Мембранный фильтр – область применения и советы по выбору

Питьевая вода, которая поступает в дома и квартиры миллионов людей, содержит самые разнообразные бактерии и примеси. Многие ошибочно считают, что все эти вещества нейтрализуются при температуре 100 °С, то есть во время длительного кипения воды. Большинство примесей, содержащихся в водопроводной воде, пагубно влияют на здоровье человека, особенно на физическое состояние грудных детей. Постоянное употребление воды плохого качества вызывает развитие серьезных хронических заболеваний. Мембранный фильтр — отличный способ очищения воды.

Как работает мембранный фильтр

Все системы для фильтрации воды имеют одно главное достоинство — они способны удерживать вредные примеси и их соединения. Мембрана представляет собой тонкую пленку из синтетического материала. Через специально подготовленные отверстия в пленке пропускается только вода и кислород. Чем меньше размер частиц, тем меньше должны быть поры мембраны. Все твердые частицы и растворенные органические вещества удерживаются на внешней поверхности фильтра.

В мембранных фильтрационных системах движение воды организовано по «тангенциальной» схеме, то есть вода собирается с обеих сторон пленки. Большой объем воды проходит через фильтр и очищается, а чтобы смыть скопившуюся грязь и вывести ее в дренаж, используется направленный водный поток. Чтобы мембранный фильтр без проблем функционировал, в его конструкции существует один вход и несколько выходов. 

Мембранные системы подходят для воды, используемой в быту, в образовательных и медицинских учреждениях, а также для очистки стоков и т.д.

Для увеличения производительности мембранных фильтров необходимо обеспечить высокую скорость фильтрации, а именно:

• увеличить площадь фильтрующей пленки;

• повысить давление (напор);

• уменьшить толщину пленки;

• повысить температуру воды;

• уменьшить концентрацию примесей.

На сегодняшний день разработана еще одна система работы мембранных фильтров для экстренных случаев, когда невозможно подключиться к трубопроводной системе. Основной принцип — мембранная пленка располагается в резервуаре с водой, через трубку чистая вода поступает в другой сосуд по принципу работы сообщающихся сосудов. 

Достоинства мембранных фильтрационных систем:

• удобное использование;

• простое обслуживание;

• длительный эксплуатационный период;

• высокое качество;

• компактность.

К недостаткам стоит отнести высокую стоимость и медленную скорость очищения воды, что может потребовать использование нескольких накопительных резервуаров. 

Видео про мембранный фильтр для воды

Типы мембранных фильтров

Разделение по типу мембран

Фильтры мембранной очистки были придуманы еще в конце позапрошлого столетия. В основе первых фильтрационных систем располагалась клетчатка, и только в 60-х годах двадцатого столетия был разработан аналог современных мембран.

Основное отличие фильтров мембранного типа друг от друга — размер отверстий. Чем меньше диаметр пор, тем выше давление пропускаемой воды и тем выше степень очистки.

Классификация мембранных фильтров в зависимости от размера пор: 

• «микро» – 0,1-1,0 мкм; препятствует помутнению воды и способствует грубой обработке от коллоидных частиц и тонкодисперсных примесей. Чаще всего такие фильтры используют для обработки сточных вод.

• «ультра» – 0,02-0,1 мкм; этот тип мембранных фильтров необходим для устранения коллоидных примесей и высокомолекулярных загрязнений, микроорганизмов, водорослей и т. п. Существенный недостаток — не задерживает растворимые соли. Ультрафильтрационные мембраны можно использовать в промышленных очистных сооружениях и в быту (в местах, где допускается содержание солей).

• «нано» – 0,001-0,02 мкм; системы для очистки жесткой воды с содержанием хлора или органики. Такие мембранные фильтры пропускают практически все количество растворенных солей, тем самым сохраняют и пополняют содержание жизненно необходимых веществ в организме человека.

