Обратный осмос очистка воды как он работает

Обратный осмос очистка воды как он работает

Как работает обратный осмос: принцип действия устройств тонкой очистки воды

Среди бытовых систем подготовки питьевой воды к употреблению относительно недавно появился новый вариант, который называют обратным осмосом. Этот набор фильтров и специальной мембраны стоит немало, но способен дать фору практически любому аналогу.

Имеет ли смысл раскошелиться? Чтобы получить ответ на этот вопрос, нужно узнать как работает обратный осмос, а затем соотнести затраты и результат. С нашей помощью процесс ознакомления с передовой очистной системой пойдет гораздо быстрее и эффективней.

Мы собрали и систематизировали для вас всю полезную и достоверную информацию о мембранной установке очистки воды. Для полноты восприятия дополнили текстовый материал схемами, иллюстрациями и видео с рекомендациями будущим покупателям.

Работа установки обратного осмоса

Процесс осмоса основан на свойстве воды выравнивать уровень содержания примесей в растворах разделенных мембраной. Отверстия в этой мембране настолько малы, что проходить через них могут только молекулы воды.

Если в одной из частей такого гипотетического сосуда увеличить концентрацию примесей, вода начнет перетекать туда до тех пор, пока плотность жидкости в обеих частях сосуда не выровняется.

Обратный осмос дает прямо противоположный результат. В этом случае мембрану используют не для выравнивания плотности жидкости, а для того, чтобы с одной ее стороны собрать чистую воду, а с другой – раствор, максимально насыщенный примесями. Именно поэтому такой процесс называют обратным осмосом.

Все эти химические особенности мало интересны покупателям, особенно тем, кто не слишком хорошо разбирается в науке. Им достаточно понимать, что центром системы обратного осмоса является специальная мембрана, поры которой настолько малы, что не пропускают ничего, что превышает размеры молекулы воды, а это значительная часть загрязнений, содержащихся в водопроводной воде.

Увы, молекула воды – не самая маленькая на земле, например, молекулы хлора значительно меньше, поэтому они также могут просачиваться через мембрану. Кроме того, контакт с крупными взвесями этой мембране противопоказан. Ее мелкие поры при таком воздействии быстро засорятся, и этот элемент придется сразу же заменить.

Чтобы этого не произошло, в систему обратного осмоса включают еще три дополнительных фильтра, с помощью которых вода проходит предварительную подготовку. Мембрана разделяет частично очищенную воду на две неравные части. Примерно треть поступившего объема представляет собой чистую воду, которая затем поступает в накопительный бак.

Еще две треть объема воды – это часть, в которой сконцентрированы загрязнения. Такой концентрат сливается в канализацию. Между баком и краном обычно имеется небольшой контейнер. Здесь устанавливают картридж, который предназначен для повышения качества уже очищенной воды, например, для насыщения ее полезными минералами.

Схематически принцип действия обратного осмоса можно описать так:

1. Вода поступает из водопроводной системы на фильтры предварительной очистки.
2. Затем жидкость проходит процедуру обратного осмоса.
3. Очищенная вода поступает в накопительный бак.
4. Концентрат, содержащий отфильтрованные загрязнения, перемещается в канализацию.
5. Чистая вода из накопительного бака поступает на кран для чистой воды непосредственно или через дополнительные устройства.

Таким образом, система обратного осмоса представляет собой набор устройств, которые обеспечивают возможность получить питьевую воду с высокой степенью очистки. До недавнего времени такие системы использовались, главным образом, в промышленности, на предприятиях общественного питания в оздоровительных учреждениях и т.п.

Но из-за растущих требований к качеству водопроводной воды в последние годы популярность приобретают системы обратного осмоса, предназначенные для использования в быту. Они различаются по комплектации, производительности, размерам накопительной емкости и т.п. Фильтры и мембрану нужно периодически заменять.

Как определить, что мембрана нуждается в замене? По мере эксплуатации ее поры забиваются, и наступает момент, когда вода просто не проходит в накопительный бак. Такую мембрану придется заменить в любом случае. Но специалисты рекомендуют выполнять замену значительно раньше.

Для определения качества воды, очищенной с помощью системы обратного осмоса, используют электронный прибор – TDS-metr. С его помощью определяют уровень содержания солей в воде.

Для водопроводной воды до очистки этот показатель может составлять 150-250 мг/л, а после очистки по технологии обратного осмоса нормой считается солесодержание в пределах 5-20 мг/л. Если количество солей в очищенной воде составляет более 20 мг/л, мембрану рекомендуется заменить.

Желающие подобрать фильтры для воды, применяемые в различных ступенях очистки, много полезной информации найдут в следующей статье.

Отдельные элементы системы

Наиболее дорогостоящим и основным элементом системы обратного осмоса является мембрана. Она представляет собой микропористый материал, скрученный в один или несколько слоев вокруг перфорированного пластикового сердечника. Сверху мембрана закрыта пластиковым защитным чехлом, который закреплен уплотнительными кольцами.

Вода поступает внутрь корпуса мембраны и проходит через пористый наполнитель. При этом молекулы чистой воды проникают через пористый сердечник и далее перемещаются в накопительный бак.

