Ультрафильтрация воды: варианты применения, выбор установки

Ультрафильтрация воды – новейший способ обеззараживания жидкости, который с каждым днём становится всё популярнее в борьбе с вредными бактериями. Несмотря на то, что данный метод набирает обороты только сейчас, он был изобретён раньше. Всё потому, что существует ещё один метод борьбы с вирусами в воде, который называется реагентным обеззараживанием. Второй способ был известен ещё до появления ультрафильтрации воды, однако, по некоторым причинам реагентное обеззараживание менее эффективно.

Что такое ультрафильтрация воды

С помощью системы ультрафильтрации воды можно легко избавить жидкость от вредных микробов посредством ее продавливания через специальную мембрану, на которой имеются поры размером до 0,1 мкм. Довольно популярными на сегодняшний день являются капиллярные ультрафильтрационные мембраны, позволяющие сэкономить ресурсы. Такие мембраны ультрафильтрации воды имеют следующие характеристики:

• качественная очистка под давлением до 6 атм;

• наименьшие затраты реагентов;

• упрощённая автоматизация;

• гарантированное удаление взвешенных частиц;

• дезинфекция воды до 99,99%;

• осветление жидкости;

• устранение железа и марганца;

• фильтрация воды от органики;

• повышенная степень очистки до 0,01 микрон;

• сохранение природного солевого состава жидкости.

Ультрафильтрация воды известна ещё с конца XX века, когда в промышленности стали использовать специальное ультрафильтрационное оборудование. В современном мире станций по ультрафильтрации воды более сотни. Возросла и их производительность – до 4105 м³/сут. Таким образом, каждый год растёт объём воды, прошедший систему ультрафильтрации (в общей сложности – 25%). Ультрафильтрация воды не просто очищает жидкость из различных источников от вредных микроорганизмов, но и позволяет провести эту процедуру с наименьшими затратами ресурсов.

Чем метод ультрафильтрации воды отличается от обратного осмоса

Сходство между ультрафильтрацией воды и системой обратного осмоса заключается в применении мембраны. И через мембрану ультрафильтрации воды, и через систему обратного осмоса проходит жидкость, избавляясь, таким образом, от вредных компонентов. Степень очистки при этом будет зависеть от величины пор, расположенных на мембранных модулях. Как мы уже упоминали выше, мембранные поры в установке ультрафильтрации воды имеют размеры до 0,1 мкм. Поры мембраны системы обратного осмоса составляют до 0,001 мкм. Вывод напрашивается сам собой: система обратного осмоса позволяет добиться максимальной фильтрации воды, поскольку мембрана, через которую проходит жидкость, имеет меньший размер пор. Разумеется, и цена системы обратного осмоса гораздо выше стоимости ультрафильтрации воды. Однако не следует разочаровываться: вы можете провести качественную очистку воды, потратив меньшее количество денежных средств.

Где применяется очистка воды ультрафильтрацией

Ежесуточно благодаря установке ультрафильтрации воды удаётся дезинфицировать до 4105 м³ жидкости. Таких систем по миру насчитывается огромное количество. Ультрафильтрация воды отлично подойдёт для очистки природной питьевой и промышленной воды с учётом минимума расходного материала.

Вот некоторые из способов очистки жидкости с помощью ультрафильтра:

• Ультрафильтрация для дезинфекции воды.

Используя обыкновенные фильтры для воды, можно избавиться от бактерий и вирусов на 99,99%. Также и по сей день существуют стандартные методы дезинфицирования жидкости с помощью озона, хлора, ультрафиолета и пр. Однако эти способы немного устарели. Ультрафильтрация воды в отличие от вышеперечисленных методов дезинфекции помогает физически избавиться от нежелательных микроорганизмов. Такой результат позволяет получить специальная ультрафильтрационная мембрана с минимальным диаметром, который гораздо меньше размеров микроорганизмов, содержащихся в жидкости. Благодаря микроскопическим порам мембраны ультрафильтрация воды задерживает огромное количество вредных бактерий и вирусов. Таким образом, отпала необходимость хлорировать воду. Само обеззараживание используется перед непосредственной подачей жидкости.

• Ультрафильтрация промышленных сточных вод, а также хозяйственно-бытовая обработка.

Ни для кого не секрет, что вторичное пользование очищенной водой экономит максимум ресурсов. Поэтому сегодня широко распространена ультрафильтрация сточных вод для дальнейшего использования жидкости на производстве. Ультрафильтрация сточных вод избавляет природные источники от вредных техногенных загрязнителей.

