Мембрана обратного осмоса
Мембрана обратного осмоса купить
Из содержания этой интересной статьи вы узнаете:
3. Очистка мембран обратного осмоса
1. Что такое обратный осмос
Очистка воды обязательный процесс перед любым её использованием. Существует много методов и установок для фильтрации. Но далеко не все они могут справиться со всеми загрязнениями без использования дополнительных компонентов. Один из самых известных методов фильтрации – обратный осмос. Обратный осмос – это процесс, при котором поток воды под давлением проходит сквозь специальный фильтр, получая раствор с меньшей концентрацией. Фильтром, в данном случае, выступает мембрана. Этот метод очищения известен очень давно. Изначально осмос использовался при обессоливании морской воды. В настоящее время данная технология применяется в различных сферах от бытового до промышленного производства. Благодаря такой очистке, из воды удаляются все вредные примеси и она годна к употреблению. Такая тонкая очистка необходима для многих производственных предприятий. Это касается пищевой промышленности, заведений общепита, санатории и так далее. Установка системы обратного осмоса дома позволяет пить воду прямо из-под крана, без отстаивания и дополнительной фильтрации. Несмотря на то что метод давно не новый, его продолжают совершенствовать, снижая расход и повышая производительность. На сегодняшний день установки обратного осмоса являются широко востребованными и дают возможность полного очищения воды.
 |
 |
Рис. 1 Бытовая и промышленная "Вагнер" система обратного осмоса
2. Принцип работы мембраны
Мембрана достаточно универсальна и способна задерживать большое количество разнообразных примесей. Это органические соединения, неорганические элементы, соли кальция и магния, бактерии, газы. Мембрана состоит из небольшого количества слоев. Самый нижний – сетка сепаратор. После нее идет подложка из полиэтилена, волокно из полиэстера и мембрана. Она имеет вид трубки с большим количеством ячеек. Ячейки имеют конусовидную форму, сужаясь в конце. Это необходимо для задержки самых мелких элементов примесей. Все слои элемента плотно соединены друг с другом.
Вода, прошедшая обработку мембранным способом, очищается от загрязнений на 98%. Проходя сквозь ячейки, разделяется на два потока. Первый, пермеат, являющаяся очищенной подается в накопительную ёмкость. Второй- концентрат, уходит в дренаж.
Мембраны классифицируются по нескольким признакам:
Основа элемента. Может быть из полимеров, сформированных сухим, мокрым или сухомокрым методом, сплав полиэлектронных компонентов.
Назначение. То есть для каких целей используется элемент.
Структура. Может быть монолитная или пористая.
Отдельной категорией являются ассиметричные. В этом случае у мембраны полимерная плотность в верхнем слое выше, чем в основном. Качество мембран также классифицируется по следующим признакам:
Проницаемость. Это количество элементов, которые проходят сквозь мембрану за определенное время.
Способность к разделению.
Средняя производительность.
Стойкость к агрессивным элементам.
Стойкость мембраны к составу воды, а именно наличия в ней кислот и щелочей, является обязательным параметром при опреснении. Ацетатцеллюлозные элементы для такого состава воды не подойдут. Более устойчивые мембраны из полисульфатов или полиамидов. Все вышеперечисленные свойства влияют на работоспособность мембраны и стабильность очистки. Повлиять на это может колебание давления при подаче воды или засорением фильтра. Засорение может произойти при высокой концентрации примесей, которые закупоривают ячейки. Или из-за солевого осадка, который образуется при кислой среде. Для того чтобы избежать механических загрязнений фильтра, перед мембраной устанавливают дополнительные компоненты. Если опресняется морская вода, то также необходима дополнительная подготовка.
Изменение температуры потока не является критичным для мембранного фильтра. Однако, из-за вязкости среды, снижается средняя производительность. При сильно высоких температурах происходит увеличение процессов гидролиза и срок службы мембран сокращается. Оптимальной температурой очистки считается от 30 до 35 градусов.
Давление воды также желательно контролировать. Его увеличение уплотняют полимерные мембраны, в этом случае фильтр загрязняется быстрее. Загрязняющие элементы из-за повышенного давления способны глубже оседать в порах более плотным слоем. Оптимальным выбором давления для плоских мембран будет от 5 до 6 Мпа. Мембраны из полых волокон предпочитают давление не выше 3 Мпа.
