Баромембранна фільтрація — популярний метод очищення води, основи якого було покладено ще в тридцятих роках минулого століття. Перша промислова установка була зібрана наприкінці шістдесятих років і могла переробляти 150 куб. м води на добу. Відтоді технології очищення значно вдосконалилися, а мембранні матеріали подешевшали, завдяки чому нанофільтрація набула широкого поширення.
Нанофільтрація — що це?
Нанофільтрацією називають сучасний спосіб водопідготовки, який полягає в очищенні води за допомогою спеціальних полімерних мембран. Відмітна особливість нанотехнології — дуже маленькі фільтрувальні отвори (менше 0,010 мкм), які дають змогу ефективно затримувати забруднення.
Якщо порівнювати нанофільтрацію зі зворотним осмосом, то мембрана першої відрізняється більшими проникними порами і не таким щільним селективним шаром. Однак за принципом роботи ці дві технології дуже схожі.
Спосіб очищення води за допомогою нанофільтрів має такі переваги:
Як працює нанофільтрація
Технологія ґрунтується на використанні полімерних мембран з наноскопічними порами — до 10 нм. Це дає змогу «відловлювати» найрізноманітніші забруднення, зокрема хімічні речовини та мікроорганізми. Нанофільтрація особливо актуальна для очищення води від частинок малого розміру, які не ловляться іншими фільтрами.
У процесі нанофільтрації вода подається на мембрани під тиском, внаслідок чого частинки, розмірність яких більша за мембранні пори, затримуються, а чиста вода просочується крізь пори. Цей спосіб має високу ефективність, що дає змогу використовувати його для очищення забруднених джерел.
Водопідготовка за допомогою нанофільтрів широко використовується в мікроелектроніці, а також у харчовій, фармацевтичній, нафтохімічній та багатьох інших сферах промисловості. Крім того, нанофільтри все частіше застосовуються в побутових системах очищення води.
Види мембран
Мембрани з найдрібнішими порами виготовляють із полімерів, що мають високу стійкість до агресивних середовищ. Залежно від особливостей будови виділяють такі типи мембран:
1. Трубчасті — схожі на трубочки з діаметром від 0,5 мм до 1 мм. Для таких мембран застосовують невеликий тиск — приблизно у дві атмосфери, щоб не порушити цілісність фільтра.
2. Плоскі — у вигляді тонких листів, які обертаються навколо трубки для відведення фільтрату, утворюючи так званий рулонний фільтр. Наноскопічні отвори такої мембрани мають розмірність у діапазоні від 0,001 мкм до 0,01 мкм.
Збереження мінерального складу води при нанофільтрації
На відміну від багатьох інших технологій очищення, наприклад, зворотного осмосу, метод нанофільтрації дає змогу частково зберегти мінеральний склад, забезпечуючи необхідні властивості та якість води.
Значна частина корисних мінеральних речовин зберігається у воді завдяки селективності. Мембрани можуть мати різні властивості, що дає змогу їм вибірково пропускати ті чи інші іони. Наприклад, деякі мембрани «відловлюють» іони хлору і натрію, що надають воді солонуватий смак, але пропускають магній і кальцій, корисні для серцево-судинної системи і кісткової тканини.
Де застосовується технологія нанофільтрації
Цей спосіб широко використовується в різних сферах промисловості:
У побуті установки з нанофільтрами використовуються нечасто, насамперед, через невеликий асортимент споживчого обладнання. Приміром, зручних модулів зворотного осмосу, які можна встановлювати під раковину, на ринку значно більше. Утім, вибір поступово збільшується — з'являються нові компактні пристрої невеликої потужності на основі нанофільтрації.
Нинішні установки з нанофільтрами підходять не для всяких побутових умов, проте стануть чудовим варіантом для приватних будинків з індивідуальним водопостачанням зі свердловин. Мембрани ефективно очищають воду від іржі, хлоридів та інших домішок, знижують рівень жорсткості води. Після нанофільтрації з води усувається понад 85% домішок і забруднень, але водночас зберігаються корисні елементи й оптимально збалансований склад.
