Moderne Wasserversorgungssysteme haben in ihrer Entwicklung erhebliche Fortschritte gemacht. Jetzt kann eine Person ohne besondere Kosten einen völlig autonomen Wasserversorgungskomplex erstellen. Die Wasserqualität hingegen verbessert sich mit der Zeit nicht. Dies führt dazu, dass zur Reinigung der Flüssigkeit spezielle Filter verwendet werden müssen.

Einer der beliebtesten und effektivsten Filter dieser Art sind Membranfilter, die Wasser auf molekularer Ebene reinigen können. Wir werden jetzt darüber sprechen.

1 Merkmale und Funktionsprinzip

Membranfilter zur Wasserreinigung gehören zu den sogenannten „Tiefenreinigungssystemen“ und werden zur Beseitigung schädlicher Bestandteile des Wassers eingesetzt, häufig im Rahmen von Wasseraufbereitungssystemen (mehrere aufeinanderfolgende Reinigungsgeräte für Wasser für verschiedene Zwecke).

Das Hauptelement eines solchen Filters sowie eines Filters mit Technologie ist eine Membran, die aus synthetischen Materialien besteht. Die Membran hat Löcher (Poren) und wenn Wasser durch die Membran fließt, hält sie Partikel zurück, die größer sind als der Durchmesser der Poren. Somit kommt Wasser frei von Verunreinigungen heraus.

Reinigungssysteme auf Basis von Filtrationsmembranen mit unterschiedlichen Porendurchmessern werden für den häuslichen Bedarf sowie zur Herstellung von Reinstwasser für medizinische und technische Zwecke, zur Entsalzung von Meerwasser,

Darüber hinaus kann eine Gleismembran in einer speziellen Konfiguration in Notsituationen zur Wasserreinigung eingesetzt werden, wobei ihre Lebensdauer eine wiederverwendbare Verwendung ermöglicht.

1.1 Arten von Membranwasserfiltern

Die Membranen, mit denen der Filter ausgestattet ist, können sich in Struktur und Porendurchmesser unterscheiden. Die Membran kann sein:

• Mikrofiltration (Poren – bis zu 4 Mikrometer);
• Ultrafiltration (von 0,2 bis 0,02 Mikrometer);
• Nanofiltration (oder Spur) (0,01 – 0,001 Mikrometer);
• Umkehrosmose (0,001 – 0,0001 Mikrometer).

Abhängig von der Porengröße ändert sich auch der Zweck des Filters: Er kann Wasser von kolloidalen Verunreinigungen (den größten Partikeln) reinigen, er kann Schwermetallionen stoppen oder er kann eine nahezu vollständige Entmineralisierung des Wassers bewirken (Umkehrosmose).

Normalerweise wird ein Membranfilter, der mit Umkehrosmosetechnologie arbeitet, als separater Typ klassifiziert, diese Einheiten können jedoch Teil eines Reinigungssystems sein. Außerdem ist zu bedenken, dass eine Membran mit kleinerer Porengröße eine Vorfiltration vor dem Durchgang erfordert – daher ist ein Vorfiltrationssystem erforderlich.

Membranen unterscheiden sich auch in der Form und Struktur der Fasern, aus denen sie hergestellt werden. Dadurch hat jeder Membrantyp einen anderen Arbeitsbereich, was sich direkt auf die Leistung des Filters auswirkt (wie er funktioniert und mit welcher Geschwindigkeit).

Folgende Membrantypen für Filter werden unterschieden:

• Hohlfasermembranen;
• Röhrenmembranen;
• Rollenmembranen;
• Flache scheibenförmige Membranen.

Dementsprechend kann der Membranfilter in ein austauschbares Patronengehäuse eingebaut werden, das mit einem sequentiellen Filtersystem kompatibel ist.

1.2 Vor- und Nachteile

Zur Trinkwasserfiltration eignen sich Filter mit Ultrafiltrationsmembran oder Filter mit Umkehrosmose-Technologie. Gleichzeitig wird beim zweiten Typ auch der Zunder vollständig entfernt. Zu beachten ist, dass Leitungswasser, das durch beide Sorten geleitet wurde, zum Trinken ohne Kochen geeignet ist.

Einer der Nachteile der Verwendung von Membran-Wasserfiltern besteht in der Regel darin, dass der Entmineralisierungsgrad des Wassers zu hoch sein kann, da die Membran auch für den menschlichen Körper nützliche Substanzen nicht passieren lässt.

Es besteht eine Abhängigkeit von der Porengröße der Membran, dem Arbeitsbereich und dem Druck im Wasserversorgungssystem – diese Eigenschaften sollten bei der Installation eines Membranfilters als Bestandteil einer komplexen Wasserreinigung berücksichtigt werden. Dieser Filtertyp erfordert einen Zugang zur Abwasserentsorgung, was einen zusätzlichen Aufwand bei der Installation mit sich bringt.

Membranen mit großen Poren erfordern zum Betrieb keinen zusätzlichen Druck. Typischerweise ist die Leistung umso höher, je dünner die Membran ist. Je kleiner jedoch die Poren, desto mehr zusätzlicher Druck muss bei laufendem Filter ausgeübt werden, um den Wasserdruck aufrechtzuerhalten.

1.3 Wie wählt man aus und was ist besser zu kaufen?

Neben Membranfiltern gibt es noch andere, die nach einem anderen Prinzip funktionieren. Der erste entscheidende Faktor wird daher sein, welche Verunreinigungen oder schädlichen Bestandteile aus dem Wasser entfernt werden müssen. Je nachdem, wo genau das Wasser von den Hygienestandards abweicht, sollten Sie ein Aufbereitungssystem auswählen.