Но загрязнения с некоторым количеством воды не могут преодолеть мембранный барьер. Они выходят из противоположного конца мембранного блока и утилизируются.

Как уже ранее упоминалось, прямой контакт мембраны с обычной водопроводной водой может стать губительным. Дело в том, что ее поры очень мелкие – всего 0,0001 микрон. Мембрану нельзя вынуть, промыть и снова установить, как это делают с некоторыми механическими фильтрами грубой очистки.

Дорогостоящий элемент приходится полностью заменять каждые два-три года. Срок может изменяться в зависимости от условий эксплуатации мембраны: давления в водопроводной системе, количества и характера загрязнений, температуры воды и т.п.

В некоторых случаях мембрана может прослужить пять лет и даже дольше, иногда же замену приходится производить уже после первого года эксплуатации.

Фильтры обратного осмоса: особенности работы и нюансы выбора

Проблема очистки водопроводной воды в настоящее время стоит достаточно остро, особенно если в семье есть пожилые, люди с заболеваниями ЖКТ либо дети. Этим зачастую пользуются предприимчивые дельцы, возникающие на порогах квартир с предложениями приобрести фильтры на уникальных условиях. Однако выяснить, за счет чего вода после применения этих фильтров станет лучше, как устроены приборы и чем обоснована названная цена, вам вряд ли удастся.

Поставить под мойку первое же предложенное устройство — не самый разумный поступок. А тем более в случае с таким технологичным решением, как фильтр обратного осмоса. Очевидно, что следует приобретать обратноосмотическую систему фильтрации только от известных производителей. Далеко не всем понятно, как она устроена, какими плюсами и минусами обладает. Об этом, а также о том, есть ли альтернатива фильтру обратного осмоса, — в нашей статье.

Очистка воды методом обратного осмоса: принцип работы фильтра

Осмос — это один из мембранных методов разделения растворов на компоненты, основанный на переходе молекул через полупроницаемую мембрану из объема с меньшей концентрацией растворенных веществ в сторону большей концентрации. Таким образом, в процессе обычного осмоса удается получить более насыщенный микроэлементами раствор, а при обратном осмосе — наоборот, избавить его от примесей.

Справка!

В живой природе размер пор мембран не превышает наноуровень, то есть 10 -9 м. Однако при обратном осмосе вода под давлением насосов проходит через мембрану с размером пор 10 -10 м, 10 -12 м и менее — в зависимости от материала. При этом размер самой молекулы воды составляет 1,57 ангстрема, или около 10 -9 м.

Логично предположить, что молекула большего размера — 10 -9 м, — не сможет преодолеть отверстие 10 -12 м. Через него могут пройти только фрагменты Н2О — атомы водорода, а также соизмеримые с ними по размеру атомы хлора, фтора, йода и другие. Поэтому у обратноосмотической воды приблизительное значение pH — 3, она является попросту кислой. В научной среде есть такое мнение: никто точно не знает, что же на самом деле происходит при обратном осмосе. Но на выходе получается скорее не вода, а химическая жидкость. Вот дистиллированная вода — это еще вода, хотя и «пустая».

Тем не менее технология обратного осмоса — это эффективный метод опреснения морской, соленой и солоноватой воды. Данный метод был разработан в 50-е годы прошлого столетия в США для решения проблем обеспечения технической водой западного побережья — Калифорнии и близлежащих территорий. Дело в том, что в прибрежных городах и регионах при бурении скважин даже на большой глубине вода остается соленой либо солоноватой. Благодаря технологии обратного осмоса в таких местах осуществляется производство технической воды, а для питья привозится бутилированная вода из более благополучных в этом отношении штатов.

Конструкция фильтра обратного осмоса

Бытовая система очистки воды обратным осмосом — это несколько картриджей с фильтрами и мембраной, а также бак для очищенной воды, обычно на 8–12 л. Весь комплект легко устанавливается под любой раковиной. На входе системы, перед мембраной, располагаются один-два предварительных фильтра, которые задерживают находящиеся в воде частицы песка, ржавчины и тому подобные. Затем вода подается на мембрану. Очищенная часть воды поступает в накопительный бак. При этом большое количество не прошедшей через мембранные отверстия воды (вплоть до 75%) с высокой концентрацией примесей может сливаться в канализацию. Вода из накопительного бака проходит через один–два финишных фильтра, и далее ее можно использовать.

Функциональные характеристики и возможности

Бытовые обратноосмотические фильтры имеют ресурс в 4000–15 000 л и производительность от 7,8 л/ч до 15 л/ч. Для семьи из четырех человек фильтра с ресурсом 5000 л хватит на полтора–два года. Вода на выходе из фильтра очищена не только от химических примесей, но даже от бактерий и вирусов (не любых — зависит от их размера). Раз в полгода необходимо менять картриджи предварительной очистки, раз в год — финишные фильтры. Все это возможно сделать самостоятельно и без применения специальных инструментов. Фильтры бытового применения могут быть установлены в частном доме, коттедже, на даче, в квартире или в небольшом офисе.

