Как работает обратный осмос: принцип действия устройств тонкой очистки воды

Принцип работы обратного осмоса: схема мембраны, метод очистки воды

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.

Опасность водопроводной воды

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.

Что собой представляет и как работает?

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 полупроницаемую 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 модули 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.

Стадии очистки

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, где разбивается на два потока: один проходит через мембрану и очищается, второй омывает её снаружи и со всеми загрязнениями, отторгнутыми мембраной, сливается в дренаж. 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 происходит дополнительная очистка от запахов и/или минерализация.

Прекрасным представителем является фильтр Atoll A-575 box STD, он удаляет до 99,9% всех примесей содержащихся в воде и предотвращает образование накипи в нагревательных приборах.

Преимущества:

• Существенно экономится место: питьевой бак также установлен внутри корпуса.
• Фильтр легко содержать в чистоте при его установке под кухонной мойкой: на конструктивные элементы системы не попадает грязь, нет выступающих элементов и торчащих соединительных трубок.
• Разборный корпус предоставляет удобный доступ к деталям и сменным элементам.
• Широко распространенный в мире стандарт картриджей «inline» позволяет использовать аналоги фильтрующих элементов Atoll в широком ассортименте, например, производства Omnipure (США) или Pentek (США).
• Картриджи типоразмера «inline» заключены в пластиковый корпус и имеют быстроразъемные соединения, поэтому процедура их замены гигиенична (исключены контакты с загрязненными поверхностями), и проста (не требуется наличия специнструмента).
• Встроенная система контроля качества очищенной воды сигнализирует о необходимости замены мембранного элемента

Обратноосмотические мифы

Вокруг системы обратного осмоса витает множество мифов.

Миф № 1

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.

Миф № 2

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.

Миф № 3

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.

Миф № 4

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 по принципу обратного осмоса, придает жидкости вкус, схожий со вкусом талой ледниковой воды. 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.

Как работает обратный осмос: принцип действия устройств тонкой очистки воды

Содержание статьи

• Как работает обратный осмос: принцип действия устройств тонкой очистки воды
• Для чего нужны очистные сооружения
• Обратный осмос: вред и польза мембранной очистки водопроводной воды

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.

Преимущества и принцип работы фильтра обратного осмоса

Фильтры для питьевой воды обратного осмоса — это универсальная в использовании техника, которая позволяет обеспечить качественную очистку. При этом из жидкости удаляются все примеси и тяжёлые металлы. С одинаковым успехом такие установки монтируются как в городских квартирах, так и в частных домах. Фильтр обратного осмоса означает использование при очистке воды специальных микропористых мембран. Эти мембраны позволяют пропускать лишь молекулы воды, улавливая все загрязнение и взвешенные частицы.

Принцип работы и конструкция

Принцип действия осмоса для очистки воды основывается на мембранном методе разделения суспензий и растворов на компоненты. Таким образом обеспечивается максимально возможная степень очистки питьевой воды. Используемые установки могут различаться предназначением, способом монтажа или производительностью. При этом все они имеют схожий принцип работы.

Под небольшим давлением через мембрану прогоняется вода. Жидкость очищается от имеющихся в ней растворенных веществ. Через мельчайшие поры проникают лишь молекулы воды. А для хлора, цинка и тяжелых металлов мембрана будет непроницаема. Первоначально подобная технология использовались в Древней Греции для опреснения морской воды. Уже в семидесятых годах прошлого века появились промышленные системы обратного осмоса, используемые для очистки питьевой воды.

Бытовые фильтры для воды с обратным осмосом состоят из следующих элементов:

• осмотическая мембрана;
• картриджи с фильтрами;
• дополнительные реминерализаторы;
• накопительные баки.

Компактная конструкция может быть с легкостью установлена под любой раковиной. Хотя перед монтажом необходимо правильно рассчитать мощность установки и объем накопительного бака. Зато впоследствии фильтр будет работать с максимальной эффективностью. Следует учитывать, что осмотическая очистка выполняется крайне медленно. И поэтому фильтру потребуется несколько часов, чтобы набрать воды в бак объёмом 10−15 литров. Кроме того, для удобства использования в умывальник или раковину врезают небольшой дополнительный кран для чистой питьевой воды.

Дополнительно бытовые системы осмоса могут оснащаться специальными стерилизаторами или реминерализаторами. Последние насыщают жидкость кальцием, магнием и другими полезными микроэлементами, необходимыми нашему организму. Дело в том, что при осмотической очистке такие минералы удаляются из воды. Это несколько ухудшает её пользу для организма. Поэтому специалисты рекомендуют дополнительно устанавливать реминилизаторы, которые в последующем не потребуют какого-либо дополнительного сложного обслуживания и ремонта.

