Основные виды промышленных фильтров для очистки воды и как они устроены

Этапы промышленной очистки воды

Обычно применяются гравийные фильтры механической трехступенчатой очистки воды промышленные и мультимедийной загрузки. Лишь при сочетании всех этих характеристик на выходе можно получить продукт необходимого качества.

Механическая очистка.

Обработка ведется тремя видами фильтрующей массы разной дисперсности. Верхний слой включает в себя крупную фракцию, здесь оседают большие элементы, в среднем, соответственно, средние, и в последнем остаются мельчайшие частицы, в том числе песок размером в 20 микрон. При этом способе устраняются основные загрязнения, а промышленный фильтр для воды способен долгое время исправно функционировать без промывки. Это является главным плюсом трехслойной механической модели в отличие от однослойной.

Обезжелезивание.

После механического этапа в дело идут бактерицидные промышленные фильтры для воды, обезжелезиватели. Здесь может быть один водный фильтр либо целый набор. У воды улучшаются органолептические свойства, напрямую зависящие от ее химического состава.

Поговорим об обезжелезивателях. Все они направлены на формирование нерастворимых веществ из соединений железа для образования легкого шлама. Такой осадок удаляют механическим путем. Здесь применяют химические вещества, то есть реагенты. Они вступают в реакцию с соединениями, из-за чего железо переходит из двухвалентной в трехвалентную форму.

Вместо реагентов может использоваться засыпка из марганцевого песка зеленого цвета, она тоже прекрасно выполняет функцию обезжелезивания. Для этого ставят помпу, дозирующую регенератор (перманганат калия) в жидкость.

Стерилизация.

Третьим шагом при обработке воды становится стерилизация. Дело в том, что в воде содержится множество бактерий, вирусов, которые невозможно устранить одной механической очисткой. Их жизнедеятельность является причиной образования слоя ила на оборудовании. В пищевой отрасли это влечет за собой риск появления заболеваний.

Стерилизующие промышленные фильтры для воды работают с ультрафиолетом. За час они способны справиться с девятью кубометрами воды. В этом случае, в отличие от обработки хлором, в воду не попадают дополнительные вещества, а значит, не портится вкус и цвет итоговой жидкости. Такие фильтры удаляют практически все бактерии и вирусы, их обязательно устанавливают в пищевой, парфюмерной, фармацевтической промышленностях.

Система здесь несложная, она включает в себя ультрафиолетовую лампу и кювет для воды. В этом кювете жидкость некоторое время подвергается облучению.

Умягчение воды.

Ионообменные установки снижают жесткость. Устройства очистки на производствах определяют объем воды, его можно изменить при помощи блока управления.

Чтобы подобрать промышленный фильтр для очистки воды, важно уточнить производительность, мощность оборудования, количество потребляемой энергии, условия работы, требования к физическому, химическому, биологическому составам. Читайте материал по теме: Магистральный фильтр для очистки воды

Читайте материал по теме: Магистральный фильтр для очистки воды

Устройство и принцип работы

Принцип работы сорбционного фильтра базируется на способности некоторых материалов поглощать поверхностью своего тела вещества из окружающей среды.

Фильтрующий аппарат, как правило, представляет собой резервуар из стеклопластика и стали в виде горизонтального или вертикального цилиндра с подводящей трубой для предварительно очищенной жидкости и отводящей – для вывода чистой воды из установки.

А также кассеты с фильтрующим элементом. Он может быть укомплектован датчиками, сетью распределительных устройств, вентиляционной трубой.

Если аппарат установлен в комплексе с отстойниками, система работает следующим образом:

1. вода проходит грубую очистку в нефте- песко – и/или жироуловителе (удаляется часть нефтепродуктов и песка);
2. предварительно очищенная вода по подводящему патрубку поступает в блок сорбции, где находятся распределительные устройства и фильтрующий элемент;
3. жидкость проходит через несколько слоёв фильтрующего материала и выводится из системы.

