Filtración por membranas, filtros y unidades de filtración. Tecnologías de membranas. Purificación de agua por ósmosis inversa

10.09.2023

El agua del grifo contiene muchas impurezas y microorganismos dañinos. Según los expertos, la ebullición habitual no puede eliminar completamente el agua de impurezas nocivas. Y el precio de la emisión es bastante elevado. La entrada de estas sustancias y bacterias en el organismo puede provocar daños irreparables a la salud.

Para solucionar el problema, muchos recurren a la instalación de filtros de membrana de alta pureza. También está muy extendida la práctica de comprar agua embotellada. Sin embargo, en este último caso, surgen dudas sobre la calidad de la purificación del agua. Además, es difícil satisfacer todas las necesidades con varias botellas y el precio de ese agua no es pequeño. En cuanto a los filtros de membrana, purifican el agua de materias en suspensión, impurezas, células bacterianas y partículas virales y preservan la estructura y propiedades del agua.

Tipos de filtros de membrana

La historia de la aparición de membranas se remonta al siglo XIX. En aquella época se elaboraban a partir de fibra, pero no se utilizaban mucho. Recién en los años 60 se fabricó un prototipo de membrana de dispositivos modernos.

La membrana es una película sintética ultrafina con poros que es capaz de permear agua y oxígeno reteniendo impurezas. La membrana está hecha de polipropileno, lavsan, acetato de celulosa, etc.

La principal propiedad de los filtros de purificación de agua es la retención de pequeñas partículas y compuestos coloidales.

Los filtros de membrana para la purificación de agua varían en el tamaño de los poros y el diseño de la membrana. La reducción del tamaño de los microagujeros en la membrana conduce a un aumento de la presión del agua en el filtro. El número de etapas de limpieza del filtro aumenta la calidad del agua y el precio del equipo.

Las membranas se clasifican según el tamaño de los poros:

Membranas para microfiltración. El tamaño de los microagujeros de la membrana es de 0,1 a 1,0 µm. Las membranas están diseñadas para la purificación primaria del agua de partículas e impurezas que provocan turbidez. De hecho, este tipo de membrana es un paso preparatorio antes de la posterior filtración del agua. La membrana se utiliza a menudo para el tratamiento de aguas residuales.
Filtros de membrana de ultrafiltración – 0,02 – 0,1 micras. Estas membranas le permiten filtrar partículas coloidales y compuestos de alto peso molecular, células bacterianas. Las membranas no pueden detener las sales disueltas en agua. Básicamente, las membranas de ultrafiltración se instalan en filtros industriales y domésticos para purificar el agua de impurezas insolubles manteniendo la composición salina.
Filtros de membrana de nanofiltración – 0,001 – 0,02 micras. Las membranas con tales tamaños de poro están diseñadas para ablandar agua con altos niveles de dureza. Las membranas retienen sustancias organocloradas e iones de metales pesados. El grado de depuración del agua de este último alcanza el 30%. Al mismo tiempo, la membrana deja pasar el 90% de las sales disueltas en agua.
Filtros de membrana de ósmosis inversa. Estas membranas tienen los orificios más pequeños: 0,0001 - 0,001 micrones, por lo que se caracterizan por propiedades selectivas de purificación del agua. Las membranas están diseñadas para eliminar la mayoría de las impurezas y solutos. Las membranas del filtro dejan pasar agua, gases y algunas sales. Cuando el agua de mar se filtra de esta forma, se desaliniza en un 97%. La purificación a través de tales membranas conduce a una desalinización profunda, eliminación de partículas virales, células bacterianas, productos derivados del petróleo, etc. El filtro produce agua de alta calidad, que se utiliza para la industria embotelladora, de producción de bebidas, farmacéutica, alimentaria y electrónica, y para fines microbiológicos. El precio de estos filtros con membrana de ósmosis inversa es bastante elevado. Se recomienda realizar la mineralización después del filtro.

El precio de cualquier tipo de filtro se puede encontrar en el sitio web del fabricante y leer la descripción detallada.

Principio de funcionamiento

El filtro de membrana es una membrana ultrafina con una gran cantidad de poros. La membrana del filtro proporciona el mayor grado de purificación del agua. Además, después de un filtro con membrana, la composición de sales y microelementos se conserva casi por completo.

Como resultado de la filtración del agua a través de una membrana, se caracteriza por un alto nivel de purificación, valor biológico y saturación de minerales.

En los filtros de membrana, hay un sistema "tangencial" de movimiento de agua cerca de la membrana y hay una entrada y dos salidas. Esto significa que el agua se acumula en ambos lados de la membrana. Una parte del agua se purifica a través de una membrana y se vierte en un recipiente. El otro está diseñado para eliminar los sedimentos de la superficie de la membrana y descargarlos en la zona de drenaje del filtro.

El rendimiento de un filtro de membrana depende de:

Área de membrana.
Nivel de presión del filtro.
Espesor de la membrana.
Temperaturas del agua.
Cantidad de impurezas.

