Ультрафильтрация воды: принципы и преимущества

Очистка воды важна как в быту, так и для промышленных предприятий. Эффективный метод — ультрафильтрация, способная устранять даже мельчайшие загрязнения и микроорганизмы.

Ультрафильтрационные мембраны с порами 0,01 микрона применяются в модулях очистки пурифайеров (проточных кулеров без бутылей). Эта технология обеспечивает высокий уровень очистки.

Для сравнения, диаметр человеческого волоса составляет от 75 до 115 микрон, что в десятки тысяч раз толще пор ультрафильтрационной мембраны. Такая высокая степень фильтрации позволяет удалять даже самые маленькие частицы.

Изображение от freepik

Принцип работы

При ультрафильтрации вода проходит через полупроницаемую мембрану с размерами пор от 0,01 до 0,1 микрона. За счет механизмов ситообразующего действия и электростатических сил удаляются загрязнители, включая:

• микроорганизмы;
• вирусы;
• бактерии;
• мелкие частицы загрязнений.

Преимущества ультрафильтрации

1. Высокая степень очистки. Ультрафильтрация удаляет загрязнения, размеры которых превышают поры мембраны: органические вещества и химические соединения.
2. Низкое энергопотребление. Процесс очистки ультрафильтрацией требует меньше энергии по сравнению обратным осмосом или дистилляцией. Это делает её подходящей для коммерческих, офисных и домашних установок.
3. Улучшение вкуса и запаха воды. Ультрафильтрация эффективно устраняет хлор и органические соединения, которые могут придавать воде неприятный запах и вкус.
4. Не нужна дренажная система. Мембраны обратного осмоса требуют подключения к канализации, а ультрафильтрационные мембраны очищают воду без врезки в дренаж.
5. Сохранение полезных минералов. Ультрафильтрационные мембраны сохраняют соли кальция, магния и кремния, что благоприятно влияет как на вкус воды, так и на её полезные свойства.
6. Микробиологическая защита. В сочетании с ультрафиолетовой технологией Firewall система ультрафильтрации защищает от бактерий и вирусов до 99,9 %.
7. Эффективность при низком давлении. Ультрафильтрация работает эффективно даже при низком исходном давлении воды, что делает её универсальным решением.

Применение

1. Питьевая вода. Ультрафильтрация активно используется в системах коммунального водоснабжения для обеспечения населения чистой питьевой водой. Этот метод эффективно устраняет бактерии, вирусы и другие загрязнители.
2. Производство пищевых продуктов и напитков. В пищевой промышленности ультрафильтрация не только улучшает качество конечной продукции, но и помогает соблюдать строгие стандарты безопасности.
3. Фармацевтическая промышленность. В фармацевтическом производстве ультрафильтрация удаляет микроорганизмы и другие загрязнения, что критически важно для выпуска лекарственных средств, поддержания стандартов качества и безопасности медикаментов.
4. Очистка сточных вод. Этот метод широко используется для предварительной очистки сточных вод, которые затем возвращаются в окружающую среду. Ультрафильтрация эффективно удаляет загрязнения и помогает значительно снизить экологическое воздействие от промышленных предприятий.

Изображение от freepik

Типы ультрафильтрационных мембран

Полиамидные

Полиамидные мембраны популярны в ультрафильтрации благодаря своей высокой производительности и долговечности. Они отличаются водонепроницаемостью и имеют поры размером от 0,1 до 0,2 микрона. Они эффективно удаляют различные загрязнители, включая бактерии, вирусы, коллоидные частицы и органические вещества.

Применение:

• очистка питьевой воды;
• производство пищевых продуктов и напитков;
• фармацевтика.

Полисульфонные

Полисульфонные мембраны известны своей высокой устойчивостью к химическим веществам и термическому воздействию. Они имеют широкий диапазон пор, что позволяет эффективно удалять как крупные, так и мелкие загрязнения. Они пропускают молекулы воды, одновременно задерживая органические вещества, бактерии, вирусы и твердые частицы.

Применение:

• водоподготовка в домашних и промышленных системах очистки;
• переработка и рециклирование промышленных сточных вод;
• сепарация и очистка нефтепродуктов в нефтеперерабатывающей промышленности.

Керамические

Керамические мембраны характеризуются высокой прочностью и стабильностью в условиях агрессивных химических веществ. Они имеют мелкие поры, что позволяет задерживать вирусы и органические вещества. Они также отличаются долговечностью и высокой производительностью.

Применение:

• очистка промышленных сточных вод, в том числе отработанных нефтепродуктов;
• фильтрация молока, сока, пива и других продуктов в пищевой промышленности.

Полимерные

Полимерные мембраны отличаются хорошей проницаемостью для воды и высоким уровнем фильтрации. Они широко применяются в различных отраслях благодаря своей эффективности и доступности.

Применение:

• очистка питьевой воды в системах водоснабжения;
• очистка промышленных сточных вод;
• фильтрация газов.

Эффективность ультрафильтрации

Ультрафильтрация — эффективный метод очистки воды, который позволяет удалять частицы размером от 0,01 до 0,1 микрона. Это делает его особенно эффективным для удаления бактерий и вирусов, которые обычно имеют размеры в пределах от 0,02 до 0,5 микрона.

Кроме того, ультрафильтрация активно устраняет органические загрязнители, такие как пестициды, гормоны, лекарственные препараты и тяжелые металлы.

Важным преимуществом ультрафильтрации является сохранение полезных минералов в воде. В отличие от химических методов очистки, она не изменяет содержание минералов, что сохраняет природные свойства и вкус воды.

Эффективность ультрафильтрации можно значительно улучшить, используя предварительную обработку воды. Применение префильтров, осадочных и обезжелезивающих аппаратов помогает повысить производительность системы и продлить срок службы мембран. Например, в наших пурифайерах перед мембраной устанавливаются полипропиленовый и угольный картриджи, которые эффективно очищают воду от загрязняющих веществ.

Изображение от freepik

Условия эффективной работы ультрафильтрационных систем

Важным этапом является предварительная подготовка воды и соблюдение определённых параметров.

• Подготовка воды. Перед ультрафильтрацией необходимо удалить крупные механические частицы. Для этого используются специализированные механические фильтры, чаще всего из полипропилена, которые задерживают крупные загрязнители. Также важно удалить хлор и органические вещества, что можно эффективно выполнить с помощью угольных картриджей.
• Параметры воды. Уровень pH воды должен быть в пределах от 6 до 8, чтобы избежать воздействия слишком кислых или щелочных растворов, которые могут повреждать мембраны. Важно контролировать концентрацию солей и минералов, поскольку их избыточное содержание может привести к образованию накипи. Если жесткость воды превышает допустимые нормы, необходимо использовать ионообменный фильтр или применять систему обратного осмоса.

Температурный режим воды тоже играет ключевую роль в процессе фильтрации. Оптимальная температура находится в пределах от 10 до 25°С. Это помогает избежать перегрева или переохлаждения мембраны, что гарантирует её долгосрочную эксплуатацию и эффективность работы системы.

Ультрафильтрация требует минимальных энергозатрат и применяется в различных отраслях. С учётом всех необходимых условий она продолжит играть важную роль и в дальнейшем в области обеспечения чистоты водных ресурсов и охраны окружающей среды.