Характеристики и возможности

В зависимости от типа и вида используемых мембран производительность бытовых фильтров обратного осмоса может составлять 170−250 литров в сутки. Необходимо учитывать ресурс использования очистных элементов, который обычно составляет 4−8 тысяч литров воды. Средней семье из четырех человек такой обратноосмотической мембраны будет достаточно на 2 года. После этого очистной элемент потребует замены.

Современные установки обратного осмоса имеют не только мембрану, но и дополнительные колбы с картриджами. Они отвечают за тонкую очистку и обеззараживание воды с помощью угольных вкладышей. Специалисты рекомендуют хотя бы один раз в полгода менять все используемые картриджи. Такая периодичность обеспечит качественную очистку воды от имеющихся загрязнений.

Фильтр бытового применения отличается универсальностью использования. Его можно установить в квартире, на даче, в частном доме или загородном коттедже, в небольшом офисе. Такой технике не требуется подключение к электричеству. Вся система действует автономно. Нужно лишь своевременно выполнять замену картриджей и мембраны. Такую работу можно провести самостоятельно, не обращаясь в специализированные компании.

Преимущества и недостатки

Принцип работы обратноосмотических установок основан на полном удалении из воды всевозможных примесей. С помощью таких фильтров можно очистить жидкость от следующих загрязнений:

• инсектициды;
• тяжёлые металлы;
• железо;
• ионы хлора;
• мышьяк.

Дополнительные фильтры удаляют из воды плотные твердые включения, а угольный картридж выполняет обеззараживание, уничтожая всевозможные микробы и болезнетворные грибки. К сожалению, одновременно с такими тяжелыми металлами и вредными ионами из воды удаляется кальций, калий, магний и другие необходимые для организма макро и микроэлементы.

Именно в такой практически полной водоочистке от примесей кроется основное преимущество и недостаток обратноосмотических систем. По своим характеристикам такая вода приближается к талой ледниковой. В ней содержится минимальное количество минеральных солей, поэтому единогласного мнения о вреде или пользе использования таких очистных установок в настоящее время нет.

К преимуществам фильтров на обратноосмотических мембранах можно отнести их полную автономность и простоту обслуживания системы. Домовладельцу необходимо будет раз в 6−8 месяцев заменять картриджи, что выполняется без использования какого-либо сложного инструмента. Вся работа от силы займёт пять-десять минут. Нужно лишь помнить о том, что раз в два года меняют мембрану. Её стоимость, в особенности у качественных европейских и американских производителей, может составить 3−4 тысячи рублей.

Фильтры обратного двойного осмоса, в сравнении с обычными проточными установками, считаются более дорогими в использовании. При очистке воды около 75% жидкости бесцельно сливается в канализацию. Соответственно, могут увеличиваться расходы на оплату коммунальных услуг. Вся система крайне критична к показателю давления в водопроводной сети. Его показатель должен быть не ниже 3 атмосфер. Поэтому на верхних этажах, где отмечаются проблемы с напором, могут потребоваться дополнительные насосы.

Cтоимость и сравнение популярных моделей

Средняя стоимость обратноосмотической установки от российских производителей составляет 7−10 тысяч рублей. Это стандартные модели, которые включают мембрану тонкой очистки, а также несколько дополнительных картриджей для крупных частиц и обеззараживание с помощью угля. Если требуются дополнительные картриджи для восстановления структуры воды и принудительной минерализации, установка обойдётся уже в 12−15 тысяч рублей.

Необходимо учитывать не только первоначальную стоимость оборудования, но и последующие расходы на его обслуживание. Менять картриджи при активном использовании фильтра потребуется дважды в год. При этом в среднем сменные комплекты стоят 3−5 тысяч рублей. Фильтры американской и европейской сборки, в том числе популярные «Атолл», обойдутся покупателям примерно в 12−15 тысяч рублей.

Отдельные врачи считают, что употребление очищенной обратным осмосом воды приводит к заболеваниям сердечно-сосудистой системы, которой требуется магний и калий. Решить такую проблему можно установкой нескольких дополнительных картриджей, которые восстанавливают структуру воды, обеспечивая ее принудительную минерализацию. Подобное решение несколько увеличивает стоимость фильтров. Впоследствии вырастут расходы на обслуживание оборудования и замену используемых вкладышей.

