Фильтры обратного осмоса: разновидности, принцип действия, правила выбора, классификация и особенности

Фильтры обратного осмоса: типы и принцип действия

На отечественном рынке предлагается большое количество систем очистки воды, которые обладают достаточно высокими эксплуатационными характеристиками. Однако все же наилучшие результаты по обеспечению чистоты воды демонстрируют установки, в основу работы которых положен принцип обратного осмоса.

Впервые идея о создании и использовании такого типа фильтрующих станций появилась около полувека назад. В нашей жизни подобные системы получили широкое распространение в таких сферах, как промышленность, медицина, жилищно-коммунальная сфера. В то же время многие потребители все чаще прибегают к подобным устройствам, что позволяет им пользоваться менее вредной водой.

Как работает фильтр обратного осмоса?

Для получения представления о принципе работы системы очистки воды этого типа, в первую очередь следует познакомиться с ключевыми понятиями.

Для начала узнаем, что же собой представляет осмос.

Если взять сосуд и поместить в него полупроницаемую мембрану, а затем налить в каждую из камер воду, причем в каждом случае доля содержания примесей в этих отсеках будет различной, то в этом случае мы не добьемся стабильности от подобной системы.

Если вспомнить о законах физики, то воде присуще свойство выравнивать суммарный уровень содержания подобных примесей, и в конечном итоге она сможет проникать сквозь поры мембраны в направлении более концентрированного раствора при условии, что в каждой из частей будет обеспечено одинаковое давление, что будет достигнуто без внешнего воздействия. Для большего понимания подобное явление именуют осмосом.

Если же на одну из частей сосуда, где наблюдается более высокая доля содержания примесей, будет оказано внешнее воздействие, то это приведет к началу обратного тока жидкости. В то же самое время поры мембраны, отличающиеся микроскопическими размерами, будут беспрепятственно давать проходить сквозь себя молекулам воды. При этом они будут фильтровать все прочие включения, размеры которых заметно больше частиц воды.

В рассматриваемом случае имеет место процесс, противоположный осмосу. Именно его и принято называть обратным осмосом. В результате можно добиться того, что в емкости с одной стороны мембраны будет наблюдаться увеличение доли содержания примесей. Причем подобный концентрированный раствор будет время от времени уходить в дренаж. Раствор же, располагающийся по другую сторону мембраны, будет накапливать очищенную воду, которая в дальнейшем будет направляться в накопительную емкость, используемую для конечного потребления.

Теоретически, метод обратноосмотической очистки может использоваться применительно к любой воде вне зависимости от степени ее загрязнённости. При использовании подобных технологий очистки можно удалить из нее подавляющее большинство растворенных минеральных солей и форм биологической жизни, включая бактерии и вирусы. На выходе получаемая жидкость будет обладать почти таким же качеством, как и дистиллированная вода.

Но на практике все происходит немного иначе. Причина этого заключается в том, что мембранам не под силу фильтровать свободные атомы хлора, которые, как правило, присутствуют в центральных системах водоподготовки. Подобное можно отметить и в отношении отдельных видов летучих органических соединений.

В дополнение к этому мембрана демонстрирует низкую эффективность при взаимодействии с крупными взвесями, что чревато быстрым закрыванием ее пор.

Таким образом, для качественного решения проблемы эффективной очистки воды обязательно должны использоваться несколько предварительных фильтров механического и химического принципа действия. Все это реализовано в современных обратноосмотических установках.

Чаще всего мембрана заключена в картридж цилиндрической формы, сквозь который поступает вода под давлением, в результате она делится на чистую и концентрат, который сразу же уходит в дренаж.

Обязательным является использование напорного насоса, который дополняют механическим фильтром тонкой очистки воды, также фильтром, где в качестве наполнителя используется активированный гранулированный уголь, впитывающий химические соединения. Все эти компоненты должны быть размещены до обратноосмотического блока. В некоторых случаях допускается размещение третьего уровня очистки, в качестве которого выступает угольный фильтр, который предназначен для борьбы со сложной органикой.

На сегодняшний день по-прежнему нет ясности относительно того, насколько полезна и вредна вода, которая проходит через подобные ступени очистки. Вроде бы, потребляя такую воду, человек ничем не рискует в плане здоровья. В то же самое время необходимо помнить о том, что в такой жидкости практически отсутствуют минералы, что объясняет, почему такая вода лишена характерного вкуса и запаха. Если человек будет пить или использовать ее для приготовления пищи, то он столкнется с определенным дискомфортом, поскольку не привык к ней. При этом некоторые специалисты выступают с заявлением, что польза такой воды гораздо меньше обычной.

Выходом в подобной ситуации является использование фильтра обратного осмоса, которые оснащены дополнительными элементами:

  • минерализатор, основное назначение которого заключается в добавлении в воду безвредных минералов, в которых нуждается организм.
  • угольный пост-фильтр, который доводит до логического завершения процесс очистки.

В некоторых случаях допускается применение биотермического картриджа, польза которого заключается в привидении к балансу структуры воды на выходе. Также это устройство может дополняться и специальной ультрафиолетовой лампой, которая позволит добиться максимально полной стерилизации в том случае, если возникает подобная потребность.

Сфера применения фильтров обратного осмоса

Чаще всего к фильтрам для воды обратного осмоса прибегают на тех объектах, где важно обеспечить наивысший уровень чистоты и обеззараживания питьевой воды. В качестве таковых можно привести технологические линии на предприятиях пищевой промышленности.

Эти изделия большое распространение получили на различных объектах:

  • в организациях общественного питания;
  • в лечебно-оздоровительных центрах;
  • в санаторно-курортных и гостиничных комплексах;
  • в иных учреждениях.

На отечественном рынке в достаточно большом количестве предлагаются и фильтры обратного осмоса , предназначенные для использования в бытовых условиях. Среди доступных фильтров для очистки воды пресной воды, в которых нуждаются суда морского флота, чаще всего применяются установки обратного осмоса.

В продаже можно встретить и установки большой мощности, которые рассчитаны на очистку дренажных, ливневых и сточных вод. Особенность использования фильтров обратного осмоса заключается в том, что с их помощью можно увеличить количество циклов потребления отфильтрованных стоков.