Patronenfilter bieten die Möglichkeit, mehrere verschiedene Einheiten zu installieren (d. h. es handelt sich nicht um ein Gehäuse). Es ist durchaus möglich, dass es im Einzelfall beispielsweise ausreicht, ein Filter auf Basis einer Ultrafiltrationsmembran oder ein Filter mit Umkehrosmose-Technologie ist jedoch nicht erforderlich.

Eine solche Situation kann beispielsweise auftreten, wenn der Gehalt an Schwermetallsalzen im Wasser innerhalb der Hygienenorm liegt.

Die Installation eines Filters, der mit der Umkehrosmose-Technologie arbeitet, erfordert zwangsläufig eine Vorfiltration des zugeführten Wassers (d. h. die Installation zusätzlicher Filter) und die Erzeugung eines Drucks, der nicht unter einem bestimmten Druck liegt (normalerweise mindestens 3 bar).

Ohne einen solchen Druck im System ist der Betrieb der Umkehrosmose-Technologie einfach unmöglich, da das Wasser nicht mit der richtigen Geschwindigkeit durch kleine Membranen fließen kann. Und dies führt entweder zu einer Verlangsamung der Reinigungsprozesse oder zu deren völligem Stopp.

2 Wie reinige ich die Filtermembran?

Die Notwendigkeit, die Filtermembran zu reinigen oder auszutauschen, und ihre Lebensdauer hängen weitgehend von der Qualität des dem Filter zugeführten Wassers sowie dessen Menge ab. Daher ist es ziemlich schwierig, den universellen Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem die Membran ausgetauscht oder gereinigt werden muss (durchschnittlich sechs Monate bis vier Jahre).

Wenn es dem Benutzer nicht an Geld mangelt, kann die Membran im Filter einfach ausgetauscht werden (bei einem Patronenfilter reicht es aus, einfach einen Block durch einen anderen zu ersetzen). Eine Möglichkeit zur Lösung dieses Problems besteht möglicherweise darin, die Filtermembran nicht auszutauschen, sondern zu waschen.

Filter einiger Hersteller können auch eine Membranspülung vorsehen, bei der der Membran Wasser von der Seite zugeführt wird, die dem normalen Durchfluss entgegengesetzt ist, oder eine plötzliche Druckentlastung erfolgt.

Das Waschen der Membran kann auf diese Weise direkt vom Benutzer organisiert werden (sofern Gehäuse und Filterdesign dies zulassen). Die Membran wird entfernt und einfach mit Wasser, Wasser und Seife oder Wasser mit Zitronensäure abgespült. Darüber hinaus kann die Membran gewaschen werden, indem ein Wasserstrahl gleicher Zusammensetzung darauf gerichtet wird.

Es ist auch möglich, das Filtergehäuse etwa fünf Stunden lang vollständig in eine fünfprozentige Lösung aus Zitronensäure und warmem Wasser einzutauchen und anschließend mit klarem Wasser zu waschen. Danach kann das aus dem Filter kommende Wasser in der ersten halben Stunde nicht verwendet werden.

Die regelmäßige Durchführung solcher Verfahren erhöht die Lebensdauer der Membran erheblich. Außerhalb des Hauses erfolgt das Waschen (Regeneration) der Membran mit komplexeren alkalischen oder sauren Reagenzien; zu Hause ist eine Reinigung der Membran auf diese Weise nicht möglich.

Das Verfahren zur Reinigung von Industriemembranen, die zur Entsalzung von Wasser oder zur Filterung von Abwasser eingesetzt werden, ist recht komplex und erfolgt über die von den Mechanismen selbst bereitgestellten Betriebsarten.

2.1 Installation eines Membranfilters – Phasen und Merkmale des Prozesses

Bei der Haushalts- und Selbstinstallation eines Membranfilters oder eines Filters, der mit der Umkehrosmose-Technologie arbeitet (normalerweise „unter der Spüle“ platziert, direkt an den Wasserhahn, der als Trinkwasser verwendet werden soll, und an einen Winkel angeschlossen wird Ableitung von Abwasser) müssen Sie eine bestimmte Abfolge von Aktionen ausführen.

Es ist notwendig, den Raum, in dem der Filter platziert wird, zu reinigen und das Wasser abzustellen. Als nächstes sollten Sie die Verbindung von der Leitung zum Mischpult abschrauben.

In der Leitung sind ein T-Stück mit Gewinde und ein Kugelhahn eingebaut, die die Wasserversorgung des Filters ermöglichen. Außerdem ist im Waschbecken ein Wasserhahn für Trinkwasser installiert und im Winkelstück ein Loch für Abwasser gebohrt. Wenn der Druck im Hauptwasserversorgungssystem mehr als 6 bar beträgt, müssen Sie möglicherweise einen Druckminderer installieren (mit einem Manometer prüfen).

Anschließend wird der Filter mit Umkehrosmose-Technologie gemäß den Anweisungen zusammengebaut und der Filter an die Wasserversorgung und Abwasserentsorgung angeschlossen. In diesem Fall ist darauf zu achten, dass gemäß Schema auch die Abwasseranschlüsse und der Zulaufschlauch zum Trinkwasserhahn korrekt angeschlossen sind.

Das derzeitige Wasserversorgungssystem hat sich erheblich weiterentwickelt und verbessert; eine Person hat die Möglichkeit, einen vollständig automatisierten Komplex zu schaffen, ohne viel dafür auszugeben. Die Wasserqualität hat sich leider nicht verbessert, sondern sogar verschlechtert. Dies erfordert den Einsatz spezieller Filter, die in jedem Haushalt vorhanden sein sollten. Am beliebtesten sind Membranfilter, die hocheffizient sind und eine Reinigung des Wassers auf molekularer Ebene ermöglichen. Um die Vorteile dieses Mechanismus besser zu verstehen, müssen Sie ihn besser kennenlernen.

Unterscheidungsmerkmale

Es wird angenommen, dass diese Filter eine einfache Methode zur Wasserreinigung darstellen. Sie werden verwendet, um Flüssigkeiten, hauptsächlich Wasser, von verschiedenen Schadstoffen zu reinigen.

