Таким образом, системы обратного осмоса представляют собой серию устройств, которые обеспечивают возможность получения высокоочищенной питьевой воды. До сих пор такие системы использовались в основном в промышленности и в заведениях общественного питания.
Как работает обратный осмос: принцип действия устройств тонкой очистки воды
Сравнительно недавно появился новый вариант систем очистки воды для домашних хозяйств: обратный осмос. Этот набор фильтров и специальных мембран стоит дороже, но может конкурировать практически с любым аналоговым продуктом.
Какой смысл иметь такую роскошь? Чтобы это выяснить, необходимо знать, как работает обратный осмос, и сравнить затраты и преимущества. С нашей помощью процесс ознакомления с передовыми системами лечения будет более быстрым и эффективным.
Мы собрали и систематизировали полезную и достоверную информацию о мембранной обработке воды. К текстовому материалу добавлены рисунки, иллюстрации и видео, а также включены рекомендации для потенциальных покупателей для лучшего понимания.
Работа установки обратного осмоса
Процесс осмоса использует свойство воды выравнивать уровень примесей в растворе, разделенном мембраной. Отверстия в этих мембранах настолько малы, что через них могут проходить только молекулы воды.
Если увеличить концентрацию примесей с одной стороны такой гипотетической емкости, вода начнет вытекать через нее до тех пор, пока плотность жидкости в обеих емкостях не станет одинаковой.
Обратный осмос дает прямо противоположный результат. В этом случае мембрана используется не для выравнивания плотности жидкости, а для сбора чистой воды на одной стороне мембраны и раствора, насыщенного примесями, на другой. Поэтому этот процесс называется обратным осмосом.
Системы очистки питьевой воды методом обратного осмоса используются на нескольких этапах очистки.
Модули очистных сооружений расположены в точно определенной последовательности, что обеспечивает повышение степени очистки по мере перехода воды из одной колбы в другую.
Из водопровода вода поступает в фильтр грубой очистки, который задерживает частицы размером до 5 мкм, проходит через угольный модуль и снова очищается фильтром тонкой очистки до 1 мкм.
После предварительной очистки в первых трех фильтрах вода поступает в мембранный модуль, который удаляет частицы, микроорганизмы и вирусы размером до 1 микрона.
После прохождения через мембранный фильтр вода попадает в постфильтр, заполненный активированным углем. Здесь она приобретает привычный вкус и запах чистой воды.
В дополнение к фильтру с активированным углем система водоподготовки может включать минерализатор, который обогащает воду, подготовленную в качестве питьевой, полезными микроэлементами
При сборке системы нельзя изменять положение модулей, указанное производителем системы
В районах, где местные водоканалы смягчают и деминерализуют воду, количество фильтров предварительной очистки в системе может быть уменьшено.
Эти химические особенности не будут представлять большого интереса для покупателей, особенно для тех, кто не очень хорошо знаком с наукой. Им достаточно понять, что в основе обратного осмоса лежит специальная мембрана с порами настолько маленькими, что через них не может пройти ни одно загрязнение в водопроводной воде, превышающее размер молекулы воды.
Однако молекулы воды не самые маленькие на земле, например, молекулы хлора гораздо меньше и могут проникать через мембрану. Мембране также противопоказан контакт с более крупными частицами. Его микроскопические поры быстро засоряются, и элемент необходимо немедленно заменить.
Эта диаграмма наглядно иллюстрирует пять этапов очистки воды с помощью систем обратного осмоса (предварительная очистка с помощью трех фильтров, мембрана и последующая очистка).
Таким образом, система обратного осмоса имеет три дополнительных фильтра для предварительной очистки воды. Мембрана разделяет частично очищенную воду на две неравные части. Примерно одна треть объема притока становится чистой водой и поступает в накопитель.
Еще две трети объема воды — это часть, в которой концентрируются загрязняющие вещества. Этот концентрат сбрасывается в дренажную канаву. Между баком и водопроводом обычно находится небольшая емкость. Здесь устанавливаются картриджи для улучшения качества воды, например, путем насыщения уже очищенной воды полезными минералами.
В комментариях к первому сравнению многие читатели спрашивали, почему мы не сравнили фильтры обратного осмоса. Ответ прост: они стоят 7-8 тысяч рублей за штуку. Я, конечно, энтузиаст, но не настолько, чтобы отдать такую большую сумму денег за интересный эксперимент или полезную статью.
Где применяется обратный осмос
Мембраны обратного осмоса в основном используются, например, в местах с очень высокими требованиями к качеству питьевой воды.
Для бытового использования такие системы также подходят из-за своей компактности (они предназначены только для бытового использования) и доступности оборудования. В промышленности эти системы используются для подачи горячей воды в муниципальные системы отопления. Фактически, вода опресняется при прохождении через мембраны обратного осмоса, что продлевает срок службы трубопроводов и различных видов оборудования.