• Ультрафильтрация для предварительной очистки воды перед обратноосмотической фильтрацией.

Система обратного осмоса работает благодаря патронным или мешочным фильтрам, имеющим размеры по 5 микрон, что позволяет провести предварительную очистку жидкости. В сравнении с ними фильтры для ультрафильтрации воды работают гораздо дольше и значительно экономят фильтрующий материал.

Благодаря ультрафильтрации воды можно нормализовать коллоидный индекс SDI (уровень 1-2). Таким образом, мембрана осмоса будет требовать промывки или замены гораздо реже.

Во время предварительной очистки жидкости перед системой обратного осмоса пользуются осветлителем и флокулянтом. Флокулянты не так просто подобрать, как кажется. Например, использование катионных флокулянтов запрещено из-за отрицательного заряда мембраны. Иногда можно применять неионогенные и анионные флокулянты, но не так часто, как хотелось бы. Необходимо внимательно подойти к вопросу выбора флокулянта, поскольку ошибка может привести к блокировке мембраны. Чтобы избежать излишней осторожности и сохранить собственные нервы, лучше использовать ультрафильтрацию воды.

Порой мембрана системы обратного осмоса даёт сбой из-за так называемого биообрастания, от которого можно застраховаться с помощью ультрафильтрации воды. Процесс биообрастания вызывает повышенная температура жидкости. В ней, как правило, содержится огромное количество органических веществ, из-за чего окисляемость воды превышает 3,0 мгО2/л. Помимо повышенной окисляемости, на биообрастание влияют межпромывочные циклы и обсеменённость жидкости.

Органические примеси, которые испытали процесс осветления, блокируют поры мембран. Ультрафильтрация воды помогает добиться качественной очистки воды без биообрастания. Также это касается ультрафильтрации сточных вод.

• Фильтрация промывных вод как песчаный, обезжелезивающий и осветительный метод.

Ультрафильтрация промывных вод позволяет значительно повысить уровень применения такой жидкости до 99,8%.Ультрафильтрация промывных вод осуществляется с использованием фильтра-пресса, который механически осушает осадок.

• Ультрафильтрация для осветления питьевой воды.

Перед применением того или иного способа очистки жидкости от вредных бактерий и вирусов стоит заострить внимание на конечной стоимости процесса. Каково в итоге соотношение цены и качества. Миниатюрная установка ультрафильтрации воды позволяет добиться гарантированного результата очистки жидкости с минимальными вложениями. Установка ультрафильтрации воды не только проста в применении, но и помогает сэкономить массу ресурсов.

В конечном счёте цена осветлённой воды, полученной при ультрафильтрации, зависит от изначального качества жидкости и эффективности миниатюрной установки ультрафильтрации воды. В числовом аспекте стоимость очищенной жидкости будет не более 3500 рублей за м³ с учётом производительности оборудования 100 м³ в час. При более высокой производительности цена будет «скакать» от 500 до 2000 рублей за м³.

• Ультрафильтрация для осветления воды при розливе её по бутылкам как питьевой, так и минеральной.

Мнение о том, что вода из природных источников не нуждается в ультрафильтрационной очистке, ошибочно. Если осуществить только механическую очистку жидкости при помощи картриджного или мешочного фильтра, результат будет минимальным. Ультрафильтрация воды с помощью её осветления не только максимально избавляет жидкость от вредных бактерий и вирусов, но и улучшает вкус и стерилизацию сырья.

• Ультрафильтрация воды перед ионообменным фильтром.

Применение ионообменного фильтра в производственных целях не так просто, как кажется. Во время планирования установки такого фильтра не учитывается гранулометрический состав жидкости, поэтому лучше проводить ультрафильтрацию воды перед ионообменным фильтром.

Для очистки жидкости от взвешенных частиц величиной 1,0 микрон лучше использовать микрофильтры и осветительные фильтры. Ионообменный фильтр освобождает воду от коллоидов такого же размера.

Если не пропустить жидкость через ионообменный фильтр, это может привести к закупориванию ионитов. Во избежание возникновения данной проблемы важно проводить ультрафильтрацию воды, которая поможет снизить мутность жидкости до необходимого числового значения нефелометрической единицы мутности (NTU). Ультрафильтрация воды уменьшает мутность до 0,1 NTU.

