Как работает обратный осмос

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.

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.

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 полунепроницаемую 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 модулями 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.

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, после прохождения которой одна часть ее становится очищенной, а вторая забирает все загрязнения. 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 обратным осмосом она гарантированно очищается от всех вредоносных примесей, остатков хлора и органики.

Вокруг системы обратного осмоса витает множество мифов.

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.

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.

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.

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 на системе обратный осмос, придает жидкости вкус, схожий со вкусом воды из талых ледников. 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.

myvestaforum.ru

Понятие обратного осмоса

Под этим термином понимается процесс, при котором под воздействием давления растворитель (роль которого обычно играет вода), проходит частично проницаемую мембрану из раствора большей концентрации  в раствор меньшей концентрации. Эта технология не является придумкой человека, она существует в живых организмах, обеспечивая обмен различными веществами между клетками. Человеком применяется обратный осмос с целью опреснения или очистки воды.

Требуемое давление может сильно варьироваться в зависимости от характеристик исходной жидкости. Так для опреснения соленых морских вод требуется около 70-80 атмосфер, для очистки пресной воды из скважин, систем централизованного водоснабжения от примесей и загрязнений – 3-4 атмосферы. Повышение давления лишь улучшает качество фильтрации.

Суть фильтрации обратным осмосом

Такой метод позволяет гораздо эффективней очищать воду, чем более традиционные, основанные только на механическом отделении крупных загрязнений, адсорбции ряда веществ. При обратном осмосе фильтрация идет на куда более мелком уровне – молекулярном. Даже такая система не может обеспечить 100% очистки, но посторонние примеси проходят мембраны в фильтрах в ничтожно малых количествах. По большинству неорганических соединений/элементов фильтрация составляет 85% — 98%. Органические вещества большого молекулярного веса удаляются практически полностью. Основные содержащиеся в воде газы – кислород, водород – почти не изменяют своей концентрации, т.е. вкус воды не меняется.

Особо важен следующий факт: бактерии и вирусы как раз являются крупными по размеру, т.е. отфильтровываются, вода получается обеззараженной. Дополнительно фильтры часто оснащаются ультрафиолетовыми излучателями, окончательно уничтожающими всех потенциальных возбудителей болезней.

Получаемая на выходе вода очень чистая и может использоваться для питья и готовки даже без дополнительного кипячения. Минимальное содержание солей приводит к почти полному отсутствию накипи в чайниках, посудомоечных, стиральных машинах. Свойства отфильтрованной воды близки к воде талой. Не приготовляемой дома, получаемой от таяния выпавшего снега, а от древних ледников, замерзших еще тогда, когда экология планеты была несравнимо лучше.

Эффективность осмотической фильтрации

Естественно, система обратного осмоса не может работать одинаково хорошо в любых условиях. Качество фильтрации зависит от:

• Давления;
• Температурного режима;
• Кислотности среды;
• Материала мембраны;
• Химического состава фильтруемой воды.

Размер ячеек мембраны таков, что через нее свободно проходят молекулы воды и то, что имеет еще меньший диаметр. Более крупные элементы задерживаются. А чтобы они не скапливались у фильтрующей поверхности, замедляя процесс очистки, в фильтре предусматривается дополнительный небольшой поток воды, смывающий их в дренаж.

Но к крупногабаритным загрязнениям  такие мембраны очень чувствительны. Поэтому с целью их защиты от быстрого изнашивания необходим фильтр или целая система фильтров предварительной очистки, отделяющих элементы вроде ржавчины, песка, кусочков органики и т.д., адсорбирующих некоторые примеси вроде хлора. Иначе в лучшем случае качество фильтрации ухудшится, ее скорость замедлится,  в худшем – фильтр вовсе выйдет из строя.

Так ли идеальна отфильтрованная вода

При всех достоинствах есть у таких систем и недостаток. Высокая степень очистки воды означает почти полную деминерализацию. Питье такой воды приводит к вымыванию из организма многих необходимых веществ (к примеру, кальция, магния), что негативно сказывается на здоровье — в первую очередь, состоянии костей.

Проблема решается:

• установкой минерализаторов для той воды, которая будет использована для питья (а не для готовки, мытья посуды, стирки), добавляющих только необходимые человеку элементы;
• дополнительным приемом витаминно-минеральных комплексов;
• питьем не только воды, но и других напитков.

Строение мембран фильтра

Мембраны по сути представляют собой очень мелкое сито, размер ячеек которого настолько мал, что невооруженным глазом их не разглядеть. Для большей прочности и устойчивости мембраны могут крепиться к пластиковым сеткам, которые дополнительно предохраняют их от крупного мусора, все же прошедшего все предыдущие ступени очистки.

Изготавливаются мембраны из композитных полимерных материалов. Их пропускная способность недостаточно высока, чтобы при малой площади обеспечить потребности потребителей. Поэтому производители фильтров стремятся максимально эту площадь увеличить, сворачивая рулонами.

Основные характеристики мембран:

• Производительность (т.е. какой объем воды за единицу времени очищается);
• Степень фильтрации (какой процент поступившей воды очищается). Неочищенная вода может просто сливаться в канализацию, а может использоваться для полива растений, смыва и прочих хозяйственных дел, где идеальная чистота жидкости не особо важна.

Выбор фильтра

Подбирая систему обратного осмоса, следует обратить внимание не только на их качество и производительность, но и требуемое им давление поступающей жидкости. Возможно, напора водопроводной воды будет недостаточно, тогда лучше выбрать другой фильтр, работающий при меньшем давлении или имеющий встроенный насос, либо установить насос отдельно.

Фильтры обратного осмоса, применяемые в домашних условиях, способны очистить за сутки пару-тройку сотен литров воды, чего для нужд среднестатистической семьи более чем достаточно. Для промышленных предприятий применяются куда более мощные установки, отфильтровывающие в сотни раз большие объемы.

Подводя итоги

В общем, обратный осмос, несмотря на свою простоту, обеспечивает высокую степень очистки и обеззараживания воды. Поэтому фильтры с применением этой технологии полностью оправдывают затраты на их приобретение, обслуживание и ремонт.

Советуем почитать: Мембраны для фильтра воды

oburenie.ru

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.

Важным фактором при этом является наличие фильтров предварительной очистки: двух механических и одного угольного. Первый механический фильтр отсекает все нерастворимые загрязнения, размер которых превышает 0,5 микрон. Это могут быть песчинки, частички ржавчины и прочая подобная “механика”.

Далее вода проходит сквозь угольный фильтр, который удерживает молекулы различных химических веществ: соединений хлора, которые неизменно присутствуют в водопроводной воде, а также тяжелых металлов, проникших из почвы пестицидов, растворенного железа и других включений органического или неорганического происхождения.

После этого еще один механический одномикронный фильтр завершает предварительную очистку воды. В результате на мембрану поступает вода, не содержащая загрязнений, которые могут повредить мембранный фильтр или преодолеть его.

Эти фильтры нуждаются в регулярной замене каждые несколько месяцев. Но стоят они на несколько порядков дешевле, чем мембрана, а своевременная замена может значительно продлить срок ее службы.

Для сбора очищенной воды используют накопительный бак. Его емкость может варьироваться в пределах 4-12 литров, это зависит от производительности системы. Для производства таких баков обычно используется сталь высокого качества. Снаружи емкость покрывают слоем прочной эмали. Внутри устанавливают силиконовую прокладку, которая разделяет бак на две части.

С одной стороны прокладки находится собранная чистая вода, с другой — воздух. Количество воздуха в камере можно изменять с помощью ниппеля, расположенного на воздушной стороне бака.

Воздух создает внутри накопительного бака дополнительное давление, которое способствует перемещению воды к крану с необходимым напором. Разумеется, на баке имеется выход для подключения шланга, по которому питьевая вода перемещается к крану.