Советы по выбору фильтрационной системы

Выбирая очистное оборудование, следует помнить, что для корректного функционирования ему требуется большое свободное пространство. Эту зону следует подготовить заранее и обустроить соответствующим образом.

Если планируется купить высокопроизводительные полупрофессиональные модули, для них нужно выделить отдельное отапливаемое помещение.

Устанавливать очистную систему необходимо в удобном месте. Доступ к ней всегда должен быть открыть. Это позволит комфортно и без лишних усилий менять отработанные фильтровочные картриджи на новые

Желательно, чтобы к очистному комплексу вплотную не прилегали элементы мебели или любые другие предметы, способные повредить общую целостность конструкции. Не должно быть рядом сильно разогревающихся вещей.

Внешние фильтровочные колбы изготовляются из пластмассы и могут оплавиться под воздействием чрезмерно высоких температур.

Подвергать многоступенчатой очистке всю воду, поступающую в дом, совершенно не обязательно. Основной комплекс обработки стоит разместить в кухне, где реально требуется максимально чистая питьевая вода.

На входе в основную коммуникационную систему достаточно установить фильтры грубой очистки, препятствующие проникновению в систему твердых, нерастворимых элементов.

Покупать самую дорогую очистную систему, рассчитанную сразу на 4-5 рабочих колб, не обязательно. Такие агрегаты понадобится укомплектовать несколькими специфическими фильтрами, а это – серьезные материальные траты, причем, не всегда оправданные.

Более разумно перед покупкой провести лабораторный анализ воды в своем резервуаре и окрестностях, внимательно изучить эту важную информацию и четко определиться, от чего, действительно, требуется очищать воду.

Все фильтры имеют определенный рабочий ресурс. Специалисты рекомендуют не превышать его. Чтобы из крана всегда лилась качественная, свежая вода, отработанные картриджи необходимо сразу же менять на новые. Иначе возникает риск проникновения в жидкость для питья вредных, отработанных элементов

Когда вода определена как мягкая, не нужно устанавливать дополнительный фильтр на смягчение. Постоянное потребление излишне обработанной жидкости в будущем может нанести здоровью существенный вред.

Если в процессе проверки в воде выявлены избыток железа и фрагментов солей тяжелых металлов, стоит укомплектовать очистную систему фильтрационными блоками, направленными на удаление именно этих агрессивных составляющих.

Наличие 0,1-0,3 мг железа в одном литре скважинной или колодезной воды считается нормальным. Если этот показатель выше, жидкость обязательно нужно очищать. Иначе у пользователей могут возникнуть аллергические реакции, раздражения и кожные заболевания

Лучше всего с удалением железистых соединений справятся следующие фильтрационные инструменты:

• смягчители со специальными засыпками, оснащенные солевым баком для восстановления;
• обеззараживатели, функционирующие на основе двуокиси марганца;
• обратноосмотические модули, отделяющие примеси от воды на молекулярном уровне;
• угольные блоки из кокосовой скорлупы с выраженными адсорбирующими характеристиками;
• магнитные элементы, меняющие при помощи магнитного поля структуру тяжелых солей и стимулирующие их выпадение в нерастворимый осадок, удерживающийся конечной постфильтровой вставкой.

Ультрафиолет и озонирование, несмотря на современность и эффективность, смогут ликвидировать только бактериальное железо. Избавиться от ржавчины с их помощью не получится.

Если на участке располагается скважина малой глубины, проводить анализ воды желательно каждый год. Это поможет своевременно зафиксировать все изменения в составе жидкости и более точно подобрать для системы правильные фильтры очистки

В некоторых системах очистки предусмотрены отдельные фильтры для холодной и горячей воды. Из холодного потока они удаляют примеси, вредные для человека и негативно воздействующие на различную бытовую технику, а в горячем – снижают уровень накипи и ликвидируют продукты распада, образовавшиеся в результате прогрева жидкости.