Довольно часто они используются в целях подготовки воды, которая должна поступать в отопительные системы. Другой популярной сферой применения фильтров обратного осмоса является и подготовка на ТЭЦ либо производственных линиях, где для соблюдения всех требований технологического процесса необходимо обеспечить удаление из состава воды минералов.

Разновидности обратноосмотических систем очистки

Доступные сегодня на рынке фильтры обратного осмоса отличаются различными параметрами, в том числе исполнением и назначением.

Установки промышленного и коммерческого класса

По своему исполнению они представляют станции достаточной мощности, имеющие моноблочную или модульную конструкцию, где предусмотрены цилиндрические напорные мембранные корпусы, обладающие достаточной емкостью и имеющие вертикальное или горизонтальное размещение.

Для обеспечения нормальной работы системы обязательно должна присутствовать отдельная насосная станция, которая будет поддерживать необходимый уровень давления. Среди обязательных элементов следует выделить блоки предварительной фильтрации воды, а также автоматические системы очистки мембран, которые встраиваются в конструкцию системы. Для контроля потоков, включая выходной, пермеатный и конденсатный, не требует участия пользователя, поскольку этот процесс осуществляется в автоматическом режиме.

На сегодняшний день на рынке предлагаются различные модели подобных очистных систем, отличающиеся своей производительностью. Подобное их разнообразие позволяет подобрать оптимальный вариант для предприятия, цеха, объекта жилищно-коммунальной сферы, где ключевым параметром должны выступать потребности в очищенной воде.

Большим разнообразием отличаются и предлагаемые модели, среди которых представлены как довольно компактные моноблочные системы, демонстрирующие производительность 400-500 л/час стоимостью 200-250 тыс. руб., так и модульные станции достаточно большой мощности, производительность которых может достигать 100 тонн/час при их стоимости 10-12 миллионов рублей.

Системы бытового класса

Если в приобретении рассматриваемых систем заинтересован владелец квартиры или частного дома, то ему следует обратить внимание на компактные бытовые фильтры обратного осмоса, чьи возможности позволяют удовлетворить потребности в чистой воде среднестатистической семьи.

Особенностью таких установок является модульная компоновка. В то же время у каждого покупателя есть возможность приобрести и моноблочный аппарат. Причем все эти системы отличаются довольно небольшими размерами, что дает возможность сделать подобную мини-станцию незаметной путем размещения ее в свободной нише под кухонной мойкой. Признаком же ее наличия будет выступать лишь выведенный наружу водоразборный кран.

Как подойти к проблеме выбора?

Чтобы выбираемый фильтр обратного осмоса наиболее эффективно справлялся со своей задачей, необходимо позаботиться о поддержании давление на уровне не менее 2,8 бар.

Довольно часто в водопроводных сетях имеется возможность обеспечить подобный уровень. Но если речь идет об объектах многоэтажного типа или же муниципальные водопроводные магистрали уже практически исчерпали свой ресурс, то высока вероятность того, что необходимый напор будет поддерживаться лишь кратковременно или вообще не будет достигнут.

В подобных ситуациях наилучшим решением будет установка насоса, повышающего давление воды. Другим решение может стать и покупка фильтрующей станции, оснащенной электрической помпой.

Одним из ключевых параметров, которые должны учитываться при выборе модели, является производительность системы.

Следует тщательно задуматься о покупке мощной установки, если вырабатываемый ею объем чистой воды будет использоваться лишь частично.

В то же самое время нецелесообразно покупать модель, которая не сможет в полной мере удовлетворить потребности семьи в чистой воде. При таком варианте владелец будет вынужден экономить очищенную воду.

Для принятия правильного решения необходимо еще до посещения магазина определить, какой производительностью должна обладать осмотическая система очистки.

К примеру, если исходить из потребностей лишь в питьевой воде, то на одного человека должно быть обеспечена норма объемом около 2-3 литра.

Чтобы иметь запас чистой воды на случай экстренной ситуации, этот показатель можно увеличить втрое. Определив оптимальную норму для одного человека, необходимо только умножить рассчитанный объем на количество членов семьи. Полученный результат и будет соответствовать тому объему, который в полной мере удовлетворит потребности семьи в очищенной воде.

Особенностью использования метода обратного осмоса является то, что порядка 2-3 литров необработанной воды уходит в дренаж. По этой причине необходимо разумно подходить к использованию отфильтрованной воды, не допуская ее расход в хозяйственных целях.

Если выбираемая модель имеет производительность на уровне 100 литров в сутки, то этого количества должно хватить для обеспечения очищенной водой каждого члена семьи.

Среди доступных для выбора осмотических систем очистки представлены установки двух типов:

  • проточного действия;
  • накопительного действия.

Особенностью первых является то, что очистка осуществляется в непрерывном режиме при условии открытого водоразборного крана. В подобных системах применяются более производительные мембраны.

Что же касается накопительных систем, ты здесь на очистку уходит некоторое время, а отфильтрованная вода в конечном итоге скапливается в специальной емкости, представленной мембранным баком объемом 8 — 12 литров.

Заключение

Система очистки воды обратного осмоса довольно эффективно решает свою задачу. Однако, как и в любом другом случае, выбирать ее необходимо осознанно, ориентируясь на собственные потребности в очищенной воде. Важно помнить о том, что в основе работы осмотических установок лежит несколько иной принцип, чем для большинства прочих очистных приспособлений.

Поэтому необходимо перед выбором ознакомиться с особенностями действия, а также сравнить все предлагаемые на рынке модели, чтобы в конечном итоге подобрать наиболее подходящий вариант с учетом своих потребностей.

Читать еще:  Реле давления для насоса воды: описание, особенности конструкции, настройка, стоимость, классификация и отзывы

Преимущества и принцип работы фильтра обратного осмоса

Фильтры для питьевой воды обратного осмоса — это универсальная в использовании техника, которая позволяет обеспечить качественную очистку. При этом из жидкости удаляются все примеси и тяжёлые металлы. С одинаковым успехом такие установки монтируются как в городских квартирах, так и в частных домах. Фильтр обратного осмоса означает использование при очистке воды специальных микропористых мембран. Эти мембраны позволяют пропускать лишь молекулы воды, улавливая все загрязнение и взвешенные частицы.