Кроме основных признаков различия мембран есть и косвенные. Они касаются размеров ячеек. Разделяются на нанофильтрацию, ультрафильтрацию и микрофильтрацию, макрофильтрация и для обратного осмоса.
Мембраны макрофильтрации используются для очищения от механических и окисленных загрязнений. Размер ячеек может быть от 1 до 100 мкм. 1 микрометр равен 0,001 миллиметра.
Мембраны микрофильтрации позволяют производить очистку от коллоидных соединений, взвесей и бактерий. Размер ячеек от 0,1 до 1 мкм. Такие мембраны являются доочисткой для получения наиболее очищенной воды. Используются для пищевых производств, для изготовления напитков.
Мембраны ультрафильтрации, также как и микрофильтрация, способны очищать от коллоидных взвесей и бактерий. Кроме того они задерживают более крупные элементы. Размер ячеек от 0,002 до 0,1 мм.
Мембраны нанофильтрации убирают не только примеси, но и бактерии и многозарядные ионы. Позволяют обеззараживать и получать очень чистую воду. Такие мембраны часто устанавливают в бытовой сфере фильтрации. Размер пор составляет от 0,001 до 0,002 мкм.
Мембраны для систем обратного осмоса способны производить сверх чистую воду, имея размер ячеек не более 0,0001 мкм. При такой фильтрации происходит удаление всех растворенных и нерастворенных частиц.
Рис. 2 Принцип работы мембраны обратного осмоса
2.1 Для дома
Мембраны обратного осмоса широко распространены в быту. Устанавливают их в специальные системы. Позволяет качественно очистить водопроводную воду, удаляя соли жесткости, растворенные газы, железо и другие элементы, которые пагубно влияют на организм. Такая система способна обеспечивать питьевой водой семью из 6 человек на постоянной основе. Срок службы мембраны в бытовых устройствах составляет 1 год. При этом её необходимо периодически промывать от накопившихся примесей. Очистка проводится один раз в 3-9 месяцев. Количество промывок зависит от химического состава исходной воды и частоты использования фильтра.
Рис. 3 Бытовая мембрана обратного осмоса
2.2 Для промышленности
В промышленности также используется мембранный метод фильтрации. Мембрана является основой обратноосмотической установки. Используются полимерные элементы, с самым маленьким размером ячеек, способным удалить даже самые мельчайшие загрязнения. Самостоятельно мембрана произвести очистку конечно же не сможет, поэтому в системе внедрены дополнительные элементы включающие в себя насос, датчики, распределение потоков. Кроме того для таких устройств необходима предварительная очистка от больших механических загрязнений, во избежание поломки мембраны.
Рис. 4 Промышленная мембрана обратного осмоса
3. Очистка мембран обратного осмоса
Промывка мембран является обязательным действием для любой системы фильтрации. Чем более загрязнена вода различными примесями, тем чаще осуществляется промывка. При несвоевременном очищении элемента сильно падает эффективность фильтрации. Существует несколько видов загрязнения мембраны:
Меловые. При таких загрязнениях на поверхности фильтра появляются светлые образования. Они могут быть желтоватого или бежевого оттенка. Убирается с помощью соляной кислоты.
Гипсовые. Образуется из-за солоноватой воды с содержанием сульфата кальция. Также образуются светлые вкрапления.
Железные. Рыжий или бурые отложения из-за высокого содержания в воде железа.
Кремниевые. Появляется устойчивый налет, который невозможно удалить. Увеличивается при постоянном использовании мембраны.
Биологический. Темный налет из-за скопления бактерий. Может быть в виде слизи.
Промывка мембраны осуществляется двумя способами: химическим или механическим. При использовании химического способа необходимо точно знать причину появления налета. В противном случае может возникнуть химическая реакция, которая приведет к неисправимым последствиям.
В домашних условиях промывка мембраны происходит следующим образом:
- Перекрывается кран накопительной емкости.
- Закрывается кран перед фильтром и блокируется кран для сброса давления.
- Разъединяется трубка и штуцер, достается фильтр.
- Промывается мембрана лимонной кислотой. Дозировка 1 литр воды и 150 гр кислоты. Мембрана держится в растворе от 5 до 12 часов. После этого система собирается в обратном порядке.
В промышленной сфере чаще всего промывка осуществляется реагентами. Все используемые вещества должны быть безопасны и не причинить вред системе. Поэтому заранее определяется концентрация и назначение реагента и рассчитывается исходя из характеристик мембраны.
