El sistema de subministrament autònom d'aigua utilitza aigua procedent dels pous i forats. La seva qualitat no sempre compleix les normes de seguretat. S’hi dissolen substàncies orgàniques i minerals. La seva alta concentració pot ser perjudicial per a la salut, deixant escala a la superfície dels elements de calefacció. Les tecnologies de tractament d’aigües a membrana són un mètode modern i eficaç. Es basa en la filtració en múltiples etapes. La instal·lació de la membrana proporciona la purificació del líquid a nivell molecular.
El dispositiu i principi de funcionament dels filtres de membrana per a aigua
L’element principal del filtre és una membrana. Està fabricat amb materials sintètics (lavsan, propilè, cel·lulosa). Una pel·lícula porosa passa molècules d’aigua i oxigen, atrapant les impureses. Els paràmetres de neteja depenen de la mida dels forats. Les substàncies orgàniques i minerals, el diàmetre que supera els porus, queden a la superfície del filtre. El rendiment del dispositiu depèn de diversos factors:
- grau de contaminació líquida;
- pressió del sistema;
- temperatura de l’aigua;
- zona de membrana.
En passar pel filtre, l'aigua es divideix en dos corrents. Un està dirigit a través dels porus de la membrana. Al passar per diverses capes de material sintètic, es neteja d’impureses nocives. El segon corrent s’utilitza per eliminar els dipòsits.
El líquid alliberat de la contaminació s’anomena permeat. S'alimenta en el sistema de fontaneria. L’aigua que flueix les impureses atrapades (concentrat) s’envia a la claveguera o s’utilitza per a les necessitats de la llar. Un alt nivell de purificació permet beure líquid sense bullir.
Tipus i disseny de membranes
Els elements de la membrana difereixen per la mida dels porus i el grau de purificació de fluids:
- Microfiltració: la mida dels forats és de 0,1-1 micres. El material s'utilitza per al pre-filtrat, per separar suspensions fines i impureses col·loïdals. El líquid es torna transparent.
- Ultrafiltració: paràmetres 0,1-0,02 micres, algues, microorganismes, òxids metàl·lics, petits col·loides són eliminats.
- Nanofiltració - diàmetre del por 0,02-0,001 μm. El filtre és capaç d’extreure de l’aigua metalls pesants i compostos de clor. El líquid surt suavitzat, la composició de sal canvia lleugerament.
- Osmosi inversa: els forats més petits de la membrana són de 0,001-0,0001 micres. El material conserva totes les impureses dissoltes a l’aigua. Els sistemes d’osmosi inversa eliminen bacteris, sals, pesticides, productes derivats del petroli. S’utilitzen en farmacologia, plantes dessalinitzadores d’aigua de mar.
Els filtres de membrana es classifiquen segons la forma de l'element de neteja.
Disc pla
Les pel·lícules de filtre tipus disc es solen instal·lar per netejar grans volums d’aigua. Els elements de treball es divideixen en tres formes:
- reforçat: s’aplica una pel·lícula porosa de polímer sobre una base de teixit;
- epigàstric: el disseny preveu l'ús d'una capa addicional de material amb grans forats;
- no substrat: estan fets d’un material homogeni (poliamida, niló, fluoroplàstic).
Els elements de membrana de disc són de menor demanda.
Rotlle
La solució constructiva amb més èxit, aquesta opció s’utilitza per a plantes d’osmosi inversa. Representa un element de membrana en forma de rotllo sobre un tub perforat. L’aigua flueix des del final del mòdul, es desplaça en espiral cap al centre. Passant diverses capes dels substrats principals de la membrana i polièster, es desfer de les impureses.Les xarxes de separació impedeixen l’adhesió del material de treball. El concentrat s’aboca a la claveguera.
