Принцип обратного осмоса: как обстоят дела на самом деле

Современные водоочистные системы, использующие принцип обратного осмоса, являются наиболее эффективными. Суть этого принципа состоит в применении мембранного фильтрующего элемента, способного убрать из воды все известные виды примесей. Более подробную информацию о возможностях использования принципа обратного осмоса можно получить, ознакомившись с нашей статьей.

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.