Такие установки собираются в России. При этом они выполнены из высококачественных комплектующих. Их использование не только гарантирует максимально возможную степень очистки воды, но и исключает протечки при скачках давления в системе. Фильтры Атолл используют стандартные мембраны, поэтому каких-либо сложностей с их последующим обслуживанием гарантированно не возникнет.

Наибольшей популярностью среди российских обратноосмотических установок пользуются фильтры Аквафор и Барьер. Они рассчитаны на стандартное давление в отечественных водопроводных. Справляются с очисткой даже сильно хлорированной или загрязненной воды с большим количеством взвеси и ржавчины. Несомненным преимуществом российских обратноосмотических установок является их доступная стоимость и существенное сокращение расходов на последующее обслуживание такого очистного оборудования.

Рекомендации по выбору

При выборе фильтра следует определиться с необходимой степенью очистки воды. От количества ступеней конкретной модели будет зависеть стоимость всей установки. Это могут быть простейшие фильтры, имеющие лишь одну колбу грубой очистки, мембрану и угольный картридж. Стоимость таких моделей от российских производителей «Аквафор» или «Барьер» обычно составляет 5−8 тысяч рублей. Если же требуется максимально возможная степень очистки, то следует выбирать модели с 7 модулями от производителя «Атолл» и большим 20-литровым баком. В этом случае придется заплатить уже порядка 20−25 тысяч рублей.

При выборе следует обратит внимание на следующие параметры:

• показатели производительности;
• размер накопительного бака;
• наличие угольного картриджа;
• способ подключения.

Большой популярностью пользуется шестиступенчатые системы, у которых перед финишным угольным картриджем установлен минерализатор. Продвинутые модели также имеют биокерамический активатор, предназначенный для естественного восстановления состава воды. При наличии такого реминерализатора потребуется продумать подключение фильтра к бытовой электросети. При отсутствии электричества вся система будет действовать без дополнительного восстановления структуры воды и обогащения кальцием, калием и другими полезными микроэлементами.

Выбирая такие установки для фильтрации и водоподготовки, необходимо учитывать общую производительность системы. Стандартные мембраны способны пропускать через себя около 3−4 литров в час. Большой семье потребуются модели, имеющие производительность не меньше 5 литров в час. Также нужно продумать размеры накопительного бака, который в идеале должен помещаться под раковиной. Обычно именно там устанавливают питьевые фильтры. Стандартными являются 10-литровые емкости. Однако при большом расходе рекомендуется устанавливать 15-литровые и даже 20-литровые баки.

Кроме того, специалисты рекомендуют, выбирая осмосный фильтр, отдавать предпочтение установкам «Атолл». Благодаря использованию американских комплектующих, они отличаются большей надежностью и долговечностью. Да, их стоимость может быть на 20% выше российских «Барьера» и «Аквафора». Однако при этом обеспечивается полное отсутствие протечек по соединению, а сам фильтр гарантирует максимально возможное качество очистки питьевой воды.

Следует отметить, что сегодня все проблемы с поиском картриджей для американского «Атолла» полностью решены. Это позволяет существенно упростить сервис и обслуживание системы.

Принцип обратного осмоса: как обстоят дела на самом деле

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.

Из этой статьи вы узнаете:

В чем заключается принцип работы обратного осмоса

Какую роль выполняет мембрана в процедуре очистки по принципу обратного осмоса

Почему некоторые фильтры обратного осмоса оснащены помпой

Как правильно установить фильтр обратного осмоса

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.

Статьи, рекомендуемые к прочтению:

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.

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.

Изготовленные по принципу выщелачивания полимеров.

Мембраны, поры которых образованы с использованием ядерных частиц.

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

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;

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.

Система обратного осмоса: что это такое, устройство фильтра, как выбрать лучший вариант

Необходимость очистки воды, подающейся в кран из центрального водопровода, достаточно актуальна для жителей многих российских регионов. Один из наиболее эффективных способов очистки воды в быту, это мембранные фильтры, действующие по принципу обратного осмоса. Обратный осмос – технология фильтрации, широко применяемая в пищевой промышленности во всём мире. В данной статье разберём, как действуют мембранные фильтры обратного осмоса для очистки воды, каковы критерии выбора, марки лучших мировых производителей и принцип их работы.

Прямой и обратный осмос

Понять, что такое системы обратного осмоса, можно лишь ознакомившись с принципом работы прямого осмоса.

Он лежит в основе жизнедеятельности всех без исключения живых организмов на нашей планете. Подобным образом происходит процесс снабжения клеток растений и животных микроэлементами и прочими полезными веществами, этот же природный процесс лежит в основе водно-солевого баланса.

