Ультрафильтрация воды

Еще недавно это можно было проделать только посредствием специальных реагентов. Одной из самых современных технологий является ультрафильтрация воды. Рассмотрим более подробно все особенности этого процесса.

  Что такое ультрафильтрация?

Смысл этого метода состоит в том, что поток под давлением пропускают через мембрану, величина которой от 0,002 до 0,1 микрометра. Системы, построенные на принципе ультрафильтрации, дают возможность убрать из воды все частицы от 0,01 микрона (очень мелкие примеси, микробы или вирусы).

Применять их можно на любом из видов водопровода, как централизованном, так и локальном. К последним, как правило, относят скважины, колодцы и водоемы. Особенно актуально это будет в частных домах и коттеджах.

Из всех методов очищения этот наиболее эффективный. Он не требует больших капиталовложений. По мнению экологов, ультрафильтрация самый безопасный метод устранения очень маленьких по размеру частичек.

Ультрафильтрационная установка по своему исполнению напоминает систему для обратного осмоса. Этот процесс заключается в мембранном разделении и в использовании растворов различной концентрации. Также ведущую роль играет разница в давлении на входе и выходе.

Область применения таких установок намного шире, чем для оборудования осмоса и фильтров, очищающих от железа. При помощи этого метода можно проводить избранное удаление частиц, в зависимости от размера. Это называется фракционирование. При помощи ультрафильтрационного оборудования можно разделить системы, где масса частиц, которые растворяются больше, чем у самого растворителя.

Ультрафильтрацию применяют также для того, чтобы проверить состояние источников. Но это делается только в тех случаях, когда вес компонентов, которые входят в исходный состав больше 500. Номинальное давление должно быть в диапазоне 0,1 — 1 МПа. Дополнительно можно использовать процесс смягчения.

Если говорить о минусах, то они состоят прежде всего:

• в соблюдении точных настроек (давление, температурный режим, качественный состав растворителя);
• необходимость относительно частой замены мембраны.

Срок их работы зависит от количества фильтруемой жидкости и составляет от одного до трех лет. На поверхности прослойки, а также в ее порах скапливаются частички и осадки. Промывать мембраны сложно, проще сделать замену.

Принцип работы заключается в том, что через сетку не проходят различные частички, вирусы, бактерии и другие микроорганизмы. Таким образом, вода получается достаточно чистой. Процедура весьма популярна для предварительного очищения не только водных масс, которые находятся на поверхности, но и с содержанием морских солей.

Есть несколько видов ультрафильтрации:

1. Cross-flow — это разделение ведущего потока на два: отфильтрованный и концентрированный. Последний сливается в дренажную систему.
2. Dead-end. Проводится попеременная фильтрация то в основном, то в обратном направлении. Процесс достаточно экономный. Общего расход значительно меньше, чем при традиционных методах.

Рассмотрим преимущества такого метода водоочистки.

Особенности данного метода

Любая новая установка характеризуется следующими параметрами: состав жидкости после очистки и трудозатраты. В последний параметр включаются все составляющие:

• стоимость оборудования;
• монтаж;
• эксплуатационные характеристики.

Ультрафильтрационные комплексы занимают небольшое количество места, просты в уходе и в текущей эксплуатации. Кроме этого использование расходных материалов небольшое, потому с экономической точки зрения такой метод очень удобен.

В итоге мы имеем осветленную воду с хорошими качественными характеристиками и небольшой себестоимостью. На цену оказывает влияние мощность установки и качество входящего потока.

Если сравнивать существующие технологии с рассматриваемой, то в пользу ультрафильтрации говорит:

• маленькое необходимое давление (не более двух атмосфер);
• фильтрация на высоком уровне, особенно учитывая полное отсутствия наиболее мелких частиц;
• себестоимость ниже практически в 5 раз;
• размер всей конструкции небольшой, по сравнению с другими требуется практически втрое меньшая площадь;
• минимальный расход реагентов;
• снижается расход воды;
• меньшее потребление электроэнергии;
• использование автоматизации, которая по своей сути очень простая и доступная;
• полное очищение от взвешенных частичек;
• абсолютная дезинфекция от вирусов и бактерий;
• меняется оттенок жидкости, она перестает быть мутной и не меняет цвет при соприкосновении с воздухом;
• удаляет тяжелые металлы, такие как железо и марганец;
• убирает кремний и органику;
• степень фильтрации достигает 0,01 мкм;
• при наличии полезных солевых добавок, они полностью сохраняются;
• не требуется большие капитальные постройки для размещения оборудования для водоочистки.

