Autonomiczny system zaopatrzenia w wodę wykorzystuje wodę ze studni i otworów wiertniczych. Jego jakość nie zawsze odpowiada standardom bezpieczeństwa. Rozpuszczają się w nim substancje organiczne i mineralne. Ich wysokie stężenie może być szkodliwe dla zdrowia, pozostawiając kamień na powierzchni elementów grzejnych. Membranowe technologie oczyszczania wody to nowoczesna i skuteczna metoda. Opiera się na wielostopniowej filtracji. Instalacja membrany zapewnia oczyszczanie cieczy na poziomie molekularnym.
Urządzenie i zasada działania filtrów membranowych do wody
Głównym elementem filtra jest membrana. Wykonany jest z materiałów syntetycznych (lavsan, propylen, celuloza). Porowata folia przenika cząsteczki wody i tlenu, zatrzymując zanieczyszczenia. Parametry czyszczenia zależą od wielkości otworów. Substancje organiczne i mineralne, których średnica przekracza pory, pozostają na powierzchni filtra. Wydajność urządzenia zależy od kilku czynników:
- stopień zanieczyszczenia cieczy;
- ciśnienie w układzie;
- temperatura wody;
- obszar błony.
Podczas przechodzenia przez filtr woda dzieli się na dwa strumienie. Jeden jest kierowany przez pory membrany. Przechodząc przez kilka warstw materiału syntetycznego, jest oczyszczany ze szkodliwych zanieczyszczeń. Drugi strumień służy do usuwania osadów.
Ciecz wolna od zanieczyszczeń nazywa się permeatem. Jest podawany do systemu hydraulicznego. Woda spłukująca uwięzione zanieczyszczenia (koncentrat) jest wysyłana do kanalizacji lub wykorzystywana na potrzeby gospodarstwa domowego. Wysoki poziom oczyszczenia pozwala pić płyn bez gotowania.
Rodzaje i konstrukcja membran
Elementy membranowe różnią się rozmiarem porów i stopniem oczyszczania płynu:
- Mikrofiltracja - wielkość otworów wynosi 0,1-1 mikrona. Materiał służy do wstępnego filtrowania, oddzielania drobnych zawiesin i zanieczyszczeń koloidalnych. Ciecz staje się przezroczysta.
- Ultrafiltracja - parametry 0,1-0,02 mikrona, glony, mikroorganizmy, tlenki metali, małe koloidy są usuwane.
- Nanofiltracja - średnica porów 0,02-0,001 μm. Filtr jest w stanie wydobywać metale ciężkie i związki chloru z wody. Ciecz wychodzi zmiękczona, skład soli nieznacznie się zmienia.
- Odwrócona osmoza - najmniejsze otwory w membranie wynoszą 0,001-0 0001 mikrona. Materiał zatrzymuje wszystkie zanieczyszczenia rozpuszczone w wodzie. Systemy odwróconej osmozy usuwają bakterie, sole, pestycydy, produkty naftowe. Są one stosowane w farmakologii, instalacjach odsalania wody morskiej.
Filtry membranowe są klasyfikowane według kształtu elementu czyszczącego.
Płaski dysk
Dyskowe folie filtracyjne są zwykle instalowane do czyszczenia dużych ilości wody. Elementy pracy występują w trzech formach:
- wzmocniony - porowatą folię polimerową nakłada się na podstawę tkaniny;
- nadbrzusza - konstrukcja przewiduje zastosowanie dodatkowej warstwy materiału z dużymi otworami;
- non-substrat - są wykonane z jednorodnego materiału (poliamid, nylon, fluoroplast).
Elementy z membraną tarczową są najmniej potrzebne.
Rolka
Najbardziej skuteczne rozwiązanie konstrukcyjne, ta opcja jest stosowana w przypadku roślin z odwróconą osmozą. Przedstawia element membranowy nawinięty w postaci rolki na perforowaną rurkę. Woda płynie z końca modułu, porusza się spiralnie w kierunku środka. Przepuszczając kilka warstw z głównej membrany i podłoży poliestrowych, pozbywa się zanieczyszczeń.Siatki oddzielające zapobiegają przyczepności materiału roboczego. Koncentrat jest odprowadzany do kanalizacji.
