Autonomā ūdens apgādes sistēmā tiek izmantots ūdens no akām un urbumiem. Tās kvalitāte ne vienmēr atbilst drošības standartiem. Tajā tiek izšķīdinātas organiskās un minerālvielas. To augstā koncentrācija var būt kaitīga veselībai, atstājot katlu uz sildelementu virsmas. Membrānas ūdens attīrīšanas tehnoloģijas ir moderna un efektīva metode. Tā pamatā ir daudzpakāpju filtrēšana. Membrānas uzstādīšana nodrošina šķidruma attīrīšanu molekulārā līmenī.
Ūdens membrānu filtru ierīce un darbības princips
Filtra galvenais elements ir membrāna. Tas ir izgatavots no sintētiskiem materiāliem (lavsan, propilēna, celulozes). Poraina plēve izlaiž ūdens un skābekļa molekulas, notverot piemaisījumus. Tīrīšanas parametri ir atkarīgi no caurumu lieluma. Organiskās un minerālvielas, kuru diametrs pārsniedz poras, paliek uz filtra virsmas. Ierīces veiktspēja ir atkarīga no vairākiem faktoriem:
- šķidruma piesārņojuma pakāpe;
- sistēmas spiediens;
- ūdens temperatūra;
- membrānas laukums.
Caur filtru ūdens tiek sadalīts divās plūsmās. Viens no tiem tiek virzīts caur membrānas porām. Caur vairākiem sintētiskā materiāla slāņiem tas tiek notīrīts no kaitīgiem piemaisījumiem. Otro straumi izmanto, lai noņemtu nogulsnes.
No piesārņojuma atbrīvoto šķidrumu sauc par permeātu. Tas tiek ievadīts santehnikas sistēmā. Ieslodzīto piemaisījumu (koncentrāta) skalojamais ūdens tiek novadīts kanalizācijā vai izmantots sadzīves vajadzībām. Augsts attīrīšanas līmenis ļauj dzert šķidrumu bez vārīšanās.
Membrānu veidi un dizains
Membrānas elementi atšķiras pēc poru lieluma un šķidruma attīrīšanas pakāpes:
- Mikrofiltrācija - caurumu izmērs ir 0,1-1 mikroni. Materiālu izmanto priekšfiltrēšanai, smalko suspensiju un koloidālo piemaisījumu atdalīšanai. Šķidrums kļūst caurspīdīgs.
- Ultrafiltrācija - tiek noņemti parametri 0,1-0,02 mikroni, aļģes, mikroorganismi, metālu oksīdi, mazi koloīdi.
- Nanofiltrācija - poru diametrs 0,02–0.001 μm. Filtrs spēj ekstrahēt no ūdens smagos metālus un hlora savienojumus. Šķidrums iznāk mīkstināts, sāls sastāvs nedaudz mainās.
- Apgrieztā osmoze - mazākie membrānas caurumi ir 0,001–0 0001 mikroni. Materiāls saglabā visus ūdenī izšķīdinātos piemaisījumus. Reversās osmozes sistēmas noņem baktērijas, sāļus, pesticīdus, naftas produktus. Tos izmanto farmakoloģijā, jūras ūdens atsāļošanas rūpnīcās.
Membrānas filtrus klasificē pēc tīrīšanas elementa formas.
Plakans disks
Disku tipa filtru filmas parasti tiek uzstādītas liela ūdens daudzuma tīrīšanai. Darba priekšmeti ir trīs formās:
- pastiprināta - uz auduma pamatnes tiek uzlikta poraina polimēra plēve;
- epigastriska - dizains paredz izmantot papildu materiāla slāni ar lieliem caurumiem;
- nepamatoti - ir izgatavoti no viendabīga materiāla (poliamīda, neilona, fluoroplastiska).
Disku membrānas elementi ir vismazāk pieprasīti.
Rullē
Veiksmīgākais konstruktīvais risinājums, šo iespēju izmanto reversās osmozes augiem. Tas attēlo membrānas elementu, kas ruļļa veidā ir uzvilkts uz perforētas caurules. Ūdens plūst no moduļa gala, pārvietojas spirālē virzienā uz centru. Izejot vairākus slāņus no galvenās membrānas un poliestera substrātiem, tas atbrīvojas no piemaisījumiem.Atdalīšanas tīkli novērš darba materiāla saķeri. Koncentrāts tiek izvadīts kanalizācijā.