Das Hauptelement, das für die Filtration verantwortlich ist, ist die Membran. Die Größe seiner Poren kann variiert werden, was sich direkt auf die Qualität der durchgeführten Reinigung auswirkt. Sämtliche Schadstoffe verlassen das gefilterte Wasser, da sie die Membran nicht passieren können und werden zurückgehalten. Als Ergebnis erhält eine Person gereinigtes Wasser.

Reinigungssysteme mit Membranfiltern werden sehr häufig im häuslichen Bereich sowie zur Gewinnung von möglichst reinem Wasser in der Industrie oder Medizin eingesetzt. Solche Anlagen werden häufig zur Meerwasserentsalzung oder Abwasserreinigung eingesetzt. Das vorgestellte System kann auch in Notsituationen eingesetzt werden, wobei die Lebensdauer der Gleisbahnen eine wiederverwendbare Nutzung ermöglicht.

Das Reinigungssystem ist an eine Rohrleitung angeschlossen, durch die Wasser in das Haus oder die Wohnung gelangt.

Ein solches System besteht aus mehreren Elementen:

• Ein Filter, der die Primärreinigung durchführt.
• Zwei Elemente mit speziellen Reinigungskartuschen. Der erste enthält körnige Kohle und der zweite Blockkohle.
• Membranen, deren Porenquerschnitt unterschiedlich sein kann, worauf weiter unten näher eingegangen wird.
• Behälter zur Lagerung von gereinigtem Wasser.
• Ein automatisches Ventil, das zum Absperren der Wasserzufuhr erforderlich ist, wenn der Lagertank mit gereinigter Flüssigkeit gefüllt ist.
• Eine Kartusche, die für eine zusätzliche Mineralisierung des Wassers sorgt.

Die Filtration erfolgt mit einer bestimmten Technologie. Es ist wichtig zu beachten, dass Design und Inhalt je nach Hersteller und Kaufbedarf unterschiedlich sein können, was sich direkt auf die Kosten auswirkt.

Was verursacht eine hohe Nachfrage?

Die betrachteten Systeme zeichnen sich durch eine hohe Effizienz aus. Dank des kleinen Porenquerschnitts wird das durch die Kartusche strömende Wasser völlig sauber. Membranfilter zur Wasserreinigung sind teuer, was jedoch ihren Hauptnachteil darstellt. Sie haben viele Vorteile, darunter:

• Bedienung und Wartung sind einfach und erfordern keinen großen Aufwand;
• gereinigtes Wasser ist von ausgezeichneter Qualität. Es kann direkt nach der Filtration ohne Kochen getrunken werden;
• ermöglicht die erforderliche Mineralisierung und behält die für den Menschen notwendigen Salze;
• Es gibt bestimmte Modelle der betreffenden Filter, die verwendet werden können, wenn ein Anschluss des Geräts an die Rohrleitung nicht möglich ist.

Systeme, die zur Reinigung von Abwasser installiert werden, machen kontaminierte Flüssigkeiten für den Menschen sicher. Anschließend kann es einfach auf den Boden gegossen werden. Ein klarer Nachteil dieses Geräts ist der relativ häufige Austausch der Membran und einiger Filterelemente, der in der Regel nicht länger als 3 Monate hält. Dies ist kein so großer Nachteil, da fast alle heute existierenden Filtertypen so häufig ausgetauscht werden müssen.

Sorten

Alle existierenden Membrantypen sollten nach verschiedenen Kriterien betrachtet werden.

Je nach Reinigungsgrad

Wasser oder Gas können die Membran problemlos passieren, andere Partikel werden jedoch zurückgehalten. Große Einschlüsse werden mithilfe mechanischer und anderer Filtertypen aus dem Wasser entfernt. Die Membranfiltration dient der Entfernung kleiner Partikel.

Anhand der Porengrößen können folgende Typen unterschieden werden (Porengrößen werden in Mikrometern angegeben):

• Mikro- (0,1-1), Ultra- (0,02-0,1), Nanofiltration (0,001-0,02);
• mit Umkehrosmose (0,0001-0,001).

Mikrofiltrationsmembranen können erhebliche Verunreinigungen aus Wasser entfernen. In diese Kategorie fallen jene Partikel, die eine Trübung des Wassers verursachen. Dieser Filter kann keine im Wasser gelösten Stoffe entfernen. Die zweite Option (Ultrafiltrationssystem) ist in der Lage, Kolloide, verschiedene Mikroorganismen und hochmolekulare Einschlüsse zurückzuhalten. Durch eine solche Reinigung können Sie verschiedene Verunreinigungen aus dem Wasser entfernen, die für den Menschen notwendige Salzzusammensetzung bleibt jedoch darin erhalten.

Daher ist ein solches System nicht zur Enthärtung von hartem Wasser geeignet. Um das Wasser weicher zu machen und die Härte zu beseitigen, ist eine Nanofiltration erforderlich. Der letztere Membrantyp ist in der Lage, alle Arten von Verunreinigungen unterschiedlicher Größe einzufangen.

Von Entwurf

Dabei unterscheiden sich die Membranen in ihrer Form voneinander:

• Scheibenförmig. Gekennzeichnet durch geringe Druckempfindlichkeit. Einsetzbar bis zu einem Druck von 1000 mm Wassersäule. Kann in drei verschiedenen Versionen hergestellt werden. Die scheibenförmige Membran kann aus einer Komponente bestehen, ein poröses Gewebe sein oder zwei Schichten (porös und funktionsfähig) haben.
• Mit Rohrelementen. Bei solchen Membranen handelt es sich um eine Röhre aus porösem Material. Es kann aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, am häufigsten sind jedoch Kunststoff und Keramik. Der Durchmesser dieser Röhre kann mehrere Millimeter oder bis zu 2 cm betragen. Die Wände der Röhre können symmetrisch sein oder nicht. Die erste Methode sorgt für die gleiche Dicke und Porosität über die gesamte Länge, die zweite impliziert, dass ein bestimmter Teil der Wände dichter ist und weniger Paare aufweist als der andere. Mithilfe einer Pumpe gelangt Wasser in dieses poröse Rohr. Es gelangt durch die Poren und wird dementsprechend gereinigt. Die gefilterte Flüssigkeit sammelt sich im Tank und die verschmutzte Flüssigkeit wird in die Kanalisation geleitet.

• Gerollt. Bei diesem Filtersystem handelt es sich um Drainagerohre, die von einer Filterschicht umhüllt sind. In diesem Fall bedecken Entwässerungsdichtungen die Membran auf beiden Seiten, sodass eine Schicht mit drei Lagen entsteht, die auf das Rohr geschraubt wird. Dieser Mechanismus impliziert, dass dem System auf einer Seite verunreinigtes Wasser zugeführt wird. Anschließend durchläuft es einen Reinigungsprozess und wird in den Tank geleitet. Der Flüssigkeitsstrom wird in 2 Teile geteilt. Einer durchläuft die Reinigungsstufe und der zweite wäscht Verunreinigungen weg, die durch den Endteil in den Abwasserkanal geleitet werden. Dieses Design zeichnet sich durch Komfort aus; es gibt eine dünne Arbeitsschicht, die die Leistung dieses Filters erhöht. Verstopfungen treten äußerst selten auf.
• Hohlfaser, bestehend aus vielen Röhren mit kleinem Durchmesser. Da sie kompakt sind, können Sie die Anzahl dieser Röhren im Gerät erhöhen und so die Menge des gefilterten Wassers erhöhen. Zu den Nachteilen eines solchen Systems zählen häufiges Verstopfen und eine relativ schwierige Reinigung. Um solche Situationen zu vermeiden, ist zunächst eine hochwertige Reinigung erforderlich, mit der große Verunreinigungen entfernt werden können.

Betrieb

Ein Reinigungssystem mit Membran ist eines der besten, da die Filterqualität auf einem hohen Niveau liegt. Es ist in der Lage, verschiedene Schadstoffe und Viren aus Flüssigkeiten zu entfernen, behält aber gleichzeitig wohltuende Eigenschaften und essentielle Mikroelemente bei.

Am Ausgang erhält der Mensch natürliches und vollständig gereinigtes Wasser, das biologisch vollständig ist. Es ist reich an Mineralien, die der menschliche Körper benötigt. Das System verfügt über einen Eingang, durch den Wasser zur Reinigung in den Filter gelangt, und über zwei Ausgänge, was darauf zurückzuführen ist, dass ein Ausgang für sauberes und gereinigtes Wasser bestimmt ist, das in einen Vorratstank geleitet wird, und der zweite Ausgang dafür vorgesehen ist Schadstoffe in die Kanalisation einleiten.

Es handelt sich um das beste und günstigste Produkt für den Heimgebrauch, die vorgestellten Systeme werden jedoch auch im industriellen Bereich eingesetzt. Dieses Wasser bedarf keiner zusätzlichen Aufbereitung, es kann sofort nach der Filtration getrunken werden, da die Membran alle Viren, Mikroorganismen und Bakterien daraus entfernt hat und die für den Menschen notwendigen Salze erhalten bleiben.

Der Reinigungsprozess erfolgt in 5 Stufen:

1. Es findet eine Vorreinigung statt, bei der das Wasser mechanisch gereinigt wird. Durch diesen Schritt wird der größte Teil des zur Desinfektion verwendeten Chlors eliminiert.
2. Wasser wird durch Umkehrosmosemembranen gefiltert, wodurch es von verschiedenen Verunreinigungen gereinigt werden kann.
3. Gefiltertes Wasser sammelt sich in einem speziellen Tank.
4. Anschließend wird die Flüssigkeit über einen speziellen Hahn zugeführt, der an den Vorratstank angeschlossen ist.
5. Während des Wasserverteilungsprozesses kann eine zusätzliche Mineralisierung durchgeführt werden. Dazu müssen Sie eine spezielle Kartusche zur Mineralisierung installieren, durch die das Wasser unmittelbar vor der Zufuhr fließt.

Die Membranleistung kann gesteigert werden, wenn:

• die Fläche der behandelten Oberfläche vergrößern;
• den Blutdruck erhöhen;
• seine Dicke reduzieren;
• Erhöhen Sie die Temperatur des Wassers, das gefiltert wird. Ein Grad Celsius kann den Durchfluss um bis zu 3 % erhöhen.

Heutzutage bieten Hersteller Membranfilter an, die nach einem anderen Schema arbeiten. Sie werden in einen Behälter mit verschmutztem Wasser eingebaut und sauberes Wasser fließt durch ein Rohr in einen anderen Behälter. Diese Option eignet sich hervorragend zum Wandern und wenn keine Möglichkeit besteht, das System an eine Wasserversorgung anzuschließen.

Anorganische Sedimente können mit sauren Mitteln von der Membran entfernt werden. Durch den Einsatz alkalischer Verbindungen werden Biomasse und organische Sedimente weggespült. Sie sollten keine Schwefel- oder Salpetersäure verwenden, da diese den jeweiligen Filtertyp beschädigen können.

Wir setzen den Unterabschnitt „“ mit dem Artikel fort. Was eigentlich früher hätte erscheinen sollen als der Artikel „Ultrafiltration zur Wasserdesinfektion“, denn Ultrafiltration ist ein Unterbereich einer großen Gruppe von Membran-Wasserreinigungssystemen. Und wenn Sie es bemerkt haben, versuchen wir im Abschnitt „Wasser“, vom Allgemeinen zu den Teilen überzugehen. Allerdings ist die Ultrafiltration ein Sonderfall. Und deshalb sind wir, um die Reihenfolge nicht zu unterbrechen, ein wenig vorgesprungen. Aber wir sind zurück.