Читать еще:  Как снять чугунную батарею отопления

Достоинства и недостатки

Фильтры на основе обратного осмоса удаляют из воды ионы хлора, железа, тяжелых металлов, инсектициды, удобрения, мышьяк, но также магний, калий, кальций и прочие жизненно необходимые микроэлементы. Получаемая обратным осмосом вода имеет степень очистки от примесей до 98% (в промышленных агрегатах — до 100%). По своим свойствам она приближается к технической («мертвой») воде. Следует иметь в виду, что вода, очищенная и опресненная методом обратного осмоса, совсем не содержит минеральных солей, столь необходимых организму.

По поводу пользы или вреда такой воды для здоровья нет однозначного мнения. Часть врачей считают, что ее систематическое употребление негативно сказывается на работе сердечно-сосудистой системы, нормальное функционирование которой напрямую зависит от поступления в организм достаточного количества калия и магния. Решить проблему пытаются при помощи дополнительных картриджей, устанавливаемых на выходе из системы очистки для обеспечения принудительной минерализации воды. На практике оказалось, что большинство полезных макро- и микроэлементов, помещенных в обратноосмотическую воду для минерализации, отдают свои ионы в такую воду только на 7-е, 12-е и даже на 30-е сутки в зависимости от конкретного минерала. Соответственно, систематическая минерализация в проточном режиме просто невозможна. Исключение составляет лишь один минерал — натрий (как правило, это обычная соль NaCl). Являясь электролитом, она изменяет показания измерительного прибора (TDS-метра) в более щелочную сторону до pH 6, создавая иллюзию минерализации.

Фильтр обратного осмоса по сравнению с обычными проточными считается дорогим, но, как будет показано ниже, это не всегда так. Если у вас стоят счетчики на воду, и вы переживаете, что три четверти всей воды в ходе работы фильтра будет сливаться в канализацию, то не забывайте, что фильтруемую воду вы применяете только для пищевых целей, а эти объемы несравнимы, к примеру, с расходами на стирку или принятие ванны. Для тех случаев, когда вода из-под крана является непригодной и для бытовых целей, лучше поставить качественный проточный фильтр для механической очистки горячей и холодной воды с готовой системой подключения к трубопроводу.

Также имейте в виду, что сейчас литр холодной водопроводной воды, например, в Москве стоит в пределах четырех копеек, и по сравнению с пользой от применения в пищу чистой воды эти расходы несущественны.

Важно знать

Для правильной работы системы обратного осмоса требуется определенное давление в водопроводной сети — не ниже 3–3,5 атмосфер. Жильцам верхних этажей, часто имеющим проблемы с напором воды, необходимо доукомплектовать фильтр специальным насосом.

Стоимость системы очистки воды методом обратного осмоса

Обратноосмотический фильтр можно приобрести по цене от 9000 до 100 000 рублей. Если им пользуется семья из четырех человек, картриджи придется менять дважды в год. Их замена обойдется примерно в сумму, равную 25% от стоимости фильтра. Допустим, вы купили фильтр за 10 000 рублей и потратили 5000 рублей на смену картриджей — итого 15 000 рублей в год. Четыре человека в год потребляют в среднем 2920 л питьевой воды (2 л × 365 дней × 4 человека). Стоимость работы фильтра по очистке литра питьевой воды высокой очистки будет составлять 5 рублей 14 копеек. При расчетах необходимо учесть, что процентное соотношение полученной обратноосмотической воды и субстрата, слитого в канализацию, составляет 25% к 75%, и это увеличивает затраты на услуги по водоотведению.

Бутилированная вода имеет различную цену, литр детской питьевой воды или артезианской воды из озера Байкал стоит от 26 рублей, более простые варианты обойдутся от 13 рублей и выше (если речь идет о пятилитровой емкости). Соответственно, разница между литром обратноосмотической воды и бутилированной воды составляет более десяти рублей. Это сэкономленные 29 200 рублей в год и отсутствие необходимости ходить за водой в магазин.

Есть ли альтернатива фильтрам обратного осмоса?

Довольно долго фильтры обратного осмоса являлись эталоном максимально тонкой очистки воды, хоть и требующей финальной минерализации, но при которой обеспечивается безопасность от вредных примесей, бактерий и хлора. Однако научная мысль не стоит на месте, и желание добиться очищения питьевой воды при сохранении в ее составе полезных микроэлементов привело к появлению технологии, получившей говорящее название «Водный Доктор» (Doctor Water).

Сегодня «Водный Доктор» считается наиболее экологически чистой технологией получения питьевой воды высшего качества, что могут подтвердить многочисленные дипломы, награды и отзывы реальных пользователей.

В технологии «Водный Доктор» использованы функции различных мембран с заданными свойствами, которые точно воспроизводят работу липидно-клеточных мембран живой клетки и ее защитных механизмов.

В состав фильтрационной системы «Водный Доктор» входят трековые мембраны академика Г. Н. Флёрова, изготовленные по его оригинальной технологии (другие такие мембраны не подходят и не дают нужного эффекта), и ультрафильтрационные мембраны.

Это интересно!

Первоначально трековая мембрана Г. Н. Флёрова создавалась для применения в медицине с целью очистки крови от токсических или балластных компонентов (плазмаферез.) На одном см 2 ее поверхности находится 400 миллионов микротрубочек. Диаметр каждого «капилляра» строго калиброван и равен 0,2 (или 0,3) микрона [1] .

