Что такое обратный осмос?

Image

Традиционные способы очистки воды - механические, химические или реагентные - не обеспечивают в большинстве случаев необходимую эффективность очистки. Особый интерес вызывают мембранные методы разделения - обратный осмос, ультрафильтрация и микрофильтрация, позволяющие очищать от солей, органических веществ, коллоидов и взвесей.
Метод обратного осмоса заключается в фильтровании растворов под давлением через полупроницаемые мембраны, пропускающие растворитель (воду) и задерживающие молекулы либо ионы растворенных веществ.



Image Таким образом производится очистка от:
Жесткости воды (кальций, магний), железа, марганеца, меди, свинца, кадмия, радиоактивных изотопов. фторидов, хлоридов, нитратов, нитридов, фосфатов, хлора, органических соединений, пестицидов, бактерий и вирусов.
Для очистки питьевой воды применяют мембранные аппараты с рулонным фильтрующим элементом (рисунок справа) состоящим из мембраны, дренажа, сетка - сепаратора и трубки, отводящей фильтрат.

Мембранный элемент имеет вид пакета три кромки которого герметизированы, а четвертая крепится к перфорированной трубке для отвода фильтрата.
Пакет вместе с сеткой-сепаратором накручивается на эту трубку. Разделяемая смесь движется в продольном направлении по межмембранным каналам, фильтрат по дренажному материалу поступает в отводимую трубку.


Image Для увеличения срока службы мембраны, вода должна пройти предварительную очистку от механических примесей, кислот, щелочей и окислителей.
1-я ступень: для очистки от взвешенных примесей устанавливают механический префильтр. При повышенной кислотности и для очистки от избыточного железа и марганца устанавливают картридж с засыпкой ДАМФЕР.
2-я ступень: для очистки от активного хлора, органики используется фильтрующий элемент на основе гранулированного активированного угля. Если же жесткость повышена, то комплектуют фильтрующими элементами с добавлением ионообменной смолы или кристаллов гексаметафосфата.
3-я ступень: механический фильтр или фильтр с прессованным активированным углем. Фильтры первых трех ступеней подлежат замене через 6-12 месяцев в зависимости от качества воды. Стандартная производительность - до 200 л/сутки.
Для компенсации малой производительности обратноосмотической мембраны, фильтр укомплектован накопительной емкостью на 12 литров. Если вы хотите увеличить содержание микроэлементов в очищенной воде, то можно воспользоваться системой обратного осмоса с минерализатором. Растворенные минералы не усваиваются организмом, однако обогащенная ими вода приобретает более привычный вкус.
Дополнительные опции:
Помпа повышающего давления. Если давление воды в падающей магистрали не достаточное. ЧФ - лампа для воды, загрязненной бактериями.

Image

Обратный осмос. Принцип обратного осмоса начал применяться в системах очистки воды со второй половины прошлого века. Получаемая обратным осмосом вода имеет уникальную степень очистки. По своим свойствам она близка к талой воде древних ледников, которая признается дистиллированной.

Осмос. Мы знаем, что в природе существуют материалы, не пропускающие воду - например, стекло, или наоборот, пропускающие - ткани. Знаем, что существуют материалы, пропускающие воду избирательно, т.е. не пропускающие частичек присутствующих в воде. Такие материалы называется осмосом.
Без существования таких мембран не существовало бы биологической жизни на земле. Из таких мембран построены клетки организмов. Представим сосуд, разделенный полупропускающей мембраной: в части А сосуда содержится раствор соли с большей концентрацией, в части В - с меньшей (см. рисунок). Что же происходит? Растворы стремятся к тому, чтобы перемешаться, т.е. уровнять концентрацию. Молекулы воды будут проникать через полупропускающую мембрану так долго, пока концентрация раствора соли не уровняется в обеих частях сосуда. Молекулы соли не в состоянии проникнуть сквозь мембрану. Через некоторое время мы заметим различие в уровнях в частях А и В.
Из-за явления осмоса процесс проникновения воды через мембрану наблюдается даже в том случае, когда оба раствора находятся под одинаковым внешним давлением. Разница в высоте уровней двух растворов разной концентрации пропорциональна силе, под действием которой вода проходит через мембрану. Эта сила называется "осмотическим давлением".

Image

Обратный осмос. Учеными было обнаружено, что если искусственно к концентрированному раствору приложить давление, больше "осмотического", то будет протекать обратный процесс: молекулы воды будут переходить из концентрированного раствора в разбавленный.
Этот процесс называется "обратным осмосом".
По этому принципу и работают все мембраны обратного осмоса. В процессе обратного осмоса вода
и растворенные в ней вещества разделяются на молекулярном уровне, при этом с одной стороны мембраны накапливается практически идеально чистая вода, а все загрязнения остаются по другую ее сторону. Таким образом, обратный осмос обеспечивает гораздо более высокую степень очистки, чем большинство традиционных методов фильтрации, основанных на фильтрации механических частиц и адсорбции ряда веществ с помощью активированного угля.
Обратно-осмотическая мембрана представляет собой несколько слоев композитных материалов, плотно скрученных в рулон.

Принцип работы современных фильтрационных установок для воды обратного осмоса основан на одностороннем проникновении жидкости через полупроницаемую мембрану, которая разделяет растворы с различной концентрацией солей. Фильтр обратного осмоса основан на термодинамическом равновесии системы, которая постоянно стремится к равновесию. Система обратного осмоса создает движение жидкости через мембрану: от раствора с большей концентрацией веществ, к раствору с меньшей концентрацией веществ.Данное явление происходит за счет создания давления, которое приложено со стороны более концентрированной жидкости. Это приводит к переходу чистой воды по другую сторону медали.
Фильтр для воды "обратный осмос" производит очистку в несколько этапов:
1-й - предварительная очистка воды
2-й - переход воды через полупроницаемую мембрану
3-й - накопление воды в буферной емкости
Этап предварительной очистки является довольно важным этапом фильтрации.
Установки обратного осмоса являются довольно дорогостоящими системами фильтрации, а срок еѐ службы зависит от качества поступающей воды и наличия твердых примесей в виде песка, ржавчины и других включений. Предварительная очистка воды производит грубую фильтрацию воды от твердых включений и позволяет значительно продлить срок эксплуатации системы обратного осмоса. Фильтры предварительной очистки производят удаление из воды химических, механических и органических включений. Они удаляют из воды: хлор, коррозию, песок, нефтепродукты, тяжелые металлы, другие неорганические и органические соединения. Основным функциональным предназначением данных фильтров является подготовка воды к очистке с помощью мембраны обратного осмоса. Второй этап фильтрации воды подразумевает очищение воды с помощью полунепроницаемой мембраны, которая выполняет главную очистку воды. Материалом для изготовления мембраны служит синтетический материал, который скручивается в рулон. Данный материал имеет такую структуру, что через него может пройти исключительно обессоленная и очищенная вода. После прохождения мембраны очищенная на 99,8 % вода поступает в накопитель, где она хранится до использования. Неочищенная вода с примесями через дренажный шланг поступает в канализацию. Примерное соотношение очищенной и неочищенной воды составляет 1 :4. По мере использования очищенной воды из накопителя, фильтр периодически наполняет его.