También son comunes en las condiciones de campamento las membranas para la purificación de agua, por ejemplo, Nerox, que funcionan según un principio completamente diferente. Se coloca un filtro de membrana en un recipiente con agua sucia. En este caso, el agua limpia se descarga a través de una manguera especial a otro recipiente. La desventaja de este método es la necesidad de limpiar periódicamente la membrana de la contaminación. Esto se hace manualmente utilizando herramientas especiales. Las membranas filtrantes Nerox se pueden lavar con agua corriente.

Los sedimentos inorgánicos de la membrana del filtro se eliminan con agentes ácidos. Los compuestos orgánicos y la biomasa de la membrana del filtro se lavan con compuestos alcalinos.

Ventajas y desventajas

Ventajas de los filtros de membrana para la purificación de agua:

Facilidad de uso y mantenimiento de las membranas.
Alto nivel de purificación del agua en filtros con membrana.
Preservación de la composición salina del agua después del filtro.
Las membranas eliminan incluso las impurezas más pequeñas.
Muchos filtros de membrana son de tamaño compacto (Nerox).
Algunos filtros de membrana se pueden utilizar en el campo y para el tratamiento de aguas residuales.
Algunos filtros, como Nerox, no requieren membranas de reemplazo.

Las desventajas de los filtros de membrana incluyen su elevado coste. Además, algunos filtros tienen una tasa de filtración de agua baja, lo que requiere la instalación de tanques de almacenamiento.

Filtro de membrana de ultrafiltración: vídeo

En el video presentado en el sitio web, puede ver y estudiar claramente reseñas sobre cómo funciona un filtro de membrana de ultrafiltración para la purificación de agua. También habla de los beneficios.

Separación por tipo de diseño

Según el diseño del filtro de membrana, existen:

Membranas de disco plano están disponibles:

de una sustancia (membranas sin sustrato),
a base de tejidos y materias primas porosas (membranas reforzadas),
a partir de materias primas de poros grandes y capa de trabajo (membranas de sustrato).

Los filtros de membrana de ósmosis inversa de disco suelen ser membranas compuestas delgadas, cada capa de las cuales está hecha de diferentes compuestos.

Las membranas tubulares son tubos fabricados con materiales porosos (plástico, cerámico, metal, metal-cerámica, etc.). El diámetro de la membrana alcanza varios centímetros.

Hay membranas tubulares simétricas y asimétricas. En el primer caso, la densidad de los poros de la membrana en todo el volumen es la misma. Las membranas asimétricas tienen un material más denso en una superficie. Está funcionando y muestra el grado de purificación del agua. El papel de una membrana de poros grandes en un filtro se reduce al paso del agua filtrada.

Los filtros de membrana enrollados para la purificación de agua son un sistema en el que se atornilla una membrana a una manguera de drenaje. Cuando se suministra agua, fluye en espiral. Luego se acumula en la manguera de drenaje y sale por el otro extremo como concentrado.

La forma cómoda y la capa de trabajo ultrafina garantizan al filtro de membrana un alto rendimiento y una baja propensión a obstruirse. La membrana se puede utilizar para el tratamiento de aguas residuales.

Entre las ventajas de un filtro de membrana se encuentran una mayor frecuencia de envasado y un bajo grado de consumo de metal de la membrana.

Membranas de fibras huecas, que se fabrican en forma de tubos. Se colocan varias membranas en un dispositivo para filtrar agua. El resultado es un filtro con mayor superficie de trabajo y mayor productividad.

La desventaja de las membranas es la dificultad de controlar el flujo de agua a lo largo de las fibras. Por lo tanto, estos filtros de membrana son propensos a obstruirse. No se recomiendan las membranas para el tratamiento de aguas residuales. Además, a juzgar por las revisiones, las membranas son difíciles de limpiar. Y el precio de los filtros es alto.

En este sentido, antes de suministrar agua a los filtros de membrana de fibra hueca, es necesario realizar un tratamiento previo.

Precios

El coste de un filtro de membrana depende del rendimiento del filtro y del grado de contaminación del agua. La siguiente tabla muestra los precios aproximados de los filtros más populares.

Nombre del filtro	Características principales	precio, frotar.
Nerox-03	Los filtros de membrana están diseñados para la purificación del agua. Se conserva la composición de la sal. El filtro es compacto y ligero. El filtro se puede utilizar para purificar agua en casa y al aire libre. El filtro requiere una limpieza periódica de la membrana con agua corriente.	1350
Experto en agua	El filtro de membrana está diseñado para purificar agua de cualquier calidad y aguas residuales. Agua después de que la membrana tenga una estructura restaurada. El filtro es fácil de usar y limpiar.	1450
Honeywell FF 06 - 3/4″ AAM	El filtro está diseñado para la purificación de agua caliente corriente.	5110
Atolón A-460E	El filtro tiene 4 etapas de purificación de agua. Membrana de ósmosis inversa	10000
Atolón A-575E	5 grados de purificación de agua. Membrana de ósmosis inversa. Purifica el agua y la suaviza. El filtro es adecuado para aguas residuales.	12280
Ósmosis inversa GE Merlin	El filtro de membrana está diseñado para purificar el agua corriente.	44450
AquaPro ARO-3000GPD	Filtro con membrana de ósmosis inversa. Se utiliza para purificar grandes volúmenes de agua con fines comerciales y microbiológicos.	470300

Puede encontrar información más detallada sobre cada tipo de filtros, membranas y precio en la página web del fabricante.