Планируя приобретение очистной системы, необходимо учесть ее пропускную способность. Если она будет слишком низкой, в полном объеме пользоваться водой не получится. При одновременном открытии двух и более кранов напор обязательно просядет.

Чтобы этого не случилось, можно укомплектовать систему очистки емким накопительным резервуаром. Это даст возможность брать воду из источника не по графику, а сообразно личным нуждам и потребностям.

Виды используемых систем

Самоочищающиеся фильтры с мембранными рабочими структурами позволяют очищать воду глубоко, уменьшая концентрацию твердых взвесей до 0–20%. Они могут применяться и в автономном режиме, и как средство комплексной очистки. Современные установки такого рода способны легко встроиться в любую трубопроводную сеть бытового или промышленного предназначения, отфильтровать жидкость полноценно и работать весьма долго. Продление рабочего ресурса обеспечено мощной способностью к регенерации основного контура без вскрытия корпуса с заменой рабочей части. Именно самоочищающиеся фильтры широко применяются на общественно значимых объектах, в металлургической, фармакологической, транспортной отраслях, топливно-энергетическом комплексе.

Более традиционное и не потерявшее еще своей актуальности решение – сетчатые фильтры. Конструкция такой системы крайне проста, а обслуживать ее могут даже неспециалисты. Чтобы восстановить работоспособность оборудования, требуется его только промывать и изредка менять сетку по мере износа. Отсутствие синтетических материалов и специальных очистных реагентов полностью устраняет опасность попадания в воду токсичных веществ.

Несомненная польза грубой фильтрации в том, что она позволяет защитить дорогостоящие и более эффективные фильтры современного образца. Промывка может происходить либо сверху, либо изнутри, что гораздо практичнее. Сетчатый фильтр может быть и самоочищающимся, он служит намного дольше других разновидностей. Но подобный аппарат занимает много пространства и требует подключения к электропитанию. Кроме того, смываемая грязь должна сразу уходить в канализацию, к которой фильтр подключается в постоянном режиме. Одно из наиболее современных решений – ионообменные установки.

По большей части такие системы призваны вычистить из воды соли жесткости

Так как рабочий процесс подразумевает обратимую заместительную реакцию, очень важно поддержание стабильных температур и давлений. В отдельных случаях к ионообменным смолам прибавляют дополнительные реагенты, расширяющие спектр улавливаемых веществ

Но общий принцип остается неизменным: приборы преобразуют ионы определенных видов в нерастворимые модификации. Шума такие системы не издают, но зато требуются регенерирующие баки, концентрированные растворы солей и постоянная утилизация регенерируемых веществ.

Что такое опреснитель морской воды?

В мобильных установках опреснения чаще из-за простоты применяется обратный осмос. Реже этот метод может совмещаться с дистилляцией и электродиализом. Опреснение вымораживанием, химреагентами осуществляют только на промышленном оборудовании, заводах.

Принцип обратного осмоса при опреснении ВОУ:

1. Насос осуществляет закачку через фильтр грубой очистки.
2. Создается среда со стабильным давлением, H₂O продавливается через мембраны, задерживающие молекулы соли.
3. Затем фильтры тонкой обработки.
4. Оставшийся концентрат выводится.

Как работает установка опреснения испарением (дистилляцией):

1. Вода поступает в сегмент с нагревателями, где доводится до кипения.
2. Пар собирается в спецсекциях, около которых трубы с холодной водой, возникает интенсивная конденсация, образуются капли, стекающие на поддоны.
3. Делается прогон через несколько отделений с повышенным разрежением.

Подробная информация об опреснителе здесь.

Как сделать своими руками?

Пример самодельного опреснителя основывается на кипячении и испарении (дистилляция). В итоге, создается прибор для постоянного применения, с жестким и долговечным корпусом, компактный.

Потребуется:

1. Материалы:
   • Медная трубка ∅ 5 – 6 мм (длина 1 – 2 м) и латунный угловой штуцер с зажимными гайками под ее сечение.
   • Бутылка из нержавейки.
   • Спирт, флюс, припой для меди.
   • Наждачная бумага.
2. Инструменты:
   • Молоток.
   • Кусачки, плоскогубцы, надфиль.
   • Гаечные ключи.
   • Дрель.
   • Горелка на газе.
   • Паяльник 60 – 100 Вт с толстым жалом (подойдет ЭПСН).

Стальная бутылка для самодельного опреснителя однокамерная, не с двойными стенками. Припой – без свинца. Все материалы продаются в специализированных торговых точках.

Процесс:

Этап
Описание
Из крышки бутылки удаляют прокладку.  Сверлят отверстия: В центре, по ∅ трубки. Ближе к краю ∅ 2 мм, для сброса давления.
Лучше взять меньшее сверло и затем вручную подогнать отверстие круговыми оборотами конусообразного надфиля.
Зачищают
Наждачкой, для лучшей адгезии припоя.
Вставляют отрезки трубки, запаивают
Выступ 12 – 15 мм с каждой стороны

Пайка: важно нанести много флюса, затем кладут отрезок припоя, нагревают горелкой. Меньшее отверстие просто запаивается

Остатки флюса убирают ветошью и спиртом.
Крышку навинчивают
Предварительно надевают силиконовую прокладку.
Присоединяют латунный штуцер
Фиксируют зажимной гайкой.
Змеевик
Трубку наматывают на бутылку, 8 – 9 витков, снимают, получается спираль.

Опреснитель можно использовать как бутылку, вставив в латунный штуцер сплошную прокладку (сантехническую, вырезанную из резины) и завинтив прижимную гайку. Для обратной трансформации надо просто убрать уплотнитель.

Как пользоваться:

1. Наполнить соленой водой.
2. Присоединить змеевик к штуцеру.
3. Подвесить над огнем (обычно на сосуде есть металлическое кольцо).
4. Конец спирали вывести в сосуд для сбора.
5. Змеевик для ускорения конденсации охлаждают мокрой тканью.

Еще больше информации по изготовлению опреснителя своими руками в нашей статье.

Где и за сколько продается опреснитель?

Мобильные ВОУ для дома/яхты продают магазины строительных/промышленных материалов, оснащения для лодок. Но туристические опреснители, портативные, ручные модели найти намного сложнее, ассортимент чрезвычайно ограничен.

Таблица моделей:

Модель	Характеристики, цена
YOUBER YB-SWRO-1000LPD	1000 л/день; 350 000 р.; 1,9 кВт.
GreenPlanet SW-I-VS-1000L	1000 л/день; 2,2 кВт; 145 кг; 190 000 р.
Xinshengtai (XST) XSTRO-750LPH	750 л/час; несколько ступеней; 165 000 р.; 2,2 кВт.
Сокол-О	1000 л/час; 150 000 р.
Вагнер 250М	250 л/час; 944 000 р.

Туристические, спасательные опреснители (недостаток – цена непомерно завышена, небольшой ассортимент):

Модель	Параметры, цена
SL2012B	30 л/час; 140 000 р.
KATADYN SURVIVOR (самый популярный, для армии США)	50 000 р.; 1 л/час; 1,13 кг.

Назначение и область применения

Сорбционные фильтры могут быть установлены в жилых, обслуживающих, промышленных объектах, общественных учреждениях и т.д.

Чаще всего они встречаются в:

• автосервисах;
• производстве бумажный изделий, текстиля, пищевых продуктов;
• заправочных станциях;
• гаражах;
• торговых площадках;
• химических, нефтехимических предприятиях;
• нефтедобывающих сооружениях.

Внимание! Сорбционный метод при очистке жидкостей с высокой температурой на сегодняшний день используется редко. Что связано с высокой стоимостью и ограниченным количеством термостойких сорбентов.. Методом адсорбции из жидкости удаляются:

Методом адсорбции из жидкости удаляются:

• фенолы;
• органические и красящие вещества;
• пестициды;
• ПАВы;
• мышьяк;
• гербициды;
• тяжёлые металлы и т.д.

Применение данного метода очистки оправдано только в случае, если загрязнитель хорошо поглощается при использовании минимального количества сорбента.

Методы и способы

В зависимости от реализованного способа фильтрации выделяют:

• Механические системы фильтрации, представленные сетчатыми или дисковыми фильтрами грубой очистки или намоточными картриджами из вспененных полимеров.
• Фильтры-сорбенты, очищающие воду и улучшающие ее вкус при прохождении через картриджи с активированным углем (древесным или кокосовым) или гранулами алюмосиликатов.
• Реагентные системы фильтрации, удаляющие из воды растворенные и нерастворенные частицы тяжелых металлов и сероводорода при прохождении через прослойки с глауконитовым песком и аналогичными окислителями.
• Системы мембранной фильтрации, признанные самыми эффективными в области тонкой чистки воды.

Более подробно о методах фильтрации читайте здесь.

Какие методы применяют в квартирах и частных домах?

Приведенные методы фильтрации могут использоваться отдельно, но максимальный эффект достигается при их комбинировании. Конкретная схема подбирается исходя из результатов анализа состава воды, поставленных задач и объемов фильтрации.

В квартирах и домах, подключенных к централизованному водоснабжению, обязательно используются фильтры грубой механической чистки, устанавливаемые перед приборами учета как холодной, так и горячей воды.

При высокой жесткости водопроводной воды к ним добавляют умягчители и угольные сорбционные фильтры, нейтрализующие неприятные последствия обработки воды хлором.

При заборе воды из скважин перед подачей в частные дома схема усложняется и включает до 5 ступеней:

1. Грубую чистку с помощью сетчатых или дисковых фильтров (обязательная ступень вне зависимости от качества воды в скважине или колодце).
2. Удаление их воды железа, марганца и сероводорода с помощью аэрационных систем и реагентных фильтров (актуально при близком расположении септиков или промышленных стоков).
3. Умягчение воды. Лучше всего для этих целей подходят ионообменные фильтры, используемые в комплексе с угольными картриджными установками или без них.
4. Тонкую чистку воды с помощью обратноосмотических мембран (рекомендуемый для частных домов вариант) или многоступенчатых угольных фильтров.
5. Обеззараживание. В отличие от водопроводной воды заборы из скважин не проходят обработку хлором, при недостаточной эффективности фильтров тонкой чистки или с целью экономии их ресурсов в схему вводятся УФ-лампы или озонаторы.

Наличие фильтров грубой и тонкой очистки в любом случае обязательно, остальные устройства подбираются исходя из параметров воды в скважине. В отличие от реагетных систем очистки воды фильтрационная схема может использоваться для подготовки воды любого качества: от хозяйственной до питьевой.

Виды и устройство фильтров грубой очистки воды

Сетка, задерживающая примеси, изготавливается из стали, латуни ли бронзы. Этот элемент отличается высокой прочностью, поэтому не подвержен повреждению даже при сильных перепадах давления. При этом сетка может различаться размерами ячеек: чем они меньше, тем больше загрязнений она будет улавливать, но при этом выше риск засорения самого прибора.

Косой фильтр для очистки воды от нерастворимых примесей монтируется под углом к потоку воды. Это немного снижает его эффективность, но делает более удобными в плане монтажа.

Сетчатый

Сетчатые очистительные устройства отличаются простой конструкцией. Они являются наиболее распространенными и достаточно эффективными. Такие приспособление способны задерживать относительно крупные нерастворимые частицы, присутствующие в воде.

Они предназначены для установки в точках входа труб горячего и холодного водоснабжения в квартире. Их монтаж рекомендован в местах подключения водонагревательной техники. Кроме того, есть специальные сетки-фильтры, которые крепятся на кран. Их удобно использовать на даче, т.к. процесс их монтажа крайне прост и не требует вызова специалиста.

Размер ячейки сетчатого фильтра может составлять от 20 до 500 мкм. Данный параметр влияет на очистительную способность фильтра. В отдельную группу выделяются грязевики. Они могут очищаться только вручную. Кроме того, сейчас разработаны сетчатые фильтры, способные самоочищаться и отводить загрязнители. Некоторые модели также оснащаются регуляторами давления. Они способствуют поддержанию постоянного давления в водопроводе.

Дисковые

Внутри таких устройств содержатся диски особой конструкции, изготовленные из пластика высокой прочности. На дисках присутствуют канавки специальной глубины.

Такой элемент может улавливать частицы, размер которых составляет 5-250 мкм. Производители подкрашивают пластик дисков в разные цвета в зависимости от размеров ячеек и тонкости фильтрации. Данные устройства можно подключать к трубам как холодного, так и горячего водоснабжения. Они отличаются прочностью и высокой производительностью.

Картриджные

Такие фильтры монтируются под раковинами. Они задерживают частицы, размеры которых составляют 0,5-30 мкм.

Эти аппараты подразделяются по мощности в зависимости от характеристик напора воды. В таких устройствах загрязнители задерживаются в отстойнике за счет прохождения через специальный гранулированный наполнитель. Периодически картриджи нужно менять.

Напорные

Фибос-1 обладает производительностью 1 куб. м/ч. Напорные устройства имеют встроенный регулятор давления.

В них очистка происходит под давлением, поэтому задерживаются загрязнители почти любой фракции. Это позволяет добиться высокой степени фильтрации. Такие аппараты различаются мощностью.

Современные проблемы нехватки питьевой воды. Основные источники загрязнения

С каждым годом проблема нехватки питьевой воды встает все острее. Уже сейчас порядка 1/6 части жителей Земли не имеют доступа к ней. Среди причин дефицита пресной воды:

• высокий расход, превышающий потребности;
• растущая численность населения;
• таяние ледников;
• загрязнением поверхностных вод бытовыми и промышленными отходами.

Основными источниками загрязнения являются коммунальные и промышленные стоки. Первые содержат в себе различные вредоносные бактерии, способные спровоцировать серьезные заболевания. Вторые – скопление всевозможных химических веществ: кислот и щелочей, тяжелых металлов, нефтепродуктов и т.д.

Производители систем

На рынке представлено множество фирм, которые предлагают свой продукт для умягчения воды. Но как среди них выбрать действительно качественный вариант? Наибольшее распространение имеют фильтры российского, китайского, польского и итальянского производства.

Такие приборы изготовлены из прочного и качественного пластика, не имеют постороннего запаха и легко монтируются.

Рассмотрим самые популярные и доступные варианты:

• Гейзер. Производство России. Стоимость таких фильтров стартует от 350 рублей. Бюджетные рассчитаны на 200 циклов стирки. Экономичное и простое решение умягчения воды для стиральных и посудомоечных машин. Габариты таких фильтров не превышают 130 мм по высоте и 70 мм по ширине.
• Aquafilter. Производство Польши. Стоимость фильтра стартует от 300 рублей. Применяется в бытовых условиях. Имеет схожие с Гейзером габариты и функциональные особенности.
• Crystal. Производство Украина. Стоимость фильтров для котлов составляет 900-1800 рублей. Применяется для поточной фильтрации объема воды от 15000 литров.
• Atlas. Производство Италия. Изготавливают фильтры как для малого объема, так и для умягчения воды в системах отопления. Стоимость – от 500 рублей.

Изучая плюсы и минусы солевых фильтров от разных производителей, при выборе определенной модели необходимо учесть доступность сменной полифосфатной смеси.

Каждая фирма выпускает соль своего индивидуального состава, поэтому и цена будет отличаться.
Интересно! На рынке России лидерами являются такие фирмы, как Аквафор, Гейзер и Новая вода. Качество их фильтров не уступает зарубежным аналогам.