Tubular
El mòdul de filtre s'omple de tubs de material porós (ceràmica, cermet o plàstic). La ubicació dels forats en ells és simètrica i asimètrica. El fluid a pressió passa la capa de treball, sobre la qual queda la contaminació. L’aigua depurada es recull en un dipòsit d’emmagatzematge, el concentrat es descarrega en un desguàs a través d’un forat separat. Els mòduls tubulars de ceràmica són la millor opció per a la seva instal·lació en una xarxa de subministrament d’aigua centralitzada. Atrapen partícules de ferro, sals, no són sensibles a les partícules abrasives.
Fibre buit
Els mòduls consisteixen en un gran nombre de tubs prims (amb un diàmetre d’uns 1 mm). Les seves parets estan cobertes de forats microscòpics. Els filtres capturen impureses de ferro, microorganismes, bacteris, quists de Giardia. L'ús de múltiples elements augmenta la superfície total de filtratge. Les membranes de fibra buida són propenses a obstruir-se aviat. Abans d’elles, es recomana realitzar una neteja mecànica del líquid.
Per a ús en condicions de campament o al país, s’ofereixen filtres de membrana de pista. El disseny es submergeix en un recipient d’aigua, el líquid purificat es descarrega per una canonada de desguàs.
Criteris d’elecció
Abans de comprar un disseny de filtre, l'aigua usada es dóna per examinar-la. La conclusió sobre la seva composició us dirà quin tipus de membrana cal instal·lar. Els requisits elevats per a la qualitat del tractament de l’aigua requereixen la instal·lació d’un sistema d’osmosi inversa. A l’hora d’escollir una membrana, es té en compte la pressió a la xarxa d’abastament d’aigua de la casa.
Per al funcionament de l’ultra o nanofiltre, són suficients 1-2 atmosferes; l’osmosi inversa requerirà un augment de la pressió fins a les 3-3,5 atmosferes. El cost del disseny del filtre depèn de les seves capacitats. El sistema més eficient té un preu elevat. El rendiment de la instal·lació es selecciona segons el paràmetre mitjà de consum d’aigua de la família.
Característiques de la instal·lació i el funcionament
El filtre de membrana es munta sobre una canonada d’aigua freda. A l’aigüera de la cuina hi ha una opció d’instal·lació racional. L’aparell està situat a prop de l’aixeta de consum i del clavegueram. El procediment d’instal·lació s’indica a les instruccions. Abans d’iniciar el treball, el moviment de l’aigua al sistema queda bloquejat. Els residus es drenen obrint l’aixeta. El conjunt de la fossa de l'aixeta gira.
A la línia s’instal·la una vàlvula tee i bola. Al lavabo es munta una aixeta separada per rebre aigua purificada. La unitat de filtre es munta segons les instruccions. Abans d'instal·lar el sistema d'osmosi inversa, cal instal·lar diversos mòduls de pretractament (mecànics, de carbó).
La membrana necessita un rentat regular. Es posa a la pressió d’aigua calenta (40 °). Amb contaminació severa, el bloc es redueix a una solució d’àcid cítric durant 20-30 minuts. A continuació, es renta bé la part sota un raig fred. La vida útil del mòdul de membrana és d’1 a 3 anys, segons indica el fabricant. Un senyal sobre la necessitat de substitució és una disminució de la pressió del líquid i l’aparició d’un sabor.
Avantatges i inconvenients
Avantatges dels filtres de membrana per a aigua:
- alt grau de purificació;
- operació còmoda i fàcil;
- a llarg termini d’ús i possibilitat d’autoservei;
- mida compacta.
Desavantatges:
- consum important d'aigua;
- un alt grau d’eliminació de minerals del líquid durant l’osmosi inversa;
- la necessitat de muntar la sortida a la claveguera
Els mètodes de tractament de l'aigua amb membrana s'utilitzen per a fins domèstics, mèdics i tècnics. Per instal·lar el sistema en un apartament, cal controlar periòdicament el nivell de sals en el líquid mitjançant un test TDS.