Принцип работы и конструкция

Принцип действия осмоса для очистки воды основывается на мембранном методе разделения суспензий и растворов на компоненты. Таким образом обеспечивается максимально возможная степень очистки питьевой воды. Используемые установки могут различаться предназначением, способом монтажа или производительностью. При этом все они имеют схожий принцип работы.

Под небольшим давлением через мембрану прогоняется вода. Жидкость очищается от имеющихся в ней растворенных веществ. Через мельчайшие поры проникают лишь молекулы воды. А для хлора, цинка и тяжелых металлов мембрана будет непроницаема. Первоначально подобная технология использовались в Древней Греции для опреснения морской воды. Уже в семидесятых годах прошлого века появились промышленные системы обратного осмоса, используемые для очистки питьевой воды.

Бытовые фильтры для воды с обратным осмосом состоят из следующих элементов:

  • осмотическая мембрана;
  • картриджи с фильтрами;
  • дополнительные реминерализаторы;
  • накопительные баки.

Компактная конструкция может быть с легкостью установлена под любой раковиной. Хотя перед монтажом необходимо правильно рассчитать мощность установки и объем накопительного бака. Зато впоследствии фильтр будет работать с максимальной эффективностью. Следует учитывать, что осмотическая очистка выполняется крайне медленно. И поэтому фильтру потребуется несколько часов, чтобы набрать воды в бак объёмом 10−15 литров. Кроме того, для удобства использования в умывальник или раковину врезают небольшой дополнительный кран для чистой питьевой воды.

Дополнительно бытовые системы осмоса могут оснащаться специальными стерилизаторами или реминерализаторами. Последние насыщают жидкость кальцием, магнием и другими полезными микроэлементами, необходимыми нашему организму. Дело в том, что при осмотической очистке такие минералы удаляются из воды. Это несколько ухудшает её пользу для организма. Поэтому специалисты рекомендуют дополнительно устанавливать реминилизаторы, которые в последующем не потребуют какого-либо дополнительного сложного обслуживания и ремонта.

Характеристики и возможности

В зависимости от типа и вида используемых мембран производительность бытовых фильтров обратного осмоса может составлять 170−250 литров в сутки. Необходимо учитывать ресурс использования очистных элементов, который обычно составляет 4−8 тысяч литров воды. Средней семье из четырех человек такой обратноосмотической мембраны будет достаточно на 2 года. После этого очистной элемент потребует замены.

Современные установки обратного осмоса имеют не только мембрану, но и дополнительные колбы с картриджами. Они отвечают за тонкую очистку и обеззараживание воды с помощью угольных вкладышей. Специалисты рекомендуют хотя бы один раз в полгода менять все используемые картриджи. Такая периодичность обеспечит качественную очистку воды от имеющихся загрязнений.

Фильтр бытового применения отличается универсальностью использования. Его можно установить в квартире, на даче, в частном доме или загородном коттедже, в небольшом офисе. Такой технике не требуется подключение к электричеству. Вся система действует автономно. Нужно лишь своевременно выполнять замену картриджей и мембраны. Такую работу можно провести самостоятельно, не обращаясь в специализированные компании.

Преимущества и недостатки

Принцип работы обратноосмотических установок основан на полном удалении из воды всевозможных примесей. С помощью таких фильтров можно очистить жидкость от следующих загрязнений:

  • инсектициды;
  • тяжёлые металлы;
  • железо;
  • ионы хлора;
  • мышьяк.

Дополнительные фильтры удаляют из воды плотные твердые включения, а угольный картридж выполняет обеззараживание, уничтожая всевозможные микробы и болезнетворные грибки. К сожалению, одновременно с такими тяжелыми металлами и вредными ионами из воды удаляется кальций, калий, магний и другие необходимые для организма макро и микроэлементы.

Именно в такой практически полной водоочистке от примесей кроется основное преимущество и недостаток обратноосмотических систем. По своим характеристикам такая вода приближается к талой ледниковой. В ней содержится минимальное количество минеральных солей, поэтому единогласного мнения о вреде или пользе использования таких очистных установок в настоящее время нет.

К преимуществам фильтров на обратноосмотических мембранах можно отнести их полную автономность и простоту обслуживания системы. Домовладельцу необходимо будет раз в 6−8 месяцев заменять картриджи, что выполняется без использования какого-либо сложного инструмента. Вся работа от силы займёт пять-десять минут. Нужно лишь помнить о том, что раз в два года меняют мембрану. Её стоимость, в особенности у качественных европейских и американских производителей, может составить 3−4 тысячи рублей.

Фильтры обратного двойного осмоса, в сравнении с обычными проточными установками, считаются более дорогими в использовании. При очистке воды около 75% жидкости бесцельно сливается в канализацию. Соответственно, могут увеличиваться расходы на оплату коммунальных услуг. Вся система крайне критична к показателю давления в водопроводной сети. Его показатель должен быть не ниже 3 атмосфер. Поэтому на верхних этажах, где отмечаются проблемы с напором, могут потребоваться дополнительные насосы.

Cтоимость и сравнение популярных моделей

Средняя стоимость обратноосмотической установки от российских производителей составляет 7−10 тысяч рублей. Это стандартные модели, которые включают мембрану тонкой очистки, а также несколько дополнительных картриджей для крупных частиц и обеззараживание с помощью угля. Если требуются дополнительные картриджи для восстановления структуры воды и принудительной минерализации, установка обойдётся уже в 12−15 тысяч рублей.

Необходимо учитывать не только первоначальную стоимость оборудования, но и последующие расходы на его обслуживание. Менять картриджи при активном использовании фильтра потребуется дважды в год. При этом в среднем сменные комплекты стоят 3−5 тысяч рублей. Фильтры американской и европейской сборки, в том числе популярные «Атолл», обойдутся покупателям примерно в 12−15 тысяч рублей.