• обратноосмотические мембранные фильтры – 0,0001-0,001 мкм — самые дорогие и наиболее эффективные системы, гарантирующие глубокую очистку воды. Такие мембраны препятствуют прохождению любых видов загрязнений (вирусов, бактерий, нефтяных продуктов, пестицидов, красителей, удобрений и т.п.) и каких-либо растворимых веществ. Даже морская вода будет опреснена на 95%. Из недостатков этой мембранной модели можно отметить большой расход воды. Дело в том, что при малой мощности напора для работы и удаления примесей, часть воды уходит в дренажную систему для слива сточных вод. Подобное устройство допустимо при фильтрации воды на производстве или в промышленному цеху, но в бытовых условиях это не нужно и не выгодно.

Вода после фильтрации через мембрану (особенно через мембранный обратноосмотический фильтр), очищается полностью, то есть становится практически безвкусной, поэтому чтобы использовать для питья, профильтрованную воду следует насытить солями кальция и магния.

Минерализатор – это специальный картридж, содержащий природные минералы и позволяющий обогатить почти полностью дистиллированную воду необходимыми минеральными веществами. Если профильтрованная вода используется для приготовления пищи или сложных напитков (коктейлей, соков, кваса, алкогольной продукции и т.п.), можно не приобретать минерализатор.

Разделение по конструктивному типу

Размер пор мембранных фильтров — не единственный критерий для классификации. Также эти фильтры имеют различие во внешнем виде, геометрии и конструкционном устройстве:

Плоские дисковые мембраны подразделяются на три подвида:

• бесподложечные , выполненные из однородного вещества;

• армированные , имеющие тканевую основу с нанесенным пористым материалом;

• подложечные – с подложкой из крупнопористого материала и рабочего слоя.

Плоские дисковые мембраны выполнены из композитных тонких пленок, имеющих три различных слоя. Первый слой — полистирол. Второй – не сжимающийся и не деформирующийся под высоким давлением полисульфон с порами. Третий слой, в роли барьера, выполнен из ароматического полиамида. Фильтры изготовлены по типу «фильтр-пресс», просты в использовании и обслуживании.

Трубчатые мембранные фильтры. В основе — пластмассовая, керамическая, металлическая или тканевая мембрана-трубка, симметричная или ассиметричная, имеющая диаметр в несколько миллиметров или сантиметров. Особенностью ассиметричного мембранного фильтра является наличие уплотнения на одной из поверхностей, являющегося рабочим слоем.

Рулонные мембранные фильтры. Они имеют удобную форму и тонкий рабочий слой, что гарантирует высокую эффективность и минимальный процент засорения. Достоинства — высокая плотность упаковки мембран, автоматическая сборка фильтров и небольшое количество металлических элементов.

Половолоконные мембраны, выполненные в виде узких трубок. Рабочая поверхность этих фильтров увеличивается благодаря использованию нескольких мембран. Из-за большого количества волокон (трубок) вода, поступающая на фильтрацию, нуждается в дополнительной обработке, так как контролировать качество очистки в каждой мембране достаточно трудно. Более

Бытовые или керамические мембранные фильтры — небольшие по размерам устройства, представляющие собой нержавеющие стальные корпуса диаметром до 10 см, длиной не более 35 см и с мембранными блоками. Мембрана представлена пучком металлокерамических трубок с мелко пористой структурой, через которые под давлением подается вода. Эти фильтрационные системы имеют длительный срок службы и не нуждаются в замене каких-либо элементов, они устойчивы перед действием кислотных и щелочных продуктов. Слой грязи можно счищать самостоятельно губкой для мытья посуды (без использования чистящих средств), а в некоторых моделях имеется система обратной промывки. Существенный недостаток — сложное и затратное производство фильтров, соответственно, и высокая стоимость таких установок (купить керамические мембранные фильтры для воды можно не менее чем за 15.000 рублей). 

Как выбрать мембранный фильтр

Чтобы подобрать очистную систему, следует определить, какие примеси содержатся в воде в наибольшем количестве и какие санитарные нормы установлены. Так, например, если содержание растворимых в воде солей находится в установленных пределах, не нужно приобретать дорогостоящую фильтрационную систему керамического мембранного типа, достаточно использовать угольный сорбционный фильтр.