Membranwasserreinigungssysteme sind praktisch die modernsten Technologien zur Wasserreinigung (und nicht nur von Wasser), die in der Industrie weit verbreitet sind. Natürlich gibt es modernere Technologien, die nichts mit Wasser zu tun haben, aber bis zur Massenproduktion wird es noch lange dauern.

Warum werden MMembransysteme genannt? Denn als Arbeitselement kommt eine Membran zum Einsatz. Was ist eine Membran? Membran ist eine semipermeable Barriere aus verschiedensten Materialien (Metall, Kunststoff, Keramik), die einige Dinge durchlässt und andere nicht. Mit anderen Worten: Diese Barriere ermöglicht die Trennung von Gemischen in ihre Bestandteile.

Ein einfaches Beispiel: Wir haben normales Wasser. Dabei handelt es sich um nichts anderes als eine Lösung (oder Mischung) aus Wasser und verschiedenen schädlichen und unnötigen Verunreinigungen. Und bei der Verwendung von Membran-Wasseraufbereitungssystemen werden Verunreinigungen beseitigt, das Wasser bleibt jedoch erhalten. Sauber :)

Bitte beachten Sie, dass wir das Wort „aussortiert“ nicht umsonst verwendet haben, denn das nächste Haushaltsgerät, das mit ähnlicher Technologie arbeitet, ist Mehlsieb. Wenn wir also ein Sieb verwenden, sieben wir das Mehl (das eine halbdurchlässige Barriere, das Sieb, passiert) und werfen es weg

• Schmutz,
• klumpen,
• Kakerlaken usw.

— die aufgrund ihrer Größe die semipermeable Barriere nicht passieren können.

Gerade weil Membran-Wasseraufbereitungssysteme das Prinzip eines Siebes verwenden und Moleküle aussieben, werden sie manchmal als „ Molekularsieb„Natürlich filtern streng genommen nicht alle Membransysteme kleinste Moleküle heraus, sondern nur die Umkehrosmoseanlage, aber das sind Nuancen. Darüber hinaus Molekularsieb- das klingt stolz :)

Sie könnten sagen: „Aber entschuldigen Sie, Wasser ist auch ein Membranprozess? Das gibt es schließlich.“

• Einerseits ist Schmutzwasser die gleiche Mischung
• es gibt eine semipermeable Barriere – eine Kartusche (auf der Verunreinigungen zurückgehalten werden),
• und es gibt gereinigtes Wasser ...“

Tatsächlich ist dies im allgemeinen theoretischen Sinne genau der Fall. Doch Membran und Kartusche sind so unterschiedlich wie Tag und Nacht. Insbesondere durch ihre Struktur, aufgrund der mechanische Filterkartuschen nur große Verunreinigungen (wie Sand oder Rost) entfernen können, während Membranen viel kleinere Substanzen entfernen können.

Eine Kartusche ist also nur eine Ansammlung von etwas, das verhindert, dass Schmutz durchdringt; Schmutz verstopft die Kartusche. Im Kern sahen und funktionierten die ersten Membranen genauso wie mechanische Reinigungskartuschen – und verstopften genauso wie normale Kartuschen. Aber nach und nach verbesserte sich die Technologie zur Herstellung von Membranen, und moderne Membranen sehen überhaupt nicht mehr wie Kartuschen aus. Zumindest sind sie sehr dünn (ungefähr so ​​dünn wie ein Blatt Papier oder etwas dicker, wenn man die Rückseite berücksichtigt). Im Großen und Ganzen trennen sie Gemische viel besser.

Kehren wir zu unseren Sieben zurück. So wie es bei einem Sieb passiert

• groß,
• klein und
• ultrafein,

Membranen wiederum werden in verschiedene Kategorien eingeteilt, je nachdem, was sie genau durchlassen und was nicht. Die Fähigkeit einer Membran zur Trennung hängt von zwei wichtigen Dingen ab: der Struktur der Membran selbst und der Ursache der Trennung.

Lassen Sie uns zunächst herausfinden, was die Trennung auf Membranen verursacht.

Die Trennung auf Membranen erfolgt aufgrund der Tatsache, dass die Membran auf einer Seite mehr von etwas und nicht von etwas enthält. Und auf der Seite, wo es einen Überschuss gibt, wird auf den Mangel hingearbeitet. Beispielsweise gibt es auf der einen Seite einen höheren Alkoholgehalt und auf der anderen Seite keinen Alkohol. Die Membran lässt Alkohol durch, alles andere jedoch nicht. Was ist los? Der Alkohol sickert nach und nach in vollständig gereinigter Form auf die andere Seite.

Wie ist es möglich, dass die Membran auf der einen Seite mehr und auf der anderen weniger hat? Schauen wir uns das am Beispiel eines Siebes an. Also, Warum Kann man Mehl sieben?

1. Nun, zu Beginn hat er Mehl oben auf das Sieb gegeben (das heißt, auf einer Seite ist überschüssiges Mehl vorhanden).
2. Zweitens ließ er unten einen leeren Raum, damit das Mehl irgendwo hineingegossen werden konnte (d. h. dort, wo kein Mehl war).
3. Und schließlich das Wichtigste. Eine Person schüttelt (+ Schwerkraft) und übt Kraft aus, sodass das Mehl zu sieben beginnt.

Damit ist die Hauptaufgabe des Siebes erfüllt – das Mehl von Kakerlaken, Fliegen und Kieselsteinen zu trennen. Die größer sind als die Zellen im Sieb und daher nicht auf die andere Seite gelangen können.