Отдельные врачи считают, что употребление очищенной обратным осмосом воды приводит к заболеваниям сердечно-сосудистой системы, которой требуется магний и калий. Решить такую проблему можно установкой нескольких дополнительных картриджей, которые восстанавливают структуру воды, обеспечивая ее принудительную минерализацию. Подобное решение несколько увеличивает стоимость фильтров. Впоследствии вырастут расходы на обслуживание оборудования и замену используемых вкладышей.

Такие установки собираются в России. При этом они выполнены из высококачественных комплектующих. Их использование не только гарантирует максимально возможную степень очистки воды, но и исключает протечки при скачках давления в системе. Фильтры Атолл используют стандартные мембраны, поэтому каких-либо сложностей с их последующим обслуживанием гарантированно не возникнет.

Наибольшей популярностью среди российских обратноосмотических установок пользуются фильтры Аквафор и Барьер. Они рассчитаны на стандартное давление в отечественных водопроводных. Справляются с очисткой даже сильно хлорированной или загрязненной воды с большим количеством взвеси и ржавчины. Несомненным преимуществом российских обратноосмотических установок является их доступная стоимость и существенное сокращение расходов на последующее обслуживание такого очистного оборудования.

Рекомендации по выбору

При выборе фильтра следует определиться с необходимой степенью очистки воды. От количества ступеней конкретной модели будет зависеть стоимость всей установки. Это могут быть простейшие фильтры, имеющие лишь одну колбу грубой очистки, мембрану и угольный картридж. Стоимость таких моделей от российских производителей «Аквафор» или «Барьер» обычно составляет 5−8 тысяч рублей. Если же требуется максимально возможная степень очистки, то следует выбирать модели с 7 модулями от производителя «Атолл» и большим 20-литровым баком. В этом случае придется заплатить уже порядка 20−25 тысяч рублей.

При выборе следует обратит внимание на следующие параметры:

  • показатели производительности;
  • размер накопительного бака;
  • наличие угольного картриджа;
  • способ подключения.

Большой популярностью пользуется шестиступенчатые системы, у которых перед финишным угольным картриджем установлен минерализатор. Продвинутые модели также имеют биокерамический активатор, предназначенный для естественного восстановления состава воды. При наличии такого реминерализатора потребуется продумать подключение фильтра к бытовой электросети. При отсутствии электричества вся система будет действовать без дополнительного восстановления структуры воды и обогащения кальцием, калием и другими полезными микроэлементами.

Выбирая такие установки для фильтрации и водоподготовки, необходимо учитывать общую производительность системы. Стандартные мембраны способны пропускать через себя около 3−4 литров в час. Большой семье потребуются модели, имеющие производительность не меньше 5 литров в час. Также нужно продумать размеры накопительного бака, который в идеале должен помещаться под раковиной. Обычно именно там устанавливают питьевые фильтры. Стандартными являются 10-литровые емкости. Однако при большом расходе рекомендуется устанавливать 15-литровые и даже 20-литровые баки.

Кроме того, специалисты рекомендуют, выбирая осмосный фильтр, отдавать предпочтение установкам «Атолл». Благодаря использованию американских комплектующих, они отличаются большей надежностью и долговечностью. Да, их стоимость может быть на 20% выше российских «Барьера» и «Аквафора». Однако при этом обеспечивается полное отсутствие протечек по соединению, а сам фильтр гарантирует максимально возможное качество очистки питьевой воды.

Следует отметить, что сегодня все проблемы с поиском картриджей для американского «Атолла» полностью решены. Это позволяет существенно упростить сервис и обслуживание системы.

Фильтры обратного осмоса: разновидности, принцип действия, правила выбора, классификация и особенности

Заявка успешно отправлена.

В ближайшее время с Вами свяжется менеджер.

Широкий выбор фильтров для воды, казалось бы, приведет в замешательство любого. Как разобраться в этом изобилии приборов для очистки воды? В данной статье рассмотрим все основные виды фильтрующих элементов, бытовых и промышленных, по классификации и назначению, дадим советы по выбору и эксплуатации.

Сегодняшний рынок перенасыщен различными по мощности водяными фильтрами, которые не только способны очистить воду от всех примесей, но и смягчить ее, насытить минеральными солями и т. д. Их условно можно разделить на две большие группы:

1. Фильтры для предварительной подготовки воды.

2. Фильтры для доочистки водопроводной питьевой воды.

Фильтры для предварительной подготовки воды

Такие фильтры используются для очистки самостоятельно добываемой воды, источником которой служат скважины и колодцы. Основными загрязнениями, несвойственными водопроводной воде, для данных источников является повышенное содержание сероводорода, железа, различных солей и большое количество взвеси.

Ярким примером таких фильтров являются установки по очистке воды от солей ECOSOFT FU 0835 Cab и сероводорода ECOSOFT FPС 1054 Centaur.

Максимальное фильтруемое загрязнение

ECOSOFT FPС 1054 Centaur

Железо не более 3 мг/литр
Сероводород – 5 балл.

0,6 м /час, в течении 2-х лет

ECOSOFT FU 0835 Cab

соли калия, магния, марганца не более 15 мг/литр
железа – 0,3 мг/литр

1 м 3 /час, в течении 2-х лет

Данные приборы способны к самостоятельной регенерации, в связи с чем при очистке 15–20 тысяч литров воды в сутки их ресурса хватит на два года работы. По истечении данного срока требуется выполнить замену гранул фильтрующего элемента.

В связи с высокой стоимостью и размерами, не смотря на большой ресурс и производительность, данные фильтры не используются в быту.

Фильтры для доочистки водопроводной питьевой воды

В зависимости от габаритов и производительности все рассмотренные далее фильтрующие элементы могут использоваться как в промышленных, так и бытовых целях. Данный тип фильтров используется для подготовки подаваемой по централизованным водоводам воды (условно питьевой) для использования. Большая их часть выпускается в форме сменного картриджа, позволяющего выполнить быструю замену отработавшего ресурс элемента.

Собранные на их базе фильтры можно использовать как для очистки всей подаваемой воды (магистральные фильтры), так и для получения питьевой воды из одного источника или крана. При этом используемые фильтрующие элементы отличаются только габаритами и формой.