Tsugunov Antón Valerievich

Tiempo de lectura: 5 minutos

El agua insípida del grifo es el flagelo de los habitantes de las grandes ciudades. Incluso después de hervir deja un sabor desagradable en la boca. Además, algunos expertos afirman que ni siquiera hervirlo puede limpiarlo de impurezas y microbios nocivos. Si vive en un apartamento y sufre de mala calidad del agua, un filtro de membrana para purificar el agua le ayudará.

¿Qué es un filtro de membrana?

Todos los filtros realizan la función de retener impurezas nocivas. El resultado es un agua sabrosa que se puede hervir o beber inmediatamente. El sistema de membranas, que funciona según el principio de ósmosis inversa, no deja pasar sustancias nocivas, no las acumula y, gracias a su diseño, las elimina por el desagüe. Tiene poros por los que sólo puede pasar agua y oxígeno. Existen varios tipos de materiales para la producción de dicho filtro: lavsan, poliuretano y otros.

Los primeros sistemas de este tipo se inventaron en el siglo XIX, pero el prototipo de una membrana moderna no se lanzó al mercado hasta la década de 1960. Se cree que estos son los mejores sistemas de purificación de agua de todos los existentes. Retienen no sólo residuos grandes, sino también partículas pequeñas, purificando el agua a nivel molecular.

Todas las principales empresas rusas y extranjeras que fabrican filtros de agua tienen diseños de membrana en su gama de productos. En primer lugar, tienen una gran demanda entre los residentes de apartamentos en las grandes ciudades.

Externamente, el dispositivo es una caja cilíndrica de plástico, dentro de la cual se encuentran una membrana y uno o más prefiltros. Se conecta a agua fría y se descarga al fregadero con un grifo independiente. Cada filtro tiene su propia vida útil, ya que con el tiempo se ensucia y no puede realizar sus funciones.

Hay filtros de membrana que funcionan de manera diferente. Se colocan en un recipiente con agua, ésta atraviesa la membrana y, según el principio de vasos comunicantes, sale limpia. El uso de un filtro de este tipo está justificado en condiciones de acampada cuando no hay agua corriente cerca.

En un filtro de viaje, los cartuchos de membrana deben limpiarse de vez en cuando. Puedes lavarlos con agua limpia o utilizar productos químicos especiales. Se seleccionan según el tipo de contaminación. Los ácidos eliminan bien las sales y los alcalinos eliminan compuestos orgánicos y biológicos.

Variedades por tipo de membrana.

Existen varios tipos de sistemas de filtrado de membrana. Se diferencian en el tipo de diseño y el tamaño de los poros. Los filtros con pequeños agujeros se consideran los mejores, ya que purifican bien el agua.

Tipos de membrana:

Microfiltración. Proporciona purificación de agua áspera y se utiliza en la etapa preparatoria. Un filtro de este tipo hará frente a aguas residuales turbias, pero en el futuro requerirá una limpieza más sutil.
Ultrafiltración. Este tipo de membrana puede purificar el agua de compuestos y bacterias de alto peso molecular. Se suele utilizar en empresas industriales, ya que no elimina las sales del agua.
Nanofiltración. Muy adecuado para agua doméstica dura. Además de las bacterias, elimina el cloro y los metales pesados del agua.
. Este sistema tiene los agujeros más pequeños y atrapa todas las sustancias y contaminantes nocivos para los humanos. Las sales, bacterias, virus y productos derivados del petróleo se neutralizan en un 98%. Con ayuda de estos filtros se puede purificar y desalinizar agua de mar, se utilizan en la producción de agua embotellada, en farmacología y microbiología.

Tipos por tipo de construcción

Según el tipo de diseño, los filtros se dividen en:

Tubular. El elemento de limpieza consta de tubos porosos. Pueden ser de metal-cerámica, plástico,... El diámetro de la tubería puede alcanzar varios centímetros. Hay membranas simétricas y asimétricas. En el primero, los poros están distribuidos uniformemente, en el segundo, una pared tiene una mayor concentración de agujeros que la otra. A esta tubería se suministra agua bajo presión, y la salida es líquido puro y, en un recipiente separado, un concentrado de sustancias nocivas.

Arrollado. Este filtro es una membrana enrollada como un rollo en la tubería principal. A través de un orificio especial, el agua ingresa y fluye en espiral, siendo simultáneamente purificada. El agua limpia fluye a través de la tubería principal y las sustancias nocivas salen por otro orificio. Estos sistemas son baratos de producir, pero se ensucian rápidamente durante el funcionamiento.
Fibra hueca. Consisten en tubos de membrana que se colocan en un aparato de filtración. Esto aumenta significativamente la superficie de trabajo, pero estos filtros se obstruyen rápidamente y son difíciles de limpiar.

Disco. Son sólo para uso en laboratorio y no se utilizan para purificar agua potable doméstica. El elemento filtrante tiene forma de disco plano. El principio de funcionamiento de este diseño es que se vierte agua en un depósito en el que se mueve un pistón con una membrana. Se puede comparar con una prensa francesa doméstica, sólo que el filtro tiene varios pistones para aumentar la cantidad de agua filtrada. El agua limpia va al grifo del consumidor y las sustancias nocivas se depositan en un tanque especial.

