Принцип работы сорбционного фильтра и его виды

Плюсы и минусы сорбционной очистки

Плюсов заметно больше:

• вода получается высокого качества с отличными физико-химическими и биологическими характеристиками;
• водоочистная колонка компактна и, при правильной эксплуатации, обеспечивает дом (квартиру, коттедж, дачу) достаточным количеством жидкости;
• все фильтры легко монтируются, заменяются, промываются;
• при нагревании фильтрованной воды снижается образование накипи, повреждающей бытовые электроприборы;
• устройства максимально экологичны.

К минусам можно отнести:

• пока еще недостаточно высокую скорость фильтрации;
• невозможность создания значительного резерва очищенной воды;
•  относительно затратную стоимость картриджей в безнапорных (ручных) установках, необходимость постоянно промывать напорные (автоматические)  установки.

В зависимости от объема, качества воды и степени очистки к устройству добавляются различные сопутствующие устройства, меняется химический состав сорбента.

Аквафор

Так, фирма «Аквафор» разработала углеродный сорбент аквален, состоящий не из гранул, а из волокон мельчайшего диаметра (не более 10 микрон). Аквален – вещество пористое, волокна обеспечивают увеличение активной поверхности сорбента. Вредные химические примеси задерживаются быстро и надежно.

Марка «Аквафор Трио Fe», использующая данный сорбент, работает в безнапорном режиме, рассчитана на очистку одним модулем 7 тыс. л воды, скорость фильтрации – 90 л/ч. Базовая стоимость – 2190 руб. (включая фильтрующий модуль).

«Аквафор Кристалл Н» той же фирмы обрабатывает до смены модуля 6 тыс. л воды но при большей скорости фильтрации – до 120 л/ч. Базовая стоимость – 2500 руб. (включая фильтрующий модуль).

Гейзер

Фирма «Гейзер» завоевала прочные позиции на рынке. Ее ноу-хау – добавка к обычному сорбенту йодосодержащей смолы, ионов фтора и серебра, за счет чего вода полностью обеззараживается и обогащается полезными микроэлементами.

Модель «Гейзер Ультра Био 421» прекрасно очищает даже воду повышенной жесткости, обеспечивает высокую производительность очистки – 180 л/ч, обрабатывает одним картриджем до 7 тыс.л воды. Стоимость базового комплекта – 3490 р. (с фильтрующим модулем).

«Гейзер 3 ИЖ» – несколько дороже (3800 в базовом комплекте с модулем), работает с водой любой степени жесткости, очищает 180 литров воды в час, может работать при более широком температурном диапазоне – от 1° до 40° С.

На все модели фирма дает трехлетнюю гарантию, что выше обычного гарантийного срока.
Из зарубежных производителей стоит отметить такие как «Акватоп», «Брита», «Инстапур», достаточно давно работающие на мировом рынке и имеющие заслуженно высокую репутацию.

Выбор типа и конкретной модели сорбционного фильтра определяется многими факторами. Полученная информация позволит потребителю подойти к этому процессу более грамотно.

Сохраните статью в соцсети:

2 мая 2016

Задайте свой вопрос по статье

Как устроены сорбционные фильтры?

Все модели делятся на две большие группы: автоматические (действующие под давлением, промываемые обратным током воды) и безнапорные. Как правило, автоматы используются для обработки больших объемов жидкости, ручные – для бытовых целей.

Автоматические

Автоматические сорбционные фильтры включают в себя:

• регулируемый управляющий клапан – блок, который определяет те или иные параметры очистки воды (давление, скорость очистки и обратного осмоса);
• колонку – корпус очистительного устройства (изготавливается всегда только из так называемых пищевых, то есть химически нейтральных пластиковых веществ типа полипропилена);
• фильтрующую среду (сорбент, засыпку), состоящую из вышеописанных гранул сверхмалого диаметра, помещенную в упаковку из химически нейтрального полипропилена.