Обычно этот кран устанавливают на мойке. Если даже подача воды через водопровод будет по каким-то причинам прекращена, в баке останется некоторое ее количество, что сделает проблему менее острой. В этой ситуации для полного опорожнения накопительного бака имеет смысл повысить давление, закачав воздух через ниппельное соединение.

Степень очистки воды с помощью системы обратного осмоса приближает ее к дистиллированной. При этом мембрана пропускает молекулы растворенного в воде кислорода, что повышает ее качество.

Для улучшения вкуса воду можно пропустить через минерализатор или другие модули. Но она пригодна для питья и непосредственно после прохождения мембранной очистки. Нет необходимости кипятить ее для питья.

В качестве дополнительного модуля, улучшающего качество питьевой воды, системы обратного осмоса могут быть дополнены минерализатором или биокерамическим картриджем. Минерализатор используют для обогащения воды такими полезными веществами, как кальций, натрий, магний и т.п.

Все эти минералы оказывают положительное воздействие на нервную и сердечно-сосудистую системы человека, предотвращают возникновение множества опасных заболеваний, стимулируют нормальный уровень кислотности крови и т.п.

Биокерамический картридж действует иначе. В составе его “начинки” имеются шарики, состоящие из запеченной глины и кусочков турмалина. Этот минерал способен оказывать исключительно полезное для воды воздействие. Он способствует изменению структуры воды, что в конечном итоге благотворно отражается на эндокринной системе и укреплении иммунитета.

Со временем ресурс таких дополнительных модулей исчерпывается, они требуют периодической замены. Поэтому здесь удобнее использовать кран с двумя вентилями.

На один вентиль подают воду непосредственно из накопителя, а на второй — прошедшую через минерализатор. Обогащенную полезными веществами воду используют только для питья, а готовят на воде без минералов.

О правилах выбора системы очистки воды для автономного водопровода частного дома ознакомит одна из популярных статей нашего сайта.

Преимущества и недостатки обратного осмоса

Высокая степень очистки и гарантированное качество питьевой воды — главное достоинство систем обратного осмоса. По оценкам, в очищенной этим способом воде содержание посторонних веществ в десять раз ниже, чем минимально допустимая норма. Особенности конструкции мембраны исключают случайное попадание загрязнений в поток очищенной воды.

Такую воду можно смело употреблять для питья и приготовления пищи, ее можно давать детям и домашним питомцам. Для здоровья вода, полученная по технологии обратного осмоса, значительно полезнее, чем кипяченая водопроводная вода. Аквариумисты используют такую воду для дополнения объема аквариумов без отстаивания.

Несмотря на более сложную конструкцию по сравнению с обычными бытовыми фильтрами, установка таких систем выполняется без особых проблем. Все необходимое для монтажа обычно поставляется в комплекте. Почти все элементы или их модификации можно приобрести отдельно.

Система занимает не слишком много места, чаще всего бак и набор фильтров с мембраной закрепляют прямо под мойкой. А компактный кран для питьевой воды, установленный на мойке, обычно прекрасно вписывается в интерьер.

Основной недостаток систем обратного осмоса — высокая изначальная стоимость комплекта. Дальнейшее обслуживание системы также потребует затрат на замену картриджей фильтров, но они стоят значительно меньше.

Каждые несколько лет придется заменять мембрану, цена которой может составлять около 50 долл. Но расчеты показывают, что в результате затраты на чистую воду обойдутся семье все же дешевле, чем приобретение питьевой воды у сторонних поставщиков.

Еще одна особенность системы обратного осмоса, которую с натяжкой можно счесть недостатком, это низкая производительность. Очищенная вода просачивается через мембрану очень медленно, стандартная производительность мембраны составляет около 150-300 литров в сутки.

При этом больше половины воды, поступившей из водопровода, уходит в канализацию, что в некоторой степени отражается на размере коммунальных платежей.

Но если объем накопительного бака подобран правильно, то проблемы могут ненадолго возникнуть только при запуске системы непосредственно после установки или после ее длительного простоя с опустошенным накопительным баком.

Рекомендуем статью по теме: Обратный осмос: вред и польза мембранной очистки водопроводной воды.

Как выбрать подходящую модель?

Размеры элементов систем обратного осмоса обычно соответствуют определенному стандарту, но не всегда. Использование системы со стандартными параметрами дает более широкий выбор заменяемых элементов. Практика показывает, что изделия отечественного производства, которые дешевле зарубежных аналогов, по качеству мало чем отличаются от последних.

Разумеется, покупку лучше совершать непосредственно у изготовителя, у верифицированного дилера или в надежном магазине. Хорошие системы обратного осмоса имеют технический паспорт, официальную гарантию, подробную инструкцию по установке и эксплуатации, а также сертификаты качества.

Размеры накопительного бака зависят от потребностей семьи, а также от размеров пространства, в котором будет установлен прибор. Емкость максимальных размеров будет уместна для дома, в котором проживает большая семья, наиболее востребованными считаются баки объемом около 8-10 литров.

Важный показатель — рабочее давление в водопроводной системе. Оптимальным считается показатель в 2,8 бар. Если давление слишком низкое, имеет смысл купить систему обратного осмоса со встроенной помпой, которая обеспечит достаточный напор питьевой воды. Если же давление в водопроводе значительно выше, понадобится установить редуктор понижения давления.

Самого пристального внимания требует мембрана системы обратного осмоса. Этот элемент должен быть неизменно высокого качества и с подходящей производительностью. Для небольшой семьи оптимальным считается показатель около 7 литров в час.

Не имеет смысла переплачивать за более производительную мембрану, если в ней нет необходимости. Для сравнения: устройство с производительностью 15 литров в час без труда удовлетворяет потребности в чистой воде небольшого предприятия общественного питания.

Стандартным считается набор, включающий пять основных ступеней очистки: три предварительных фильтра, мембрана и постфильтр. Наполнение этого последнего элемента может варьироваться.

Ранее уже упоминался минерализатор и биокерамический картридж. Популярным решением также считается установка картриджа, содержащего скорлупу кокосового ореха, активированный уголь и ионов серебра.

Эти вещества обеззараживают воду, дополнительно ее очищают и придают ей приятный вкус. Еще одним интересным вариантом постобработки воды является ультрафиолетовый обеззараживатель. Некоторые модели систем обратного осмоса позволяют использовать одновременно несколько разных картриджей.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Общий обзор принципов функционирования систем обратного осмоса можно посмотреть здесь:

Видео #2. В этом видеоролике подробно рассмотрена работа такой системы на примере модели “Гейзер Престиж М”:

Видео #3. Это видео позволяет сравнить особенности работы проточных фильтров и систем обратного осмоса:

Системы обратного осмоса — надежный и удобный способ обеспечить свой дом достаточным количеством чистой питьевой воды. Да, цены на такие устройства остаются высокими, но они с лихвой окупаются, поскольку чистая питьевая вода снижает риск множества заболеваний и повышает качество жизни.

Хотите рассказать о личном опыте в установке и эксплуатации системы обратного осмоса? Есть сведения, которыми желаете поделиться с нами и посетителями сайта, возникли вопросы? Пожалуйста, оставляйте комментарии в блоке, расположенном под текстом статьи.

sovet-ingenera.com

Принцип работы системы обратного осмоса

Обратноосмотические системы монтируются в водопровод, в котором подается вода с центрального водопровода. Собранные примеси сбрасываются в канализацию. Можно выделить следующие этапы работы системы обратного осмоса:

1. предварительная очистка воды;
2. фильтрация воды через специальную мембрану;
3. сбор очищенной воды (существует обратный осмос без накопительного бака);
4. окончательная очистка воды;
5. подача воды в отдельный кран и ее забор для пищевых нужд.

Каждый этап играет важную роль. Предварительной очистки уделяют большое внимание. Дело в том, что обратноосмотическая мембрана во всей системе является самым дорогостоящим компонентом. Период ее работы прямо пропорционален качеству подаваемой на нее воды.