В двух словах данный процесс можно описать так:

• По одну сторону полупроницаемой мембраны располагается раствор неких веществ (например, соляной), а с другой – чистая вода.
• В данной ситуации будет происходить процесс проникновения чистой воды сквозь мембрану, и разбавление ей раствора.
• Происходит этот процесс диффузии до тех пор, пока осмотическое давление, под действием которого происходит перемещение молекул воды в раствор, не сравняется с гидростатическим. Тогда система приходит в равновесие.

При обратном осмосе весь процесс повторяется с точностью до наоборот. Он происходит под действием не осмотического, а гидростатического давления, которое заставляет раствор проходить сквозь мембрану, проникая в резервуар с чистой водой.

Схема циркуляции воды в установке обратного осмоса.

Мембрана исполняет роль фильтра, пропуская сквозь себя молекулы воды, и задерживая растворённые в ней примеси. Это свойство лежит в основе принципа действия обратного осмоса, использующегося в современных бытовых фильтровальных установках.

Принцип работы мембранного фильтра.

Мембранные фильтры обратного осмоса имеют такой размер отверстий, что может пропускать сквозь себя только молекулы воды, задерживая все растворённые примеси, в том числе и болезнетворные микроорганизмы. Процеженная и пригодная к употреблению вода подаётся в кран, а отфильтрованный осадок удаляется в канализацию.

Главным рабочий компонент фильтра на основе обратного осмоса – полупроницаемая мембрана, выступающая в качестве последнего, и основного барьера на пути различных загрязнителей. Сквозь неё, под давлением, пропускается вода, ранее уже прошедшая предварительную фильтрацию. Мембрана обратного осмоса имеет в среднем величину пор в 1:10000 мм, и не пропускают сквозь себя никаких растворителей, лишь молекулы воды способны просочиться сквозь них.

Принцип работы обратноосмотического фильтра

Работа обратноосмотических фильтров заключается в подаче в ёмкость, разделённую мембраной, под давлением воды, требующей очистки. Это может быть вода из центрального водопровода, либо из автономного источника – скважины или колодца. Поступая в одну половину ёмкости, жидкость буквально продавливается сквозь фильтр. Разберём подробнее, как работают установки обратного осмоса, используемые для бытовых нужд.

Конструктивно бытовые фильтры обратного осмоса состоят из ряда модулей, быстро заменяемых при окончании их срока эксплуатации. Время службы каждого модуля индивидуально, и определяется техническим регламентом, а также уровнем нагрузки на него в процессе работы. Система включает в себя несколько уровней защиты. На начальном этапе очищаемая вода пропускается сквозь фильтр грубой очистки, сделанный из полипропилена. Он задерживает крупные взвешенные частицы, размером до 0,5 мм.

Далее водопроводная вода поступает в модуль с угольным фильтром, который задерживает более мелкие органические и минеральные примеси. Это взвеси опасных для здоровья тяжёлых металлов, таких как ртуть или свинец, частицы нефтепродуктов, прочие химические элементы. Угольные фильтры способны задерживать более мелкие компоненты, растворённые в жидкости, минимальный размер которых составляет 1 микрон.

Прошедшая сквозь мембрану вода практически кристальной чистоты, подаётся в накопительный бак, а оттуда – в кран для питьевой воды. Пользоваться её можно без предварительного кипячения, и для питья, и для варки пищи. Не прошедший сквозь мембранный фильтр загрязнённый раствор смывается в канализационный коллектор. Подобным образом очищается вода методом обратного осмоса. При уменьшении запасов чистой воды в накопителе, система в автоматическом режиме запускается, производя фильтрацию и вновь заполняет бак.

Мембранный фильтр для обратного осмоса

Фильтр с системой обратного осмоса обычно устанавливается непосредственно в месте водозабора, то есть, на кухне, в столешнице или под мойкой.

Врезка производится непосредственно в трубопровод холодного водоснабжения, чтобы аппаратура могла функционировать отдельно от водоразборного крана общего назначения. Фильтрующие модули имеют свой индивидуальный ресурс работы, по истечении которого их потребуется заменять на новые.

Критерии выбора системы обратного осмоса

Стоимость систем очистки воды с обратным осмосом достаточно высока, порой достигая десятков тысячей рублей. Точно так же, широк диапазон устройств по своим эксплуатационно-техническим характеристикам. Поэтому, к выбору фильтра обратного осмоса нужно подходить как можно ответственнее.