Конкретная марка выбирается в зависимости от приоритетных требований к установке. Так, относительно небольшой Pentair ECT-1 очищает в час от 500 до 1000 литров воды при диапазоне температур от +2° до +40°С, обеспечивая при этом хорошую, до 3000 л/час, скорость обратной промывки (со сбросом накопившихся загрязнений в дренажную или канализационную системы). Базовая стоимость агрегата – 22 тыс. руб.

Более мощный ЕСТ-2 при том же температурном диапазоне в час очищает до 1400 л воды, имеет высокую скорость обратной промывки – до 4000 л/час, Базовая стоимость – 24,5 тыс. руб.

Безнапорные

Безнапорные состоят из следующих частей:

• изготовленного из пищевого полипропилена кувшина или бака, разделенного фильтром на две емкости: верхняя (содержит неочищенную воду и имеет выход к очистителю), нижняя – прошедшую очистку (имеет выход к крану или носику, через который поступает к потребителю);
• очистительного устройства (фильтрующего модуля), армированного химически нейтральной решеткой;
• собственно очищающей среды (засыпки), состоящей из сорбирующих гранул.

В чем их преимущества?

Прежде всего, в высоком качестве сорбента – как правило, это мелкогранулированный активированный уголь, полученный путем переработки высокопородной древесины или скорлупы кокосовых орехов.  Спектр очистки достаточно широк: хлор-органические соединения и свободный хлор, сельскохозяйственные удобрения и яды (гербициды, пестициды, дератизаторы), радиоактивные элементы, тяжелые металлы, фенольные смолы, красители, нефтепродукты.

Достигается стопроцентная очистка воды от примесей, меняющих ее вкус и запах.

Как уже говорилось, все такие установки имеют сменные фильтрующие модули (картриджи), действующие в течение нескольких месяцев. Отработанный элемент легко извлекается и заменяется. Картриджи производятся в России, что дает возможность пользователю сдавать отработанные «капсулы» на переработку.

Производитель со своей стороны гарантирует их утилизацию без выброса накопившихся загрязнений в окружающую среду.

Достаточно популярна марка «Новая вода», артикул К875 (фирма «Ратна). Одной капсулы достаточно для очистки 8 тыс. л воды или работы в течение полугода. Температурный диапазон – от +2° до +35° С. Скорость фильтрации – 120 л/час. Стоимость модуля – 469 руб.

Марка К-205 фирмы «Стэнди» — значительно дешевле – 370 руб., но при тех же исходных параметрах одной капсулы хватает на 4 тыс. л. (или работы в течение полугода, что наступит раньше).

Устройство рукавных фильтров

Оборудование, оснащённое рукавными фильтрующими элементами, состоит из следующих частей:

• трубопровод подачи запылённого воздуха;

• трубопровод отвода чистого воздуха;

• камеры запылённого воздуха;

• камеры чистого воздуха;

• фильтрующих элементов рукавного типа;

• системы импульсной продувки сжатым воздухом или системы механического встряхивания.

• бункера для сбора пыли, с устройством выгрузки;

Схематически устройство установки рукавных фильтров вертикального исполнения изображено на рисунках 1. и 2.

В зависимости от вида загрязняющей пыли, фильтрующие рукава изготавливаются из разных материалов:

• нетканого иглопропробивного;

• холостопрошивного;

• войлочного гибкого фильтровального материала.

Также в зависимости от конструкции фильтровальной установки и типа пыли могут применяться каркасы для рукавов, обеспечивающие цилиндрическую форму и максимальную площадь фильтрующей поверхности.

Конструктивно, фильтрующие установки бывают, вертикального и горизонтального исполнения, в зависимости от расположения рукавов.

Важным элементом, обеспечивающим эффективное функционирование фильтра, является импульсная продувка сжатым воздухом или механическое встряхивание.

Система импульсной продувки сжатым воздухом, в основном, применяется при вертикальном исполнении установки. Она состоит из воздушного клапана подачи воздуха в фильтр, трубопроводов и блока управления. 

Может устанавливаться:

• один клапан для одновременной продувки всех фильтров;

• один клапан на блок из нескольких фильтров;

• каждый рукав оборудуется отдельным клапаном продувки.

Количество клапанов зависит от производительности фильтрующей установки и вида пыли. Механическое встряхивание, чаще применяется в установках горизонтального исполнения. 

Встряхивание выполняется различными способами:

• вращением эксцентрика или шестерни;

• движением штока электромагнита или пневмоцилиндра.

 В зависимости от фракции пыли, фильтрующая установка может быть дополнительно оборудована циклонами. Например, при очистке воздуха после камеры напыления порошковой краски, циклон отделяет более крупную фракцию порошка для его повторного использования.

Для удобства обслуживания установки, а также обслуживания и очистки рукавных фильтров бункеры оборудуют специальными люками, а также технологическими площадками и лестницами.

Критерии выбора, топ лучших моделей

Основными ориентирами служат:

• производительность,
• габариты и вес,
• присоединительные размеры
• и тонкость фильтрации (порог отсева).

Последний параметр зависит от пропускных способностей дисков и при желании может меняться.

При выборе производительности учитывается зависимость этой характеристики от требований к качеству воды и тонкости фильтрации, при необходимости очистки воды с показателями загрязненности свыше 20 мг/л дисковые фильтры могут устанавливаться каскадно.

Как правило, на входах квартир устанавливаются диски с высокой тонкостью очистки (10 мкм), для систем полива и подачи воды в дома из скважин в первую очередь нужна крупнофракционная защита.

При покупке таких фильтров обязательно обращается внимание на соответствие фактических параметров дисков заявленным производителями, качестве материалов, резьбы и пружины. Геометрия дисков учитывается отдельно: диски с треугольными канавками стоят дешевле, но имеют меньшую очищающую площадь

Диски со сложной конфигурацией увеличивают площадь фильтрации в 1,5-1,8 раз, но обходятся дороже

Геометрия дисков учитывается отдельно: диски с треугольными канавками стоят дешевле, но имеют меньшую очищающую площадь. Диски со сложной конфигурацией увеличивают площадь фильтрации в 1,5-1,8 раз, но обходятся дороже.

При выборе бренда предпочтение отдается проверенным производителям:

• Azudgroup (группа компаний из 20 международных фирм, на российском рынке с 2004 г),
• Jimten(бренд Filtmaster, Испания),
• Amiad (бренд Arkal, Израиль).

Приемлемые в плане цены и качества показатели также имеют дисковые фильтры китайского производства (ZM, Runxinи их аналоги). Условная топ-тройка дисковых фильтров для бытового пользования включает:

1. Фильтр Jimten, Filtmaster производительностью до 12 м3/ч. Помимо прочных полипропиленовых дисков (25- 200 микрон) и полиамидного корпуса данное устройство оснащено разборным сетчатым фильтром на 100,130 микрон. Стартовая цена – 1750 рублей.
2. Azud 1″ BSP – магистральный грязевой фильтр с производительностью до 6 м3/ч и порогом фильтрации до 130 мкм. Широко используется в быту и с/х при цене от 1650 рублей.
3. Arkal 1 Shortс производительностью до 6 м3/ч и рабочим диапазоном фильтрации от 55 до 440 мкм. Модель предназначена для установки на скважинах, насосных станциях и подающих трубопроводах. Минимальная цена – 5500 рублей.

Принцип работы

Исходная вода подаётся на параллельно расположенные корпуса фильтров и через верхнее распределительное устройство поступает внутрь корпуса фильтра, заполненного активированным углем (сорбционные фильтры).
Фильтрующий слой (активированный уголь) обеспечивает очистку воды от растворенных органических примесей, в том числе нефтепродуктов, удаление остаточного активного хлора, неприятных запахов и вкусов.

Очищенная вода через нижнее распределительное устройство собирается в общем коллекторе фильтрата и под остаточным давлением отводится из установки.

Периодически проводится регенерация фильтрующей загрузки, при этом промывная вода подается через нижнюю распределительную систему в нижнюю часть фильтрующего слоя. При восходящем движении воды создается псевдоожиженный слой, зерна расширившегося фильтрующего материала соударяются друг с другом, задержанные ими загрязнения оттираются и попадают в промывную воду, которая удаляется через верхнее распределительное устройство и отводится в дренаж.

При выходе одного из фильтров в режим регенерации оставшиеся фильтры работают в форсированном режиме, обеспечивая необходимую производительность установки.

Недостатки электрохимической фильтрации:

Среди недостатков данного типа фильтров можно отметить их очень высокую стоимость. Себестоимость фильтрации также высока. Также после определенного периода использования фильтра такого типа появляется необходимость заменять электроды, что тоже приносит определенный дискомфорт. Еще одним минусом данного фильтра является то, что отследить степень очистки воды с высокой точностью вряд ли удастся.Обнаружить, что очистка действительно происходит можно только по электроду, который в процессе фильтрации начинает темнеть. Иногда для регулировки степени очистки воды владельцы фильтров просто вскрывают их на том или ином этапе очистки. Однако даже в этом случае ориентироваться можно только по цвету электрода. К тому же такие манипуляции можно провести далеко не с любым фильтром данного типа. Электрохимическая фильтрация позволяет разделить воду на грязную и очищенную, при этом невооруженным глазом заметить отличия практически невозможно.

Принцип действия сорбционного устройства

как уже было сказано, главной задачей сорбционного фильтра является очистка сточных вод от вредных веществ. Это нужно для того, чтобы предотвратить водоемы от загрязнения, в результате сброса в них стоков.

Принцип работы фильтра довольно прост. Вода проходит многоступенчатую очистку. На первом этапе стоки проходят грубую очистку. Для этого используются специальные уловители. С их помощью стоки очищаются от песка и примесей нефтепродуктов. После этого вода поступает непосредственно в сам сорбционный фильтр. Здесь она проходит через большое количество слоев активированного угля. В этом устройстве происходит очистка воды до такого состояния, что ее можно сбрасывать в водоем. Она отвечает всем требованиям с точки зрения безопасности и экологичности.

После того как фильтр будет использован, его необходимо тщательно прочистить. Это позволит избавиться от осадков и грязи. Очистка проводится путем промывки устройства с помощью воды. Этот процесс длиться на протяжении двух часов. При этом используется близко 200 литров воды, которая после промывки спускается в канализацию.

В процессе промывки фильтра происходит и очистка засыпки. Из нее извлекают частицы загрязнения. В результате ее можно повторно использовать для фильтрации сточных вод. При необходимости сорбент может быть обновлен или заменен другим материалом.

Виды сорбентов

Сегодня существует огромное количество видов сорбентов и их марок. Фильтраты выбираются по составу примесей в очищаемой жидкости, а также исходя из пожеланий заказчика.

Наиболее известные виды сорбентов:

• Активированный уголь (кокосовый, древесный, каменный) считается одним из наиболее распространённых и эффективных сорбентов.

  Он удаляет из жидкости примеси, придающие ей неприятный вкус, запах и цвет. Снижает уровень органических загрязнителей на 90-99%.

  Может использоваться в виде порошка или гранул. Эффективность зависит от суммарного объёма микропор.

• Кварцевый песок – один из наиболее доступных и экологически чистых видов фильтратов. Он способен удалять из жидкости нитраты, алюминий, железо, пестициды, уменьшать концентрацию радионуклидов. Фильтры с кварцевой загрузкой активно применяются как в быту, так и промышленности.
• Циолиты используются для улучшения качества питьевых и технических вод на производстве. Удаляют из жидкости органические загрязнители, улучшает органолептические показатели. Уменьшают концентрацию радионуклидов, нитратов, фенолов, сульфатов, аммиака, фтора, нефтепродуктов (до 100%), железа.
• Алюмосиликаты считаются перспективными сорбентами в очистке жидкостей от тяжёлых металлов (меди, стронция, никеля, цинка, хрома, кадмия и т.д.). Они способны удалять из стоков до 98% продуктов нефтепереработки.
• Фиброил представляет собой современный синтетический сорбент. Используется для удаления из стоков продуктов нефтепереработки (до 0,05 мг/л), масел, жиров. Чаще всего фильтрующие системы с данной загрузкой применяются на нефтеперерабатывающих предприятиях, автостанциях и т.д. По сорбционным свойствам близок к активированному углю. Но в сравнении с последним фиброил имеет более низкую стоимость.
• Антрацит широко применяется для водоподготовки на электростанциях, в промышленности. Очищает воду от механических примесей, продуктов нефтепереработки, уменьшает неприятный запах и цвет. При использовании антрацитов количество веществ, находящихся в воде во взвешенном состоянии снижается до 97%, масел до 99%.
• Керамзит нередко используется в водоочистных станциях и в промышленном водоснабжении. Его фильтрующая способность не меняется в зависимости от температуры воды. Устройства с керамзитной загрузкой задерживают взвешенные частицы, фтор (до 40%), железо, хлор (до 87%), органику.
• Шунгит, по сорбционным свойствам, можно приравнять к активированному углю. С его помощью из воды удаляются оксилаты, фенолы, спирты, карбонаты, гуминовые вещества и микроорганизмы.

Справка! Методом адсорбции из растворов вещества можно удалять избирательно.

Монтаж оборудования и контроль

Сорбционные фильтры из композитного стеклопластика, производства компании ЭКОВОД», монтируются непосредственно в открытый грунт, что позволяет избежать необходимости создавать бетонную опалубку при монтаже.

Толщина стенок и их прочность позволяет производить монтаж сорбционных фильтров в грунт, без дополнительного бетонирования, предварительно обсыпав слоем чистого песка. При этом необходимо учитывать уровень грунтовых вод. Если существует вероятность их присутствия в месте монтажа, то требуется пригружать сорбционный фильтр для избежания всплытия. Специалисты нашей компании помогут произвести расчет и предоставят схему пригруза с подробным описанием.

Для расчета оптимальной схемы очистки поверхностных сточных вод, требуется заполнить опросный лист. Это позволит более точно подобрать оптимальную схему очистки под ваши характеристики, а вследствие этого поможет избежать неправильной работы очистных сооружений.

Все изделия производства ЭКОВОД» традиционно снабжаются подробными монтажными схемами. При необходимости производится монтаж или организация полного цикла работ, включающего: доставку изделий, монтаж в рамках отдельного договора.

Классификация

Классифицировать фильтры можно по степени их очистки. Самые недорогие предназначены для дехлорирования и улучшения вкусовых качеств. Все процессы очищения в недорогих системах механические, а за заменой дренажа следует смотреть самостоятельно. Отличает бюджетные модели фильтров невысокая пропускная способность: он спокойно обеспечивает питьевой водой семью из четырех человек, но не может быть установлен в офисных, муниципальных помещениях или на производстве.

Некоторые из моделей не требуют внешнего источника питания, что делает такое устройство максимально удобным для использования в местах временного проживания.

Более дорогие модели обладают более широкими возможностями, среди которых:

• фильтрация не только хлора, но и иных опасных соединений, нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ;
• материал загрузки обладает способностью самовосстанавливаться и не требует частой замены;
• управляющий котроллер следит за состоянием дренажа и сообщает оператору о необходимости тех или иных действий по сохранению работоспособности системы.

Как можно видеть, диапазон возможных систем по сорбционному фильтражу достаточно широк, и всегда можно найти устройство, максимально отвечающее вашим запросам и материальным возможностям.

Сфера применения

Благодаря простоте исполнения и возможности применения разнообразного сопутствующего оборудования, рукавные фильтры нашли широкое применение в различных отраслях промышленности.

Фильтрующие установки могут использоваться как локально, так и интегрироваться в комплексы производственного оборудования, обеспечивая фильтрацию и возврат очищенных газов и мелкофракционного материала, для дальнейшего использования в технологических процессах.

Применение рукавных фильтров, предусматривает сухую фильтрацию в процессах:

• металлургии;

• производства сухих строительных материалов;

• производства порошковых полимеров;

• фармацевтической промышленности;

• очистки газов после сварочных работ;

• порошковой окраски;

• деревообработки;

• мебельного производства;

• производства муки;

• переработки зерновых культур;

• в пищевой промышленности.

А также многих других технологических процессах.

Установка устройства

Установка фильтра является весьма сложным и ответственным процессом, к выполнению которого нужно подойти очень внимательно. При необходимости можно воспользоваться услугами специальных компаний. Так, например, фирмы, которые занимаются реализацией таких устройств, предоставляют услуги по их транспортировки и монтажу. Это позволяет легко решить вопрос с качественной установкой сорбционного фильтра.

Монтаж данного устройства проводится в такой последовательности:

• Прежде всего, нужно выбрать место для установки фильтра. Устройство является конечным элементом канализационной системы. Поэтому оно должно устанавливаться в соответствующем месте в направлении водоема, в который будет производиться сброс стоков.
• Место очистить от кустов, деревьев и мусора, который будет препятствовать установке фильтра. После этого выкапывается котлован установленного размера.
• На дне котлована устраивается песчаная подушка, толщина которой должна составлять не меньше 30 см. Подсыпку нужно тщательно утрамбовать.
• Поверх подушки устраивается железобетонная плита, толщина которой должна быть 30 см и более. При необходимости ее можно залить бетонным раствором непосредственно на месте. Величина монолитного основания должна быть на 1 м больше диаметра корпуса фильтрующего устройства.
• На монолитное основание вертикально ровно монтируется корпус блока доочистки. Чтобы элемент стоял надежно, в него наливают воду до перфорированного днища. Также корпус фиксируют с помощью анкерных болтов. Это позволит предотвратить его сдвиг во время проведения обратной засыпки свободного пространства.
• Далее выполняется поэтапная засыпка свободного пространства между корпусом и землей. На каждом этапе толщина подсыпки составляет 30 см. Ее нужно тщательно утрамбовать и проследить за тем, чтобы не было камней, которые могут повредить корпус.
• Корпус подсыпается до выходного и входного патрубка. После этого проводится подключение трубопроводов. Затем продолжается подсыпка до верхней точки корпуса. На данном этапе трамбовку нужно проводить очень аккуратно, чтобы предотвратить повреждение соединений патрубков с трубопроводом.
• Загрузка фильтрующего материала осуществляется в мешках. Его нужно тщательно распределить по перфорированному дну.
• Перед вводом устройства в эксплуатацию, фильтрующий материал нужно тщательно отмыть простой водой.

На этом этапе процесс установки фильтра можно считать оконченным. Как видно, процесс довольно сложен и имеет множество тонкостей. Поэтому лучше доверить его монтаж специалистам.

Чтобы улучшить фильтрующие свойства устройства, угольный фильтр стоит комбинировать со специальными ионообменными веществами.

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.

Как работаю фильтры с механическим типом фильтрации?

Чтобы лучше понимать весь механизм фильтрации воды у данного типа очистителей, достаточно представить марлю, через которую пропускается вода. Конечно, на практике данный процесс выглядит гораздо сложнее, чем его можно привести в примере. Для широко распространённых на сегодняшний день материалов не приемлемо использование материала подобного марле. Как правил, производители в качестве фильтрующего материала используют полипропиленовое волокно с фиксированным размером отверстий. Этот материал позволяет убирать из воды разного рода увесистые частицы. А главное, что его можно упаковать в специальный картридж, который при необходимости можно легко заменить.

Если верить теории, то наиболее продвинутые из всех вариантов данного типа фильтров могут с лёгкостью справиться не только с мелким и крупным мусором, а и задержать бактерии. Однако ни не в состоянии очистить оду от примесей хлора и тяжёлых металлов.

Макрофильтрация применяется, как правило, для очистки воды во всем доме. Это помогает значительно продлить срок службы отдельных элементов сантехники и бытовой техники. Фильтр с таким типом фильтрации врезается в водопроводную трубу и называется предфильтром. Стоит отметить, что в предфильтр можно установить картридж с более мелкими порами и соответственно улучшить качество фильтрации. Однако у этого способа есть значительный недостаток – фильтр очень быстро засоряется.