Что бы максимально продлить срок эксплуатации мембраны, предусматривают предварительную очистку воды в трех фильтрах.

Они должны подготовить воду перед пропусканием ее через мембрану. Первый фильтр осуществляет механическую очистку. Фракция фильтрующей массы 5 микрон. Его делают из полипропилена. Работает на удаление крупнодисперсных примесей: песок, ржавчина, глина и т.д. Вторым фильтром предварительной очистки является угольный. Он удаляет органику и химические вещества: хлор, нефтепродукты, тяжелые металлы и т.п. Перед мембраной стоит механический фильтр, который очищает воду от загрязнений меньших 1 микрона.

После предварительной обработке вода поступает непосредственно на обратноосмотическую мембрану, где производится основная очистка воды. Работа мембраны основана на разности давления. Вода проходит через одну или ряд мембран. Она представляет собой искусственно созданное синтетическое полотно с множеством пор и собранное в рулон. Отверстия в мембране подобраны таким образом, что бы через них проходили только молекулы воды – 0,0001 микрон. Таким образом, вода разделяется на 2 потока:

• чистая вода – почти дистиллят;
• вода с повышенным содержанием примесей.

Соответственно, первая пригодна для дальнейшего использования, а вторая – сливается в канализацию. Кроме молекул воды через мембрану проходят растворенные газы, влияющие на ее вкус. Потребитель получает свежую и вкусную воду.

Единственным минусом системы обратного осмоса является низкая производительность. Молекулы очень медленно просачиваются через мембрану. Конечно, можно увеличить скорость работы систем за счет повышения давления, снижения примесей в воде, температуру воды. Но все это оказывает не значительное влияние и требует дополнительных затрат, что не целесообразно. Обратноосмотические фильтры для домашнего использования выдают до 300 литров воды в сутки.

Очищенная вода поступает в накопительный бак. Разные модели имеют свой объем бака. Периодически фильтр добавляет в емкость воду. Бак представляет собой стальную эмалированную емкость с двумя камерами, разделенными силиконовой мембраной. В одной из камер закачен воздух. При исчерпании воды в верхней камере, мембрана раздувается и обеспечивает необходимое давление для подачи воды. В воздушной камере предусмотрен ниппель, которым регулируют давление. Существует обратный осмос без накопительного бака. Его устанавливают при ограниченном пространстве под фильтр и малом потреблении воды.

Фильтры финишной очистки установлены для соблюдения гарантии подачи чистой питьевой воды. Он стоит перед краном подачи воды. Кран необходим для выделения отфильтрованной воды от общего потока канализационной.

Дополнительно систему могут укомплектовать фильтрами для минерализации воды. Минерализатор обогащает воду кальцием, магнием и натрием, которые важны для организма человека. Кальций нужен для костной и нервно-мышечной системы, правильной работы сердца. Магний принимает участие во многих химических реакциях в организме. Натрий регулирует кислотность организма.

Так же практикуют дополнительную установку биокерамических картриджей. Они восстанавливают естественную  структуру воды. Фильтрующей массой являются глиняные шарики с турмалином. Турмалин обладает инфракрасным излучением, которое подобно солнечной энергии. Вода наделяется целебными свойствами и является профилактикой многих заболеваний.

Особенности обратноосмотической системы

Система обратного осмоса имеет ряд особенностей, которые следует знать:

• 2/3 часть подаваемой в фильтр воды сливается в канализационную сеть;
• вода сливается до полного заполнения бака, после фильтр перестает работать и клапан закрывается;
• мембрана служит около 5 лет, фильтры предварительной очистки – до полугода;
• обслуживание системы должно включать: установку системы, доставка и замена фильтров, ревизия узлов, контроль работы мембраны;
• мембрана контролируется ТДС-метром, определяющий содержание солей после очистки – 5-20 мг/л;
• система должна обслуживаться раз в полгода;
• обратноосмотическая система работоспособна при давлении 2-6 бар; при большем значении устанавливают редуктор, а меньшем – специальный насос;
• если у воды появился непривычный запах или вкус, то следует проверить чистоту накопительной емкости и мембраны, возможно, следует заменить угольный фильтр.

Цена 1 литра очищенной воды

Человек должен употреблять около 2 литров воды в сутки. Соответственно семья из 4 человек нуждается в 8 литрах воды в сутки или 2920 литров в год. Системы обратного осмоса работают около 10 лет. Оборудование стоит в среднем около 300 долларов. Ежегодно следует тратить на амортизацию 30 долларов. На расходные материалы:

• картриджи предварительной очистки меняют 2 раза в год: 11 долларов х 2 = 22 доллара;
• постугольный фильтр – 13 долларов;
• мембрана меняется раз в 3 года: 38 долларов/3 = 12,7 долларов.

Если все сложить, то выходит чуть меньше 70 долларов. Один литр обойдется в 0,0023 доллара: 70/2920. Как видно, это намного дешевле, чем заказывать доставку питьевой воды на дом: 18 литров отфильтрованной воды стоит 0,414 доллара.

vse-o-vode.ru

Очистка воды

Обратный осмос – это один из самых известных способов фильтрации воды. Он позволяет удалять даже мельчайшие частицы, имеющие величину иона. Кроме того, фильтр «обратный осмос» сегодня помогает очищать питьевую воду от солей и других включений. Но и это еще не все: с ним улучшаются вкус, цвет и даже свойства жидкости.

Процесс, который по-научному именуется «осмос обратный» — это гиперфильтрация, во время которой вода под большим давлением протекает через специальную мембрану, задерживающую примеси. Сегодня очень многие компании – производители очищающих систем – выпускают фильтры, работающие именно по данному принципу.

Технология

Не все из нас представляют, что вода, которая выходит из-под крана в домах и квартирах – это, в сущности, раствор. И в нем в определенном количестве содержатся многочисленные элементы – металлы, соли, неорганические и органические соединения и многое другое.

Система обратный осмос как метод для очистки жидкости известна еще с шестидесятых годов прошлого столетия. Первоначально она применялась для опреснения соленой морской на подводных субмаринах, сегодня же по этому принципу в мире производят многие сотни тысяч кубометров питьевой воды.

Усовершенствование технологий сделало возможным применение фильтра обратный осмос и в домашних условиях. На данный момент практически во всех странах мира в квартирах и домах уже установлены такие многочисленные системы.

Фильтры, работающие по схеме обратного осмоса, решают не только проблему жесткости воды, но и накипи. Никакие другие технологии очистки, в том числе и те, которые используют ионообменные материалы, не в состоянии решать задачу смягчения так эффективно, как это делают данные системы. Поэтому, если приоритетом является именно данная проблема, то альтернативы этим фильтрам просто не существует.

Конечный продукт

Как свидетельствует отзывы, и это подтверждено научно, отфильтрованная таким образом вода обладает уникальной степенью очистки. Она по своим свойствам максимально близка к талой, которая получается из древних ледников. А это, как известно, самая экологически чистая и полезная для человека вода.

Принцип работы

Явление «обратный осмос» является базовым в процессе обмена веществ любых живых организмов. Благодаря этому принципу в живую клетку поступают очень многие питательные вещества и так же выводятся шлаки. Наиболее наглядно представить, что такое система обратный осмос, можно, наблюдая ее на примере двух соляных растворов, имеющих разные концентрации и разделенные полупроницаемой мембраной. Последняя пропускает ионы определенного размера, одновременно являясь барьером для больших молекул. В результате ионы воды способны проникать через обратный осмос, мембрана которого их словно сцеживает, в свою очередь, задерживая растворенные в них соли.

Если по разные стороны этой полупроницаемой «перегородки» находятся растворы с разной плотностью, то они будут перемещаться из слабого в более концентрированный объем. При этом они будут вызывать в последнем увеличение уровня жидкости.

Вследствие обратноосмотического явления процесс проникновения молекул сквозь мембрану будет происходить, даже когда оба этих раствора будут под совершенно одинаковым внешним давлением.

