре примесей, которые попадают в организм с обычной водопроводной водой и вкупе со свободными радикалами образуют, например, камни в почках и желчевыводящих протоках, а также другие вредные соединения;
• Структурированная вода быстрее и более качественнее всасывается нашим организмом, который, как известно, в большей степень состоит из клеточной воды;
• Структурированная вода является универсальным раствори- телем за счет правильной кластерной структуры;
• Растения, поливаемые структурированной водой, отличаются активным ростом и большей пышностью чем политые, даже отстоявшейся водой (проверено на комнатных растениях). Также примером может служить активный рост растений после дождя, а не искусственного полива, т.к. дождевая вода является природной структурированной жидкостью.

К недостаткам можно отнести только:

Внимание! Здесь представлен простой и дешевый, а значит и более доступный способ получения структурированной воды в домашних условиях — способ, при котором пропущенная через фильтр тонкой очистки вода, очищается и структурируется одновременно. Другая информация, подтверждающая практическое применение советов, будет выкладываться по мере готовности материала

Другая информация, подтверждающая практическое применение советов, будет выкладываться по мере готовности материала.

Предыдующая страница
4

Следующая страница >>

Мембранная фильтрация

Мембранная фильтрация, или как ее еще называют — ультрафильтрация или молекулярная фильтрация, представляет собой процесс разделения веществ с помощью мембран, имеющих определенную величину пор.
 

Микрофильтрация ( мембранная фильтрация) — разделение коллоидных систем и осветление р-ров отделением от них взвешенных микрочастиц. Наряду с полимерными мембранами для микрофильтрации перспективны также ядерные фильтры.
 

Сущность метода мембранной фильтрации заключается в фильтрации проб воды через мембранный фильтр и выдерживании фильтра в питательной среде с последующим подсчетом колоний микроорганизмов.
 

Сущность метода мембранной фильтрации заключается в фильтрации проб воды через мембранный фильтр и выдерживании фильтра в питательной среде с последующем подсчетом колоний микроорганизмов.
 

Одной из важных проблем мембранной фильтрации является возникновение градиента концентрации: у самой поверхности мембраны концентрация макромолекул становится столь высока, что может препятствовать ультрафильтрации. Особенно это заметно при работе с высокомолекулярными белками. Для получения хороших результатов при мембранной фильтрации очень существенную роль играет выбор оборудования.
 

При оценке окружающего воздуха посредством мембранной фильтрации образцы собирают на поверхность фильтра, который исследуют путем микроскопии или помещают на питательную среду для получения изолированных колоний.
 

В случае неэффективности разведения лекарственного средства используют метод мембранной фильтрации.
 

Еще одним методом отбора проб микроорганизмов в чистом помещении является мембранная фильтрация. Мембранный фильтр устанавливается в держатель, подключается к насосу и через фильтр пропускается заданный объем воздуха. Одна из таких систем представлена на рис. 14.4. Затем мембрана вынимается из держателя фильтра, размещается поверх агаровой среды и инкубируется, после чего подсчитывается число микроорганизмов, сформировавших колонии.
 

Если объем содержимого единицы превышает 100 мл, предпочтительнее использовать метод мембранной фильтрации.
 

Если объем содержимого единицы превышает 100 мл, предпочтительнее использовать метод мембранной фильтрации.
 

При анализе применяют обычную аппаратуру микробиологической лаборатории, а также аппаратуру для мембранной фильтрации и стерильные мембранные фильтры с номинальным размером пор 0 45 мкм.
 

Указанные стандарты устанавливают два метода обнаружения микроорганизмов: метод обогащения в жидкой среде и метод мембранной фильтрации.
 

Борьба с микробами-контаминантами в биотехнологических производствах Защита биотехнологических процессов от микробов-контаминантов эффективно осуществляется с помощью различных фильтров В последнее десятилетие широкое распространение приобрела мембранная фильтрация в целях получения стерильных воздуха и различных жидкостей ( разновидность холодной стерилизации) Более того, мембраны нашли применение в рДНК — биотехнологиии, в дисперсионном и других анализах биомолекул.
 

При определении стерильности лекарственных средств, обладающих выраженным антимикробным действием, и лекарственных средств, разлитых в емкости более 100 мл, используют метод мембранной фильтрации.
 

Методы очистки воды.

В Европейских странах давно отказались от хлорирования воды. Применяемые там ультрафиолетовое облучение и озонирование позволяют гораздо эффективнее очищать воду и улучшать ее качественный состав.

В России же до сих пор основным методом считается хлорирование.

Но проблема усугубляется тем, что после очистки на городских станциях вода следует к потребителю, то есть к нам с вами, по огромному количеству водопроводных труб, многие из которых уже давно требуют замены. В воду на долгом пути ее следования к конечному потребителю попадают бытовые отходы, ржавчина, и различные микроорганизмы. Ну а состояние труб в жилых домах и квартирах вообще никем не контролируется. И если вашему дому 45-50 лет, то нетрудно себе представить, насколько они проржавели и износились за столь длительный срок эксплуатации.

Но далеко не всё, что приносит вред организму, можно разглядеть невооруженным глазом. Вопрос, пить или не пить водопроводную воду, каждому из нас приходится решать самому. А вопрос этот непростой. Воду с хлором пить вредно, прокипячённую воду многие называют «мертвой», пить бутилированную воду рискованно (поскольку никому в точности не известно, что именно и как разлито в бутылки), а родниковую воду – иногда просто опасно (нередко при проверке оказывалось, что она содержит опасные вещества).

Так, где же взять чистую воду

И выходит, что на ближайшие годы единственно эффективным решением этой жизненно важной проблемы становится доочистка той самой воды, что течет из-под крана.

И самый распространенный способ доочистки воды – это применение различных фильтров. Для водопроводной воды требуется механическая очистка от твердых и взвешенных частиц, химическая очистка от растворенных органических и неорганических примесей, микробиологическая очистка от возбудителей инфекционных заболеваний. И не каждый фильтр будет отвечать таким высоким требованиям.

Но мало, просто очистить воду от вредных примесей. Надо еще суметь сохранить находящиеся в ней необходимые для человека микро- и макроэлементы, при отсутствии которых вода теряет свои свойства. Как это сделать?

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.