Как сделать мембрану

Обновлено: 06.07.2024

Приветствую вас друзья. Сегодняшняя статья — это продолжение истории про обустройство утепленной отмостки вокруг моего дома.

❗ После укладки утеплителя, пришло время гидроизоляции.

Изучая этот вопрос, я как всегда питал знания из интернета. И обнаружил интересную штуку.

Сейчас идет какая-то волна использования профилированной мембраны.

Грубо говоря — это пластиковый материал с "пупырками". И я увидел много примеров его использования, и профессионалами и любителями. Вещь это может и хорошая.

Но нужна ли она именно в отмостке?

Глянув сколько стоит это "чудо", я был немного в шоке.

✅ Самый дешевый вариант, что я нашел — это 5000 за рулон 2 на 20 м . Если делать отмостку в 1 м, то как раз на мой дом хватит(9 на 9 метров). Но что-то цена великовата.

Возможно, у нее какой-нибудь нереальный срок службы, и повышенная прочность. Или. ну что еще может быть? Это же просто гидроизоляция — обычный барьер для воды.

Возможно в каких-то "экстремальных" условиях это и целесообразно, но в моем варианте, когда гидроизоляция укладывается уже на листы пенополистерола, который сам водонепроницаем, нужна просто дополнительная страховка.

Так что я решил использовать классику.

Обычные рулоны стеклоизола, будут самым подходящим вариантом. А цена тем более.

Обратноосмотическая вода — во всех смыслах иллюстрация дихотомии H2O / Примеси.
Мы в АКВАФОР привыкли, что мир делится на:

тех кто считает, что осмотический фильтр чистит все, кроме кармы и совести
и тех, кто подливает осмотическую воду в чай врагу, считая ее мертвой.

Поговорим о принципе работы мембраны, об отличии осмотической воды от дистиллята и электролита, а также о том, стоит ли искать в ней поры и варить в кислоте.

Сделано военными учеными для подводных лодок?

Не совсем. Знакомство человека с полупроницаемыми мембранами началось с истории внимательного французского аббата Ноле в середине XVIII века. Он налил вино в свиной мочевой пузырь и оставил на хранение в бочке водой. Вино стало похожим на сок, пузырь увеличился, а явление получило от Ноле название осмос (от греческого “давление”). Аббат описал свойства полупроницаемой мембраны и ее главную способность — пропускать только воду. Если ли бы пузырь с вином, который Ноле положил в воду, не обладал способностью растягиваться, проникающая вода подняла бы давление и процесс бы остановился. Давление, которое необходимо приложить, чтобы не пустить воду в вино и называется осмотическим. Оно зависит от разности концентраций растворенных веществ по обе стороны мембраны.

Позднее к исследованиям подключились естествоиспытатели, ботаники и физиологи, интересовавшиеся природными проявлениями осмоса, в частности, питанием растений и клеток человеческого организма. Отдельную ветку интересантов составили физики и химики, которых беспокоила задача “повторить процесс в промышленных масштабах” для обессоливания пресной воды и опреснения морской.

Принцип работы бытовой обратноосмотической мембраны

Сегодня обратноосмотическая мембрана — это тонкая полимерная пленка, нанесенная на инертную подложку, полностью проницаемую для воды. Важнейшим свойством мембраны является способность набухать — то есть вступать в реакцию с молекулами и связываться с ними. Этот процесс называется гидратацией. Другие растворенные в воде вещества не могут вступать в реакцию с материалом мембраны и когда к набухшей мембране прикладывается давление воды в водопроводе, только молекулы воды начинают просачиваться (выдавливаться) через мембрану.

При переходе воды через мембрану, концентрация растворенных веществ перед мембраной растет, и соответственно растет осмотическое давление.
Если осмотическое давление сравняется с давлением в системе, переход воды через мембрану прекратится. Чтобы этого не произошло, концентрат постоянно сбрасывается в дренаж.

Из чего производят современные мембраны?