Называются подобные системы «фильтр-корректор питьевой воды» (в обозначении подобных устройств используется аббревиатура ФКПВ), и это не случайно. При такой фильтрации в воде остается естественная минерализация и сохраняется оптимальный для организма кислотно-щелочной баланс (рН), окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), коэффициент поверхностного натяжения (КПН).

Стоимость фильтра на трековых мембранах зависит от количества применяемых в конструкции ступеней очистки и от производительности устройства. Цена настольной семейной мини-станции для очистки и структурирования водопроводной воды варьируется от 9000 рублей до 14 000 рублей [2] . В таком устройстве может быть от 11 до 13 ступеней очистки, производительность оборудования составляет 6–10 л/сут.

В том случае, когда исходная вода имеет повышенное содержание железа или тяжелых металлов, что часто бывает с водой из скважины или из колодца, для ее очистки потребуется прохождение 15 ступеней обработки. Для этих целей выпускаются стационарные двухконтурные фильтры, стоимость которых составляет около 22 000 рублей [3] . У подобного оборудования два показателя производительности: 1,5–3 л/ч (структурированной и биоактивированной питьевой воды) и 20–30 л/ч (очищенной воды, применяемой для приготовления пищи).

Каков принцип работы технологии «Водный Доктор»?

Этот способ очистки и восстановления питьевой воды позаимствован у самой природы, ведь все живые организмы обладают многоступенчатой системой очистки жидкостей, которая продолжается на клеточном уровне. Каждая живая клетка содержит несколько мембран, задерживающих вредные вещества, но пропускающих чистую воду и все компоненты, необходимые для ее жизнедеятельности.

Аналогично работает современная технология очистки и коррекции питьевой воды «Водный Доктор». По сути, она позволяет получить воду, которая проходит мембранные барьеры клеток организма, выполняя транспортные, метаболические, окислительно-восстановительные, гидролизные и другие функции жизнеобеспечения.

Обратный осмос что это

Проблемы низкого качества и нестабильного состава воды, которая течет из крана, актуальны для многих городов России. По мнению экспертов в сфере водоснабжения, главные причины такого явления кроются в отсутствии контроля санитарных зон вокруг водозаборов, недостаточной оснащенности распределительных узлов и изношенности водопроводных сетей. Эффективным способом решения этой проблемы на уровне дома или собственной квартиры считается установка мембранного фильтра, который действует по принципу обратного осмоса (ОО). Ниже мы рассмотрим базовые элементы технологии, оборудование для систем бытовой и промышленной водоподготовки.

Обратный осмос: что это такое

Обратный осмос — это метод очистки воды, при котором раствор проходит под давлением через специальную синтетическую мембрану, где задерживаются до 98% минеральных солей и примесей. Впервые о процессе обратного осмоса заговорили еще в 50-х годах 20 века. Сегодня обратный осмос считается наиболее эффективным способом в области водоподготовки. Пользуется спросом, как у промышленных предприятий, так и в частных домах. Пермеат обратного осмоса это очищенная вода, которая подается на технические и питьевые нужды.

Что такое осмос и обратный осмос: в чем различия

Явление осмоса (прямой осмос) лежит в основе обменных процессов всех живых организмов на клеточном уровне. Благодаря ему «работают» водно-солевой обмен, получение питательных веществ, вывод продуктов жизнедеятельности. Для протекания процесса нужны раствор, растворитель и разделяющая их полупроницаемая мембрана, которая является барьером для растворенного вещества.

Прямой осмос — это баромембранный массообменный процесс. Его можно описать следующим образом: со стороны растворителя возникает осмотическое давление, которое заставляет его молекулы переходить на сторону раствора и разбавлять его. Увеличение объема раствора сопровождается ростом гидростатического давления. Процесс прекращается, когда статическое и осмотическое давления приходят в равновесие.

Важно! В растительных и животных организмах роль полупроницаемой перегородки играет стенка клетки. Искусственные мембраны изготавливаются из органической синтетики.

Если приложить давление со стороны раствора, процесс пойдет в другую сторону. Это и есть обратный осмос. В процессе обратного осмоса по одну сторону мембраны повышается концентрация раствора, а по другую — увеличивается объем растворителя.

Что такое мембрана обратного осмоса

Для фильтров обратного осмоса используют полупроницаемые мембраны. Мембрана обратного осмоса состоит из:

• селективного слоя, который является барьером для примесей;
• армирующего слоя, задающего прочностные показатели мембраны.

В картридже фильтра обратного осмоса мембрана свернута в рулон. Такая конструкция позволяет получить большую площадь активной поверхности и поместить ее в компактный корпус стандартного типоразмера.

Мембрана для обратного осмоса — это главный элемент в системе очистки. Для изготовления мембран подходят следующие материалы:

1. Ацетат целлюлозы. Недорогие и простые в изготовлении мембраны из этого материала появились в 1950-х годах. Они отлично справляются с очисткой воды от солей с большой молекулярной массой, но «пропускают» ряд низкомолекулярных соединений. Кроме того, они работают в ограниченном диапазоне pH и подвержены биоразложению. В настоящее время ацетат целлюлозы вытеснен более совершенными материалами.
2. Армированный полиамид. Материал работает в широком диапазоне pH и не является питательной средой для микроорганизмов. Прочные полиамидные мембраны выдерживают высокие рабочие давления, имеют хорошую селективность к NaCl и органике. Главный недостаток — низкая устойчивость к окислителям. Вода с повышенным содержанием хлора быстро выводит из строя полиамидные мембраны.
3. Тонкопленочные композиты. Мембраны из этого материала — самые совершенные на сегодняшний день. Пленки из композита имеют высокую селективность ко всем известным примесям.

