Мембранные системы очистки воды основываются на природном принципе водоочистки, когда вода проходит сквозь полунепроницаемую мембрану. Принцип работы мембранных систем достаточно простой. Сквозь полунепроницаемую мембрану просачиваются молекулы воды, которые несколько меньше пор фильтрующего элемента. Молекулы растворенных в ней вредных веществ имеют несколько большие размеры, поэтому они удерживаются мембраной. Таким образом, вся исходная вода делится на два потока – концентрат вредных веществ и примесей и отфильтрованная чистая вода, которая и поступает к конечному потребителю, тогда как концентрированные вредные элементы смываются в дренаж.
Суть мембранной системы очистки заключается в том, что размеры мембраны столь малы, что вредные примеси просто механически не могут проникнуть сквозь них. Именно благодаря использованию данной технологии даже в случае значительного ухудшения качества исходной воды, качество очищенной останется неизменно высоким.
В отличие от систем водоочистки и водоподготовки, работающих на активированном угле или по принципу ионного обмена (так сказать, «накопительных» систем очистки), мембранные системы не накапливают внутри себя вредные примеси, что абсолютно исключает возможность попадания их в воду.
Размер удерживаемых частиц вредных примесей напрямую зависит от структурного строения мембраны, то есть от величины ее пор. Мембранные системы очистки воды можно условно разделить на несколько категорий, в зависимости от размера удерживаемых частиц:
- микрофильтрационные.
- ультрафильтрационные;
- нанофильтрационные;
- обратноосмотические.
Начиная от микрофильтрационных и заканчивая обратноосмотическими мембранами, величина пор мембраны уменьшается, следовательно, это позволяет удерживать даже очень маленькие частицы вредных элементов. Но при этом существует один недостаток – по мере снижения размера пор мембранной системы, она оказывает большее сопротивление, поэтому следует увеличивать напор воды, чтобы обеспечить качественный процесс фильтрации.
Микрофильтрационные мембранные системы в состоянии задерживать частицы, имеющие размеры в пределах 0,1-1 мкм, которые определяются как мутность. В большинстве случаев их используют тогда, когда требуется обеспечить грубую очистку воды или для предварительной водоподготовки перед более тонкой очисткой.
Ультрафильтрационные мембранные системы водоочистки имеют несколько меньший размер пор – 0,01-0,1 мкм. С их помощью можно удалять из воды крупные молекулы органических веществ, вирусы и бактерии, а также коллоидные частицы. При этом растворенные соли не задерживаются. Использование таких систем очень востребовано в быту и в промышленности, так как обеспечивает стабильно качественную очистку воды, но при этом не изменяет ее минеральный состав.
Размер пор нанофильтрационных мембранных систем составляет 0,001-0,01 мкм. Такие мембраны удерживают частицы с молекулярной массой более 300, и в зависимости от структуры мембраны пропускают от 15 до 90 процентов солей.
Обратноосмотические мембранные системы очистки воды имеют наиболее маленькие поры, поэтому они и обеспечивают самую высокую степень очистки обратным осмосом воды. Они в состоянии удерживать абсолютно все вирусы и бактерии, большую часть растворенных органических элементов и солей (в том числе гумусовые соединения и железо, которые придают воде посторонний цвет). Обычно обратноосмотические системы очистки удаляют из воды до 99 процентов растворенных в ней веществ.
Такие мембранные системы очистки применяются во многих отраслях народного хозяйства и в промышленности, где требуется получать очищенную воду очень высокого качества – производство прохладительных и алкогольных напитков, фармацевтика, пищевая и кондитерская промышленность и т.д.
Что касается бытового использования, то здесь также очень широко применяются обратноосмотические мембранные системы. Они позволяют получить воду с высокой степенью очистки, которая полностью соответствует отечественным санитарно-гигиеническим нормам, а также требованиям европейских стандартов качества, предъявляемых к воде для питьевого использования.