No se preocupe que todas las capas del disco sean de origen químico, el uso de dicho filtro es absolutamente seguro para la salud.

Ventajas y desventajas

En comparación con otros tipos de sistemas de filtración, el diseño de membrana tiene las siguientes ventajas:

Fácil de operar y mantener.
Buen grado de limpieza.
Tallas pequeñas.
Disponibilidad de variedades de senderismo.

El actual sistema de suministro de agua ha progresado y mejorado significativamente, una persona tiene la oportunidad de crear un complejo completamente automatizado sin gastar mucho dinero en ello. Lamentablemente, la calidad del agua no ha mejorado, e incluso ha empeorado. Esto requiere el uso de filtros especiales, que deberían estar presentes en todos los hogares. Los más populares son los filtros de membrana, que son muy eficientes y permiten purificar el agua a nivel molecular. Para comprender mejor las ventajas de este mecanismo es necesario conocerlo mejor.

Características distintivas

Se cree que estos filtros proporcionan un método rudimentario de purificación del agua. Se utilizan para purificar líquidos, principalmente agua, de diversas sustancias nocivas.

El principal elemento responsable de la filtración es la membrana. Los tamaños de sus poros pueden ser variados, lo que incide directamente en la calidad de la limpieza realizada. Todos los contaminantes salen del agua filtrada porque no pueden atravesar la membrana y quedan retenidos. Como resultado, una persona recibe agua purificada.

Los sistemas de purificación fabricados con filtros de membrana se utilizan muy a menudo en el ámbito doméstico, así como para obtener el agua más pura posible en la industria o la medicina. Estos sistemas se utilizan a menudo para desalinizar agua de mar o purificar aguas residuales. El sistema presentado también se puede utilizar en situaciones de emergencia, mientras que su vida operativa permite que las membranas de vía se puedan utilizar de forma reutilizable.

El sistema de purificación está conectado a una tubería a través de la cual ingresa agua a la casa o apartamento.

Un sistema de este tipo consta de varios elementos:

Un filtro que realiza una limpieza primaria.
Dos elementos con cartuchos de limpieza especiales. El primero contiene carbón granulado y el segundo, carbón en bloque.
Membranas cuyas secciones transversales de poros pueden ser diferentes, que se analizarán con más detalle a continuación.
Recipientes para almacenar agua purificada.
Una válvula automática, que se requiere para cerrar el suministro de agua cuando el tanque de almacenamiento se llena con líquido purificado.
Un cartucho que proporciona una mineralización adicional del agua.

La filtración se produce mediante una determinada tecnología. Es importante señalar que el diseño y contenido puede diferir para cada fabricante y dependiendo de las necesidades de compra, lo que incide directamente en su coste.

¿Qué causa la alta demanda?

Los sistemas considerados se caracterizan por una alta eficiencia. Gracias a la pequeña sección de los poros, el agua que pasa a través del cartucho queda completamente limpia. Los filtros de membrana utilizados para la purificación del agua tienen un coste elevado, lo que constituye su principal desventaja, sin embargo, Tienen muchas ventajas, incluyendo:

el uso y el mantenimiento son fáciles y no requieren mucho esfuerzo;
El agua purificada es de excelente calidad. Se puede beber directamente después de la filtración sin hervir;
le permite lograr la mineralización requerida y retiene las sales necesarias para los humanos;
Hay ciertos modelos de filtros en cuestión que se pueden utilizar cuando no es posible conectar el dispositivo a la tubería.

Los sistemas que se instalan para purificar las aguas residuales hacen que los líquidos contaminados sean seguros para los humanos. Luego se puede verter fácilmente sobre el suelo. Una clara desventaja de este dispositivo es la necesidad de reemplazar con bastante frecuencia la membrana y algunos elementos filtrantes, que generalmente no duran más de 3 meses. Esta no es una desventaja tan importante, ya que casi todos los tipos de filtros que existen en la actualidad requieren un reemplazo tan frecuente.

Variedades

Todos los tipos de membranas existentes deben considerarse según varios criterios.

Según el nivel de limpieza

El agua o el gas pueden atravesar fácilmente la membrana, sin embargo, otras partículas quedarán retenidas. Las inclusiones grandes se eliminan del agua mediante filtros mecánicos y de otro tipo. La filtración por membrana se utiliza para eliminar partículas pequeñas.

Según el tamaño de los poros, se pueden distinguir los siguientes tipos (los tamaños de los poros se presentan en micras):

micro- (0,1-1), ultra- (0,02-0,1), nanofiltración (0,001-0,02);
con ósmosis inversa (0,0001-0,001).

Las membranas de microfiltración pueden eliminar una contaminación significativa del agua. Esta categoría incluye aquellas partículas que hacen que el agua se vuelva turbia. Este filtro no puede eliminar sustancias que se disolvieron en agua. La segunda opción (sistema de ultrafiltración) es capaz de retener coloides, diversos microorganismos e inclusiones de alto peso molecular. Dicha purificación le permite eliminar diversas impurezas del agua, sin embargo, en ella permanece la composición de sal necesaria para los humanos.