Обратноосмотические фильтры нуждаются в предварительной подготовке воды (необходимо установить дополнительные фильтры и баки), а давление должно быть не менее 3 бар, в противном случае скорость фильтрации будет существенно ниже нормы. Чем больше комплекс фильтрационной системы и сложнее технология очистки, тем выше стоимость.

Как установить мембранный фильтр

При установке фильтрационной системы своими руками (например, при монтаже фильтра под раковиной к крану с питьевой водой и при подключении к колену для слива стоков) нужно знать последовательность действий. Монтажные работы по установке под мойку мембранной фильтрационной системы займут по времени у специалиста не более получаса. Если пользователь планирует самостоятельно устанавливать фильтр, то инструкции, приложенной к фильтру, ему будет достаточно. Все этапы монтажа должны строго соответствовать информации, изложенной в методических указаниях.

Основные этапы:

1. Предварительно необходимо подготовить место работы, то есть убрать ненужные предметы мебели и очистить пространство для размещения фильтра. Важно перекрыть воду!

2. Далее раскручивают соединение магистрали со смесителем. В линию монтируется резьбовой тройник и шаровой кран для подачи воды в систему фильтрации.

3. Устанавливается кран под питьевую воду в мойку. В колене просверливают отверстие для отведения сточных вод из фильтра. При подаваемом большом давлении следует установить редуктор и манометр.

4. Далее необходимо собрать все элементы мембранного фильтра в единое целое согласно инструкции и соединить его с системой подачи воды и сливом. Важно контролировать правильность соединения вывода для сточных вод и шланга подачи на кран.

5. В состав мембранного обратноосмотического фильтра обычно входит фильтр для предварительной обработки и пост-фильтр. Предфильтры должны эффективно удалять большинство частиц и коллоидных загрязнений, отличаться высокой грязеемкостью, природной гидрофильностью, прекрасной термостойкостью, обеспечивать высокие показатели скорости потока и стабильно высокий ресурс в течение долгого времени. Финишные мембранные фильтры должны эффективно удалять микроорганизмы и бактериальные эндотоксины (пирогены), подвергаться проверке на целостность. Согласованная комбинация предфильтра и финишного фильтра обеспечивает высокую скорость потока и стабильность рабочего ресурса.

6. После монтажа необходимо в течение десяти минут прогнать систему без мембраны, затем – заново перекрыть воду. В систему крепится мембрана и также в течение 10 минут проверяется работа фильтра.

7. Отфильтрованная вода в питьевом кране должна соответствовать установленным нормам по содержанию солей. Для контроля используется TDS-тестер.

Другие модели фильтрационных мембранных систем монтируются аналогичным способом.

Как чистить мембранный фильтр

Срок эксплуатации мембранного фильтра, его чистка или замена фильтрующих элементов зависят от нескольких факторов:

• качество воды;

• подаваемый объем;

• давление в системе.

Невозможно точно установить срок чистки или замены мембраны. В среднем, в бытовых условиях фильтр безукоризненно служит на протяжении двух лет. В промышленных масштабах — от шести месяцев до пяти лет.

Если пользователь не ограничен в финансовых средствах, менять мембраны в фильтрационных системах следует ежегодно. Если такой возможности нет, мембрану можно промывать, а не менять. Так, некоторые производители фильтров предусматривают промывку мембран, то есть необходимо включать обратный режим подачи воды или менять давление потока.

Промыть мембрану можно и самостоятельно, если установленный фильтр имеет соответствующую конструкцию. Следует тщательно прополоскать фильтрующую пленку под проточной водой или в мыльном растворе и установить обратно. Если на мембране толстый слой грязи, можно оставить ее на несколько часов в теплой воде с 5% раствором лимонной кислоты. После обратной установки, необходимо пропустить воду в течение получаса.

Отзывы про мембранный фильтр

Часто задаваемые вопросы про мембранный фильтр

• Мембранные фильтры делают воду «мёртвой», наподобие дистиллированной. Это действительно так?