Читать еще:  Что это такое анаэробные бактерии: понятие, культивирование, инфекции

Фильтры для доочистки питьевой воды можно разделить на несколько основных групп:

1. Сетчатые фильтры для грубой механической очистки воды.

2. Фильтры тонкой механической очистки.

3. Фильтры с активированным углем.

4. Многокомпонентные фильтрующие элементы.

5. Мембраны обратного осмоса.

6. Минерализаторы и активаторы.

7. Электрические обеззараживающие фильтры.

8. Фильтрующие элементы от накипи.

Сетчатые фильтры для грубой механической очистки воды

Для удаления крупных твердых включений из подаваемой водопроводной воды используются сетчатые фильтры различной конструкции и степени очистки. Сетку в этих фильтрах необходимо регулярно чистить, после чего фильтр может продолжать работать дальше.

Наиболее оптимальным решением для очистки воды от крупных включений является фильтр HONEYWELL FF06–1/2AA, способный с помощью установленного сетчатого фильтра задерживать взвеси размером до 100 мкм. Особенностью данного фильтра является встроенная система промывки, позволяющая удалить собранную на сетке взвесь без разборки фильтра.

Фильтры тонкой механической очистки

Данный тип фильтров предназначен для удаления подаваемых вместе с водой взвешенных твердых частиц, таких как песок, глина, ржавчина. В зависимости от использованного в нем материала (сверхтонкой полипропиленовой нити или волокон), данный фильтр может удалять подаваемые с водой твердые частицы размером 1, 5, 10, 15 или 50 микрон. Такая очистка позволяет улучшить цвет воды и предохранить дорогостоящую бытовую технику от повреждения.

Его ресурс зависит от количества загрязняющих веществ в воде, через каждые 5000 литров отфильтрованной воды или один раз в 3 месяца необходимо делать его замену.

К данному типу фильтров относится ФС-1 с заложенной функцией самоочистки.

Покрытие из активированного серебра создает дополнительный эффект обеззараживания питьевой воды. Ресурс эксплуатации данного фильтра при своевременной его очистке не ограничен. Поэтому, несмотря на высокую стоимость, около 10–12 тысяч рублей, он полностью окупает себя через несколько лет эксплуатации.

Фильтрующие элементы с активированным углем

Активированный уголь имеет прекрасные сорбирующие свойства, благодаря которым задерживается хлор и органические примеси, но при этом он плохо справляется с удалением из воды тяжелых металлов и бактерий. Качество очистки в таком фильтре зависит от времени прохождения воды через фильтр: чем больше размер фильтра или меньше скорость движения воды, тем лучше качество фильтрации. Для очистки воды могут использоваться картриджи, заполненные гранулированным активированным углем. Такие фильтры имеют наибольшую площадь абсорбции, но плохо справляются с механической фильтрацией.

Картриджи из прессованного активированного угля немного хуже поглощают примеси из воды, но благодаря углеродным волокнам эффективно задерживают механические примеси.

Угольные фильтры улучшают цвет воды и ее вкусовые качества. Замена угольного фильтра должна производиться при ухудшении вкусовых качеств очищенной воды, но не реже чем указано в инструкции (обычно после фильтрации 4–5 тысяч литров воды).

Многокомпонентные фильтрующие элементы

Для повышения качества фильтрации в состав угольных фильтров вводятся различные добавки, с помощью которых картридж задерживает тяжелые металлы и производит дезинфекцию воды.

Наполнитель в таких фильтрах может быть как гранулированный, так и прессованный. Для экономии места ряд картриджей данной группы выпускается в одном корпусе с фильтром механической очистки. Наиболее универсальным является фильтр, совмещающий в себе механическую очистку, активированный уголь и засыпку KDF (элементов, снижающих содержание железа и тяжелых металлов, таких как ртуть, кадмий, свинец). KDF и аналогичные ему добавки могут удалять сероводород и пестициды, предотвращают развитие бактерий и вирусов в прошедшей обработку воде.

Фильтры данной категории эффективно справляются с очисткой воды от вредных примесей, удаляют плохой запах и улучшают вкус воды.

Мембраны обратного осмоса

Наивысшей степенью очистки питьевой воды обладают системы, построенные на базе мембран обратного осмоса. Их работа основана на способности стенки мембраны беспрепятственно пропускать молекулы воды, но при этом оставаться непроницаемой для более крупных молекул примесей. Этот эффект гарантирует идеальную чистоту воды на выходе.

Мембраны обратного осмоса имеют возможность регенерации (очистки от загрязнений), но их замена должна производиться не реже одного раза в два года, поскольку их свойства ухудшаются под воздействием содержащегося в воде активного хлора.

Минерализаторы и активаторы

Поскольку после очистки воды с помощью обратного осмоса из нее удаляются все соли и нарушается молекулярная структура, то перед ее применением в пищу рекомендуется восстановить солевой баланс. Для этого используются специальные минерализирующие воду картриджи, а для улучшения усваивамости организмом прошедшей очистку воды проводится ее активация.

Ресурс данных картриджей не превышает 2000 литров.

Электрические обеззараживающие элементы

Удаление патогенной флоры из подаваемой воды может производиться с помощью электрических озонирующих и излучающих ультрафиолет электрических блоков. В отличие от химических, данные блоки совершенно безвредны для человека, к тому же они очень экономичны и просты в обслуживании.

Ресурс работы данных фильтровальных элементов не ограничен, но возможно ухудшение качества обработки воды в связи с выпадением налета на излучатель, поэтому их рекомендуют менять после отработки в течение 3–5 лет.

Классификация фильтров. Особенности фильтров. Виды и типы фильтров

Швейцарская производственно-инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) образовалась в 1999 году, имеет 16 представительств и офисов в странах СНГ, предлагает оборудование и комплектующие с производственных площадок в США, Канаде и Японии, готова разработать и поставить по Вашему индивидуальному техническому заданию различные фильтры и фильтровальное оборудование.