Por tanto, un sistema de este tipo no es adecuado para ablandar agua dura. Para suavizar el agua y eliminar la dureza, se requiere nanofiltración. Este último tipo de membrana es capaz de atrapar todo tipo de contaminantes de diversos tamaños.

Por diseño

En este caso, las membranas se diferencian entre sí por su forma:

En forma de disco. Se caracteriza por una baja sensibilidad a la presión. Se puede utilizar hasta una presión de 1000 mm de columna de agua. Se puede realizar en tres versiones diferentes. La membrana en forma de disco puede estar hecha de un componente, ser un tejido poroso o tener 2 capas (porosa y de trabajo).
Con elementos tubulares. Estas membranas implican un tubo hecho de material poroso. Puede estar fabricado de diversos materiales, sin embargo, los más habituales son el plástico y la cerámica. El diámetro de este tubo puede ser de varios milímetros o hasta 2 cm y las paredes del tubo pueden ser simétricas o no. El primer método prevé el mismo espesor y porosidad en toda su longitud, y el segundo implica que una determinada parte de las paredes sea más densa y tenga menos pares que la otra. El agua ingresa a este tubo poroso mediante una bomba. Pasa a través de los poros y, en consecuencia, se limpia. El líquido filtrado se acumula en el tanque y el líquido sucio se envía al alcantarillado.

Arrollado. Este sistema de filtración implica tubos de drenaje que están envueltos en una capa filtrante. En esta situación, las juntas de drenaje recubren la membrana por ambos lados, lo que da como resultado una capa de tres capas que se atornilla al tubo. Este mecanismo implica que se suministra agua contaminada al sistema por un lado. A continuación, pasa por un proceso de purificación y se envía al tanque. El flujo de fluido se divide en 2 partes. Uno pasa por la etapa de purificación y el segundo elimina los contaminantes, que se envían a través de la parte final a la alcantarilla. Este diseño se caracteriza por su comodidad, hay una capa de trabajo delgada que aumenta el rendimiento de este filtro. La obstrucción ocurre muy raramente.
Fibra hueca, formada por muchos tubos de pequeño diámetro. Dado que son de tamaño compacto, puede aumentar la cantidad de estos tubos en el dispositivo, lo que le permite aumentar la cantidad de agua filtrada. Las desventajas de un sistema de este tipo incluyen obstrucciones frecuentes y una limpieza relativamente difícil. Para evitar tales situaciones, primero es necesario realizar una limpieza de alta calidad, que permita eliminar grandes contaminantes.

Operación

El sistema de limpieza con membrana es uno de los mejores, ya que la calidad de la filtración es alta. Es capaz de eliminar diversos contaminantes y virus de los líquidos, pero al mismo tiempo conserva propiedades beneficiosas y microelementos esenciales.

A la salida, una persona recibe agua natural y completamente purificada, que es biológicamente completa. Es rico en minerales necesarios para el cuerpo humano. El sistema tiene una entrada por donde ingresa agua al filtro para su purificación, y 2 salidas, lo que se debe a que una salida está destinada al agua limpia y purificada, la cual se envía a un tanque de almacenamiento, y la segunda salida es necesaria para descargar contaminantes al alcantarillado.

El dispositivo en cuestión es el mejor y más asequible producto para uso doméstico, sin embargo, los sistemas presentados también se utilizan en el sector industrial. Dicha agua no requiere tratamiento adicional, se puede beber inmediatamente después de la filtración, ya que la membrana eliminó todos los virus, microorganismos y bacterias y se conservaron las sales necesarias para los humanos.

El proceso de limpieza se realiza en 5 etapas:

Se produce una purificación preliminar, durante la cual se produce la purificación mecánica del agua. Este paso elimina la mayor parte del cloro utilizado para la desinfección.
El agua se filtra a través de membranas de ósmosis inversa, gracias a las cuales se puede purificar de diversos contaminantes.
El agua filtrada se acumula en un tanque especial.
A continuación, el líquido se suministra a través de un grifo especial conectado al tanque de almacenamiento.
Durante el proceso de distribución de agua, se puede realizar una mineralización adicional. Para hacer esto, es necesario instalar un cartucho especial para mineralización, a través del cual pasará el agua inmediatamente antes del suministro.

El rendimiento de la membrana se puede aumentar si:

aumentar el área de la superficie tratada;
aumentar la presión arterial;
reducir su espesor;
aumentar la temperatura del agua que se somete a filtración. Un grado Celsius puede aumentar el flujo hasta en un 3%.

Hoy en día, los fabricantes ofrecen filtros de membrana que funcionan según un esquema diferente. Se instalan en un recipiente con agua contaminada y el agua limpia fluye a través de un tubo hacia otro recipiente. Esta opción es ideal para caminatas y cuando no hay forma de conectar el sistema al suministro de agua.

Los sedimentos inorgánicos se pueden eliminar de la membrana utilizando agentes ácidos. La biomasa y los sedimentos orgánicos se eliminan mediante el uso de compuestos alcalinos. No debes utilizar ácido sulfúrico o nítrico, ya que pueden dañar el tipo de filtro en cuestión.