Чтобы подобрать правильно аппарат, нужно учесть следующие критерии выбора:

• Количество степеней очистки. Минимальное количество фильтров, для высококачественной очистки питьевой воды должно быть не менее 3-х.
• Наличие дополнительных функций. Так, некоторые компании-изготовители оснащают свои модели бытовых фильтров обратного осмоса минерализаторами, вновь наполняющими воду необходимыми для организма микроэлементами, которые задержала мембрана. Для обеззараживания водопроводной воды могут использоваться ультрафиолетовые лампы, убивающие бактерий.
• Качество изготовления аппаратуры. Например, все отдельные модули и детали должны быть хорошо подогнаны друг к другу, без зазоров и щелей. Пластик должен использоваться только пищевой, без постороннего химического запаха. Высокого качества должны быть уплотнители и соединительные элементы, во избежание снижения внутреннего гидростатического давления и падения производительности.
• Производительность. Процесс наполнения накопительного бака у большинства фильтров для воды с обратным осмосом достаточно длителен. На это влияет несколько факторов – концентрация загрязнений в воде, показатель проницаемости мембраны, давление в центральном водопроводе. Поэтому, если у вас большая семья, то следует приобретать более производительный фильтрующий аппарат с накопительным баком большого объёма.
• Необходимое для работы аппаратуры давление в водопроводе. У различных систем очистки воды для дома этот показатель может варьироваться в достаточно большом диапазоне – от 2 до 8 атмосфер. Поэтому, для разных моделей придётся либо повышать давление, путём установки дополнительной помпы, либо понижать с помощью редуктора.
• Эксплуатационный ресурс расходных элементов. У дорогих моделей, соответственно, и расходники более дорогие, но прослужить они могут дольше.
• Разновидность колбы. Выполненные по принципу блокированных модулей стоят дороже, но замена их производится проще. Колбы-наполнители дешевле, но самостоятельно менять их будет сложнее.
• Габариты аппаратуры. Прежде, чем решить, какую выбрать модель для очистки воды, нужно измерить подмоечное пространство – войдёт ли туда фильтрующая аппаратура?

Рейтинг фильтровальных систем для очистки водопроводной воды

Ну и немаловажный критерий выбора – это репутация компании на мировом рынке. В идеале, конечно, лучше покупать наиболее дорогое оборудование от ведущих мировых производителей. Оно априори качественнее дешёвых моделей неизвестных компаний из Китая и юго-восточной Азии. Но подобные дорогие модели по карману не каждому россиянину.

В связи с этим, выбирая фильтр с осмосом, желательно найти наилучший консенсус между ценой и качеством. Ниже рассмотрим лучшие фильтры обратного осмоса, представленные на отечественном рынке.

Рейтинг фильтров с обратным осмосом, в соответствии с оценками экспертов, отзывами пользователей и их эксплуатационно-техническими характеристиками, выглядит следующим образом.

Фильтры для воды «Атолл»

Компактный обратноосмотический бытовой фильтр для питьевой воды, имеющий 5 степеней очистки.

Удобство его состоит в возможности раздельного размещения блоков. Если не хватает места непосредственно под мойкой, фильтры можно разместить в соседнем шкафу.

Полимерная мембрана изготовляется в Соединённых Штатах, и отвечает самым высоким критериям качества. Для соединения используются фитинги компании John Guest, отлично зарекомендовавшие как высококачественные соединительные элементы.

Рабочее давление модели «Атолл» составляет от 3-х до 8 атмосфер. При более низком или высоком давлении в системе может последовать отказ в работе. Во избежание этого нужно к системе подключить редукционный клапан, для понижения давления, или насос для его повышения.

Замена фильтровальных картриджей производится достаточно просто – без отключения системы от водопровода и канализации. Фильтр «Атолл» рассчитан на обеспечение питьевой водой семьи из 3-4 человек.

Фильтры «Leader Standart»

Данная модификация фильтровальных систем обратного осмоса выпускается в Южной Корее и в Польше. Особенностью «Leader Standart» является, что в комплектацию входят картриджи с наполнителем из глиняных гранул с включениями турмалина. При очистке воды обратным осмосом, одновременно производится повышение её качества этими дополнительными компонентами.

По заверениям корейских разработчиков, турмалин продуцирует длинные инфракрасные световые волны, которые улучшают структуру водяных молекул, придавая им целебные свойства. Степень очистки воды фильтром «Лидер Стандарт» от различных примесей составляет порядка 95-97%. Гарантийный срок эксплуатации аппарата – не менее 3-х лет.