В реках и артезианских источниках содержится вода с коллоидами SiO2, которые отрицательно влияют на ионный обмен. В жидкости с низкой кислотностью (pH < 7) вполне может возникнуть процесс полимеризации SiO2. Другими словами, коллоидные молекулы начнут выстраиваться в цепь. В результате данного процесса на поверхности воды образуются смолы, которые плохо поддаются фильтрации. Для полного удаления образовавшихся смол понадобится длительная промывка и возобновление ионов. Для того чтобы не столкнуться с проблемой закупоривания, следует провести ультрафильтрацию воды перед ионообменным фильтром. Ультрафильтрация воды поможет устранить более 95-98% коллоидов SiO2.

Закупоривание может произойти, если в системе происходит размножение бактерий и находятся не поддающиеся промывке химическими растворами пространства.

Также обратите внимание на расположение клапанов, уплотнений и необработанных поверхностей. Если они касаются воды, то это считается нарушением санитарных и технических норм, потому что тогда при благоприятной температуре в жидкости начинается биообрастание. И в этом случае избежать данного процесса поможет ультрафильтрация воды.

Ещё одним поллютантом являются вредные масла, с которыми можно столкнуться в нефтехимической промышленности. Простая очистка жидкости, содержащей масла, может привести к загрязнению ионообменных смол. Проведя флотацию, осаждение и коалесценцию, вы имеете возможность удалить некоторую долю масел. Но это будет только небольшая часть всего состава масел, поскольку их достаточно сложно исключить полностью. Это вызовет трудности не только в проведении самого процесса, но и в финансовом плане. Однако даже из такой ситуации есть выход: ультрафильтрация воды гарантированно удалит 99% эмульгированных масел и снизит затраты. После ультрафильтрации воды жидкость продолжит очищаться с помощью смол.

Иногда фильтрующие гранулы забиваются высокомолекулярными органическими соединениями, что плохо сказывается на процессе очистки воды. Одни решают данный вопрос с помощью использования активированного угля, другие же применяют ионообменные смолы. Безусловно, оба способа действенны, но не эффективны. Активированный уголь достаточно быстро расходуется, заражаясь микроорганизмами. Ионообменные смолы необходимо постоянно восстанавливать, что не просто неудобно, но и несёт лишние финансовые затраты. Во избежание подобных проблем лучше использовать систему ультрафильтрации воды.

• Ультрафильтрация речной и озёрной воды.

В начале XX века был изобретён процесс фильтрации жидкости с предварительной коагуляцией. Он актуален и по сей день, особенно в промышленной и сельскохозяйственной сферах. Коагуляция позволяет очистить воду от вредных природных примесей. Однако прогресс не стоит на месте, что привело не только к новым открытиям в различных сферах, но и к постоянному росту техногенных загрязнений. Применяемые ранее способы фильтрования и отстаивания воды оказались неспособными очистить жидкость от таких сильных загрязнений в отличие от ультрафильтрации воды. Современные санитарные нормы выделяют свыше 1000 химических элементов, от которых можно очистить с помощью фильтрования и отстаивания. С другой стороны, хлорирование воды приводит к возникновению хлорорганических соединений, вызывающих огромное количество проблем.

Перманганатная окисляемость помогает выявить наличие органических соединений в воде. Техногенные органические соединения трудно поддаются перманганатной окисляемости, что приводит к сложностям в обнаружении посторонних органических примесей в жидкости. Например, на реке Кама в течение недели наблюдали процесс перманганатной окисляемости. Она непрерывно варьировалась от 3,4 до 4,2 мгО2/л в отличие от бихроматной окисляемости – от 15 до 43 мгО2/л. Разница в числовых данных обусловлена постоянным изменением состава органических веществ, содержащихся в природных источниках воды. Это в свою очередь затрудняет выбор количества коагулянта, что приведёт к проблеме процесса осветления. Если осветители будут плохо выполнять свою работу, дальнейшая процедура очистки воды может быть безуспешной.

Современные процессы – озонирование, очищение углём и сорбция – помогают очистить жидкость без лишних проблем. Во-первых, данные процессы позволяют сэкономить денежные ресурсы. Во-вторых, повышается конечная стоимость очищенной воды. Поэтому ультрафильтрация воды также эффективна в отношении природных источников.

Возможна ли ультрафильтрация воды в квартире

Система ультрафильтрации воды имеет небольшие размеры, за счёт чего отлично подойдёт для установки в квартире. Кроме того, ультрафильтрация воды позволяет избавить водопроводную воду от вредных бактерий и вирусов, снизить уровень мутности жидкости – всё это с минимальными затратами электроэнергии и низким расходом ресурса.