Cauruļveida
Filtra moduli piepilda ar caurulēm, kas izgatavotas no poraina materiāla (keramikas, metālkeramikas vai plastmasas). Caurumu atrašanās vieta tajos ir simetriska un asimetriska. Spiedienam pakļauts šķidrums iziet caur darba slāni, uz kura paliek piesārņojums. Attīrīto ūdeni savāc uzglabāšanas tvertnē, koncentrātu caur atsevišķu caurumu izvada kanalizācijā. Cauruļveida keramikas moduļi ir labākais risinājums uzstādīšanai centralizētā ūdens apgādes tīklā. Viņi notver dzelzs daļiņas, sāļus, nav jutīgi pret abrazīvām daļiņām.
Doba šķiedra
Moduļi sastāv no liela skaita plānu cauruļu (ar apmēram 1 mm diametru). Viņu sienas ir pārklātas ar mikroskopiskiem caurumiem. Filtri uztver dzelzs piemaisījumus, mikroorganismus, baktērijas, Giardia cistas. Vairāku elementu izmantošana palielina kopējo filtrēšanas virsmas laukumu. Dobās šķiedras membrānām drīz ir nosliece uz aizsērēšanu. Pirms tiem ieteicams veikt šķidruma mehānisku tīrīšanu.
Izmantošanai nometnes apstākļos vai valstī tiek piedāvāti sliežu membrānas filtri. Dizains ir iegremdēts ūdens traukā, attīrītais šķidrums tiek izvadīts ar kanalizācijas cauruli.
Izvēles kritēriji
Pirms filtra dizaina iegādes izmantotais ūdens tiek nodots pārbaudei. Secinājums par tā sastāvu jums pateiks, kāda veida membrāna jāuzstāda. Augstās prasības ūdens attīrīšanas kvalitātei prasa uzstādīt apgrieztās osmozes sistēmu. Izvēloties membrānu, tiek ņemts vērā spiediens mājas ūdens apgādes tīklā.
Ultra- vai nanofiltra darbībai pietiek ar 1–2 atmosfērām; reversās osmozes gadījumā spiediens būs jāpalielina līdz 3-3,5 atmosfērām. Filtra dizaina izmaksas ir atkarīgas no tā iespējām. Visefektīvākajai sistēmai ir augsta cena. Instalācijas veiktspēju izvēlas pēc ģimenes vidējā ūdens patēriņa parametra.
Uzstādīšanas un darbības iezīmes
Membrānas filtrs ir uzstādīts uz aukstā ūdens caurules. Racionāla uzstādīšanas iespēja ir zem izlietnes virtuvē. Ierīce atrodas tuvu krāna un kanalizācijas caurulei. Instalēšanas procedūra ir norādīta instrukcijās. Pirms darba uzsākšanas tiek bloķēta ūdens kustība sistēmā. Atlikumus iztukšo, atverot krānu. Krāna kanalizācijas mezgls griežas.
Līnijā ir uzstādīta tee un lodveida vārsts. Attīrīta ūdens saņemšanai uz izlietnes ir uzstādīts atsevišķs jaucējkrāns. Filtra vienību samontē saskaņā ar instrukcijām. Pirms apgrieztās osmozes sistēmas uzstādīšanas ir jāinstalē vairāki pirmapstrādes moduļi (mehāniski, ogles).
Membrānai nepieciešama regulāra mazgāšana. Tas tiek novietots karstā (40 °) ūdens spiedienā. Ar smagu piesārņojumu bloku 20-30 minūtes pazemina citronskābes šķīdumā. Tad daļu rūpīgi mazgā zem vēsas straumes. Membrānas moduļa kalpošanas laiks ir 1-3 gadi, to norāda ražotājs. Signāls par nepieciešamību to aizstāt ir šķidruma spiediena samazināšanās un garšas parādīšanās.
Priekšrocības un trūkumi
Ūdens membrānu filtru priekšrocības:
- augsta attīrīšanas pakāpe;
- ērta un ērta darbība;
- ilgs lietošanas laiks un pašapkalpošanās iespēja;
- kompakts izmērs.
Trūkumi:
- ievērojams ūdens patēriņš;
- augsta pakāpe minerālu atdalīšanai no šķidruma reversās osmozes laikā;
- nepieciešamība uzstādīt izvadi kanalizācijā.
Ūdens membrānas attīrīšanas metodes izmanto sadzīves, medicīniskiem un tehniskiem mērķiem. Instalējot sistēmu dzīvoklī, ir nepieciešams periodiski uzraudzīt sāļu līmeni šķidrumā, izmantojot TDS testeri.
