Чи видаляє мембрана ультрафільтрації солі жорсткості?

Сучасні технології очищення води пропонують багато методів боротьби із забрудненнями, зокрема й із солями жорсткості. Але який із них є найефективнішим? Однією з популярних технологій є ультрафільтрація. Давайте розглянемо, що таке ультрафільтрація, чи може вона видаляти солі жорсткості, та як цей метод порівнюється з іншими способами очищення води.

Що таке ультрафільтрація і як вона працює

Ультрафільтрація — це фізичний метод очищення води, що базується на фільтрації через мембрану з дуже дрібними порами. Розмір пор зазвичай варіюється від 0,01 до 0,1 мікрона. Мембрана ультрафільтрації дозволяє видаляти з води зважені частинки, бактерії, віруси та великі органічні молекули, забезпечуючи високу ступінь очищення.

Цей процес здійснюється без використання хімічних реагентів, що робить його екологічно безпечним. Вода проходить через мембрану під тиском, залишаючи забруднення на її поверхні. Однак ультрафільтрація не змінює хімічний склад води, оскільки молекули солей, зокрема й солей жорсткості, значно менші за пори мембрани.

Це важливий момент, який слід враховувати при виборі методу очищення води. Якщо ваша мета — позбавитися від солей жорсткості, ультрафільтрація може бути недостатньо ефективною.

Солі жорсткості: їх властивості та механізм утворення

Солі жорсткості води — це сполуки, утворені переважно іонами кальцію (Ca²⁺) і магнію (Mg²⁺). Основні джерела цих солей — природні мінерали, такі як кальцит (карбонат кальцію) і доломіт (змішаний карбонат кальцію і магнію).

Коли вода контактує з такими породами, мінерали поступово розчиняються, насичуючи воду іонами. Висока концентрація солей жорсткості викликає утворення накипу на нагрівальних приладах, погіршує піноутворення миючих засобів і може негативно впливати на стан шкіри та волосся.

Жорсткість води вимірюється в міліграм-еквівалентах на літр (мг-екв/л) або німецьких градусах жорсткості (°dH). Жорсткість поділяється на:

• карбонатну (тимчасову), яка утворюється через гідрокарбонати кальцію та магнію;
• некарбонатну (постійну), спричинену сульфатами, хлоридами та нітратами.

Солі у воді не лише забруднюють побутову техніку та трубопроводи, а й створюють умови для накопичення токсичних речовин, якщо їх вчасно не видалити.

Незважаючи на те, що висока концентрація солей жорсткості створює певний дискомфорт і шкоду, вони відіграють важливу роль у підтримці здоров'я людини та екологічного балансу.

По-перше, кальцій і магній необхідні для підтримки міцності кісток і зубів, регуляції серцево-судинної системи та нормального функціонування м'язів. Ці елементи беруть участь у обмінних процесах, сприяють згортанню крові та підтримують нервову провідність.

По-друге, вода з помірною жорсткістю сприятливо впливає на смак напоїв і їжі. Наприклад, чай і кава, приготовлені на такій воді, мають більш насичений смак.

Нарешті, солі жорсткості підтримують екосистеми водойм, сприяючи розвитку водної флори і фауни.

Принцип роботи мембрани ультрафільтрації

Мембрана ультрафільтрації є бар'єром, що розділяє воду і забруднення. Вона працює за принципом механічного сито, затримуючи частинки, що перевищують розмір пор. Завдяки цьому з води видаляються:

• мікроорганізми (бактерії, віруси);
• зважені частинки (глина, пісок);
• органічні сполуки (колоїди, білки).

Однак ультрафільтрація не може затримати розчинені речовини, оскільки розмір їх молекул значно менший за пори. Для видалення солей жорсткості потрібні інші технології, такі як зворотний осмос або іонний обмін. Це важливо враховувати при виборі системи очищення води.

Видалення солей жорсткості мембраною ультрафільтрації

Незважаючи на ефективність ультрафільтрації у видаленні механічних забруднень, її можливості в боротьбі з солями жорсткості обмежені. Ці солі, як згадувалося раніше, складаються з іонів, які вільно проходять через мембрану. Тому ультрафільтрація не може бути основним методом видалення солей з води.

Для пом'якшення води застосовуються більш спеціалізовані методи:

• Іонний обмін: процес заміни іонів кальцію та магнію на іони натрію за допомогою іонообмінної смоли. Цей метод активно використовується в установках для пом'якшення води.
• Зворотний осмос: мембранний метод, що видаляє до 99% розчинених речовин, включаючи солі жорсткості. Зворотний осмос має високу ефективність і здатен очищати воду не тільки від солей жорсткості, а й від інших розчинених забруднень.
• Термохімічна обробка: видалення солей за допомогою нагрівання і осадження карбонатів.

Проте ультрафільтрація може бути корисною як попередній етап очищення. Вона ефективно видаляє взвесь і мікроорганізми, що знижує навантаження на інші системи водоочищення, такі як зворотний осмос.

Порівняння з іншими методами очищення води

Ультрафільтрація має свої переваги, але для вирішення проблеми пом'якшення води її ефективність обмежена. Розглянемо основні методи очищення: