Промышленный обратный осмос: где и как он применяется

В наше время очень многие предприятия имеют установку обратного осмоса, так как она дает возможность качественно очистить воду. Причем очистку можно проводить в самых разных целях, к примеру, обратный осмос используют для фильтрации воды для разного рода технологий, котлов, пищевого назначения, а также в целях опреснения морской воды. Как работает промышленный обратный осмос, его виды и особенности рассмотрим в данной статье.

Промышленный обратный осмос: 3 варианта конструкции

Промышленный обратный осмос происходит с помощью специальных полупроницаемых мембран. Устройство мембранной группы зависит от отношения полученной воды к концентрату. Есть три варианта конструкций для осуществления промышленного обратного осмоса.

1. Для промышленного обратного осмоса используются установки с низкой производительностью (до 5 м³/ч). Они очень просто устроены, поэтому и самые дешевые. Мембранная группа в этом случае вся расположена в одном напорном корпусе. Если мембран несколько, установку делают горизонтальной, если мембрана одна – вертикальной.

2. Второй вид объединяет конструкции средней производительности, увеличение которой здесь достигается усложнением строения системы. Мембранные элементы расположены в двух параллельных корпусах, и таких пар корпусов может быть несколько. Подобная установка осуществляет промышленный обратный осмос морской воды, причем очень качественно.

3. Этот вариант конструкции для промышленного обратного осмоса представлен установками с самым сложным устройством и самой высокой производительностью. Концентрат подается на дополнительные мембраны, что позволяет достичь максимально возможного выхода очищенной воды – до 75 %. Дополнительные мембраны выдерживают большую нагрузку, так как им приходится работать с большим количеством примесей.

С целью восстановления работоспособности дополнительных мембран, предполагается их очистка. Установки для промышленного обратного осмоса этой группы оснащены аппаратным обеспечением и имеют сложное управление.

Разным предприятиям промышленный обратный осмос нужен для различных целей, поэтому используются разные системы.

Что собой представляет базовая промышленная установка обратного осмоса

Конструкции установок промышленного обратного осмоса могут несколько отличаться, в зависимости от того, в каких условиях и с какой водой им приходится работать.

Какие используются мембраны для промышленного обратного осмоса

В системах промышленного обратного осмоса используют мембраны, которые производят из композитного материала пористой структуры в виде тонкой пленки.

Диаметр пор мембран промышленных установок обычно составляет 0,0001 микрон. Через такие поры проходят только молекулы воды. Процесс очистки происходит только при наличии осмотического давления, т. е. давления воды на поверхность мембраны, «проталкивающего» молекулы сквозь поры. Чем выше осмотическое давление, тем быстрее скорость очистки воды.

Установки низконапорного осмоса обеспечивают давление от 6 атм, высоконапорного – от 15 атм. Для очистки, например, морской воды осмотическое давление должно быть от 45 до 80 атм. На скорость очистки воды влияют также температура воды и концентрация примесей.

В процессе осуществления промышленного обратного осмоса, в зависимости от того, на какой стадии технологического процесса находится вода, выделяют два ее потока:

• пермеат или фильтрат – вода, уже прошедшая фильтрацию;

• рассол или концентрат – вода, которая идет на очистку или дополнительно обрабатывается.

Где применяют промышленный обратный осмос

Очистка воды способом промышленного обратного осмоса широко используется в самых разных сферах деятельности. Данная технология позволяет получить хорошие результаты в очистке воды от различных растворенных в воде веществ, но она может и заметно понизить содержание в ней различных бактерий и вирусов. Сегодня мы можем быть уверены, что данное направление очищения воды имеет перспективы развития и будет внедряться более широко.

Установки промышленного обратного осмоса улавливают различные нежелательные частицы размером 0,001–0,0001 мкм, к примеру, соли жесткости, различные красители, нитраты, сульфаты и многие другие. Лучшего эффекта промышленного обратного осмоса можно добиться, подключив к процессу предварительную очистку от более крупных частиц. Сегодня для этого есть разные способы: механический, микро-, ультра- или нанофильтрация.

Основные сферы деятельности, где применяют промышленный обратный осмос:

1. Пищевая промышленность – где необходима очистка воды для производства различных напитков, бутилированной воды, а также там, где имеется потребность подготовки технологической воды для производства различных пищевых продуктов.

2. Энергетика – для обеспечения длительной эксплуатации паровых котлов высокого давления, турбин. Для тепловых сетей также необходима подготовленная вода.

3. Микроэлектроника – где необходима глубоко обессоленная вода.

4. Химическая промышленность – в производстве кислот, щелочей, минеральных удобрений, спиртов, антифризов, электролитов, дистиллированной воды разных классов.

5. Машиностроение, авиа и кораблестроение – охлаждение, промывка, поддержание нужных концентраций растворов и т. д.

Как работает промышленный обратный осмос

Системы промышленного обратного осмоса получают воду для очистки из водопровода, выделенные примеси отправляются в канализацию. Технологический процесс очистки воды включает в себя несколько этапов:

• Предварительная подготовка воды.

• Фильтрация жидкости через мембрану обратного осмоса.

• Сбор очищенной воды в накопителе.

• Итоговая очистка.

• Раздача очищенной воды через специальный кран.