Компактный фильтр «Аквафор Морион»

В базовую комплектацию фильтра с осмосом от «Аквафора» входят:

• Накопительный бачок ёмкостью 5 литров.
• 3 сменных фильтровальных модуля: из полипропилена, волокнистых гранул и сорбентов, и собственно осмотическую мембрану.
• Комплект соединительных трубок.
• 2 крана, один для водопроводной воды, второй – для очищенной.
• Переходная муфта для соединения с канализационным коллектором.

При этом не следует пугаться обозначения «эконом-класс»: относительная дешевизна аппарата не сказывается на его качестве. Полипропиленовый фильтр подлежит замене через 3 месяца эксплуатации, картридж с сорбентами и гранулами – через 6 месяцев, мембрана – через 1,5-2 года.

Очистительная установка «Новая вода»

В комплект аппаратуры, помимо мембранного фильтра входят минерализатор воды, и активатор.

Изготовляются осмотические системы «Новая вода» с применением самых современных достижений научно-технического прогресса. Например, кран имеет индикатор, самостоятельно реагирующий на поднесённую к нему ладонь. Модель включает 6 степеней очистки, работает в полностью автоматическом режиме.

Помимо того, она оснащена ЖК-дисплеем, встроенной электрической помпой, включающейся в работу при снижении давления в водопроводной системе, электронными датчиками напора и прочими высокоинтеллектуальными компонентами.

При загрязнении мембраны искусственный интеллект самостоятельно промоет её. Минерализатор заполнен гранулами из смеси кремния и шунгита, которые обогащают воду ионами магния, натрия, кальция и прочих минералов. Металлический накопитель «Новой воды» имеет ёмкость в 12 литров. Производительность агрегата – 185 л чистой воды в сутки.

Фильтр под мойку «Барьер Осмо-100»

Это весьма производительная модель, способная выдавать в сутки до 228 литров питьевой воды, что достаточно для покрытия нужд самой большой семьи.

Фильтрация производится в 5 этапов:

1. «Механика-5мкм» – данный полипропиленовый фильтр способен задерживать взвешенные частицы размером более 5 микрометров.
2. «Сорбцион». Производит очистку воды от органических включений и хлора путём процеживания сквозь активированный уголь.
3. «Механика-1 мкм». Задерживает мелкодисперсные взвеси размером более 1 микрометра.
4. «Осмос». Главный очищающий фильтр, работающий по принципу обратного осмоса. Фильтрующая мембрана производится из сверхтонкой полиамидной ткани.
5. «Постфильтр». Располагается после накопителя и обогащает воду ионами серебра.

Мембрана подлежит замене через каждые полтора годы работы, модули грубой очистки – ежегодно. Ёмкость накопительного бака составляет 8 л.

Обратный осмос «Гейзер-престиж»

Данный аппарат имеет всего три степени фильтрации, однако, это позволяет производить достаточно качественную очистку водопроводной воды. «Гейзер-престиж» способен задерживать не только крупные взвешенные компоненты, но также частицы тяжёлых металлов, соли, органические включения, в том числе и патогенные микроорганизмы.

Очистка воды производится на ионном уровне: размер её пор составляет 0,0001 мкм. Производительность данной модели около 130 грамм воды в минуту. Замена её производится через каждые полтора года эксплуатации. В модификации, маркируемой дополнительной буквой «М» имеется в качестве опции минерализатор. Версия аппаратуры с обозначением «ПМ» включает, помимо минерализатора, помпу для повышения давления. Инструкция по установке.

Рекомендации по использованию осмотических фильтровальных систем

Срок службы фильтровальных аппаратов зависит от нескольких факторов. Прежде всего, это своевременная смена расходников, срок эксплуатации которых подошёл к концу. Другое условие для долгой службы фильтрующих систем – соблюдение правильного режима работы. Прежде всего, это оптимальное давление в системе установленную техническим регламентом.

Первыми признаками забитых очистительных картриджей фильтровального оборудования, или несоответствия давления, служат:

• Непрерывный сброс воды в канализацию, о чём можно судить по постоянному журчанию воды
• Повышенный расход воды на внутриквартирном водомерном счётчике.
• Долгое заполнение накопительного бака.
• Появление на стенках чайника минерального осадка при кипячении воды из накопителя.
• Сильно нагревается насос или блок питания прибора.
• Работающий насос при отключенной подпитке из водопровода.