При этом разница в высоте уровней бывает пропорциональна той силе, под воздействием которой вода протекает через мембрану и которую именуют «осмотическим давлением».

Критерий выбора

Для того чтобы купить фильтр «обратный осмос», нужно знать необходимые параметры. Характеристики, отличающие данное устройство, определяют производительность мембраны и объем его гидроаккумулятора — накопительного бака. Именно от пропускной характеристики фильтра зависит то количество воды, которое будет необходимо для удовлетворения потребностей того или иного пользователя.

Как правило, ее выработка в данных фильтрах варьируется от ста восьмидесяти до трехсот восьмидесяти литров в сутки. Для промышленных вариантов данный показатель может определяться цифрой в сто раз больше.

Исходя из этого, выбор определяется, исходя из индивидуальных потребностей покупателя. К примеру, для семьи из четырех человек достаточно бака, имеющего емкость в двенадцать литров.

Особенности

Тем, кто устал от покупной воды в пластиковых бутылках, наносящих семейному бюджету достаточный урон, лучше всего задуматься о фильтрах для воды. Ведь при покупке обратноосмотических очистителей пользователь получит много преимуществ. Во-первых, у него дома из крана будет течь безвредная и очень приятная на вкус вода, во-вторых, изменится вкус чая, кофе и даже супов. Кроме того, его чайник больше не будет «страдать» от накипи.

А все потому, что система «обратный осмос», на основе которой работают данные бытовые фильтры, очищает воду с применением тонкопленочной специальной мембраны. Она функционирует по заимствованному от матушки-природы принципу. Вода из водопроводной трубы проходит сквозь полупроницаемую мембрану, отторгающую даже мельчайшие частицы взвеси – размером около десятитысячной доли микрона и пропускающую только молекулы воды и кислорода, удаляя грязные составляющие в дренаж.

Разновидности

По способу подключения, а также по типу функционирования фильтры «обратный осмос» близки к проточным разновидностям, устанавливаемым «под мойку». Монтаж такой системы производится с подключение к водопроводу и канализации. Это можно достаточно легко реализовать под мойкой в кухонной мебели.

Существуют установки «обратный осмос», у которых после баков и постфильтров ставятся минерализаторы, насыщающие воду комплексом полезных солей. При выборе нужно обращать внимание и на наличие насоса, повышающего давление на входе. Если напор в водопроводной системе по показателю меньше трех атмосфер, то его существование на приборе «осмос обратный» актуально.

Кроме того, из-за существования на рынке большого количества производителей и моделей следует при покупке обращать внимание и на способы крепления, а также на фильтрующие элементы. Их необходимо соотнести с возможностями размещения, к примеру, на- или под мойкой. Габариты данного устройства тоже играют немаловажную роль.

Другим актуальным фактором, по которому стоит выбирать модель фильтра «осмос обратный», является количество ступеней, находящихся перед мембраной, а также их сопоставление с составом жидкости, поступающей из водопроводной системы.

www.syl.ru

Типы систем обратного осмоса

Модули обратного осмоса дают возможность проводить деминерализацию воды посредством пропускания ее через пленочную мембрану под определенным давлением. При этом через поры мембраны проходят молекулы чистой жидкости, а гидратированные солеобразующие ионы и ряд микроэлементов задерживаются.

Системы очистки воды, работающие на принципе обратного осмоса, отличаются по своей производительности, комплектации, размерам и другим характеристикам.

Конструкция установки обратного осмоса обычно зависит от:

• состава исходной воды;
• уровня содержания солей;
• состава мембранной группы.

Компоновочное решение определяется способом организации мембранных элементов.

Установки малой производительности выдают до 5 куб.м. очищенной воды в час. В устройствах такого типа мембранные элементы устанавливают в единый корпус. Это дает возможность сделать систему дешевой и простой в эксплуатации. Применяют вертикальную и горизонтальную компоновку мембранных элементов.

Установки средней производительности состоят из двух корпусов, которые подключают параллельно. Такая конструкция позволяет повысить выход очищенной воды. Устройства средней производительности вполне могут работать с морской водой. Чаще всего здесь применяется горизонтальная компоновка элементов.

Системы высокой производительности имеют более сложное устройство. В них концентрат подают на дополнительную мембранную группу, что позволяет обеспечить максимальный выход чистой воды, снижает общее потребление энергии. Однако высокая нагрузка на дополнительные мембраны вынуждает принимать меры по их дополнительной промывке. Аппаратная часть подобных систем отличается сложностью.

Устройство установки обратного осмоса

Система обратного осмоса обычно включает в себя:

• опорную конструкцию;
• фильтр тонкой очистки;
• насос высокого давления;
• мембранные элементы;
• систему промывки мембран;
• пульт управления.

Установка обратного осмоса собирается на несущей раме, которая во многом определяет внешний вид приспособления. От типа опорной конструкции зависит также жесткость системы, ее прочность и надежность. Рациональная компоновка дает возможность сделать установку удобной в эксплуатации, ремонте и обслуживании.

Наилучшими характеристиками обладают рамы из алюминиевого профиля и нержавеющей стали. Реже применяются окрашенные металлические конструкции. Наиболее совершенные установки оборудуют колесными опорами, которые можно регулировать по высоте.

На такой металлической основе монтируют насос, группу мембран, фильтр, запорный клапан, реле давления и обратный клапан, необходимый для промывки мембран. Приборы контроля и управления устройством ставят на передней панели рамы.

Модуль установки обратного осмоса выполнен из отдельных агрегатов и приспособлен для подключения его к трубопроводу и слива в канализационную систему. Система управления установкой рассчитана на использование в линиях трехфазного переменного тока.

Принцип действия установки обратного осмоса

Осмос является основой обмена веществ живых организмов. Он служит для введения в клетку питательных элементов и выведения шлаков. Если разделить два соляных раствора полупроницаемой мембраной, она станет пропускать молекулы одного размера, но превратится в барьер для веществ, молекулы которых имеют больший размер. По этой причине молекулы растворенных в воде солей не могут проникнуть через такую мембрану.

Представьте, что по обе стороны от мембраны имеются растворы, содержащие соли разной концентрации. Молекулы воды при этом будут перемещаться из раствора со слабой концентрацией в более концентрированный раствор. Проникновение воды через полупроницаемую стенку идет даже тогда, когда внешнее давление одинаково действует на оба раствора. Сила, под действием которой жидкость проникает сквозь мембрану, называется осмотическим давлением.

Когда на более концентрированный раствор действует внешнее давление, которое выше осмотического, молекулы жидкости станут двигаться через мембрану в обратном направлении, то есть из более концентрированного раствора в раствор с меньшей концентрацией солей. Вот этот процесс и именуют обратным осмосом.

При обратном осмосе вода и растворенные в ней микроэлементы разделяются на уровне молекул. С одной стороны от полупроницаемой мембраны концентрируется очень чистая вода, а загрязняющие жидкость вещества остаются с другой стороны. Отверстия в мембране очень малы, поэтому сквозь них могут пройти лишь молекулы воды. Обратный осмос гарантирует такую высокую степень очистки, которой невозможно достичь методами фильтрации механических частиц и адсорбции посредством активированного угля.

Факторы, влияющие на работу системы обратного осмоса

Условия, от которых зависит эффективность обратного осмоса:

• давление;
• температура;
• уровень кислотности;
• материал, из которого выполнена мембрана;
• химический состав исходной воды.

Эффективнее всего отделяются в процессе обратного осмоса неорганические вещества. Для лучших типов мембран степень очистки от таких веществ составляет 90-98%. Однако мембраны неплохо справляются и с органическими веществами. Поскольку вирусы и бактерии имеют значительные размеры, их проникновение через мембранные элементы исключено. А вот растворенный в воде кислород и некоторые газы, определяющие вкус воды, мембрана пропускает.