Классификация фильтров

Процесс фильтрации в настоящее время распространен крайне широко в самых разных областях, начиная от бытовой очистки воды и заканчивая разделением суспензий на химических производствах. В свою очередь разнообразие применений породило разнообразие конструкций аппаратов для осуществления этого процесса. Встречаются как крайне простые фильтры, в которых многие операции осуществляются вручную, так и сложные агрегаты, способные работать в непрерывном режиме длительное время. Тем не менее, можно выделить ряд основополагающих характеристик, по которым удобно проводить классификацию.

По режиму работы все фильтры можно разделить на:

  • периодического действия;
  • непрерывного действия.

В первом случае подача суспензии осуществлятся дозировано с перерывами на проведение вспомогательных операций, таких как удаление слоя осадка, в то время как во втором случае подача суспензии происходит непрерывно. Удержание дисперсной фазы происходит в любом случае, и если процесс происходит с закупориваем пор, то ее удаление становится сопряжено с дополнительными трудностями, поэтому для этих целей используют фильтры периодического действия. Если фильтрация идет с накоплением осадка, то могут применяться аппараты как периодического, так и не непрерывного действия. При этом в случае непрерывного процесса должно быть организованно постоянное удаление излишка осадка, скапливающегося на перегородке.

По способу организации перепада давления выделяют фильтры, работающие:

В общем случае фильтры, работающие под вакуумом, предпочтительнее по нескольким причинам. Во-первых, фильтр, работающий под давлением, испытывает большую нагрузку, чем аналогичный работающий под вакуумом, а значит должен обладать большей прочностью, что приводит к его удорожанию и повышению опасности в случае разгерметизации. Во-вторых, сжимаемые осадки при таком способе менее подвержены уплотнению. Конструкция фильтра может предполагать как работу только в одном из режимов, таки возможность переключаться между ними при минимальной перенастройке.

Фильтры, работающие под давлением

Друк фильтр

Наиболее простым типом фильтра, работающего под давлением, да и фильтра вообще, является Друк фильтр. Он представляет собой сосуд, разделенный фильтровальной перегородкой. В одну часть под давлением подается суспензия или загрязненный газ на разделение, либо же (в случае суспензии) давление создается подачей сжатого газа или самой суспензии под давлением. Проходя слой осадка и перегородку, сплошная фаза очищается от дисперсной фазы и поступает во вторую часть аппарата, после чего выводится наружу. Такие фильтры обычно просты по конструкции и работают в периодическом режиме, однако могут быть модифицированы для работы в непрерывном режиме, для чего над фильтрующей перегородкой устанавливают вращающиеся скребки, удаляющие излишек скапливающегося осадка.

Преимущество таких фильтров в простоте, как конструкции, так и обслуживания. Малая доля подвижных, изнашиваемых, сильно нагруженных и прочих “проблемных” элементов конструкции позволяет таким аппаратам работать в самых разных условиях и обслуживаться персоналом без высокой квалификации.

Фильтрпресс

Данный вид фильтров работает в периодическом режиме и используется преимущественно для фильтрования суспензий с малым содержанием дисперсной фазы, что связано со сложностью процесса удаления осадка, поэтому стараются минимизировать количество пауз.

Основу конструкции составляют плиты и рамы, расположенные поочередно и плотно прижатые друг к другу, между которыми располагают листы фильтровального материала. Рама и примыкающие к ней с разных сторон плиты образую отдельную ячейку фильтрования. Плиты имеют на своей поверхности параллельные борозды, по которым фильтрат стекает вниз и затем выводится из фильтра. Рамы полы внутри и образуют объем, в котором происходит накопление осадка. Отверстия по краям этих элементов конструкции при их совмещении образуют сквозные каналы, по одним из которых подается и распределяется между ячейками суспензия, а другие собирают потоки фильтрата и выводят их из фильтра. Рамы и плиты закрепляются на поддерживающих стержнях, а их плотное прилегание обеспечивает специальная прижимная плита.

Подобная конструкция позволяет изменять поверхность фильтрования путем установки нужного количества плит и рамок в зависимости от характеристик суспензии и расхода. Кроме того, такие аппараты получаются очень компактными, поскольку обладают хорошим соотношением площади фильтрации к занимаемой фильтром площади. Платой за эти преимущества является сложность процесса удаления уплотненного осадка, для чего требуется остановка процесса и разбор всей конструкции. В рамках решения этой проблемы у современных фильтров многие из этих операций делают автоматизированными.

Рукавные, листовые и патронные фильтры

Несмотря на то, что по конструкции эти фильтры периодического действия могут сильно отличаться, общий принцип организации процесса остается схожим. Общая площадь фильтрования в них складывается из площадей отдельных фильтрующих элементов разной формы для каждого из типов. Набор таких элементов располагают внутри корпуса фильтра, куда под давлением подается суспензия или газ, которые проходят внутрь элементов сквозь фильтрующий слой, где отделяется дисперсная фаза, и очищенные выводятся наружу. Скапливающийся слой осадка удаляют обратной промывкой, продувкой или механическим воздействием. Так, к примеру, в рукавных фильтрах устанавливают специальные устройства, периодически встряхивающие их, из-за чего скопившийся осадок откалывается и опускается на дно фильтра.

Рациональное расположение фильтровальных модулей внутри аппарата позволяет значительно экономить занимаемую им площадь в сравнении с обычными друк-фильтрами, а разнообразие их форм позволяет применять самые разные фильтровальные материалы, начиная от тканей и заканчивая пористым стеклом и керамикой.

Такие фильтры сравнительно проще в обслуживании, они могут быть в значительной степени автоматизированы, что позволяет им работать в непрерывном режиме, когда происходит попеременная очистка и удаление осадка с одних элементов, пока остальные заняты фильтрацией. Если процесс идет с закупориванием пор, то конструкция позволяет легко заменять вышедшие из строя фильтровальные элементы. В то же время осложняется контроль толщины осадка, и может потребоваться необходимость в дополнительных перемешивающих устройствах внутри фильтра, чтобы обеспечить равномерную фильтрацию по всей доступной площади.