В течение последних десятилетий материалы мембраны видоизменялись, из наиболее распространенных отметим:

— Полиацетатные
Целлюлоза. Старое поколение полупроницаемых мембран, которые пропускали до 50% нитратов. Наличие угольной предфильтрации в данном случае не помогает, ведь она также не “видит” нитраты. Целлюлозная основа полиацетатных мембран провоцировала активное размножение бактерий.

— Полиамидные
В последнее десятилетие широкое распространение получил этот тип мембран, а конкретно благодаря устойчивости к биопрорастанию и селективности 92 — 99%. В своих обратноосмотических системах АКВАФОР использует Полиамид 66, который по сути является нейлоном.

Следует различать бытовые тонкопленочные мембраны и мембраны, которые используются для опреснения морской воды. Принцип работы этих мембран один и тот же, однако технически мембрана для опреснения устроена иначе. Чтобы “отжать” H2О из морской воды придется предолеть её более высокое осмотическое давление, тонкопленочная мембрана в таких условиях порвется. Для работы с высокими нагрузками при опреснении, требуется иное техническое исполнение: мембрана делается из других материалов и имеет более плотную подложку (например, керамическую).

Осмос — не сито!

Мнение о том, что мембрана работает за счет наличия в ней “очень маленьких пор” не соответствует действительности. Обратноосмотическая мембрана не имеет пор. Разделение воды на пермеат (очищенную воду) и ретентат (концентрат примесей, уходящий в дренаж) происходит за счет процесса, схожего с передачей электрического тока через металлический полупроводник.

Способность “проводить” воду — свойство определенного класса полимерных материалов, аналогичное способности металлов проводить электрический ток. При этом есть материалы, которые не проводят ни то, ни другое.

Механизм передачи молекул воды через мембрану похож на процесс передачи тока по металлическому проводнику. В нем также, как и в мембране нет отверстий, тем не менее ток в виде электронов следует через материал из места, где их много в направлении меньшей “концентрации”.

Почему селективность мембраны не всегда 100%?

Сравним фильтрационные способности сорбционных и обратноосмотических фильтров по типам загрязнений:

Не все примеси подлежат 100% удалению даже обратноосмотической мембраной. Напомним, изначально мембраны создавались для обессоливания воды (в местностях, где питьевая вода заметно соленая, но еще не морская). Поэтому стандартные испытания на удаление солей мембраной проводились по раствору поваренной соли (хлорида натрия). И действительно, осмос может обеспечить удаление соли на 99%. Однако, когда вода очень жесткая, эффективность может снижаться до 93-95%, за счет увеличения “проскока”.

Для бытового осмоса чаще всего используют мембраны с селективностью от 97 до 99%. Их нормируют по хлориду натрия, но это не значит, что так же будет и по другим веществам. У разных загрязнителей ”проскок” может отличаться, это зависит от их природы. Например, некоторые соединения бора проходят через мембрану довольно успешно, другие же соединения, например, большие органические молекулы, наоборот, удаляются практически на 100%.

“Проскок” происходит по трем причинам:

“Мимикрия”. Если в воде присутствует что-то, по своему химическому поведению похожее на молекулу воды, оно может образовывать связи с материалом мембраны и “проходить за компанию”.
Диффузия, о ней расскажем подробнее дальше.
Повреждения или плохое качество мембраны.

Любая мембрана пропускает какое-то количество растворенных веществ, именно поэтому измерения солесодержания (а на самом деле — электропроводности) с помощью TDS-метра показывают результаты очень низкие, но не нулевые. Эффективности TDS-метра, кстати, посвящен предыдущий пост.

Диффузия — параллельный процесс

По сравнению с основным переносом молекул воды через мембрану, количество диффундирующего вещества мало, и в бытовой водоочистке им можно пренебречь. Тем не менее, именно по этой причине селективность мембраны составляет не 100%.

Любой материал подвержен диффузии. Думаете полиэтилен герметичен? Газы через него проходят со свистом, хоть и тихим. Гораздо быстрее диффундирует гелий из воздушного шара.

Что не чистит даже обратноосмотический фильтр?