Особенности систем очистки

В реальности самая лучшая мембрана не может задержать все растворенные в воде посторонние вещества. В ничтожно малых количествах они проникают через препятствие. Качество очистки можно улучшить за счет повышения давления на входе.

В результате очистки жидкости концентрация солей при входе растет, что ведет к загрязнению мембраны. При воздействии на мембрану крупных посторонних взвесей мелкие поры также засоряются. Чтобы предотвратить это нежелательное явление, вдоль мембраны создают принудительный поток воды, который смывает соли в дренажную систему.

Чтобы избежать выхода мембраны из строя, в систему включают несколько дополнительных фильтров, в которых жидкость проходит определенную подготовку к завершающей очистке.

На первом этапе вода из внешнего источника подается на фильтры предварительной очистки. После этого происходит процесс обратного осмоса. Очищенная жидкость поступает в специальный накопительный резервуар, а концентрат, в котором содержатся отфильтрованные частицы, уходит в канализацию. Очищенная вода через дополнительное приспособление подается на кран с чистой водой.

Эксплуатация систем очистки воды

Систему фильтров и мембрану приходится время от времени заменять. Определить, что эти элементы системы очистки нуждаются в замене, можно при помощи специального электронного прибора, замеряющего уровень солей в жидкости. Если количество примесей в воде превышает 20 мг/л, рекомендуется заменить мембрану.

Мембрана – самый дорогостоящий элемент системы очистки. По своей конструкции она представляет собой материал с очень мелкими порами, который скручен в несколько слоев вокруг пластикового элемента, имеющего перфорацию. При помощи уплотнительных колец к мембране крепится защитный чехол. Поступая внутрь мембраны, вода проходит через наполнитель, а вот загрязнения этот барьер преодолеть не могут. Соли и другие посторонние включения выводятся с противоположного конца мембранного блока и передаются на утилизацию.

Обычно мембрану меняют раз в два-три года. Этот срок определяется следующими факторами:

• давлением в водопроводной системе;
• количеством загрязнений;
• температурой очищаемой воды.

Бывают случаи, когда мембрана служит до пяти лет; иногда же ее приходится менять уже через год усиленной эксплуатации. Использование механических и угольных фильтров предварительной очистки дает возможность повысить срок службы мембраны. Угольный и механический фильтры в системе обратного осмоса требуют замены примерно через полгода.

В целом уровень очистки посредством системы обратного осмоса приближает воду к дистиллированной. Чтобы улучшить вкус очищенной воды, ее иногда дополнительно пропускают через минерализатор или биокерамический картридж, полезным образом меняющий структуру воды. Однако вода полностью пригодна для употребления в пищу и после прохождения через мембрану. Кипятить ее для питья нет необходимости.

До некоторых пор системы обратного осмоса применялись только в промышленности, в оздоровительных учреждениях, на предприятиях общественного питания. Растущие требования к качеству питьевой воды сделали обратный осмос популярным способом очистки воды и в быту.

www.kakprosto.ru

Принцип работы обратного осмоса

Возможности полупроницаемых мембран отделять компоненты различных растворов были известны еще в Древней Греции. Уже в то время данную особенность использовали для опреснения воды из морей. Для этого создавали условия, при которых морская вода проходила сквозь стенки емкостей из воска.

Первые современные опреснительные установки, использующие принцип действия обратного осмоса, появились около 55 лет назад. Дальнейшие разработки в этой области привели к тому, что подобное оборудование стало применяться не только в промышленных, но и в бытовых целях. Современная бытовая система обратного осмоса, принцип работы которой основан на мембранной технологии, позволяет обеспечивать высочайший уровень очистки и получать экологически чистую питьевую воду. Характеристики очищенной таким способом воды сравнимы с водой, образующейся в результате таяния вековых ледников.

Новейшие фильтрационные устройства, использующие принцип обратного осмоса, могут подключаться непосредственно к водопроводной сети, при этом все отделенные примеси сразу отправляются в канализацию.

Принцип работы фильтра обратного осмоса, реализованный в системах водоочистки, предполагает следующую последовательность этапов:

• Предварительная подготовка воды.

• Прохождение предварительно очищенной воды через обратную мембрану.

• Поступление очищенной воды в емкость-накопитель.

• Финишная доочистка.

• Подача чистой воды по отдельному крану.

Первый этап предочистки особенно значим. Наиболее дорогостоящим компонентом такой системы является мембрана обратного осмоса. Это сменная деталь, эксплуатационный срок которой зависит от степени загрязненности очищаемой воды. Принцип предварительной подготовки воды основан на использовании 3-х фильтрующих элементов. Вначале пятимикронный фильтр из полипропилена производит удаление песка, ржавчины и нерастворимых частиц, размер которых превышает 5 мк. После этого, с помощью угольного фильтрационного элемента вода очищается от хлористых соединений, углеводородов, пестицидов, тяжелых металлов и других элементов. На завершающем этапе водоподготовки работает механический фильтр, способный задерживать частички размером до 1 мк.

Второй этап предполагает очистку воды, основанную на принципе разных давлений. Очистка осуществляется в результате прохождения воды через мембрану или систему синтетических мембран с порами, размер которых не превышает 0,0001 мк. Через поры такого размера может проникать только молекула воды. Мембраны разделяют водный поток на две части:

• очищенная вода, которая подается в накопитель;

• плотный раствор, который сливается в канализацию.

Принцип действия фильтра обратного осмоса позволяет получать не только кристально чистую, но еще и вкусную воду. Это обусловлено способностью фильтра пропускать молекулы кислорода и других газообразных веществ, растворимых в воде и определяющих ее вкусовые характеристики.

Принцип работы системы обратного осмоса предполагает определенные временные затраты, а, следовательно, производительность таких установок весьма ограничена. Для изменения скорости, с которой молекулы воды проходят мембрану, необходимо менять давление потока воды, ее температуру, а также размер пор полупроницаемой мембраны. Современные бытовые фильтры обратного осмоса оснащают мембранами, позволяющими осуществлять фильтрацию 150-300 литров воды за 24 часа.

Третий этап – накопление воды в баке. Размер емкости у разных фильтров, работающих по принципу обратного осмоса, может быть от 4 до 12 л. При расходовании некоторого объема чистой воды из накопителя, система восполняет ее запасы. Баки для сбора чистой воды производят из эмалированной стали высокого качества. Для создания необходимого давления, обеспечивающего слив воды, накопители делят на две камеры с помощью мембраны из силикона. В одну из камер подается очищенная вода, а в другой находится сжатый воздух. Для регулировки давления в камере с воздухом присутствует специальный ниппель. В камере для чистой воды предусмотрено отверстие с резьбовым соединением для установки крана.

Четвертый этап – окончательная очистка через постфильтр. Обеспечивает полную очистку воды, которая уже может использоваться для питья.

Пятый этап – разлив через кран очищенной питьевой воды. Для разлива чистой воды используется отдельный кран, который может устанавливаться на кухонной мойке или врезаться в столешницу.

В качестве дополнительной комплектации фильтра обратного осмоса может выступать минерализирующий картридж, который восстанавливает природную формулу воды, добавляя в нее полезные минералы.

Минерализатор наполнит очищенную воду калием, магнием, натрием, кальцием и другими компонентами. Кальций нужен для работы сердца, для нервно-мышечной системы, для зубов и костей. Для нормального протекания около трехсот биохимических процессов в нашем организме необходимо наличие магния, который защищает от атеросклероза, почечных камней и раковых опухолей. Натрий отвечает за регуляцию pH в крови и т.д.

Система обратного осмоса использует биокерамические картриджи, которые восстанавливают естественный водный баланс. Они содержат капсулы из запеченной глины с турмалином (минерал, излучающий длинные волны в инфракрасном диапазоне). Излучение турмалина сходно с той частью солнечного излучения, которая передает энергию. Под его воздействием формируется правильная форма молекул Н2О. Такое излучение получило название «Far Infrared Radiation» – «Луч жизни». Чтобы эффективно использовать принцип работы обратного осмоса, фильтры для воды дополняют специальным блоком, активизирующим соматические клетки. Полученная после такой обработки вода улучшает кровообращение и стимулирует обмен веществ. Основные последствия обработки этими лучами заключаются в активации воды, поступающей в организм человека, расщеплении жиров, выводе токсинов, повышении качественного уровня деятельности ЦНС и понижении кислотности.