Фильтры, работающие под вакуумом

Подобно друк-фильтру, нутч-фильтр имеет крайне простую конструкцию, а точнее во многом повторяет его. Собственно, при определенных условиях один и тот же аппарат может работать как под вакуумом, так и под давлением. Составные элементы фильтра те же: корпус и фильтрующая перегородка, разделяющего его на две полости. Разряжение создается ниже фильтрующей перегородки.

Читать еще:  Трубы пнд: ключевые параметры, описание, таблица диаметров, методы монтажа, способы и схемы установки

Основная проблема также состоит в удалении скапливающегося осадка, в связи с чем нутч-фильтры обычно делают периодического действия с ручной выгрузкой осадка. В некоторых случаях может быть предусмотрена механизированная выгрузка осадка, но чаще нутч-фильтры используют для несложного фильтрования малых объемов суспензии, где связанные с выгрузкой осадка проблемы оказываются несущественными.

Одной из попыток решить проблему периодического действия нутч-фильтров стало создание карусельных фильтров. Фактически это набор отдельных нутч-фильтров, работающих периодически, но при совместной их работе в поочередном режиме достигается эффект, при котором вся установка работает в непрерывном режиме. Фильтры расположены по окружности и подключены к источнику вакуума. Двигаясь по этой окружности, каждый из них проходит ряд цикличных стадий: фильтрация, промывка, сушка, удаление осадка и т.д. Такое движение напоминает карусель, откуда и произошло название. За возможность работать непрерывно карусельные фильтры расплачиваются более сложной конструкцией, однако сохраняя прочие преимущества нутч-фильтров.

Данный тип фильтров примечателен тем, что в нем движутся не отдельные его части, а само фильтровальное полотно, натянутое на роликах и по устройству напоминающее ленту конвейера. На участках, где непосредственно происходит фильтрование, полотно опирается на поддерживающую резиновую ленту с перфорацией. Отдельно взятый участок полотна при прохождении полного круга можно рассматривать как фильтр, претерпевающий ряд последовательных операций. В целом же получается так, что установка работает в непрерывном режиме, и в ней можно выделить отдельные зоны фильтрации, промывки, съема осадка и т.д.

Преимуществом такого типа фильтров является их возможность работать в непрерывном режиме, при этом без значительного усложнения конструкции. В установке нет такого количества подвижных элементов, совершающих сложное движение, как, к примеру, в карусельном фильтре. Кроме того, фильтровальное полотно должно обладать достаточной прочностью, чтобы не рваться, находясь в растянутом состоянии при эксплуатации.

Другим способом реализации непрерывного фильтрования, а также увеличения суммарной площади для фильтрования, относительно занимаемого установкой объема, являются дисковые фильтры. Конструктивно фильтр представляет собой набор дисков, обтянутых фильтровальной тканью и состоящих из разделенных перегородками внутренних полостей. Диски насажены на общий полый вал, подключенный к источнику вакуума. Диски примерно на половину погружаются в емкость с суспензией и приводятся во вращательное движение, чтобы задействовать всю доступную для фильтрования поверхность. Распределительное устройство внутри вала подключает к линии вакуума только те части диска, которые в тот момент погружены в суспензию. Жидкость фильтруется через слой материала, обтягивающего диски, попадает во внутренние полости и по ним через вал выводится из аппарата. Слой осадка удаляется с поверхности дисков с помощью ножей. Осадок по своей структуре должен быть достаточно однородным, не требовать промывки и состоять из медленно осаждаемых частиц, что связано с вертикальным расположением фильтровального полотна попаданием осадка назад в суспензию в случае его отлипания.

Барабанные фильтры также как дисковые имеют вращающийся элемент, который в данном случае имеет форму барабана. Фильтровальная поверхность обычно располагается на цилиндрической его части, которая также разделена на секции. Специальное распределительное устройство циклично по мере вращения барабана подключает их то к вакууму, то к источнику повышенного давления. Таким образом, добиваются деления окружности, по которой движется фильтровальное полотно, на участи, на которых осуществляется определенный процесс: фильтрация, продувка, промывка и т.д.

Барабан частично погружается в суспензию, и пока участок фильтровального полотна находится внутри нее, на нем происходит непосредственно фильтрация и накопление осадка. При дальнейшем вращении барабана этот участок поднимается над уровнем суспензии, и претерпевает ряд других вспомогательных операций. В конце промытый и просушенный осадок снимается с поверхности барабана ножом, и цикл фильтрации повторяется.

Особенности функционирования фильтров

В реальности практическое фильтрование происходит в состоянии постоянной скорости или разности давлений. Основной величиной, которая характеризует весь процесса фильтрования, считается скорость, она рассчитывает как объем отфильтрованного вещества, проходящего за единицу времени через единицу поверхности фильтрования.

где Сф — скорость фильтрации, м 3 /(м 2 *с);
dV — объем отфильтрованного вещества (фильтрата), м 3 ;
F — поверхность фильтрования, м 2 ;
τ — время, с.

При этом скорость фильтрования прямо пропорциональна величине перепада давления в слое осадка и фильтровальной перегородке, то есть движущей силе и обратно пропорциональна сопротивлению, что выражается формулой:

ΔP — движущая сила или перепад давления, Па;
R — общее сопротивление фильтрованию, Н∙с/м (Па∙с/м).

Величина сопротивления R не является неизменной, так как процесс фильтрации идет с постоянным ростом толщины осадочного слоя осадка и, соответственно, увеличением его сопротивления. Общее сопротивление — это сумма сопротивлений фильтрующей перегородки Rф и осадка Rос:

r – удельное сопротивление осадка, измеряемое, Н∙с/м 4 (Па∙с/м 2 );
l – толщина осадка, м.

Удельное сопротивление осадка r определяется сопротивлением единицы объема осадка, имеющего высоту 1 м на 1 м 2 поверхности фильтрации.