Читать еще:  Как выбрать арматуру для сливного бачка

Для чего нужны фильтры с системой обратного осмоса

Системы обратного осмоса — это установки, которые хорошо справляются с удалением растворенных минеральных солей. Очистка воды обратным осмосом — это удаление неорганических соединений из воды от 90 до 98 %.

Мембраны хорошо отфильтровывают органические вещества, молекулы которых значительно крупнее, чем у минеральных солей. Соединения с молекулярной массой выше 150 Da удаляются из воды на 100 %. Вероятность проникновения бактерий и вирусов через фильтр практически нулевая. Исключение составляют картриджи с механическими повреждениями мембраны. Очищенная вода, полученная на нормально работающей установке, не требует кипячения и дозирования дезинфицирующих веществ.

Но что очищает обратный осмос? Все ли вещества задерживаются на мембранах? Обратноосмотические мембраны свободно пропускают растворенные двухатомные газы: кислород, азот, водород.

Очистке на ОО можно подвергать воду с общей минерализацией 3 — 20 г/л с мутностью до 5 ЕМФ и перманганатной окисляемостью до 3 мгО2/л. Среди требований большинства производителей мембран к исходной воде можно выделить также отсутствие сильных окислителей (свободного хлора, озона) и двухвалентного железа.

В чем суть обратного осмоса

Обратный осмос воды — это процесс, который дает на выходе чистую питьевую и техническую воду. Установки обратного осмоса применяются на следующих объектах:

• ГЭС, ТЭЦ, АЭС и других предприятиях энергетики;
• ЖКХ, для водоснабжения объектов первой категории;
• научные и исследовательские лаборатории, в том числе оборонного комплекса;
• индивидуальное водоснабжение.

Для чего нужна установка обратного осмоса

Основные направления использования установок обратного осмоса — очистка воды с целью снижения общей минерализации, опреснение солоноватых вод. Фильтр обратного осмоса — это одна из стадий предподготовки при получении ультра очищенной воды для электронной промышленности, медицины, теплоэнергетики.

Еще одно направление использования обратного осмоса — получение концентратов — широко используется в пищевой промышленности. Сгущенное молоко и концентрированные соки получают путем обратного осмоса.

Промышленный обратный осмос: что это такое

Коммерческие и промышленные установки обратного осмоса представляют собой высокопроизводительные системы очистки воды с полуавтоматическим или полностью автоматизированным управлением. В их состав входит несколько модулей, отвечающих за предварительную подготовку и мембранную очистку.

Типовая установка промышленного обратного осмоса для получения технической воды состоит из следующих элементов:

1. Фильтр грубой очистки. Сетка с определенным размером ячейки задерживает нерастворимые частицы.
2. Колонна обезжелезивания. В ней двухвалентное железо окисляется до трехвалентного и удаляется в виде нерастворимого осадка.
3. Сорбционный фильтр. Активный сорбент поглощает свободный хлор.
4. Мембрана обратного осмоса. Удаляет растворенные соли и другие загрязнения. Одно из преимуществ промышленных установок обратного осмоса — масштабируемость. Для увеличения производительности в нее можно добавлять необходимое количество фильтрующих элементов.

Обратный осмос: как это устроено

Для протекания обратного осмоса нужно высокое рабочее давление, которое создается высоконапорным насосом. Системы комплектуются датчиками, манометрами, автоматическими сбросными клапанами, трубной обвязкой. Для контроля качества очищенной воды устанавливают TDS-метр.

Работа установки состоит из двух стадий:

Управление выполняется микроконтроллером. Поскольку исходная вода различается по составу, комплектация и наладка системы выполняется индивидуально. Могут потребоваться дополнительные стадии предподготовки.

Важно! При хорошем качестве исходной воды удается отказаться от некоторых стадий предварительной фильтрации, упростить и удешевить установку.

Бытовой обратный осмос для воды: для чего он нужен

На рынке оборудования представлен широкий выбор модульных систем обратного осмоса для частных домов и коттеджей, которые обычно размещают в отдельном помещении. Также есть моноблочные модели для квартир с централизованным водоснабжением. От промышленных обратноосмотических систем их отличает два параметра: производительность и расход воды. Но что такое обратный осмос в бытовых фильтрах?

Бытовая система с обратным осмосом — это компактное устройство, которое работает при сравнительно низких давлениях (до 3 атмосфер). Чаще всего в них нет повысительного насоса, а фильтрация происходит за счет напора в водопроводе. Такие установки производят несколько литров очищенной воды в сутки, что вполне достаточно для частного потребителя. Из-за низкого рабочего давления бытовая мембрана требует промывки чаще, чем промышленная.

В бытовых установках после обратного осмоса устанавливают минерализатор — устройство постобработки, которое обогащает воду полезными для человека минералами в нужных концентрациях. Такая вода предназначена исключительно для питья. На приготовление пищи или горячих напитков минерализация не влияет вообще (или влияет отрицательно).

Важно! Ресурс работы бытовых и промышленных мембран обратного осмоса большинства производителей составляет 1 год. Картриджи предварительной очистки меняют раз в полгода.

Почему обратноосмотические фильтры пользуются спросом

• Высокое качество воды при низких энергозатратах.
• Неограниченная производительность и сравнительно небольшие габариты.
• Невысокие эксплуатационные расходы.
• Концентрат не требует утилизации и сбрасывается в канализацию.

Компания Diasel занимается продажей промышленных и бытовых систем обратного осмоса. Наши специалисты предложат готовую модификацию или поберут комплект оборудования для частных заказчиков и предприятий. Мы найдем решение по результатам анализа исходной воды и требуемой производительности. Оформить заявку можно через «Обратную связь» или по телефону 8-499-391-39-59.

Принцип работы обратного осмоса: схема мембраны, метод очистки воды

Обратный осмос – это именно та технология, которая защитит вас от вредного воздействия свинца, тяжелых металлов, хлора, химических примесей, пестицидов, патогенов, бактерий, вирусов, и даже радиоактивных материалов. Предлагаем вам познакомиться с принципами ее работы и проверить правдивость распространенных мифов о ней.

Опасность водопроводной воды

Чистая вода – одна из важнейших потребностей нашего тела. Это печальный факт, ведь у современного человека доступ к ней практически отсутствует, особенно если речь идет о промышленно развитых регионах. Данная проблема возведена в разряд глобальных. Данные многочисленных исследований гласят, что ни водопроводная, ни колодезная вода ныне не пригодны для питья из-за их сильнейшего загрязнения, отравлены реки, озера, скважины.

Конечно, загрязняющие вещества находятся не на том уровне, который способен вызвать отравление или другие побочные эффекты мгновенно. Однако, накапливаясь, с течением времени они могут привести к развитию серьезных заболеваний. Даже химические соединения, используемые в городских водопроводных системах, такие как хлор и фтор, токсичны.

Единственный выход, позволяющий обезопасить себя и близких – очистка воды. Обратный осмос считается одним из наиболее эффективных и удобных на текущий момент способов это сделать. Фильтрация осуществляется за счет пропуска жидкости через полупроницаемую мембрану, толщина ячеек которой составляет 0,0001 микрон (примерно 0,00001 мм).

Используется данная технология при создании бутилированной и опреснения морской воды. А в последние десятилетия появились бытовые системы обратного осмоса, установить которые в свои квартиры решается все большее количество людей. В пользу данного метода фильтрации говорят компактные размеры, умеренная цена и отменное качество очистки. Все это делает такие приборы просто незаменимыми в условиях городских квартир. Предлагаем разобраться с тем, как работает система обратного осмоса.

Что собой представляет и как работает?

Технология обратного осмоса известна также как индустриальная ультрафильтрация. Разработана она в США в 1950-х годах в рамках финансируемой государством программы опреснения морской воды. Сегодня данный метод считается одним из наиболее удобных и эффективных способов фильтрации. Используется он во многих отраслях промышленности, которым требуется в своей работе ультраочищенная вода, а также в быту.

Принцип работы системы обратного осмоса заключается в прохождении молекул воды через полупроницаемую мембрану под давлением. Корпус мембраны обратного осмоса состоит из прижатых друг к другу и обвернутых вокруг полой центральной трубки листов. Подобная конфигурация обычно называется спиральной или модульной. Доступна она в различных размерах, от которых и зависит производительность системы:

• бытовые устройства имеют малые модули 5 см в диаметре и 25 см длиной;
• промышленные – соответственно 10 см и 100 см.

Помещаются подобные мембраны в специальные контейнеры, называемые корпусами мембран обратного осмоса. Они позволяют поддерживать необходимое давление по всей поверхности. Именно оно является движущей силой, заставляющей жидкость проходить через мембрану, отделяющую нежелательные примеси.

Максимально упрощенная схема обратного осмоса изображена ниже.

Обратный осмос имеет еще одно удивительное свойство: отфильтрованные вещества автоматически отправляются в канализационный слив, не накапливаясь в системе, как при обычной фильтрации. Всякие вредоносные примеси уносятся частями. Этот факт является причиной того, что мембрана обратного осмоса не нуждается в замене на протяжении нескольких лет эксплуатации.

Стадии очистки

Принцип действия метода обратного осмоса воплощается в трех этапах:

1. Предварительная очистка воды. Происходит в больших вертикальных колбах. На рисунке ниже они обозначены номерами 3, 4, 5.
2. Прохождение через мембрану. Корпус мембраны обратного осмоса (горизонтальная колба) обозначен номером 7.
3. Стадия посточистки. Колба обозначенная номером 12.

Схема подключения обратного осмоса – на рисунке ниже.

Вода, прошедшая стадию предварительной очистки, поступает на полупроницаемую мембрану, где разбивается на два потока: один проходит через мембрану и очищается, второй омывает её снаружи и со всеми загрязнениями, отторгнутыми мембраной, сливается в дренаж. Система очистки воды обратного осмоса работает не быстро, поэтому жидкость, прошедшая через мембрану, накапливается в специальном резервуаре (№ 11 на рисунке), откуда и поступает на посточистку. На этой стадии фильтрации воды происходит дополнительная очистка от запахов и/или минерализация.