Есть вещества, которые легко обманывают мембрану. Среди них — бор/бораты. При нейтральном рH бор находится в растворе в виде молекулы H3BO3 и по некоторым свойствам очень напоминает мембране воду. Это позволяет бору проходить через мембрану за компанию. Если рН изменить на щелочной, то бор будет находиться в растворе в виде заряженного иона — аниона борной кислоты или тетрабората. В виде аниона, бор уже отлично отсекается мембраной.

Для некоторых легколетучих органических соединений характерна высокая диффузионная активность. Например, хлороформ способен проникать через мембрану, однако легко удаляется угольным предфильтром. Мембрана не предназначена для удаления газов, в частности, сероводорода. Жителям мегаполисов переживать не стоит, воду с сероводородом не поставят в водопроводную сеть, а бор токсичен не во всех формах. Борную кислоту, например, закапывают детям в уши.

Факторы “здоровья” мембраны

Причины по которой мембрана выходит из строя:

Физическое повреждение
Потеря способности к гидратации из-за воздействия хлорированной воды или других окислителей (озонирование) либо из-за высыхания мембраны. Процесс может стать необратимым, поэтому нельзя допускать высушивание уже поработавшей мембраны. А чтобы предотвратить порчу мембраны из-за хлора, обратноосмотический фильтр обязательно имеет в составе угольные блоки предварительной очистки.
Осаждение на поверхности нерастворимых солей и механических примесей, присутствующих в воде (плохая/недостаточная предфильтрация)
Недостаточный поток воды в дренаж или “экономия” дренажной воды.

Лучшее — враг хорошего?

Парадоксально, но способность практически полностью очищать воду от примесей может рассматриваться многими как недостаток. В минусы записывается и сам принцип фильтрации с использованием дренажной воды под эгидой подсаживания на “иглу эксплуатационных расходов”. Мы составили небольшой FAQ по этим и похожим вопросам.

1. “Мертвая” ли вода? (наше любимое)

Что имеют ввиду любители термина “мертвая” вода, нам до конца не ясно. С точки зрения официальной науки нет ни живой, ни мертвой воды. Практически каждая молекула Н2О на планете когда-то побывала и в капле дождя, и в продуктах жизнедеятельности какого-нибудь организма. Нет никаких сказочных свойств воды — существует ее круговорот в природе, а также отличный способ почистить мембраной водный раствор от всего наносного. Сказки предлагаем рассматривать лишь в качестве культурологического ресурса, ведь нашему организму требуется именно H2O, остальное делится на две группы:

опционально, поскольку поступает с пищей;
вредно для здоровья в краткосрочной или долгосрочной перспективе.

2. Дорого покупать и дорого содержать?

Пришлось провести серьезный расчет и выяснить, что 300 рублей за кубометр чистой воды — это примерно 30 копеек за литр. Предлагаем сопоставить со стоимостью литра питьевой воды в магазине, ведь её качество в пластике аналогично, если не хуже. В зависимости от пафосности торговой точки, цена литра той же осмотической воды составит от 15 рублей.

3. Почему обратноосмотическая вода — не дистиллят?

Вода для нас это не пища и не способ получения “кирпичей” для строительства организма. Это среда, в которой проходят химические и физические процессы организма. Причем сама она достаточно инертна и в этих процессах почти никогда не участвует. Мы ее не расщепляем на водород и кислород, в теле не проходит процесс электролиза.

Понимая эту роль воды, пить можно и дистиллированную воду, в которой нет “полезных минералов”. Имея сбалансированное питание, вы не получите никаких проблем.

Опасность дистиллированной воды в том, что она как раз может быть “грязной”. Выпаривание не избавляет воду от примесей органических веществ, температура кипения которых ниже 100С.

Между водой после обратноосмотической мембраны и дистиллированной водой огромная разница. Обратный осмос не полностью отсекает растворенные соли, при дистилляции же именно соли полностью остаются в перегонном кубе. С другой стороны органические летучие вещества в процессе дистилляции перемещаются с паром в дистиллят, в то время как мембрана их неплохо удаляет. Кроме того, раньше дистилляторы имели резиновые трубки, что добавляло “невкусности” полученной воде.

4. Почему обратноосмотическая вода — не электролит?

Электролит — это любая жидкость проводящая электрический ток. Например, суп или компот. То есть все жидкое, что проводит электрический ток за счет передвижения ионов.