Dasselbe gilt auch für Membrantechnologien. Einerseits ein Stoffgemisch, von dem manche notwendig und teils unnötig sind. Andererseits gibt es nichts Vergleichbares. Im besten Fall sind es nur notwendige (oder nur unnötige – je nachdem, was die Barriere durchlässt) Stoffe. Und schließlich wirkt die eine oder andere Kraft auf das Stoffgemisch. Das kann sein

• Druck,
• Temperatur,
• Konzentration,
• einige andere Prozesse.

Das Ergebnis ist das gleiche wie bei einem Sieb – Fliegen getrennt, Koteletts getrennt. Das heißt, unnötige Substanzen in die eine Richtung, notwendige Substanzen in die andere.

Die gebräuchlichsten Membranen sind solche, deren wirkende Kraft Druck ist. Es wirkt einfach einseitig Druck auf das Stoffgemisch. Diese Prozesse haben einen eigenen wissenschaftlichen Namen (für Interessierte Baromembranprozesse). Dazu gehört auch die bereits erwähnte Ultrafiltration. Darüber hinaus umfassen ähnliche Membran-Wasseraufbereitungssysteme:

• Mikrofiltration
• Nanofiltration
• Hyperfiltration (Umkehrosmose).

Im Allgemeinen sehen Membranwasserreinigungssysteme abhängig vom Durchmesser der Zellen und der Größe der entfernten Substanzen wie folgt aus:

Nun, wir werden in den folgenden Artikeln ausführlicher über die Arten von Membran-Wasserreinigungssystemen sprechen.

Aber Sie können sicher sein – wenn Ihnen ein Filter auf Basis von Membransystemen angeboten wird, ist dies eine tiefere Reinigung, als wenn es ein mechanischer Wasserreinigungsfilter wäre.

Basierend auf Materialien von http://voda.blox.ua/2008/06/Kak-vybrat-filtr-dlya-vody-21.html

Unser Planet hat Glück: Er besteht zu 70 % aus Wasser. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass es davon keine mehr geben wird. Nur 1 % des Wassers auf der Erde ist zum Trinken geeignet. Die Umweltsituation zwingt uns, schnell nach wirksamen Reinigungsmethoden zu suchen. Wir sind nicht nur das, was wir essen, sondern auch das, was wir trinken. Der menschliche Körper enthält 10 Liter Wasser. Der vollständige Wasseraustausch erfolgt in 17 Tagen. Wir sollten den Wasserhaushalt in unserem Körper sorgfältig überwachen.

Mit Leitungswasser gelangen unnötige und gefährliche Verunreinigungen in unseren Körper: Chlor, Rost, Infektionen, Salze usw. Ärzte empfehlen, möglichst viel sauberes Wasser zu trinken. Was zu tun ist? Im Laden kaufen? Teuer, unpraktisch und unbekannte Qualität. Es ist einfacher, einen Filter zur Wasserreinigung zu installieren.

Es gibt viele Arten von Filtern für unterschiedliche Zwecke. Aber zu Hause möchte ich Wasser ohne Giftstoffe, Chlor, organische Stoffe, Salze und andere schädliche Elemente haben. Der Membranfilter zur Wasserreinigung zeigte die größte Effizienz.

Arbeitsprinzip

Die ersten Membranen wurden im 19. Jahrhundert aus Fasern gewonnen, aber nirgendwo verwendet. Erst in der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts wurde der erste Prototyp der heutigen Membranen hergestellt. Die Bewegung von Molekülen erfolgt aufgrund eines Drucks, der größer als der osmotische Druck ist.

Die Umkehrosmosefiltration reinigt selbst stark verschmutztes Wasser. Dem Wasser werden jedoch nicht nur Schadstoffe und organische Stoffe entzogen, sondern auch nützliche Mineralstoffe. Gleisbahnen haben diesen Nachteil nicht.

Um zu verhindern, dass Verunreinigungen Wassermassen zurückhalten, verfügt der Filter über ein tangentiales Bewegungsmuster. Eine Hälfte des Wassers passiert den Filter und wird gefiltert, die andere Hälfte wäscht Schmutz von der Oberfläche. Die Filterbaugruppe verfügt über einen Eingang und zwei Ausgänge. Das ausgegebene Wasser ist in seiner Rohform vollständig zum Verzehr bereit.

Die Filterleistung hängt ab von:

• Oberfläche;
• Druck;
• Membrandicke;
• Temperatur des einströmenden Wassers;
• Grad der Verschmutzung.

Es gibt Filter, die nach einem anderen Prinzip funktionieren. In einem Wassertank wird ein Filter platziert, der bereits gereinigtes Wasser über Rohre in einen anderen Tank entfernt.

Das Funktionsprinzip einer Spurmembran ähnelt dem Funktionsprinzip der Membran lebender Zellen. Es ist halbdurchlässig: Sauerstoffhaltiges Wasser strömt hindurch und Verunreinigungen werden an der Oberfläche zurückgehalten. Einfache Filter entfernen große Partikel und ein Membranfilter zur Wasserreinigung entfernt alles andere, einschließlich kolloidaler Verbindungen und kleiner Partikel.

Gleismembranen sind vor kurzem mit der Entwicklung neuer Technologien auf den Markt gekommen. Zur Herstellung verwenden sie eine synthetische Folie mit perfekt gleichmäßigen runden Löchern – Spuren. Es gibt etwa 400 Millionen Stücke pro Quadratzentimeter.

Nach dem Durchgang durch die Membran werden die Moleküle strukturierter. Viele Wissenschaftler glauben, dass eine solche Flüssigkeit vom menschlichen Körper doppelt so gut aufgenommen wird.

Arten von Membranen

Die Porengröße der Membran ist kleiner als die Größe der zurückgehaltenen Partikel. Sie sind unterteilt in:

• Mikrofiltration 0,1–1,0 Mikrometer (kolloidale Partikel, feine Verunreinigungen);
• Ultrafiltration – 0,02–0,1 Mikrometer (kolloidale Partikel, Moleküle, Verunreinigungen mit hohem Molekulargewicht, Algen usw.);
• Nanofiltration – 0,001–0,02 Mikrometer ();
• Umkehrosmose – bis zu 0,001 Mikrometer.

Eine Verringerung der Porengröße führt zu einem Anstieg des Betriebsdrucks.

Filter mit einer Mikrofiltrationsmembran werden verwendet, um Wasser von Trübungen zu reinigen.

Die Ultrafiltration ist für die Entfernung mechanischer Verunreinigungen unter Beibehaltung der Salzzusammensetzung relevant.

Bei der Nanofiltration werden fast alle Salze zurückgehalten, jedoch werden Schwermetallionen und chlororganische Substanzen zurückgehalten. Bei der Umkehrosmosefiltration entsteht nahezu reines Wasser: Es bleiben Gase und einige Salze zurück. Mit seiner Hilfe kann Salzwasser zu 97 % entsalzt werden. In der Pharmaindustrie üblich.

Filtermembranen werden aus verschiedenen Materialien hergestellt:

• Dichtungspolymer;
• Keramik mit starrer Struktur.

Membranen zur Wasserfiltration können unterschiedlicher Bauart sein:

• flache Scheibe
  • substratlos – einkomponentige Substanz;
  • verstärkt – poröses Material wird auf den Stoff aufgetragen;
  • epigastrisch – besteht aus großporösem und arbeitsfähigem Material;
• röhrenförmig;
• rollen;
• Hohlfaser.

Umkehrosmose-Flachmembranen bestehen aus mehreren Schichten. Betrachten wir die klassische Version. Für die erste Schicht wird Polystyrol als Unterlage verwendet. Darauf ist mikroporöses Polysulfon aufgebracht, das Wasser gut leitet und nicht verformbar ist. Als dritte Schicht wird aromatisches Polyamid aufgetragen, das als Barriere fungiert. Flache Membranen sind einfach zu installieren und bequem.

Röhrenmembranfilter sind Röhren aus beliebigem porösem Material unterschiedlicher Größe. Sie können eine symmetrische oder asymmetrische Form haben (eine Seite hat mehr Poren).

Der Rollentyp besteht aus einer Membran und zwei Entwässerungsdichtungen, die auf ein Rohr aufgewickelt werden. Wasser fließt spiralförmig an einem Ende ein und sammelt sich im Abflussrohr, während sich am anderen Ende das Konzentrat befindet. Die Membran verstopft selten und weist eine hohe Leistung auf. Solche Filter sind mit dicht schließenden Membranen ausgestattet und haben einen geringen Metallverbrauch.

Hohlfasermembranen bestehen aus kleinen Röhrchen. Davon befinden sich viele im Filter, was die Oberfläche deutlich vergrößert. Es ist nicht möglich, jeden Schlauch zu kontrollieren, daher verstopft die Membran häufig. Vor der Beaufschlagung dieses Filtertyps mit Wasser muss dieser mechanisch gereinigt werden.

Haupthersteller

Am gebräuchlichsten ist heute der Geyser-Membranfilter zur Wasserreinigung. Es besteht aus drei Blöcken. Es wird unter der Küchenspüle installiert. Vor der Membranfiltration wird das Wasser durch zwei Kartuschen gereinigt: mechanische Reinigung und mit Sorptionsmittel. Die Membran sorgt für eine Tiefenreinigung. Anschließend wird das Wasser durch eine Mischung aus Aktivkohle und Silber geleitet, um Gase zu entfernen. Manchmal ist die Anlage mit einem Mineralisator ausgestattet.

NEROX ist eine bekannte Marke für Membranfilter. Sie verwenden Gleismembranen. Schädliche Verunreinigungen werden entfernt, wohltuende Mineralien bleiben jedoch erhalten. Der Filter reinigt bis zu 15 Liter Wasser pro Tag. Für Filterverschmutzungen gibt es ein spezielles Warnsystem. Die Erholung erfolgt durch regelmäßiges Waschen. Kostet etwa 300 Dollar.

Grundlegende Wartung von Membranfiltern

Die Membran wird manuell unter fließendem Wasser oder einer speziellen Flüssigkeit gewaschen, die den Membrantyp und die Art der Verunreinigungen berücksichtigt. Es wird empfohlen, die Membran bei +40 Grad und hohem Wasserdruck zu reinigen.

Membranfilter sind die beste Möglichkeit, nicht nur zu Hause, sondern auch im Büro sauberes Wasser zu erhalten. Das Wasser erfährt einen hohen Reinigungsgrad. Alle Verunreinigungen sind auf der Membran deutlich sichtbar. Filter sind leicht zu warten.

Tsugunov Anton Valerievich

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Geschmackloses Leitungswasser ist die Geißel der Bewohner großer Städte. Selbst nach dem Kochen hinterlässt es einen unangenehmen Geschmack im Mund. Darüber hinaus behaupten einige Experten, dass selbst das Kochen es nicht von schädlichen Verunreinigungen und Mikroben reinigen kann. Wenn Sie in einer Wohnung wohnen und unter schlechtem Wasser leiden, dann hilft Ihnen ein Membranfilter zur Wasserreinigung.

Was ist ein Membranfilter?

Alle Filter haben die Aufgabe, schädliche Verunreinigungen zurückzuhalten. Als Ergebnis erhalten wir wohlschmeckendes Wasser, das sofort abgekocht oder getrunken werden kann. Das nach dem Prinzip der Umkehrosmose arbeitende Membransystem lässt keine Schadstoffe durch, sammelt diese nicht an und spült sie dank seiner Konstruktion in den Abfluss. Es hat Poren, durch die nur Wasser und Sauerstoff gelangen können. Für die Herstellung eines solchen Filters gibt es verschiedene Arten von Materialien: Lavsan, Polyurethan und andere.