Читать еще:  Как заполнять показания индивидуальных приборов учета воды

Прекрасным представителем является фильтр Atoll A-575 box STD, он удаляет до 99,9% всех примесей содержащихся в воде и предотвращает образование накипи в нагревательных приборах.

Преимущества:

• Существенно экономится место: питьевой бак также установлен внутри корпуса.
• Фильтр легко содержать в чистоте при его установке под кухонной мойкой: на конструктивные элементы системы не попадает грязь, нет выступающих элементов и торчащих соединительных трубок.
• Разборный корпус предоставляет удобный доступ к деталям и сменным элементам.
• Широко распространенный в мире стандарт картриджей «inline» позволяет использовать аналоги фильтрующих элементов Atoll в широком ассортименте, например, производства Omnipure (США) или Pentek (США).
• Картриджи типоразмера «inline» заключены в пластиковый корпус и имеют быстроразъемные соединения, поэтому процедура их замены гигиенична (исключены контакты с загрязненными поверхностями), и проста (не требуется наличия специнструмента).
• Встроенная система контроля качества очищенной воды сигнализирует о необходимости замены мембранного элемента

Обратноосмотические мифы

Вокруг системы обратного осмоса витает множество мифов.

Миф № 1

Обратный осмос вымывает необходимые нашему организму минералы.

Несомненно, водопроводная вода содержит небольшое количество минералов, но их доля настолько мала, что просто не способна оказать какое-либо влияние на состояние здоровья. К примеру, в стакане апельсинового сока их больше, чем в целой ванне неочищенной жидкости. Наоборот, она содержит лишь неорганические соединения, не перевариваемые организмом, а также тяжелые металлы, многие из которых токсичны или даже радиоактивны. В то время как он предпочитает органические минералы и микроэлементы, получить которые можно лишь из ежедневного сбалансированного питания. Обратный осмос удаляет неорганические минералы, металлы и многое другое, чтобы предоставить вам чистейшую, здоровую и природную питьевую воду.

Миф № 2

Большое количество сточных вод.

Да, на основе принципа обратного осмоса образуется некоторое количество промывочных вод, используемых для очистки и промывки мембраны от отфильтрованных ею загрязняющих веществ. Этот сложный процесс позволяет не менять дорогостоящую мембрану по несколько лет. Также он держит всю систему в чистоте, поскольку большинство вредных примесей сливаются в канализацию, а не находятся в ловушке внутри корпуса фильтра. При этом сточная вода является достаточно чистой, может быть собрана и использована для полива растений, бытовых очистительных мероприятий.

Миф № 3

Пяти- и десятимикронный фильтры предварительной очистки никому не нужны, ведь толщина мембраны меньше 1 микрона.

Дело в том, что мембрана весьма чувствительна к хлору, железу и органическим примесям. Во время механической очистки происходит сокращение их объемов до допустимых.

Миф № 4

Такая вода абсолютно безвкусная, неживая.

Что касается вкуса, то тут вопрос весьма спорный. Если ее сравнивать с водопроводной, имеющей яркий привкус хлорки, то вкуса у нее действительно нет. Если подразумевается колодезная, то она, как правило, обогащается пролегающими под поверхностью минералами и имеет тонкий металлический привкус. Специалисты же говорят, что фильтр, работающий по принципу обратного осмоса, придает жидкости вкус, схожий со вкусом талой ледниковой воды. Это происходит благодаря использованию на одной из стадий очистки угольного фильтра.

Приобретать или нет описываемую систему фильтрации для своей квартиры – исключительно ваше решение. Однако помните о том, что она существует уже более 60 лет, оставаясь все эти годы эффективным способом очистки, уменьшить популярность которого не в состоянии никакие мифы.

Обратный осмос

На сегодняшний день обратный осмос является самой совершенной технологией очистки воды. В его основе лежит применение мембраны обратного осмоса, которая способна очистить воду практически от любых существующих в природе примесей.

Применение мембран для отделения одних компонентов раствора от других имеет очень давнюю историю. Еще древние греки впервые обнаружили, что морская вода опресняется, если ее пропустить через стенки воскового сосуда.

В начале 60-х годов прошлого столетия уже существовали промышленные установки, опресняющие морскую воду используя мембранные технологии обратного осмоса.

Усовершенствование технологии обратного осмоса дало возможность применения фильтров для воды на её основе не только в промышленных, но и в домашних условиях. Благодаря этому по всему миру уже установлены тысячи подобных систем, позволяющих получить питьевую воду с высочайшей степенью очистки. Вода, получаемая на выходе систем обратного осмоса, признана экологически чистой. По своим свойствам она близка к талой воде древних ледников.

Процесс работы фильтра для воды с установкой системы обратного осмоса.