Начинается процесс промышленного обратного осмоса с предварительной подготовки воды. Мы уже говорили, для чего это делается. Различные взвеси и крупные частицы быстро засорят обратноосмотическую мембрану и выведут ее из строя, а это самая дорогая деталь системы. Чтобы этого не допустить, на этапе предочистки вода проходит три фильтра, прежде чем дойти до мембраны. Каждый следующий фильтр улавливает все более мелкие загрязнители.

Первый механический полипропиленовый фильтр улавливает песок, мельчайшие фрагменты ржавчины и другие подобные примеси размером 0,5 микрон и более. Далее вода проходит через угольный фильтр, который очищает ее от химических и органических примесей: хлора, нефтепродуктов, пестицидов, соединений железа, тяжелых металлов и т. д. Последним в этом цикле стоит механический фильтр, удаляющий примеси размером один микрон и меньше. Подготовленная таким образом вода теперь содержит частицы, доступные только мембране.

Промышленный обратный осмос воды на молекулярном уровне не может проходить быстро, поэтому производительность установок обратного осмоса сравнительно невелика. Например, бытовые установки такого типа могут в сутки очистить от 150 до 300 литров воды. Скорость работы мембраны может несколько изменяться, в зависимости от температуры и степени загрязнения воды. Однако главным фактором будет давление жидкости. Чем оно сильнее, тем быстрее идет процесс.

Очищенная вода собирается в накопительном баке, объем которого у бытовых фильтров составляет от 4 до 12 литров, в зависимости от производительности и модели. Накопительные баки изготавливают из высококачественной стали и сверху покрывают эмалью. Бак внутри имеет две камеры, разделенные силиконовой мембраной. Верхняя постепенно наполняется очищенной водой, а в нижней находится воздух под давлением.

При сливе воды из верхней камеры мембрана поднимается, поддерживая сверху давление, необходимое для слива воды из бака. Бак имеет ниппель со стороны нижней камеры, чтобы в случае необходимости можно было отрегулировать давление воздуха в накопительном баке. Сверху на накопительном баке имеется резьба для накручивания крана для забора воды.

Итоговая очистка воды из бака происходит через последний фильтр, который позволяет получать из крана гарантированно безопасную питьевую воду.

Отдельный кран для подачи очищенной способом обратного осмоса питьевой воды выводится возле кухонной мойки или на столешницу. Водопроводная вода для хозяйственных нужд идет через обычный кран.

Если потребитель заботится о своем здоровье и хочет использовать в пищевых целях воду высшего качества, к системе очистки воды способом обратного осмоса можно добавить картриджи с минералами для восстановления природной структуры воды.

Минерализатор насытит воду правильным количеством натрия, магния, кальция. Натрий важен для поддержания нужной кислотности в организме. Магний способствует поддержанию здоровья, участвуя в огромном количестве обменных процессов организма, препятствует образованию онкологических заболеваний, склероза, камней в почках. Кальций является важной составляющей костей, зубов. Он необходим для нормальной работы сердца, мышц, нервной системы.

Значительно улучшит качество воды и приблизит к ее идеальной природной структуре установка биокерамического картриджа. Картридж наполнен запеченными глиняными шариками, внутри которых находится турмалин – минерал, излучающий волны из длинноволнового инфракрасного диапазона.

Инфракрасное излучение непосредственно примыкает к красной части видимой области спектра солнечного излучения и обладает способностью передавать энергию окружающей среде. Молекулы воды под воздействием энергии длинноволнового инфракрасного излучения приобретают правильную природную структуру.

Глубокое излучение инфракрасного цвета (Far Infrared Radiation) специалисты называют «лучом жизни». Вода, прошедшая через биокерамический картридж, оказывает благоприятное воздействие на людей, растения и животных, активизируя обмен веществ, улучшая состояние клеток и работу сердечно-сосудистой системы.

Как выбрать промышленный обратный осмос

Планируя установку фильтра промышленного обратного осмоса, необходимо учесть следующие факторы: состояние воды, предназначенной для фильтрации, необходимую степень ее очистки, производительность установки. Исходя из этого, подбирают необходимые элементы:

• Мембранные блоки, которые являются основой процесса обратного осмоса. Сначала необходимо определить, какой размер пор мембран вам необходим, затем нужно посчитать необходимое количество блоков исходя из производительности одного.

• Насос для создания перепада давления. Он должен иметь необходимую производительность и работать в среде с существующим уровнем загрязнения. Цена насоса зависит от его возможностей и бренда.

• Оборудование для предварительной водоподготовки, состоящее из системы последовательно выстроенных фильтров, удаляющих все более мелкие частицы. Предварительная водоподготовка должна быть достаточной для очистки воды данного уровня загрязнения, должной производительности и имеющей необходимое количество мембранных блоков.

Оборудование для очистки воды недешево, поэтому прежде чем его приобретать, необходимо провести проектные работы. Учитывая сложность наладки оборудования систем промышленного обратного осмоса, эту работу выполняют специалисты фирмы-поставщика.

Модульная конструкция системы обратного осмоса позволяет провести ее сборку прямо на месте использования так, чтобы в дальнейшем было удобно ее обслуживать.

На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра для воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.

Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предоставляет полный спектр услуг – консультацию специалиста, анализ воды из скважины или колодца, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы компания предоставляла и сервисное обслуживание фильтров.