Промышленные мембраны обратного осмоса
Как работает обратный осмос
Вкратце, принцип обратного осмоса заключается в том, что вода пропускается под давлением через специальный мембранный фильтр, пропускающий только молекулы воды, а затем через целую систему фильтров с различным наполнением. Вода движется в направлении, противоположном осмосу, отсюда и название. Чистящие средства (растворимые и нерастворимые в воде) удаляются через канализационную систему.
Создание системы обратного осмоса
Важно: Мембраны обратного осмоса не блокируются водорастворимыми веществами, но могут блокироваться крупными твердыми частицами. На всякий случай в цепь можно добавить аэратор, но остальную дезинфекцию система выполнит сама.
Система содержит непрерывный фильтр, который необходимо регулярно менять.
Давайте теперь разберем структуру этого устройства более подробно. Он состоит из следующих элементов
- Фильтр тонкой очистки, задерживающий в воде мелкие частицы, такие как песок и глина.
- Поточные картриджи из брикетов, гранулированного активированного угля или вспененного полипропилена, которые очищают воду от любых примесей.
- Мембраны обратного осмоса, которые отвечают за удаление из воды растворимых веществ.
При необходимости можно добавить следующие элементы
- Насосы, которые отвечают за создание оптимального рабочего давления в системе.
- Минерализатор: насыщает воду полезными минералами.
- Ультрафиолетовые лампы для уничтожения любых микроорганизмов в воде.
Производительность мембран обратного осмоса варьируется от модели к модели, но в среднем составляет от 150 до 250 литров. Этого достаточно для обеспечения питьевой водой большой семьи. Однако, поскольку вода потребляется бытовой техникой и на все большее количество других нужд, подключать прибор не имеет смысла, так как такое оборудование часто устанавливают прямо на кухне, пряча его в шкаф.
В комплекты обратного осмоса также входит накопительный бак.
Модель и производитель также скажут вам, как долго прослужит вся система. Здесь разница в производительности существенна: самые простые аппараты требуют замены фильтрующего элемента примерно через 4 000 литров воды, в то время как более дорогие аппараты рассчитаны на 15 000 литров.
Уже упоминалось, что нерастворимые вещества могут засорить мембранный фильтр — самую важную часть системы. Для предотвращения этого система оснащена фильтром предварительной очистки. Существует также заключительный фильтр. Первый засоряется быстро (5-6 месяцев, в зависимости от чистоты воды), а второй служит в среднем один год.
Слева направо: «Aqua for Morion в профиль», «Aqua for Morion анфас» (это не один из комплекта из двух частей, а два отдельных фильтра под разными углами) и «Барьер Профи Осмо100».
Для чего нужны фильтры с системой обратного осмоса
Системы обратного осмоса — это устройства, которые успешно удаляют растворенные минеральные соли. Очистка воды обратным осмосом удаляет из воды 90-98% неорганических соединений.
Мембраны фильтруют органические соединения, молекулы которых намного больше, чем молекулы минеральных солей. Соединения с молекулярной массой 150 Da и более удаляются из воды на 100%. Бактерии и вирусы вряд ли пройдут через фильтр. Исключение составляют картриджи с механически поврежденными мембранами. Чистая вода из правильно функционирующей установки не требует кипячения или применения дезинфицирующих средств.
Но что очищает обратный осмос? Все ли вещества задерживаются в мембране? Мембраны обратного осмоса позволяют свободно растворять двухатомные газы — кислород, азот и водород.
Общее содержание минеральных веществ 3-20 г/л, мутность ниже 5 ЭМП, перманганатная окисляемость 3 мгО2/л. Еще одним требованием многих производителей мембран к исходной воде является отсутствие сильных окислителей (свободного хлора, озона) и двухвалентного железа.
Что такое обратный осмос?
Обратный осмос — это процесс получения чистой питьевой воды или водопроводной воды. Мембранные системы обратного осмоса используются в
- Гидроэлектростанции, тепловые и атомные электростанции и другие энергетические отрасли.
- Энергетические предприятия для водоснабжения своих объектов.
- Научно-исследовательские учреждения, включая оборонную промышленность.
- Индивидуальное водоснабжение.
Для чего нужна установка обратного осмоса
Основными областями применения установок обратного осмоса являются очистка воды и опреснение солоноватой воды для снижения общего уровня минерализации. Фильтры обратного осмоса являются одной из ступеней предварительной очистки для получения сверхчистой воды для электронной промышленности, медицины и тепловой энергетики.
Еще одно применение обратного осмоса — производство концентратов — широко используется в пищевой промышленности. Сгущенное молоко и концентрированные фруктовые соки производятся с использованием мембран обратного осмоса.