Таким образом при небольших затратах на выходе появляется чистое и пригодное для приготовления пищи сырье.

Дезинфекция

Основная особенность этой процедуры состоит в том, что все микробы и бактерии удаляются физически. Если говорить о других методиках обеззараживания, таких как хлорирование, добавление озона, то они основаны на химических реакциях. То есть вводятся компоненты, которые убивают вредные вещества.

Ультрафильтрация не добавляет новые ингредиенты. Для проведения очищения устанавливается мембрана с шагом меньше, чем величина вредных микроорганизмов. Таким образом они просто отфильтровываются и не попадают в поток. После этого не требуется проведение хлорирования.

Где применяются подобные системы

Первые комплексы появились в 90-х годах двадцатого столетия. Основная сфера их применения — это пищевая и химическая области, а также микробиология.

Задача этих установок провести водоподготовку. То есть предварительно очистить воду для ее передачи в системы обратного осмоса или для дальнейшей ионизации. Лидерами по использованию подобного метода считаются:

• фармацевтика;
• легкая промышленность;
• производство по изготовление молока и его производных;
• бумажная и бумагоперерабатывающия отрасли;
• металлургия;
• производств изделий из кожи;
• нефтехимия.

Очень активно ультрафильтрационное оборудование работает для обработки сточных вод. В большинстве случаев, оно становится частью комплекса, обеспечивающего оборотное водоснабжение для предприятий.

Также они значительно повышает экологический фон в районах слива сточных потоков и являются частью очистных сооружений.

Жители частного сектора также обратились к ультрафильтрации.

Благодаря невысокой себестоимости и экономному потреблению расходников, то есть реагентов, этот способ на сегодня занимает одно из ведущих мест среди известных способов обеззараживания и фильтрации. На выходе получается жидкость не только отличного качества, но и полностью сохранившая свой минерально-солевой состав.

Разновидности мембран

Существует несколько классификаций:

• по структуре;
• способу промывки;
• материалу для изготовления.

Структура предусматривает различия в количестве требуемых для данного процесса волокон. Обычно их диаметр составляет 0,8 мм.

Но встречаются случаи, когда из источника поступает много тяжелых элементов, тогда для их задержки требуется волокно в 1,5 мм. Самыми распространенными материалами для производства мембран являются полисульфон, фторполимеры и другие.

Особенности  

Современные поставляемые системы являются практически полностью автоматизированными. Каждый модуль отвечает за свой этап работы. Главное при монтаже произвести правильную настройку, при которой необходимо учесть именно начальные характеристики и весь физико-химический состав. В зависимости от начальных параметров вся система может быть дополнена различными компонентами.

Если на входе вы имеете слишком мутный поток, то для продления работоспособности всего оборудования, необходимо добавить фильтры для грубой очистки. Самая большая грязь останется, а остальное будет запросто убрано при помощи комплекса с ультрафильтрующими элементами. Такой вариант является целесообразным для скважин.

Когда на вашем дачном участке единственным источником является какой-либо водоем, то процедура очистки будет более многоступенчатой. Здесь уже можно говорить о параллельном применении засыпных и сорбционных фильтров. Последние будут производить дополнительное обеззараживание.

Большую роль при построении водоочистительной установки играет цвет жидкости, которая поступает на вход. Она часто свидетельствует о наличии в ней солей жестких металлов, в таком случае требуется проводить дополнительное смягчение.

Но в любом случае рассматриваемый метод очистки остается один из наиболее экологически безопасных для человека. Если учесть в качестве дополнительных факторов еще и значительную экономию по использованию водных ресурсов и электроэнергии, то можно смело говорить и об экономической целесообразности.

Для многих датчиков на первом месте стоит вопрос: сколько места будут занимать очистительные сооружения. Потребуется ли для этого новое отдельное помещение или достаточно того, что есть.

Важны условия содержания установки. Для ультрафильтрационных элементов требуется мало места и не нужны никакие дополнительные условия хранения. На реагенты не воздействуют изменения в температуре и влажность. В первую очередь надо обращать внимание на качество мембран и возможность их очистки. Установлено, что при правильном подборе через установку не проходят даже масляные растворы.