Всё зависит от того, для каких целей вы будете использовать полученную воду. Системы, основанные на методе обратного осмоса, обеспечивают почти стопроцентную очистку. На этой воде можно готовить пищу и напитки, но перед употреблением в чистом виде её желательно обогатить солями магния и кальция (для этого применяют минерализаторы).

• Очищенная фильтром вода как-то влияет на пищу, приготовленную на ней?

При фильтрации воды из неё удаляются примеси, изменяющие вкус блюд, в которые добавляют эту воду. Больше всего это ощущается на примере напитков: если вы варите кофе на очищенной воде, то самого кофе истратите меньше, а вкус и аромат готового напитка останутся такими же яркими и насыщенными. Поэтому вода, пропущенная через мембранный фильтр, является идеальной основой для приготовления коктейлей, соков, пива. Технологию фильтрации воды методом обратного осмоса активно используют пивоварни, стремящиеся достичь максимально высокого качества продукции, и другие предприятия, которые производят спиртные напитки.

Кроме того, очищенная вода не создаёт отложений извести внутри чайников и другой посуды, в отличие от обычной воды из-под крана.

• У меня установлены счётчики на воду, мне не подойдёт дренажный поток.

В России довольно низкие тарифы на холодное водоснабжение и водоотведение. Поэтому можно не опасаться каких-либо серьёзных расходов из-за воды, сливаемой в дренаж при регулярном пользовании мембранным фильтром, установленным под раковиной.

Так, например, суточная потребность в очищенной воде у средней семьи, состоящей из четырёх человек, – всего 5 литров или немногим более. Ежемесячный расход на подачу и отведение холодной воды в этом случае составит 18-30 рублей (в разных регионах тарифы на воду несколько отличаются). Это не так много и не ударит по карману семьи даже с самыми скромными доходами, зато качество и количество чистой воды с лихвой окупит расходы на очистку.

• Какова стоимость фильтров?

Это самый частый вопрос потребителей. Но на него, увы, нет ясного и однозначного ответа, поскольку фильтры, имеющиеся в продаже, сильно отличаются по параметрам и по цене. Оборудование подбирается в соответствии с пожеланиями заказчика и на основе анализа воды. Бывает так, что комплекты с одинаковой производительностью, рассчитанные, к примеру, на очистку от одного и того же количества железа, заметно различаются по стоимости (иногда – в несколько раз).

• В каком обслуживании нуждаются мембранные очистительные системы?

Только в регулярной замене фильтров предварительной очистки (не менее двух раз в год). Эту несложную задачу каждый владелец фильтра может выполнять самостоятельно.

• Как определить, что пришла пора менять мембранный фильтр?

Мембранная очистительная система рассчитана на срок эксплуатации в 2-3 года (при условии регулярной замены фильтров предварительной очистки и соблюдения инструкции). Однако если вы обнаружили, что система производит намного меньше воды, чем раньше, или вкус её стал каким-то другим, это может означать, что мембранный фильтр нуждается в замене.

• Как правильно выбрать мембранный фильтр, если вода богата солями, и за неделю они откладываются на поверхностях толстым слоем извести?

Для воды высокой жёсткости лучше всего подойдёт осмотический фильтр. Он практичен и удобен в быту. Для воды, уже очищенной от кальция и магния, можно использовать обратноосмотический фильтр. Само по себе удаление из воды кальция может быстро вывести фильтр из строя из-за повреждения мембраны. Поэтому очистительные системы включают в себя целый комплекс агрегатов. Вода в них проходит несколько этапов очистки, причем мембрана стоит в самом конце процесса (либо является предпоследним этапом). Поэтому фильтры, оснащённые системой обратного осмоса, считаются наиболее совершенными и дают максимально высокое качество воды. Если бюджет позволяет приобрести такой фильтр, то стоит отдать предпочтение именно ему.

На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.

Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предоставляет полный спектр услуг — консультацию специалиста, анализ воды из скважины или колодца, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы компания предоставляла и сервисное обслуживание фильтров.