Rurowy
Moduł filtra jest wypełniony rurkami wykonanymi z porowatego materiału (ceramiki, cermetu lub tworzywa sztucznego). Lokalizacja otworów w nich jest symetryczna i asymetryczna. Płyn pod ciśnieniem przechodzi przez warstwę roboczą, na której pozostaje zanieczyszczenie. Oczyszczona woda jest gromadzona w zbiorniku, koncentrat jest odprowadzany do odpływu przez oddzielny otwór. Rurowe moduły ceramiczne są najlepszą opcją do instalacji w scentralizowanej sieci wodociągowej. Zatrzymują cząsteczki żelaza, sole, nie są wrażliwe na cząstki ścierne.
Puste włókno
Moduły składają się z dużej liczby cienkich rurek (o średnicy około 1 mm). Ich ściany pokryte są mikroskopijnymi otworami. Filtry wychwytują zanieczyszczenia żelazem, mikroorganizmy, bakterie, torbiele Giardia. Zastosowanie wielu elementów zwiększa całkowitą powierzchnię filtrującą. Membrany z pustych włókien są wkrótce podatne na zatykanie. Przed nimi zaleca się mechaniczne czyszczenie płynu.
Do stosowania w warunkach obozowych lub na wsi oferowane są filtry membranowe. Konstrukcja zanurzona jest w pojemniku z wodą, oczyszczoną ciecz odprowadza się rurą spustową.
Kryteria wyboru
Przed zakupem konstrukcji filtra zużytą wodę oddaje się do badania. Wniosek dotyczący jego składu powie ci, jaki typ membrany zainstalować. Wysokie wymagania dotyczące jakości uzdatniania wody wymagają instalacji systemu odwróconej osmozy. Przy wyborze membrany brane jest pod uwagę ciśnienie w sieci wodociągowej domu.
Do działania ultra- lub nanofiltru wystarczą 1-2 atmosfery; odwrócona osmoza będzie wymagała wzrostu ciśnienia do 3-3,5 atmosfery. Koszt konstrukcji filtra zależy od jego możliwości. Najbardziej wydajny system ma wysoką cenę. Wydajność instalacji zależy od średniego parametru zużycia wody w rodzinie.
Funkcje instalacji i obsługi
Filtr membranowy jest zamontowany na rurze zimnej wody. Racjonalna opcja instalacji znajduje się pod zlewem w kuchni. Urządzenie znajduje się w pobliżu poboru i kanalizacji zużycia. Procedura instalacji jest wskazana w instrukcji. Przed rozpoczęciem pracy ruch wody w systemie jest zablokowany. Pozostałości są odprowadzane przez otwarcie kranu. Zestaw spustowy obraca się.
Trójnik i zawór kulowy są zainstalowane na linii. Oddzielny kran jest zamontowany na zlewie do odbioru oczyszczonej wody. Jednostka filtrująca jest montowana zgodnie z instrukcją. Przed zainstalowaniem systemu odwróconej osmozy konieczne jest zainstalowanie kilku modułów obróbki wstępnej (mechanicznej, węglowej).
Membrana wymaga regularnego mycia. Jest umieszczony pod ciśnieniem gorącej (40 °) wody. Przy silnym zanieczyszczeniu blok obniża się do roztworu kwasu cytrynowego na 20-30 minut. Następnie część jest dokładnie myta pod chłodnym strumieniem. Żywotność modułu membranowego wynosi 1-3 lata, wskazuje producent. Sygnałem o potrzebie wymiany jest spadek ciśnienia cieczy i pojawienie się smaku.
Zalety i wady
Zalety filtrów membranowych do wody:
- wysoki stopień oczyszczenia;
- wygodna i łatwa obsługa;
- długi okres użytkowania i możliwość samoobsługi;
- kompaktowy rozmiar.
Niedogodności:
- znaczne zużycie wody;
- wysoki stopień usuwania minerałów z cieczy podczas odwróconej osmozy;
- potrzeba zamontowania wyjścia do kanalizacji.
Membranowe metody uzdatniania wody stosuje się do celów domowych, medycznych i technicznych. Podczas instalowania systemu w mieszkaniu konieczne jest okresowe monitorowanie poziomu soli w cieczy za pomocą testera TDS.