Die ersten Systeme dieser Art wurden bereits im 19. Jahrhundert erfunden, der Prototyp einer modernen Membran wurde jedoch erst in den 1960er Jahren veröffentlicht. Es wird angenommen, dass dies die besten Wasseraufbereitungssysteme aller existierenden sind. Sie halten nicht nur große Ablagerungen, sondern auch kleine Partikel zurück und reinigen das Wasser auf molekularer Ebene.

Alle großen russischen und ausländischen Unternehmen, die Wasserfilter herstellen, haben Membrandesigns in ihrem Sortiment. Sie sind vor allem bei Wohnungsbewohnern in Großstädten gefragt.

Äußerlich ist das Gerät ein zylindrischer Kunststoffkasten, in dem sich eine Membran und ein oder mehrere Vorfilter befinden. Es wird an Kaltwasser angeschlossen und über einen separaten Wasserhahn in die Spüle abgeleitet. Jeder Filter hat seine eigene Lebensdauer, da er mit der Zeit verschmutzt und seine Funktionen nicht mehr erfüllen kann.

Es gibt Membranfilter, die anders funktionieren. Sie werden in einen Behälter mit Wasser gegeben, es passiert die Membran und kommt nach dem Prinzip kommunizierender Gefäße gereinigt heraus. Der Einsatz eines solchen Filters ist unter Campingbedingungen gerechtfertigt, wenn kein fließendes Wasser in der Nähe ist.

Bei einem Reisefilter müssen die Membrankartuschen von Zeit zu Zeit gereinigt werden. Sie können sie mit klarem Wasser waschen oder spezielle Chemikalien verwenden. Sie werden je nach Art der Verschmutzung ausgewählt. Saure entfernen Salze gut und alkalische entfernen organische und biologische Verbindungen.

Sorten nach Membrantyp

Es gibt verschiedene Arten von Membranfiltersystemen. Sie unterscheiden sich in der Bauart und Porengröße. Filter mit kleinen Löchern gelten als die besten, da sie das Wasser gut reinigen.

Membrantypen:

1. Mikrofiltration. Sorgt für die Reinigung von grobem Wasser und wird in der Vorbereitungsphase verwendet. Ein solcher Filter kommt mit trübem Abwasser zurecht, erfordert jedoch in Zukunft eine subtilere Reinigung.
2. Ultrafiltration. Dieser Membrantyp kann Wasser von hochmolekularen Verbindungen und Bakterien reinigen. Es wird hauptsächlich in Industriebetrieben eingesetzt, da es keine Salze aus dem Wasser entfernt.
3. Nanofiltration. Gut geeignet für hartes Brauchwasser. Es entfernt neben Bakterien auch Chlor und Schwermetalle aus dem Wasser.
4. . Dieses System verfügt über kleinste Löcher und fängt alle für den Menschen schädlichen Stoffe und Schadstoffe ein. Salze, Bakterien, Viren und Erdölprodukte werden zu 98 % neutralisiert. Mit Hilfe solcher Filter ist es möglich, Meerwasser zu reinigen und zu entsalzen; sie werden bei der Herstellung von Flaschenwasser, in der Pharmakologie und Mikrobiologie eingesetzt.

Typen nach Bauart

Je nach Bauart werden Filter unterteilt in:

• Rohrförmig. Das Reinigungselement besteht aus porösen Röhren. Sie können aus Metallkeramik, Kunststoff usw. bestehen. Der Durchmesser des Rohres kann mehrere Zentimeter erreichen. Es gibt symmetrische und asymmetrische Membranen. Bei ersterem sind die Poren gleichmäßig verteilt, bei letzterem weist eine Wand eine größere Konzentration an Löchern auf als die andere. Wasser wird unter Druck in dieses Rohr geleitet, und der Austritt ist reine Flüssigkeit und in einem separaten Behälter ein Schadstoffkonzentrat.

• Gerollt. Bei diesem Filter handelt es sich um eine Membran, die wie eine Rolle auf das Hauptrohr gewickelt ist. Durch ein spezielles Loch dringt Wasser ein, fließt spiralförmig und wird gleichzeitig gereinigt. Durch das Hauptrohr fließt sauberes Wasser, aus einem anderen Loch treten Schadstoffe aus. Solche Systeme sind günstig in der Herstellung, verschmutzen aber im Betrieb schnell.
• Hohlfaser. Sie bestehen aus Membranröhren, die in eine Filterapparatur eingesetzt werden. Dadurch vergrößert sich die Arbeitsfläche deutlich, allerdings verstopfen solche Filter schnell und sind schwer zu reinigen.

• Scheibe. Sie sind nur für den Laborgebrauch bestimmt und werden nicht zur Reinigung von häuslichem Trinkwasser verwendet. Das Filterelement ist in Form einer flachen Scheibe gefertigt. Das Funktionsprinzip dieser Konstruktion besteht darin, dass Wasser in einen Behälter gegossen wird, in dem sich ein Kolben mit einer Membran bewegt. Es kann mit einer französischen Haushaltspresse verglichen werden. Lediglich der Filter verfügt über mehrere Kolben, um die Menge des gefilterten Wassers zu erhöhen. Sauberes Wasser gelangt zum Wasserhahn des Verbrauchers und Schadstoffe werden in einem speziellen Tank deponiert.

Machen Sie sich keine Sorgen, dass alle Schichten der Scheibe chemischen Ursprungs sind; die Verwendung eines solchen Filters ist absolut gesundheitlich unbedenklich.

Vorteile und Nachteile

Im Vergleich zu anderen Arten von Filtersystemen bietet die Membrankonstruktion folgende Vorteile:

• Einfach zu bedienen und zu warten.
• Guter Reinigungsgrad.
• Kleine Größen.
• Verfügbarkeit von Wandervarianten.