5. Нужна ли мембране промывка?

Промывку мембраны действительно делают. Однако, это относится к промышленным мембранам. Для их промывки, в зависимости от того, какие именно частицы “налипли” на мембрану, используют целый арсенал специальных составов: щелочные, кислотные детергенты, ПАВы и так далее. В случае с промышленными мембранами, об этих частицах известно все и состав подбирается индивидуально.

Смотреть ролики в youtube о том, как мембраны варят в лимонной кислоте немного грустно, ведь на наших глазах люди тратят время зря — мембрана теряет свои свойства от высокой температуры.

Проблема фильтрации воды остро стоит как в городе, так и в сельской местности. Именно поэтому фильтр для воды, должен являться неотъемлемым атрибутом любой кухни.

Принцип работы любого фильтра заключается в пропускании воды через слой фильтрационного материала. В качестве такого очистительного материала используют:

кусок ткани;
вату;
салфетки;
древесный уголь;
траву;
песок.

Фильтры, для которых используются марля, ваты, различные типы ткани, можно считать эффективными, но они недолговечны, поэтому требуют частой замены. Их можно применять в качестве временного варианта. Для регулярного использования подойдет древесный уголь. Этот материал нужно хорошенько уложить слоями с чередованием песка, гравия, а также травы. Если нет возможности приобрести уголь, то его можно изготовить самостоятельно. Чтобы получить этот материал, необходимо просто прокалить куски дерева. Не стоит использовать для этих целей древесину хвойных пород.

Изготовление простейшего фильтра

Проточный фильтр для очистки воды не нашел широкого применения на дачных участках. Связан этот факт с тем, что проточный фильтр данного типа требует поступления воды из водопровода под определенным давлением, но не на каждой даче имеется водопровод с необходимыми характеристиками. Что касается фильтров кувшинного типа, то они очищают воду очень медленно.

Как сделать фильтр для воды своими руками из пластиковой бутылки

Из этой ситуации можно найти простой выход: сконструировать его своими руками, используя бутылки из пластика. В качестве наполнителя используют уголь, тканевые салфетки.

Простой фильтр изготавливается в следующей технологической последовательности:

у пластиковой бутылки аккуратно срезается дно;
емкость заполняется наполнителем (тканью, углем);
бутылку необходимо вставить в отверстие банки горлышком вниз.

И все — самый простой самодельный фильтр для воды готов. Затем в пластиковую емкость наливается вода, после прохождения через наполнитель попадает в банку. После очищения воду нужно прокипятить.

Самостоятельное обезжелезивание воды

Существует несколько методов, позволяющих применять обезжелезивающий фильтр для очистки воды. Одним из основных методов является процесс аэрации, который выполняется с помощью компрессоров. Вода, прошедшая через очистку, наиболее безопасная, может использоваться в качестве питьевой.

Фильтр-обезжелезиватель можно сделать своими руками. Инструкция по монтажу предполагает несколько основных этапов.

Основой для аэратора выступает бак, располагается на возвышенности.
Форма, размер бака могут быть разными. В качестве основного материала для изготовления используют пищевой полиэтилен.
Объем бака выбирается, исходя из соотношения с количеством потребляемой жидкости. В данном варианте желательно сделать запас на половину объема.
Обезжелезивающий аэратор состоит из:
- компрессора;
- поплавкового клапана;
- форсунка для распыления воды;
- специального фильтра;
- крана.
Вода, поступающая из скважины, движется к баку, проникает через устройство поплавкового клапана.
Жидкость поступает в бак тонкой струей, при этом происходит активный контакт с воздухом.
Процесс аэрации заключается в том, что железо из воды просто выпадает в осадок, поэтому в конструкции следует предусмотреть кран, который будет отвечать за удаление металла.
Необходимо также установить отверстие для вентиляции на крышке бака, которое позволит осуществлять бесперебойную подачу кислорода в емкость с водой.

Схема работы фильтра обратного осмоса

Фильтры обратного осмоса применяются для очистки воды. Жидкость проникает через полупроницаемую мембрану. Через ее структуру проходят молекулы воды, кислорода. Очищение происходит в несколько этапов.