Los sistemas modernos de suministro de agua han logrado avances significativos en su desarrollo. Ahora una persona puede crear un complejo de suministro de agua completamente autónomo y sin costos especiales. La calidad del agua, por otra parte, no mejora con el tiempo. Lo que lleva a la necesidad de utilizar filtros especiales para purificar el líquido.

Uno de los filtros de este tipo más populares y eficaces son los de membrana, que son capaces de purificar el agua a nivel molecular. Hablaremos de ellos ahora.

1 Características y principio de funcionamiento

Los filtros de membrana para la purificación de agua pertenecen a los llamados "sistemas de purificación profunda" y se utilizan para eliminar los componentes nocivos del agua, a menudo como parte de sistemas de tratamiento de agua (varios dispositivos secuenciales de purificación de agua para diversos fines).

El elemento principal de dicho filtro, así como de un filtro que utiliza tecnología, es una membrana hecha de materiales sintéticos. La membrana tiene agujeros (poros) y cuando el agua fluye a través de la membrana, retiene partículas que son más grandes que el diámetro de los poros. Así sale agua libre de impurezas.

Los sistemas de purificación basados en membranas de filtración con diferentes diámetros de poro se utilizan para las necesidades domésticas, así como para la producción de agua ultrapura para fines médicos y técnicos, desalinización de agua de mar,

Además, una membrana de pista en una configuración especial se puede utilizar para la purificación del agua en situaciones de emergencia, mientras que su vida útil permite su uso reutilizable.

1.1 Tipos de filtros de agua de membrana

Las membranas con las que está equipado el filtro pueden diferir en estructura y diámetro de poro. La membrana puede ser:

Microfiltración (poros - hasta 4 micrones);
Ultrafiltración (de 0,2 a 0,02 micras);
Nanofiltración (o pista) (0,01 – 0,001 micras);
Ósmosis inversa (0,001 – 0,0001 micras).

Dependiendo del tamaño de los poros, el propósito del filtro también cambia: puede purificar el agua de contaminantes coloidales (las partículas más grandes), puede detener los iones de metales pesados o puede producir una desmineralización casi completa del agua (ósmosis inversa).

Por lo general, un filtro de membrana que funciona con tecnología de ósmosis inversa se clasifica como un tipo separado, pero estas unidades pueden ser parte de un sistema de purificación. Además, vale la pena considerar que una membrana con un tamaño de poro más pequeño requiere una filtración previa antes de atravesarla, por lo que será necesario un sistema de filtración previa.

Las membranas también difieren en la forma y estructura de la fibra que se utiliza para crearlas. Como resultado, cada tipo de membrana tiene un área de trabajo diferente, lo que afecta directamente al rendimiento del filtro (cómo funciona y a qué velocidad).

Se distinguen los siguientes tipos de membranas para filtros:

Membranas de fibras huecas;
Membranas tubulares;
Membranas tipo rollo;
Membranas planas en forma de disco.

En consecuencia, el filtro de tipo membrana se puede instalar en una carcasa de cartucho reemplazable compatible con un sistema de filtración secuencial.

1.2 Pros y contras

Para filtrar el agua potable son adecuados los filtros que utilizan membranas de ultrafiltración o los filtros que utilizan tecnología de ósmosis inversa. Al mismo tiempo, el segundo tipo también elimina completamente las incrustaciones. Cabe señalar que el agua del grifo que ha pasado por ambas variedades es apta para beber sin hervir.

Una de las desventajas del uso de filtros de agua de membrana suele ser que el grado de desmineralización del agua puede ser excesivo, ya que la membrana tampoco deja pasar sustancias útiles para el cuerpo humano.

Existe una dependencia del tamaño de los poros de la membrana, el área de trabajo y la presión en el sistema de suministro de agua; estas propiedades deben tenerse en cuenta al instalar un filtro de membrana como componente de una purificación de agua compleja. Este tipo de filtro requiere acceso al drenaje de aguas residuales, lo que implica trabajo adicional durante la instalación.

Las membranas con poros grandes no requieren presión adicional para funcionar. Normalmente, cuanto más delgada es la membrana, mayor es su rendimiento, pero cuanto más pequeños son sus poros, más presión adicional se debe aplicar cuando el filtro está funcionando para mantener la presión del agua.

1.3 ¿Cómo elegir y qué es mejor comprar?

Además de los filtros de membrana, existen otros que funcionan según un principio diferente. Por tanto, el primer factor determinante será qué impurezas o componentes nocivos hay que eliminar del agua. Dependiendo de en qué se diferencia exactamente el agua de los estándares sanitarios, se debe seleccionar un sistema de tratamiento.

Los filtros tipo cartucho brindan la posibilidad de instalar varias unidades diferentes (es decir, no se trata de una sola carcasa). Es muy posible que en un caso particular, por ejemplo, sea suficiente, pero no es necesario un filtro basado en una membrana de ultrafiltración o un filtro que funcione con tecnología de ósmosis inversa.

Por ejemplo, esta situación puede surgir cuando el contenido de sales de metales pesados en el agua está dentro de los límites sanitarios.

La instalación de un filtro que funcione con tecnología de ósmosis inversa requerirá necesariamente una filtración previa del agua suministrada (es decir, la instalación de filtros adicionales) y la creación de una presión no inferior a una determinada (generalmente al menos 3 bar).

Sin tal presión en el sistema, el funcionamiento de la tecnología de ósmosis inversa es simplemente imposible, ya que el agua no podrá atravesar pequeñas membranas a la velocidad adecuada. Y esto provocará una ralentización de los procesos de limpieza o su parada completa.

2 ¿Cómo limpiar la membrana de filtración?

La necesidad de limpiar o sustituir la membrana filtrante y su vida útil dependen en gran medida de la calidad del agua suministrada al filtro, así como de su cantidad. Por lo tanto, es bastante difícil determinar el tiempo universal en el que es necesario reemplazar o limpiar la membrana (en promedio, de seis meses a cuatro años).

En el caso de que al usuario no le falte dinero, la membrana del filtro se puede reemplazar simplemente (en un filtro de cartucho, basta con reemplazar un bloque por otro). Una de las opciones para solucionar este problema puede ser no sustituir, sino lavar la membrana del filtro.

Los filtros de algunos fabricantes también pueden prever un lavado de membrana, cuyo modo implica suministrar agua a la membrana desde el lado opuesto al flujo normal o una liberación brusca de presión.

El lavado de la membrana de esta forma puede ser organizado directamente por el usuario (si el diseño de la carcasa y del filtro lo permite). La membrana se retira y se enjuaga simplemente con agua, agua y jabón, o agua con ácido cítrico. Además, la membrana se puede lavar dirigiendo sobre ella un chorro de agua de la misma composición.

También es posible sumergir completamente la carcasa del filtro en una solución al cinco por ciento de ácido cítrico y agua tibia durante aproximadamente cinco horas, después de lo cual se lava con agua limpia. Después de esto, el agua que sale del filtro no se puede utilizar durante la primera media hora.

La realización periódica de dichos procedimientos aumentará significativamente la vida útil de la membrana. Fuera de casa, el lavado (regeneración) de la membrana se realiza con reactivos alcalinos o ácidos más complejos, no es posible limpiar la membrana de esta forma en casa.

El procedimiento de limpieza de membranas industriales que se utilizan para la desalinización de agua o para la filtración de aguas residuales es bastante complejo y se lleva a cabo utilizando los modos de funcionamiento proporcionados por los propios mecanismos.

2.1 Instalación de un filtro de membrana: etapas y características del proceso.

En el caso del hogar y la autoinstalación de un filtro de membrana o un filtro que funcione con tecnología de ósmosis inversa (generalmente colocado "debajo del fregadero", directamente al grifo que se planea usar como agua potable, y conectado a un codo para drenaje de aguas residuales), es necesario realizar una determinada secuencia de acciones.

Es necesario limpiar el espacio donde se colocará el filtro y cerrar el agua. A continuación, debes desenroscar la conexión que va de la línea al mezclador.

Se instalan una T roscada y una válvula de bola en la línea, lo que permitirá que se suministre agua al filtro. Además, se instala un grifo para agua potable en el fregadero y se perfora un orificio en el codo para las aguas residuales. Si la presión en el sistema principal de suministro de agua es superior a 6 bar, es posible que deba instalar un reductor de presión (verifique con un manómetro).

A continuación, se ensambla el filtro que funciona con tecnología de ósmosis inversa de acuerdo con las instrucciones y se conecta el filtro al sistema de suministro de agua y drenaje de aguas residuales. En este caso, hay que asegurarse de que, según el esquema, los terminales de aguas residuales y la manguera de alimentación al grifo de agua potable también estén conectados correctamente.

Continuamos el inciso "" con el artículo. Lo que en realidad debería haber aparecido antes que el artículo “Ultrafiltración para la desinfección del agua”, porque la ultrafiltración es una subsección de un gran grupo de sistemas de purificación de agua por membrana. Y, si te has dado cuenta, en el apartado “Agua” intentamos pasar de lo general a las partes. Sin embargo, la ultrafiltración es un caso especial. Y por eso, para no romper la secuencia, nos hemos adelantado un poco. Pero estamos de vuelta.

Los sistemas de purificación de agua por membrana son prácticamente las tecnologías más modernas para la purificación de agua (y no solo agua), que se utilizan ampliamente en la industria. Por supuesto, existen tecnologías más modernas que no están relacionadas con el agua, pero aún pasará mucho tiempo antes de que se produzcan en masa.

¿Por qué los sistemas de purificación de agua por membrana se denominan sistemas de membrana? Porque se utiliza una membrana como elemento de trabajo. ¿Qué es una membrana? Membrana Es una barrera semipermeable fabricada con una amplia variedad de materiales (metal, plástico, cerámica), que deja pasar unas cosas y otras no. En otras palabras, esta barrera permite separar las mezclas en sus componentes constituyentes.

Un ejemplo sencillo: tenemos agua corriente. Esto no es más que una solución (o mezcla) de agua y diversas impurezas nocivas e innecesarias. Y cuando se utilizan sistemas de purificación de agua por membranas, se eliminan las impurezas, pero el agua permanece. Limpio :)

Tenga en cuenta que no en vano usamos la palabra "eliminado", porque el electrodoméstico más cercano que funciona con tecnología similar es tamiz de harina. Entonces, cuando usamos un colador, tamizamos la harina (que pasa por una barrera semipermeable, el colador), y la tiramos.

suciedad,
bultos,
cucarachas, etc

— que por su tamaño no traspasen la barrera semipermeable.

Precisamente porque los sistemas de purificación de agua por membrana utilizan el principio de un tamiz, que separa las moléculas, a veces se les llama " tamiz molecular"Por supuesto, estrictamente hablando, no todos los sistemas de membrana filtran las moléculas más pequeñas, sino sólo el sistema de ósmosis inversa, pero estos son matices. Además, tamiz molecular- eso suena orgulloso :)

Usted puede decir: "Pero, disculpe, ¿el agua también es un proceso de membrana? Después de todo, hay

por un lado, el agua sucia es la misma mezcla
hay una barrera semipermeable: un cartucho (en el que se retienen las impurezas),
y hay agua purificada..."

De hecho, en un sentido teórico general, este es exactamente el caso. Pero la membrana y el cartucho son tan diferentes como el día y la noche. En particular, por su estructura, gracias a la cual los cartuchos de filtración mecánica solo pueden eliminar impurezas grandes (como arena u óxido), mientras que las membranas pueden eliminar sustancias mucho más pequeñas.

Entonces, un cartucho es solo un montón de algo que impide que la suciedad pase; la suciedad obstruye el cartucho. En esencia, las primeras membranas se veían y funcionaban como cartuchos de limpieza mecánicos y se obstruían como cartuchos normales. Pero gradualmente la tecnología para crear membranas mejoró y las membranas modernas no parecen cartuchos en absoluto. Como mínimo, son muy finos (tan finos como una hoja de papel, o un poco más gruesos si se tiene en cuenta el reverso). Pues como máximo separan mucho mejor las mezclas.

Volvamos a nuestros coladores. Al igual que sucede con un tamiz

grande,
pequeño y
ultrafino,

Las membranas, a su vez, se dividen en diferentes categorías según qué dejan pasar exactamente y qué no. La capacidad de una membrana para separarse depende de dos cosas importantes: la estructura de la membrana misma y lo que causa la separación.

Primero, averigüemos qué causa la separación de las membranas.

La separación de las membranas se produce debido al hecho de que en un lado de la membrana hay más algo y nada. Y del lado donde hay exceso, se hace un esfuerzo hacia la deficiencia. Por ejemplo, de un lado hay más contenido de alcohol y del otro no hay alcohol. La membrana deja pasar el alcohol, pero no todo lo demás. ¿Lo que está sucediendo? El alcohol se filtra gradualmente hacia el otro lado en forma completamente purificada.

¿Cómo es posible que la membrana tenga más de algo en un lado y menos en el otro? Veamos esto usando un tamiz como ejemplo. Entonces, Por qué¿Puede una persona tamizar harina?

Bueno, para empezar puso harina encima del colador (es decir, sobra harina por un lado).
En segundo lugar, dejó un espacio vacío en el fondo para que la harina tuviera algún lugar donde verter (es decir, donde no hay harina).
Y por último, lo más importante. Una persona usa sacudidas (+ gravedad) y aplica fuerza para que la harina comience a tamizarse.

De este modo se cumple la tarea principal del tamiz: separar la harina de cucarachas, moscas y guijarros. Que son más grandes que las células del tamiz y por tanto no pueden pasar al otro lado.

Lo mismo ocurre con las tecnologías de membranas. Por un lado, una mezcla de sustancias, algunas necesarias e innecesarias. Por otro lado, no hay nada igual. En el mejor de los casos, sólo se utilizan sustancias necesarias (o innecesarias, según lo que permita el paso de la barrera). Y finalmente, sobre la mezcla de sustancias actúa una fuerza u otra. Podría ser

presión,
temperatura,
concentración,
algunos otros procesos.

El resultado es el mismo que con un colador: moscas por separado, chuletas por separado. Es decir, sustancias innecesarias en una dirección, sustancias necesarias en la otra.

Las membranas más comunes son aquellas cuya fuerza actuante es la presión. Simplemente, la presión actúa sobre la mezcla de sustancias en un lado. Estos procesos tienen su propio nombre científico (para aquellos interesados, procesos baromembrana). También incluyen la ya mencionada ultrafiltración. Además de esto, sistemas similares de purificación de agua por membrana incluyen:

microfiltración
nanofiltración
hiperfiltración (ósmosis inversa).

En general, los sistemas de purificación de agua por membrana, según el diámetro de las células y el tamaño de las sustancias eliminadas, se ven así:

Bueno, hablaremos con más detalle sobre los tipos de sistemas de purificación de agua por membranas en los siguientes artículos.

Pero puede estar seguro: si le ofrecen un filtro basado en sistemas de membrana, se trata de una limpieza más profunda que si se tratara de un filtro de purificación de agua mecánico.

Basado en materiales de http://voda.blox.ua/2008/06/Kak-vybrat-filtr-dlya-vody-21.html