Принцип работы мембраны обратного осмоса

1.    В зависимости от способа изготовления различают следующие мембраны для фильтров обратного осмоса:

• Полимерные сплавы сухой, мокрой и сухо-мокрой формовки.

• Полиэлектролитные комплексы.

• Изготовленные по принципу выщелачивания полимеров.

• Мембраны, поры которых образованы с использованием ядерных частиц.

2.    В зависимости от принципа действия и особенностей материала мембраны бывают:

• монолитными;

• пористыми.

В отдельную группу выделяют мембраны, изготовленные по принципу асимметрии. У таких изделий поверхностные слои имеют более высокую плотность по сравнению с общей массой. Качественные параметры мембран обратного осмоса классифицируются по следующим критериям:

• показатель проницаемости – объем водного раствора, который пропускает мембрана в определенный промежуток времени;

• разделяющие характеристики;

• удельный показатель производительности;

• устойчивость к воздействию кислот и щелочей (определяет срок службы при опреснении воды по принципу обратного осмоса).

В разрезе устойчивости мембраны к кислой и щелочной средам следует отметить, что к работе в таких условиях совершенно не пригодны образцы из ацетатной целлюлозы. Наиболее надежными являются изделия, выполненные на основе полисульфата и полиамида.

При выборе мембран для фильтров, работающих по принципу обратного осмоса, особое внимание уделяется стабильности их характеристик, которая и определяет надежность работы фильтрационного оборудования.

Изменение характеристик мембран может происходить в результате скачков давления, температурных перепадов либо при критичной закупорке пор компонентами очищаемой воды. Засорение мембраны сопровождается образованием солевого слоя, замедляющего прохождение водного раствора. Кроме того, закупорка мембран может быть вызвана коррозионными процессами. Снижение качественных характеристик мембраны в конечном итоге приводит к выходу из строя фильтра обратного осмоса.

На ионообменные характеристики мембран полупроницаемого вида влияет показатель pH. Он меняет размерные параметры коллоидных частиц, из которых состоит мембрана, путем их растворения или коагуляции. В конечном итоге это замедляет прохождение воды через фильтр, так как высокий уровень pH провоцирует формирование отложений (сульфатно-карбонатных) на поверхности мембраны. По этой причине оборудование, работающее на основе принципа обратного осмоса, редко используется для опреснения морской воды. Оно эффективно для растворов с меньшим содержанием солей. Оборудование обратного осмоса используется только для начальной обработки морской воды, а ее окончательная очистка выполняется фильтрами другого типа.

Принцип обратного осмоса с помпой

Для очистки воды с высоким содержанием вредных солей или в условиях, когда ее давление на входе менее 2,5 атм, необходима комплектация системы помпой. Принцип работы фильтра обратного осмоса с помпой состоит в увеличении напора воды, что приводит к повышению производительности фильтрационной станции. Это оборудование актуально для домов старой постройки, квартир на верхних этажах и так далее.

Насосы, используемые для комплектации таких фильтров, работают совершенно бесшумно и потребляют минимум электроэнергии. В комплектацию фильтра c помпой входит монтажный набор, автоматическая защита от работы без воды, блок питания 24В, датчик давления, крепежная пластина. Самым эффективным вариантом фильтра обратного осмоса является пятиступенчатая модель с помпой. Назначение ступеней таких моделей:

• 1-я ступень производит удаление механических частиц размером от 15 до 30 мк с помощью картриджа предварительной очистки из полипропилена;

• 2-я ступень удаляет из воды хлористые соединения и другие органические примеси с помощью картриджа GAC (активированный уголь в гранулах), улучшающего вкус воды;

• 3-я ступень выполняет доочистку от механических частиц, размер которых находится в пределах 1-5 мк, и хлористых соединений с помощью CBC-CarbonBlock картриджа (спрессованный активированный уголь);

• 4-я ступень выполняет очистку воды по принципу обратного осмоса;

• 5-я ступень осуществляет завершающий этап очистки с помощью угольного картриджа in line, в котором содержится активированный уголь в гранулах.

В комплект поставки 5-тиступенчатого фильтра обратного осмоса входит мембрана, картриджи, накопительный бак, кран для подачи очищенной воды, крепежная арматура и помпа. Управляется помпа с помощью датчиков включения/выключения при изменении давления в системе. Кроме того, в комплекте идет датчик аварийного отключения насоса без воды, а также датчик контроля наполнения емкости.

Установка обратного осмоса: принцип работы

Вам поможет более наглядно рассмотреть принцип работы обратного осмоса видео, которое демонстрирует особенности самостоятельной установки такой системы в домашних условиях:

В конце статьи, по традиции, пришло время подвести итоги. Мы рассказали вам, что такое системы обратного осмоса, описали принцип их работы. И теперь остановимся на том, где же купить эти самые системы водоочистки. Представляем вашему вниманию компанию Biokit, которая в режиме онлайн предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

biokit.ru

Современная водопроводная вода является средой, в которой содержатся не только растворенные минеральные вещества и вредные неорганические примеси, но и болезнетворные микроорганизмы, являющиеся причиной вспышек инфекционных заболеваний. Чтобы предотвратить отравления и распространение инфекционных болезней, имеющих водный путь передачи, в быту и в промышленных условиях используются фильтрующие установки, которые, несмотря на возлагаемые на них надежды, не всегда справляются с поставленной задачей максимально эффективно. В связи с этим, возникла необходимость изобретения специализированных фильтрующих установок, которые могли бы использоваться для эффективного удаления вредных примесей из воды, с чем ученые справились весьма успешно, разработав проект системы очистки воды с обратным осмосом. В связи с тем, что очистка воды методом обратного осмоса является наиболее перспективным и надежным способом подготовки питьевой воды, в настоящей статье мы рассмотрим основные эксплуатационные характеристики подобных систем и подробную методику их установки.

Содержание

1. Осмос и обратный осмос: краткая характеристика понятий
2. Очистка воды обратным осмосом:  принцип функционирования мембранных систем
3. Строение фильтрационной мембраны и ее функции
4. Основные комплектующие обратноосмотических установок
5. Процесс очистки воды методом обратного осмоса
6. Преимущества фильтров обратного осмоса
7. Системы обратного осмоса своими руками: рекомендации специалистов
8. Как установить систему обратного осмоса? Основные положения
9. Как продлить эксплуатационный срок системы? Замена картриджей

 

Осмос и обратный осмос: краткая характеристика понятий

Осмос – явление, лежащее в основе обмена веществ всех живых организмов и подразумевающее поступление питательных веществ в клетку, и выведение из нее метаболитов. Реализация этих процессов осуществляется через полупроницаемую мембрану, пропускающие молекулы одних веществ и препятствующие прохождению других.  Если по разные стороны полупроницаемой мембраны, которая способна пропускать только молекулы воды, находятся солевые растворы с различной концентрацией, закономерно ожидать выравнивания концентрации, которое приведет к перемещению молекул воды из  менее концентрированного раствора  в сторону раствора с большей концентрацией. Движущей силой в данном случае является осмотическое давление.

Обратный осмос – понятие, имеющее место в том случае, когда на раствор с большей концентрацией воздействуют внешним давлением, величина которого превышает осмотическое. В этом случае происходит перемещение молекул воды в обратном направлении, то есть от более концентрированного раствора в сторону раствора с меньшей концентрацией. Таким образом, избыточное давление, величина которого превышает величину осмотического, «заставляет» молекулы воды диффундировать через мембрану в обратном направлении, противоположном прямому осмосу.