Система обратного осмоса

Первый этап заключается в предварительной очистке. Мембрана обратного осмоса — важный элемент. Композитный полимер состоит из нескольких слоев. При фильтрации из воды извлекается около 98% минеральных веществ. Далее вода попадает в специальную емкость, в которой она находится, пока не будет открыт кран. Последний этап — сброс минеральных солей.

Качество очистки воды с обратным осмосом, срок службы устройства зависят от того, как правильно установлен проточный фильтр. Установка фильтра для воды осуществляется под раковиной в кухне. Магистральные фильтры врезают в водопровод холодной воды.

Подведение итогов

Чистая вода — основа жизнедеятельности организма человека, поэтому каждый должен заботиться об очистке воды, которую он пьет.

Существуют разнообразные очистители для воды. То, какой фильтр выбрать, зависит от предпочтений. Это может быть фильтр кувшинного типа, самодельный или проточный.

Ручная сварка мембран выполняется при помощи специального ручного аппарата (фена горячего воздуха). С помощью регулятора температуры значения рабочей температуры воздуха регулируются в пределах 50–600 °С.

Нельзя использовать обычный строительный фен для сварки полимерных мембран из за нестабильности температуры воздуха на выходе из сопла.

Подготовка оборудования

Перед началом сварочных работ проверьте оборудование:

Корпус аппарата и дисплей должны быть чистыми, все пиктограммы должны отчётливо просматриваться. Это позволит подобрать необходимую температуру сварки.
Отверстия для всасывания воздуха должны быть чистыми и свободными. При необходимости очищайте воздухозаборники мягкой щеткой.
Сетевой кабель не должен иметь повреждений.

Закрепите щелевую насадку (далее сопло) на трубке нагревательного элемента при помощи винта для фиксации и отвертки.

Для включения аппарата нажмите кнопку включения и удерживайте ее несколько секунд. Для сварки мембраны LOGICBASE V-SL выберите температуру 400–510 °С в зависимости от погодных условий и скорости сварки. После включения фена на нагрев подождите 2–3 минуты до прогрева воздуха.

Всегда начинайте работы с выполнения пробной сварки, чтобы настроить оборудование в условиях конкретного объекта.

Формирование шва

Шов формируется путем нахлеста краев полотна шириной не менее 80 мм. Выполняйте процесс ручной сварки мембран в три этапа:

1 этап. Частичная прихватка

Чтобы не допустить смещения полотен мембраны относительно друг друга, закрепите их точечной прихваткой. Для этого поместите нагретое сопло между полотнами на глубину более 40 мм и пальцем кратковременно прижмите мембрану у основания сопла фена.

Количество прихваток на погонный метр шва – 6 шт. Правильно сделанная прихватка должна легко отрываться, практически не оставляя следов на мембране. Количество прихваток может варьироваться в зависимости от выполняемого узла.

2 этап. Формирование теплового кармана

Выполните предварительную сварку полотен мембран. Для этого быстро ведите фен вдоль шва, прикатывая мембрану одним ребром прикаточного ролика и упирая его в кромку сопла. Это предотвратит утечку горячего воздуха при выполнении основной сварки. После предварительной сварки передняя часть нахлеста должна остаться свободной для окончательной сварки.

3 этап. Окончательная сварка

Вставьте горячий фен в тепловой карман под углом примерно 45°. При этом кончик сопла должен на 3–4 мм выглядывать из-за нахлеста.

Плавно и с постоянной скоростью ведите фен вдоль шва (если фен находится в левой руке, то направление его движения влево, если фен находится в правой руке, то направление движения вправо).

Выдерживая дистанцию в 5–7 мм, прикатывайте ролик параллельно кромке сопла. Не позволяйте ролику догнать сопло.

Ведите ролик параллельно срезу сопла, задавая амплитуду его движения, которая должна превышать ширину шва.

При этом ширина сварного шва (место гомогенного соединения двух слоев мембраны) должна составлять не менее 30 мм.

Сварка шва ручным оборудованием в три этапа распространяется на устройство всех швов, выполненных вручную.