Мы привыкли думать, что поступающая в наши квартиры вода заранее обеззаражена. Да, водоподготовительные станции действительно проводят дезинфекцию жидкости и снижают степень мутности, прежде чем пустить её по трубам в наши дома. Но, пока очищенная вода пройдёт через все водопроводные трубы, она вновь заражается большим количеством патогенных микроорганизмов. И они более выносливые, чем те, что были до фильтрации на станции. Справиться с такими бактериями поможет ультрафильтрация воды.

Однако большинство людей не хотят признавать опасность, которую несут собой микроорганизмы, находящиеся в воде. Поэтому обычно мы устанавливаем только картриджи с активированным углём для удаления хлора и иногда питьевую систему под раковину.

Конечно, это лучше, чем ничего, однако, проблема с очищением воды остаётся нерешённой. Питьевая система под кухонной мойкой очищает только кухонную воду, тогда как в ванной, например, она остаётся по-прежнему неотфильтрованной. Если вы хотите, чтобы в вашу квартиру поступала не просто очищенная вода, но и обогащённая необходимыми человеческому организму минералами, одного активированного угля и питьевой системы недостаточно. В этом случае лучше воспользоваться ультрафильтрацией воды.

В некоторых квартирах, особенно в тех, где недавно провели ремонт, бывает довольно сложно установить систему фильтрации. Аппарат ультрафильтрации воды занимает наименьшее пространство благодаря компактной установке. Это отличный вариант для любой квартиры.

Аппарат ультрафильтрации воды имеет следующие параметры: длину около 1,2 м, диаметр 15 см. Поэтому вы сможете установить его в любое удобное для вас место в квартире. Принцип работы аппарата ультрафильтрации воды полностью автоматизирован, поэтому вам не нужно будет постоянно следить за ним. Кроме того, он эффективно удаляет все загрязнения, работая по безреагентному принципу, что также экономит ваши деньги. Ультрафильтрация воды даёт низкий расход жидкости с минимальными затратами на энергию.

Из каких блоков состоит установка ультрафильтрации воды

В отличие от воды, которая поступает в частные дома, в квартире она «делится» на холодную и горячую. Установка ультрафильтрации воды на холодную воду не доставит лишних хлопот. То же и с холодной водой, которая нагревается бойлером без использования горячего водопровода. Ниже дана схема фильтрации холодной воды с последующим нагреванием в домашних условиях:

На рисунке видно, что система ультрафильтрации воды имеет 3 степени очистки:

1. Механическую очистку, которая включает в себя промывной фильтр со стальной сеткой. Уровень фильтрации жидкости на этой стадии – около 100 микрон.

2. Аппарат ультрафильтрации воды.

3. Электронный умягчитель.

В конечном счёте вода полностью очищается от вредных бактерий и вирусов плюс снижается уровень мутности. При этом нет лишних расходов на реагенты, поскольку обеззараживание и осветление в системе ультрафильтрации воды составляет один этап.

Безусловно, степень очистки будет выше, если в дополнение установить фильтр с активированным углём, чтобы обеспечить безопасность от хлора. Но на по-настоящему эффективный фильтр с активированным углём вам может попросту не хватить места.

Что касается фильтрации горячей воды, то она происходит аналогичным способом, но с иной системой дезинфекции и осветления. Прежде чем устанавливать аппарат ультрафильтрации воды, обратите внимание на то, что он эффективен для жидкости не выше 40°С. Известно, что температура горячей воды, поступающей в наши квартиры, составляет 70°С. Соответственно, простая система ультрафильтрации воды здесь бессильна. Вам помогут керамические мембраны микрофильтрации. Хоть они и менее эффективно очищают воду от загрязнений, однако, устойчивы к высоким температурам жидкости. Как и система ультрафильтрации воды холодной, керамические мембраны микрофильтрации избавляют горячую воду от вредных бактерий и вирусов и эффективно осветляют её.

Как еще может использоваться технология ультрафильтрации воды

Ультрафильтрация воды может применяться и во множестве технологических сфер. Поэтапность фильтрации воды складывается, исходя из уровня загрязнения жидкости. Отсюда несколько вариантов:

Вариант №1:

• Фильтры грубой очистки.

• Установка системы ультрафильтрации воды.

Этот вариант отлично подойдёт для фильтрации воды из скважины. Жидкость из скважины имеет большинство характеристик, которые находятся в норме, за исключением повышенного уровня нахождения взвешенных частиц.

Вариант №2:

• Фильтры грубой очистки воды.

• Механические засыпные фильтры.

• Установка системы ультрафильтрации воды.

• Сорбционные фильтры.