Очистка воды обратным осмосом:  принцип функционирования мембранных систем

Способ очистки воды, в основе которого лежит процесс обратного осмоса, применяется с начала 60-х годов прошлого столетия в качестве основной методики опреснения морской воды. На сегодняшний день с использованием подобных установок в сутки производится сотни тысяч тонн бутилированной питьевой воды, эффективность очистки которой не подвергается сомнению. Вкратце фильтры обратного осмоса можно охарактеризовать следующим образом: они представляют собой устройства, в основе которых используется инновационная технология очистки воды. Если не вдаваться в подробности и отбросить все технологические нюансы, то фильтрация воды в них осуществляется благодаря наличию специальной мембраны, предназначенной для удаления примесей, находящихся в воде в растворенном состоянии. Используя технологию очистки воды обратным осмосом, вы сможете произвести очистку воды от частиц, размеры которых не превышают 0,001-0,0001 мкм. В указанный диапазон входит большинство примесей, которые можно встретить в воде: соли жесткости, красители, малые молекулы, ионы натрия, сульфаты и нитраты. Если перед непосредственным применением установок обратного осмоса использовать дополнительные ступени очистки, такие как микро-, ультра- и нанофильтрация, а также механическая очистка, эффективность очистки с помощью обратноосмотических установок в разы повысится.

Обратный осмос фото

В основе работы систем обратного осмоса лежат баромембранные технологии, в соответствии с которыми движущей силой процесса является разница давлений, создаваемая по обе стороны полупроницаемой мембраны. Она изготавливается из пористых материалов, таких как полиамидные или ацетат целлюлозные пленки, а также полые волокна. С точки зрения конструктивных особенностей, различают два типа фильтрующих элементов:

• Половолоконные;
• Рулонные.

Важно! В системах водоподготовки наиболее распространенными являются обратноосмотические элементы рулонного типа, состоящие из двух полупроницаемых мембран и слоя гибких элементов ленточного типа, которые навиваются на центральную перфорированную водосборную трубку. Исходная вода, подвергаемая очистке, поступает в рулонный модуль и за счет особенностей его строения она разделяется на два потока:

• Пермеат — очищенная и обессоленная вода, прошедшая сквозь мембрану;
• Концентрат – вода, характеризующаяся высоким содержанием примесей, не прошедших через мембранные поры.

Строение фильтрационной мембраны и ее функции

Фильтрационная мембрана представляет собой композитный полимер, характеризующийся неравномерной плотностью и состоящий из двух слоев, которые неразрывно соединены между собой. Толщина наружного слоя составляет 0,00001 дюйма. Он выполняет барьерную функцию и лежит на менее плотном слое толщиной 0,005 дюймов. Мембрана обратного осмоса является фильтрующим элементом, отвечающим всем требованиям, в связи с этим, теоретически, в воде, пропущенной через мембрану, независимо от исходной концентрации минеральных веществ в воде, не должно присутствовать примесей вообще. Фактически, в воде, пропущенной через фильтр, присутствует незначительное количество минеральных примесей в концентрации 6-7 мг/л, что также соответствует санитарным требованиям, предъявляемым к питьевой воде.

Основная функция фильтрующей мембраны, как видно из названия – фильтрация, которая осуществляется через поры материала. В воде, прошедшей через фильтровальную мембрану, содержаться низкомолекулярные соединения и ионы, меньшие по размерам, чем молекулы воды. Остальные примеси, присутствующие в воде, такие как вирусы, отдельные молекулы, а также растворенные соли и ионы металлов задерживаются.

В процессе функционирования обратноосмотической установки поверхность и поры полупроницаемой мембраны постепенно загрязняются, что отрицательно сказывается на производительности установки. Для восстановления первоначальных эксплуатационных характеристик устройства необходимо произвести промывку аппарата, также называемую циклом регенерации. Наиболее распространенным способом очистки поверхности мембраны является обратная промывка потоком воды или продувка сжатым воздухом.

Важно! Для увеличения временного интервала между прочистками устройства специалисты рекомендуют добавлять в поток сточной воды химические реагенты, предотвращающие образование осадка. Наиболее часто используемыми реагентами является серная кислота и/или ингибитор, которые добавляются в воду после ее прохождения через блок предварительной очистки.

Основные комплектующие обратноосмотических установок

Состав установок очистки воды обратного осмоса достаточно вариабелен и зависит от состава воды, подвергаемой очистке, и условий, в которых осуществляется данный процесс. Однако существует стандартная базовая комплектация, включающая следующие функциональные элементы:

• Фильтр предварительной очистки, предназначенный для предварительной подготовки воды, в процессе которой удаляются твердые частицы размером до 5 мкм;
• Фильтрующий блок, предназначенный для монтажа мембранных модулей, которые принимают непосредственное участие в фильтрации воды;
• Насосное оборудование, иными словами насос для обратного осмоса, создающий необходимую разницу давления, обеспечивающую обратный ток жидкости;
• Обвязка установки;
• Регулирующие и контрольно-измерительные инструменты, обеспечивающие контроль и автоматическое управление обратноосмотической установкой;
• Промывной блок, предназначенный для того, чтобы в нужный момент обеспечить промывку мембранной поверхности с целью повышения производительности установки.

Дополнительные картриджи, выполняющие второстепенные функции и устанавливаемые в систему для улучшения качественных характеристик воды:

• Минерализатор, благодаря использованию которого вода, подвергаемая очистке, насыщается минералами и солями, необходимыми для поддержания нормального солевого баланса в организме. Кроме того, вода, прошедшая через фильтры для очистки воды обратного осмоса, характеризуется более высоким уровнем pH;
• Ионизатор, предназначенный для ионизации воды и удаления негативных ионов. Вода, прошедшая через фильтры с ионизаторами, характеризуется более легким усвоением в организме человека, способствует наиболее оптимальной регуляции уровня pH, а также удалению токсинов из организма;
• Биокерамический картридж, восстанавливающий природную структуру воды. Употребление воды, прошедшей через обратноосмотическую установку с биокерамическим картриджем, способствует очищению организма, выведению токсинов и замедляет окисление свободных радикалов;
• Умягчающий картридж, установив который, вы получите воду, очищенную от ионов кальция, отвечающего за жесткость воды.

Важно! Если вы пользуетесь обратноосмотической установкой с дополнительным картриджем, необходимо позаботиться о том, чтобы в ней был установлен сдвоенный кран, предназначенный для воды, прошедшей дополнительную очистку, и воды, прошедшей только через фильтр обратного осмоса.

Процесс очистки воды методом обратного осмоса

Классическая схема очистки воды с использованием обратноосмотической установки является пятиступенчатой, и включает в себя последовательность этапов, соблюдение которой признано основным залогом эффективной очистки воды. Принцип работы современных обратноосмотических установок основан на прохождении воды, прошедшей предварительную механическую очистку, через полупроницаемую мембрану, характеризующуюся наличием микроскопических пор, задерживающих загрязнения, которые впоследствии смываются потоком воды в канализационную систему. Предварительная механическая очистка является первой и необходимой ступенью очистки воды, так как наиболее крупные частицы, попадая в поры фильтрационной мембраны, могут забить их, что снизит эксплуатационные характеристики обратноосмотической установки, или вовсе выведет ее из строя.

Ступень предварительной очистки подразумевает прохождение воды через фильтр, включающий в себя систему картриджей, и состоит из нескольких этапов, которые будут перечислены ниже:

• Фильтр грубой очистки, задерживающий механические частицы крупных размеров (песок и ржавчину);
• Угольный блок, предназначенный для очистки воды от нефтепродуктов, фенолов, хлора и тяжелых металлов;
• Фильтр тонкой очистки – этап, в процессе которого происходит завершающая доочистка воды, подразумевающая удаление частиц размером меньше 1 микрона.

• На четвертой стадии очистки вода непосредственно проходит через обратноосмотическую мембрану. На данном этапе происходит фильтрация воды через поры мембраны, размер которых способствует удалению из воды бактерий и других «мелкокалиберных» примесей;
• После того, как произошла фильтрация воды через поры обратноосмотической мембраны, она накапливается в герметичной емкости, изготовленной из металла или пластика, разделенной  резиновой мембраной. С одной стороны от мембраны происходит закачивание воздуха в емкость, с другой стороны поступает вода.
• После открытия крана происходит выталкивание воды из бака, после чего она проходит через пятую ступень очистки – угольный фильтр. Пройдя пятиступенчатую очистку, вода становится полностью готовой к употреблению, отличается приятным вкусом и запахом.

Важно! Единственный недостаток обратноосмотических установок – длительность очистки, обусловленная их невысокой производительностью.

Преимущества фильтров обратного осмоса

• Наиболее высокий уровень очистки воды по сравнению с другими фильтрационными установками;
• Отсутствие необходимости использования дополнительных реагентов в процессе эксплуатации обратноосмотических установок;
• Обратноосмотические установки характеризуются компактной схемой размещения оборудования, входящего в их комплект;
• В продаже можно найти множество моделей фильтров обратного осмоса, характеризующихся различной производительностью и широким набором эксплуатационных характеристик, что позволяет их использовать как в бытовых, так и в коммерческих целях;
• Легкость использования и нетребовательность в процессе эксплуатации;
• Автоматизированная работа установки – еще одно преимущество фильтров обратного осмоса;
• Конструктивные особенности подобных установок также находятся на высшем уровне. Их отличительной особенностью является модульная система, благодаря которой вы получаете возможность увеличить производительность установки со стандартной комплектацией за счет встраивания дополнительных фильтрующих картриджей;
• Трубопроводная обвязка и арматура обратноосмотических установок изготавливается из материалов, устойчивых к коррозии, что также положительно сказывается на их эксплуатационных характеристиках.

Системы обратного осмоса своими руками: рекомендации специалистов

• Прежде чем перейти к закупке всех составляющих элементов для монтажа обратноосотической установки, необходимо определить давление воды в трубе. Если оно не превышает 2,5 бара, необходимо приобрести насос, повышающий давление.
• Помимо этого, важно рассчитать количество воды, которое потребуется вам в сутки. Необходимо помнить, что производительность мембраны, которая может очистить от 50 до 100 галлонов  воды в сутки, определяет производительность всей системы.
• Для оптимального подбора всех фильтров и дополнительно встраиваемых картриджей, рекомендуется произвести предварительный анализ воды, а именно ее минерального состава. Стандартная обратноосмотическая установка включает в себя три фильтра предварительной очистки, однако, в случае высокого качества воды и ее оптимальных органолептических характеристик, их количество может быть уменьшено до двух.
• Помимо вышеперечисленных элементов, необходимо приобрести ограничитель потока воды, представляющий собой трубку с калиброванным отверстием и пластиковой вставкой, которая предназначена для выброса потока воды в канализационную систему.

Чтобы правильно подобрать ограничитель потока, необходимо учитывать производительность мембраны:

• Для мембраны, которая может очистить 50 галлонов воды, потребуется ограничитель потока 300;
• Для мембраны, очищающей 75 галлонов воды – ограничитель потока 450;
• Для мембраны, очищающей 100 галлонов воды – ограничитель потока 550.
• Для увеличения производительности системы перед фильтром предварительной очистки рекомендуется установить редуктор.
• В процессе установки фильтров обратного осмоса все компоненты системы необходимо соединять с помощью пластиковых трубок в правильной последовательности, а для герметизации соединений использовать ФУМ-ленту и паклю с герметиком.

В процессе сборки обратноосмотических установок вам потребуется следующие материалы:

Мембрана и корпус для нее;

Система фильтров: механические фильтры, угольный фильтр, а также дополнительные фильтры;

• Накопительный бак;
• Насос для обратного осмоса;
• Ограничитель потока;
• Манометр для измерения водного давления;
• Счетчик холодной воды;
• Редуктор;
• Кран;
• Доска для крепления фильтров;
• Два метра трубы небольшого диаметра;
• Дренажный хомут на шланг в канализацию;
• ФУМ-лента и пакля.

Как установить систему обратного осмоса? Основные положения

• Связи с тем, что существует несколько способов установки фильтров обратного осмоса, в первую очередь, из всех существующих вариантов необходимо выбрать наиболее подходящий для эксплуатации в домашних условиях. Наиболее распространенным вариантом является установка и подключение обратного осмоса под раковиной.
• Монтаж системы может осуществляться как вертикально, так и горизонтально. Если при размещении накопительного бака вам пришлось столкнуться с нехваткой места под раковиной, его можно расположить в кухонном шкафу или в положении на боку, что никак не отразится на функционировании установки.
• Кроме того, конечный выход воды необходимо подключить  к отдельному крану, который необходимо установить в непосредственной близости к раковине или подключить к какому-то устройству, например, к кофеварке.

Важно! Фильтры со встроенной мембраной и дополнительными картриджами необходимо  располагать таким образом, чтобы в процессе эксплуатации к ним был обеспечен удобный доступ для замены картриджей.

• Чтобы обеспечить выведение воды в систему обратного осмоса, в трубу с холодной водой необходимо врезать тройник.

Важно! В случае возникновения необходимости в установке подкачивающей помпы, ее необходимо размещать таким образом, чтобы она располагалась перед обратноосмотической полупроницаемой мембраной, но после фильтров предварительной очистки. Подобное размещение мембраны продлевает эксплуатационный срок насоса, так как он не засоряется водопроводной грязью.

• В связи с тем питание помпы осуществляется от электросети, во избежание протечек и дальнейшего замыкания необходимо тщательно загерметизировать все стыки.
• Кроме того, необходимо позаботиться об установке перепускного четырехвходового клапана, предназначенного для перекрытия подачи воды в случае переполнения накопительного бака. На один вход клапана осуществляется подача воды, прошедшей через механический фильтр, с другого – осуществляется подача воды на обратноосмотическую мембрану.
• Подключение остальных разъемов осуществляется в разрыв между накопительным баком и мембраной. В случае монтажа системы, в которой отсутствует накопительный бак, оба разъема направлены в канализационную систему.
• Чтобы осуществить установку крана питьевой воды на раковину, необходимо подготовить фиксаторы труб и крепежные гайки. Если соответствующее отверстие под кран отсутствует, его необходимо вырезать, используя дрель и сверло с алмазным напылением.

Важно! Устанавливая фильтр, необходимо осуществить монтаж хомута на сточную трубу, который должен располагаться выше гидравлического затвора.

• После того, как вы завершили установку, осуществите промывку системы, спустив некоторое количество отфильтрованной воды. Чтобы произвести данную манипуляцию, необходимо закрыть вентиль в бак, и некоторые время держать кран открытым. Выполнив это условие, закройте кран и откройте бак. После того, как он заполнится, всю воду необходимо спустить в канализацию. Если вы осуществите все вышеперечисленные рекомендации, можете быть уверены в надлежащем качестве воды, прошедшей фильтрацию.

Как продлить эксплуатационный срок системы? Замена картриджей

• В процессе очистки воды в домашних условиях важно поддерживать надлежащее состояние обратноосмотических установок, вовремя производя замену расходных материалов.
• С учетом количества очищенной воды, количество которой можно отследить по показаниям счетчика, замену механических и угольных фильтров необходимо осуществлять не реже одного раза в 3-6 месяцев;
• Срок службы обратноосмотической мембраны также вариабелен и, завися от количества, температуры и качества воды, колеблется от 1 до 5 лет.

О необходимости замены мембраны можно судить по следующим сигналам:

• Снижение давления в системе;
• Ухудшение качественных характеристик воды, прошедшей фильтрацию;
• Появление осадка в мембране.

Важно! Если система очистки не эксплуатировалась в течение недели, мембрана подлежит обязательной дезинфекции.

strport.ru