Вывод по теме

На современном рынке представлено большое количество бытовой фильтрующей аппаратуры, работающей по принципу обратного осмоса. Из-за большой разницы их технических характеристик, цены и области предназначения, нельзя однозначно выделить самые лучшие. Более полно разобраться в специфических особенностях фильтровальных систем, предлагаем посмотреть следующее видео по данной теме.

Среди минусов использования фильтра воды с обратным осмосом можно назвать их неэкономичность. При получении 1 литра чистой питьевой воды в канализацию сливается порядка 3 литра воды в виде раствора с загрязнителями. Поэтому производить очистку обратным осмосом рекомендуется только питьевой воды, и используемой для приготовления пищи.

Установка обратного осмоса — принцип работы фильтра и накопительного бака

Обеспечить семьи питьевой водой помогают современные системы фильтрации жидкостей на молекулярном уровне.

В водопроводной воде, которую подавляющее большинство людей использует для питья и приготовления пиши, практически, всегда содержится значительное количество механических и химических примесей.

Особенно, опасно содержание в ней солей тяжелых металлов, которые имеют свойство накапливаться в организме, и при достижении предельно-допустимых концентраций, вызывать серьезные нарушения здоровья.

Одним из эффективных методов удаления нежелательных веществ из водных растворов стал обратный осмос.

Техническое описание системы

Термин «осмос» имеет греческое происхождение (первоначально означал толчок, давление), и применяется для обозначения процесса односторонней диффузии через полупроницаемые мембраны под действием различных факторов.

К примеру, прямой осмос – явление выравнивания концентраций растворов, разделенных такой мембраной. Обратный осмос (что это такое) работает немного по другому принципу, о котором мы расскажем подробно.

Осмос – одно из проявлений принципа Ла-Шателье – Брауна, который гласит, что при воздействии на систему извне, находящуюся в устойчивом равновесии, в ней начнутся процессы, направленные на восстановление равновесия (компенсацию воздействия).

Условия равновесия могут быть различными – температура, давление, напряженность электромагнитного поля.

Для явления осмоса таким условием является концентрация раствора.

Два раствора с различной концентрацией растворенного вещества, разделенные полупроницаемой мембраной, как раз и представляют собой систему, в которой нарушено условие равновесия.

Полупроницаемой, называется мембрана, которая пропускает только молекулы определенных веществ.

Различная концентрация растворов, означает, что давление, которое создают молекулы растворителя в растворе с более высоким содержанием примеси, больше, чем в том, где количество примесей меньше.

А что вы знаете устройство и ремонт шарового крана? Подробное техническое описание и пошаговую инструкцию по разборке и сборке элемента запорной арматуры прочитайте в полезной статье.

Как своими руками сделать монтаж унитаза с горизонтальным выпуском, написано на этой странице.

Эта разница давлений вызывает движение молекул растворителя через мембрану и называется осмотическим давлением.

Когда концентрация обоих растворов выровняется, система придет в равновесие, и диффузия растворителя через мембрану прекратится.

Если создать в растворе с высокой концентрацией примесей избыточное давление, которое превышает величину осмотического, начнется процесс диффузии молекул растворителя из раствора с большей концентрацией в раствор с меньшей.

В направлении, противоположном направлению осмоса. Такое явление получило название обратного осмоса.

Некоторые сведения из истории

В природе, явление осмоса распространено достаточно, широко.

На макроуровне, примером осмотической мембраны может служить скорлупа куриного яйца, которая легко пропускает молекулы воды или воздуха, задерживая более крупные молекулы различных химических веществ, таких как сахар или соли тяжелых металлов.

На микроуровне, явление осмоса использует любая живая клетка, мембрана которой проницаема для воды, но не пропускает различные примеси.

Человек обнаружил проявления осмоса достаточно давно.

Еще Аристотель наблюдал опреснение морской воды при прохождении через стенки сосуда, сделанного из воска.

В XVIII веке это явление наблюдал Реомюр, используя в исследованиях естественные полупроницаемые мембраны.

На новый этап, имеющий практическое значение, исследования осмоса вышли в 20-х годах XX столетия.

В результате, в 1927 году немецкой компанией «Сарториус» были созданы первые искусственные мембраны.

Но до широкого применения явления дело дошло только 50-х-60-х годах прошлого века, когда технология производства полимерных материалов позволила создавать полупроницаемые мембраны с заданными характеристиками.

В это время было проведено множество научных исследований, которые стали фундаментом для использования явления обратного осмоса.

Уже в начале 70-х годов появились первые промышленные установки, реализующие эти технологии.