Из уравнений (2) и (3) следует, что скорость процесса фильтрования может быть найдена из равенства:

dV / Fdτ = ΔP / Rф + r·l (4)

Объем осадка Vос в свою очередь определяется произведением площади фильтрования F и толщины осадка lос:

Далее отношение объема получаемого осадка к объему отфильтрованного вещества обозначают через величину x = Vос / V, и получают следующее уравнение для каждого момента фильтрации:

Исходя из формул (5) и (6), толщина осадка может быть выражена как lос=Vф·x/F и, подставляется в уравнение (4). В итоге выводится дифференциальное уравнение фильтрования:

Как работает обратный осмос: принцип действия устройств тонкой очистки воды

Среди бытовых систем подготовки питьевой воды к употреблению относительно недавно появился новый вариант, который называют обратным осмосом. Этот набор фильтров и специальной мембраны стоит немало, но способен дать фору практически любому аналогу.

Имеет ли смысл раскошелиться? Чтобы получить ответ на этот вопрос, нужно узнать как работает обратный осмос, а затем соотнести затраты и результат. С нашей помощью процесс ознакомления с передовой очистной системой пойдет гораздо быстрее и эффективней.

Мы собрали и систематизировали для вас всю полезную и достоверную информацию о мембранной установке очистки воды. Для полноты восприятия дополнили текстовый материал схемами, иллюстрациями и видео с рекомендациями будущим покупателям.

Работа установки обратного осмоса

Процесс осмоса основан на свойстве воды выравнивать уровень содержания примесей в растворах разделенных мембраной. Отверстия в этой мембране настолько малы, что проходить через них могут только молекулы воды.

Если в одной из частей такого гипотетического сосуда увеличить концентрацию примесей, вода начнет перетекать туда до тех пор, пока плотность жидкости в обеих частях сосуда не выровняется.

Обратный осмос дает прямо противоположный результат. В этом случае мембрану используют не для выравнивания плотности жидкости, а для того, чтобы с одной ее стороны собрать чистую воду, а с другой – раствор, максимально насыщенный примесями. Именно поэтому такой процесс называют обратным осмосом.

Все эти химические особенности мало интересны покупателям, особенно тем, кто не слишком хорошо разбирается в науке. Им достаточно понимать, что центром системы обратного осмоса является специальная мембрана, поры которой настолько малы, что не пропускают ничего, что превышает размеры молекулы воды, а это значительная часть загрязнений, содержащихся в водопроводной воде.

Увы, молекула воды – не самая маленькая на земле, например, молекулы хлора значительно меньше, поэтому они также могут просачиваться через мембрану. Кроме того, контакт с крупными взвесями этой мембране противопоказан. Ее мелкие поры при таком воздействии быстро засорятся, и этот элемент придется сразу же заменить.

Чтобы этого не произошло, в систему обратного осмоса включают еще три дополнительных фильтра, с помощью которых вода проходит предварительную подготовку. Мембрана разделяет частично очищенную воду на две неравные части. Примерно треть поступившего объема представляет собой чистую воду, которая затем поступает в накопительный бак.

Еще две треть объема воды – это часть, в которой сконцентрированы загрязнения. Такой концентрат сливается в канализацию. Между баком и краном обычно имеется небольшой контейнер. Здесь устанавливают картридж, который предназначен для повышения качества уже очищенной воды, например, для насыщения ее полезными минералами.

Схематически принцип действия обратного осмоса можно описать так:

  1. Вода поступает из водопроводной системы на фильтры предварительной очистки.
  2. Затем жидкость проходит процедуру обратного осмоса.
  3. Очищенная вода поступает в накопительный бак.
  4. Концентрат, содержащий отфильтрованные загрязнения, перемещается в канализацию.
  5. Чистая вода из накопительного бака поступает на кран для чистой воды непосредственно или через дополнительные устройства.

Таким образом, система обратного осмоса представляет собой набор устройств, которые обеспечивают возможность получить питьевую воду с высокой степенью очистки. До недавнего времени такие системы использовались, главным образом, в промышленности, на предприятиях общественного питания в оздоровительных учреждениях и т.п.

Но из-за растущих требований к качеству водопроводной воды в последние годы популярность приобретают системы обратного осмоса, предназначенные для использования в быту. Они различаются по комплектации, производительности, размерам накопительной емкости и т.п. Фильтры и мембрану нужно периодически заменять.

Как определить, что мембрана нуждается в замене? По мере эксплуатации ее поры забиваются, и наступает момент, когда вода просто не проходит в накопительный бак. Такую мембрану придется заменить в любом случае. Но специалисты рекомендуют выполнять замену значительно раньше.

Для определения качества воды, очищенной с помощью системы обратного осмоса, используют электронный прибор – TDS-metr. С его помощью определяют уровень содержания солей в воде.

Для водопроводной воды до очистки этот показатель может составлять 150-250 мг/л, а после очистки по технологии обратного осмоса нормой считается солесодержание в пределах 5-20 мг/л. Если количество солей в очищенной воде составляет более 20 мг/л, мембрану рекомендуется заменить.

Желающие подобрать фильтры для воды, применяемые в различных ступенях очистки, много полезной информации найдут в следующей статье.

Отдельные элементы системы

Наиболее дорогостоящим и основным элементом системы обратного осмоса является мембрана. Она представляет собой микропористый материал, скрученный в один или несколько слоев вокруг перфорированного пластикового сердечника. Сверху мембрана закрыта пластиковым защитным чехлом, который закреплен уплотнительными кольцами.

Вода поступает внутрь корпуса мембраны и проходит через пористый наполнитель. При этом молекулы чистой воды проникают через пористый сердечник и далее перемещаются в накопительный бак.

Но загрязнения с некоторым количеством воды не могут преодолеть мембранный барьер. Они выходят из противоположного конца мембранного блока и утилизируются.

Как уже ранее упоминалось, прямой контакт мембраны с обычной водопроводной водой может стать губительным. Дело в том, что ее поры очень мелкие – всего 0,0001 микрон. Мембрану нельзя вынуть, промыть и снова установить, как это делают с некоторыми механическими фильтрами грубой очистки.

Дорогостоящий элемент приходится полностью заменять каждые два-три года. Срок может изменяться в зависимости от условий эксплуатации мембраны: давления в водопроводной системе, количества и характера загрязнений, температуры воды и т.п.

В некоторых случаях мембрана может прослужить пять лет и даже дольше, иногда же замену приходится производить уже после первого года эксплуатации.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector