О методе ультрафильтрации простыми словами. Часть 1. История вопроса и суть метода
Ни для кого не секрет, насколько актуальна в настоящее время проблема снабжения населения чистой питьевой водой. Техногенная нагрузка год от года возрастает, количество аварийных выбросов в окружающую, в том числе водную, среду увеличивается, всё это приводит к загрязнению почв и воды.
Водопроводная вода во многих регионах России не вызывает доверия вследствие изношенности водопроводных труб, вследствие чего вода из источников центрального водоснабжения не доходит чистой до водопроводных кранов – как в жилых домах, так и на предприятиях, на которых вода используется для приготовления конечного продукта (пивоварни, предприятия пищевой промышленности и т.п.).
Задача очистки воды требует решения, но часто такие решения оказываются весьма трудоёмкими, и не всегда они эффективны.
Всё большую популярность в последнее время приобретает УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЯ – один из современных методов, который позволяет очищать даже сточные воды и воды из поверхностных источников.
Ультрафильтрация – это баромембранный метод . Всем известно, что такое барометр – это прибор для измерения давления. Значит, даже не зная ни одного иностранного языка, логично предположить, что «баро» в сложном слове «баромембранный» означает «давление».
А что такое мембрана? Это плёнка, которая пропускает одни вещества и задерживает другие. В живых организмах каждая клетка защищена мембраной, так что сама природа подсказала человеку, что для разделения веществ (грубо говоря, в нашем случае для отделения чистой воды от грязной) можно использовать мембраны.
Уже в трудах Плиния Старшего упоминается фильтрование воды (очистка её от твёрдых частиц – камней, грязи, травы) путём процеживания через плотную ткань. По сути, это уже было мембранным методом.
А баромембранные методы очистки воды предполагают пропускание воды через мембрану под давлением.
Методом обычной фильтрации можно от жидкости отделить частицы, размер которых больше 10 мкм. Применяя при этом давление до 2 атм, можно убрать из воды пыльцу цветов, эритроциты (кровь), водные грибы, простейших, угольную пыль и т.п.
В 1922 г. Зигмонди был предложен метод микрофильтрации. Размер микрофильтров меньше, чем размер обычных фильтров, и давление при использование данного метода требуется более высокое – до 5 атм. Этот метод позволяет отделять от жидкости частицы размеров от 0,1 до 10 мкм, т.е. более мелкие. Микрофильтрацию используют для получения стерильной воды, с её помощью можно осветлять и стабилизировать вина, метод широко применяется в пивоварении, что даёт возможность поддерживать запах и вкус свежего пива.
Метод УЛЬТАФИЛЬТРАЦИИ, с помощью которого можно задерживать частицы размером от 0,05 до 5 мкм, используя избыточное давление от 2 до 10 атм, был изобретен ещё в 1907 г. И. Бехгольдом. Развитие же данный метод получил в конце ХХ в., когда в ультрафильтрационные установки стали активно использоваться в промышленности.
В настоящее время количество воды, очищенной методом ультрафитрации, каждый год увеличивается на 25 %.
В Сингапуре в 1985 г. был организован научный центр (с участием немецких учёных) с целью создания недорогих, но надёжных систем ультрафильтрации для решения проблем водопроводной воды в ряде стран Азии, где данная проблема стояла особенно остро. В результате сейчас в семьях Малайзии бытовые системы ультрафильтрации есть почти в каждом доме, как телевизор или холодильник.
Степень очистки и дезинфекции воды путём ультрафильтрации столь высока, что после ультрафильтрации можно пить даже изначально заражённую воду. Важно, что при этом сохраняется природный минеральный состав воды, т.е. она сохраняет свои полезные вещества.
О преимуществах метода ультрафильтрации перед другими методами водоочистки и о сферах применения ультрафильтрации читайте в наших следующих материалах.