Если жидкость содержит повышенное количество железа и иных взвешенных частиц, а также имеет высокий уровень помутнения, то данный вариант очистки воды поможет эффективно справиться с проблемой загрязнения. В основном это касается жидкости из открытых водоёмов.

Вариант №3:

• Фильтры грубой очистки воды.

• Установка системы ультрафильтрации воды.

• Сорбционные фильтры.

• Умягчительные фильтры.

Если в воде содержится огромное количество растворённых солей магния и кальция, то данный вариант фильтрации подойдёт идеально.

Вариант №4:

• Фильтры грубой очистки воды.

• Установка системы ультрафильтрации воды.

• Сорбционные фильтры.

• Система обратного осмоса.

Если в воде повышенное содержание тяжёлых металлов, и выявлены нарушения норм органолептических характеристик, то следует воспользоваться этим вариантом. Также лучше провести дополнительную очистку жидкости от растворённых солей и иных взвешенных частиц.

Важно понимать, что это далеко не все варианты применения системы ультрафильтрации воды, а лишь небольшая их часть.

4 совета, как выбрать надежную установку ультрафильтрации воды

Если вы всерьёз думаете приобрести систему ультрафильтрации воды, прежде вам важно узнать об отличительных характеристиках ультрафильтрационных модулей. Ведь вы наверняка заинтересованы в качественном и эффективном оборудовании. Если так, то ниже приведены полезные советы, как выбрать надёжную установку ультрафильтрации воды.

Совет 1. Дизайн модуля в виде кольцевого зазора лучше, чем дизайн в виде центральной трубки.

От дизайна модуля зависит система обратной промывки. В случае правильного дизайна модуля ультрафильтрации воды повышается качество работы обратной промывки: уменьшаются загрязнения, сокращается нагрузка на мембраны, что продлевает работоспособность модуля. Этого легко добиться с помощью грамотного распределения жидкости в модуле, если перепады давления в осевом и радиальном участках снижены. Поэтому дизайн модуля кольцевого зазора системы ультрафильтрации воды эффективнее дизайна в виде центральной трубки, поскольку кольцевой зазор способствует одинаковому распределению воды для обратной промывки и на площади мембраны.

Совет 2. Своевременная диагностика целостности мембран продлит срок службы модуля.

В том случае, если меняется качество отфильтрованной воды, необходима современная диагностика мембран, которая поможет устранить неполадки и значительно повысить работоспособность системы ультрафильтрации воды. Если во время теста будут обнаружены пузырьки, то модуль повреждён. Чтобы избежать лишних проблем, старайтесь отдавать предпочтение производителю, предлагающему установку ультрафильтрации воды с модулями, не требующими извлечения из установки для проведения теста. Это значительно упростит процесс диагностирования.

Совет 3. Так как чередование подачи исходной воды верхний/нижний порт обеспечивает равномерное распределение нагрузки по высоте волокон, то при выборе модулей ультрафильтрации стоит остановиться на тех, у которых есть два порта для подачи исходной воды.

От этого зависит, сможете ли вы менять точки входа, поскольку так эффективнее происходит распределение загрязнений жидкости на волокнах мембраны.

Совет 4. Правильная организация обратной промывки – эффективное удаление всех загрязнений.

Чтобы надлежащим образом сориентировать поток жидкости для обратной промывки, важно с вниманием отнестись к выбору порта для подачи. Например, вода шла сверху вниз, и бактерии скапливались в конце волокон, значит, и обратная промывка должна происходить в таком же направлении в отношении модуля ультрафильтрации воды. Данный тип промывки так и называется «обратная промывка сверху». Соответственно, «обратная промывка снизу» отличается направлением подачи воды в противоположную сторону.

Безусловно, в России достаточно предпринимателей, занимающихся производством и последующей реализацией установок для ультрафильтрации воды. Из-за широты выбора новичку довольно сложно приобрести качественную систему ультрафильтрации воды без помощи знающих людей. Мы уже говорили о том, что различные фильтры для очистки жидкости имеют массу характеристик, отличающих одну установку от другой. Даже если вы нашли и тщательно изучили несколько статей из Интернета по самостоятельной инсталляции системы ультрафильтрации воды, не стоит возводить себя в ранг профессионала. Лучше обратиться к специалистам.

Существует масса компаний по установке систем ультрафильтрации воды, которые смогут качественно и надёжно выполнить свою работу. Помимо непосредственно установки системы ультрафильтрации воды, мы предоставим консультанта, который ответит на все интересующие вопросы касаемо фильтров для воды. Мы готовы провести анализ воды из скважины или колодца, посодействовать с выбором необходимого оборудования и пр.