Фильтры обратного осмоса подключаются к водопроводу, откуда поступает исходная вода для очистки, а все примеси сливаются в канализационную систему. Процесс работы фильтра для воды с установкой системы обратного осмоса включает следующие этапы:

1. предочистку воды
2. пропуск воды через мембрану обратного осмоса
3. накопитель очищенной воды
4. финишную очистку воды
5. разлив очищенной воды через отдельный кран

Этап предочистки воды имеет большое значение. Самым дорогостоящим сменным элементом системы является обратноосмотическая мембрана. Срок ее службы напрямую зависит от качества воды поступающей в систему фильтрации. На этапе предочистки используются три фильтра, их задача подготовить воду перед ее прохождением через мембрану обратного осмоса. Первый механический пятимикронный полипропиленовый фильтр очищает воду от нерастворенных частиц размером не менее 0,5 микрон, удаляет ржавчину, песок и другие механические примеси. Далее угольный фильтр очищают воду от химических и органических примесей, в первую очередь от хлора и его соединений, а так же пестицидов, нефтепродуктов, тяжелых металлов, растворенного железа и иных органических и неорганических веществ. Последний одномикронный механический фильтр удаляет механические примеси размером менее 1 микрона.

На втором этапе работы фильтра обратноосмотическая мембрана производит основную очистку воды. Процессы очистки воды через мембраны обратного осмоса под действием разницы давлений широко используются во всем мире. Очищение воды происходит при фильтровании через одну или несколько искусственных пористых мембран, изготовленных из синтетических материалов скрученных рулоном. Размер пор в мембране составляет 0,0001 микрон, соответственно, через мембрану обратного осмоса проходят только молекулы воды. Что позволяет разделить поток поступающей воды на два: кристально чистая вода, поступающая в накопительную емкость и водный раствор повышенной плотности, который сливается в дренажную систему. В то же время, мембрана пропускает растворенные в воде кислород и другие газы, определяющие ее вкус. В результате, на выходе системы обратного осмоса получается свежая, вкусная, настолько чистая вода, которая даже не требует кипячения.

Качественная очистка требует некоторого времени, поэтому производительность у обратноосмотических фильтров относительно не большая. Скорость прохождения молекул через мембрану зависит от ряда факторов, важнейшими из которых являются давление жидкости, концентрация в ней примесей, температура и степень проницаемости самой мембраны обратного осмоса. Бытовые фильтры комплектуются мембранами производительностью от 150 до 300 литров в сутки.

Отфильтрованная вода накапливается в накопительном баке объемом от 4 до 12 литров (в зависимости от модели и производительности фильтра). По мере того как используется чистая вода, фильтр автоматически добавляет новую порцию отфильтрованной воды в бак. Изготавливаются накопительные баки из высококачественной листовой стали, снаружи покрываются эмалью. Внутри бак делится на две камеры силиконовой мембранной. В нижнюю камеру закачан под давлением воздух, благодаря этому, по мере уменьшения в верхней камере воды, силиконовая мембрана раздувается, и в баке поддерживается давление до полного слива воды. Со стороны воздушной камеры установлен ниппель, позволяющий в случае необходимости регулировать, увеличить или уменьшить давления воздуха в накопительном баке. Сверху на баке установлена резьба, куда накручивается кран накопительного бака, для подачи и забора воды.

Постфильтр служит дополнительной гарантией чистоты полученной питьевой воды, которая поступает из бака, через индивидуальный кран непосредственно к потребителю.

Кран очищенной питьевой воды врезается в кухонную мойку или столешницу и служит для получения чистой питьевой воды независимо от общего потока воды, используемой в хозяйственных целях.

Отдельно по желанию заказчика система фильтра с обратным осмосом может быть дополнена картриджами для обогащения очищенной воды минералами и восстановления природной структуры воды.

Минерализатор — обогатит воду такими минералами как магний, натрий, кальций. Кальций является главным компонентов в составе зубов, костей и необходим для полного и здорового функционирования работы сердца и нервно-мышечной системы. Магний, участвует в более чем 300 различных биохимических реакциях нашего организма, предотвращает склероз, образование камней в почках, появление раковых заболеваний. Натрий — это элемент, который регулирует кислотность в организме и pH крови.

Биокерамический картридж — используют для восстановления природной структуры воды. Загрузка картриджа — запеченные глиняные шарики с минералом турмалин, который излучает волны из длинноволнового инфракрасного диапазона. Инфракрасное излучение — это часть спектра излучения Солнца, которая непосредственно примыкает к красной части видимой области спектра и обладающая способностью передавать энергию окружающей среде. Под воздействием дополнительной энергии длинноволнового инфракрасного излучения, молекулы воды формируют правильную природную структуру. Излучение глубоко инфракрасного цвета (Far Infrared Radiation), создаваемое картриджем, благодаря своим свойствам специалисты часто называют «лучом жизни». Вода, проходящая через картридж с биокерамическим материалом, имеет благоприятное воздействие на людей, животных и растения, активизирует соматические клетки, стимулирует кровообращение и улучшает метаболизм (обмен веществ). Главные свойства лучей FIR: активация частиц воды, которые находятся в человеческом организме, удаление жиров, химических субстанций и токсинов из системы кровообращения, улучшение деятельности нервной системы, снижение уровня кислотности организма, повышение уровня кислорода.

Часто задаваемые вопросы по обратному осмосу:

Какой объем воды в час может быть очищен обратноосмотической мембраной?

от 5 до 11 литров, в зависимости от типа установленной мембраны.

Что такое пермеат?

Очищенная обратноосмотической мембраной вода.