А что вам известно про теплоизоляцию для труб отопления вспененным полиэтиленом? В полезной статье описаны характеристики утеплителя и способы его монтажа на действующих магистралях.

Как заменить унитаз самостоятельно, написано здесь.

С тех пор усовершенствованная технология стала одним из главных способов очистки воды во многих странах Запада.

Надежность, универсальность, экономичность и, главное, высочайший уровень очистки (обратный осмос позволяет удалить до 99% находящихся в воде примесей и 100% микроорганизмов) обеспечивают ей широкое применение в промышленных и бытовых установках и сегодня.

Как устроено оборудование

В состав оборудования для обратного осмоса входят:

• тонкопленочная полимерная полупроницаемая мембрана;
• насос для повышения давления (в зависимости от условий эксплуатации может отсутствовать);
• система фильтрации;
• система очистки пространства перед мембраной.

Как уже было сказано, обратный осмос предполагает наличие полупроницаемой мембраны.

Она представляет собой тонкую пленку с ячеистой структурой.

Размер ячеек выбирается таким образом, чтобы обеспечить свободное прохождение молекул воды (при этом она не является барьером и для растворенных в воде веществ, размер молекул которых уступает размеру молекулы воды).

Соответственно, все примеси (очистка воды от железа из скважины), размеры молекул которых больше – задерживаются и не попадают в пространство за мембраной.

Второе условие обратного осмоса – создать условия для движения воды через мембрану.

Как правило, для обеспечения производительности установки требуется величина давления воды (какое должно быть в водопроводе в частном доме) в 3-4 атм.

Соответственно, устройства обратного осмоса вполне могут работать с нужной производительностью даже при подаче воды из водопроводной сети (про лучшие полипропиленовые трубы, армированные стекловолокном, написано на этой странице).

Оборудование для повышения давления потребуется только при заборе воды из емкостей или низком уровне давления в водопроводе из полипропилена, армированного стекловолокном (технические характеристики), способного выдержать напор свыше 2-2,5 атм.

Крупные частицы механических примесей, оседая на мембране, перекрывают ячейки и снижают производительность осмотических систем очистки.

Кроме того, некоторые растворенные в воде вещества могут проявлять химическую агрессивность к полимерам, из которых производятся полупроницаемые мембраны, что приводит к их быстрому износу и разрушению.

Чтобы предотвратить такие негативные воздействия в устройствах обратного осмоса, в обязательном порядке, устанавливаются префильтры.

Чаще всего, эти системы фильтрации оснащаются фильтрами тонкой очистки от механических примесей и угольными сорбирующими фильтрами, которые, эффективно удаляют такие агрессивные химические вещества, как соединения хлора и органические растворители.

Количество ступеней префильтра и типы фильтрующих элементов выбираются из условий требуемой степени очистки воды перед подачей на мембрану и ее химического состава.

В пространстве перед мембраной происходит постепенное накопление различных примесей, что может приводить к засорению поверхности и снижению эффективности работы осмотического фильтра.

Для их удаления в устройствах предусматривают узлы для создания потока жидкости вдоль мембраны.

Степень очистки, которую обеспечивает построенная по такой схеме система обратного осмоса, превосходит показатели любых фильтров, в том числе, и комбинированных, содержащих механические, угольные сорбционные и ионно-обменные фильтры.

Она, практически, полностью удаляет из воды:

• тяжелые металлы,
• радионуклиды и другие канцерогены,
• активные химические вещества,
• биологические примеси,
• опасные вирусы.

Полезна ли очищенная таким способом вода

В обществе и научных кругах бытуют две точки зрения о том, насколько полезна вода, очищенная с использованием обратного осмоса, для человеческого организма.

1. Сторонники первой, утверждают, что вода в человеческом организме выполнят только роль растворителя, и, соответственно, чем она чище, тем лучше.
2. Их оппоненты придерживаются мнения, что поступающая в организм человека вода несет вред от обратного осмоса.
   Жидкость должна, в обязательном порядке, содержать различные микроэлементы, обеспечивающие здоровье человека.

И те и другие, используют множество аргументов, однако, доказательств абсолютной правоты одной из сторон специалистами, пока не найдено.

В качестве же доводов в пользу использования очищенной способом обратного осмоса воды можно привести следующие:

• содержание минеральных веществ в воде далеко от тех норм, которые необходимы для жизнедеятельности человека, львиную их долю он получает с пищей;
• далеко не всегда минеральные вещества в воде находятся в форме, которая усваивается организмом;
• очищенная таким образом вода обладает отличными экстрагирующими свойствами, что позволяет при ее использовании получать полезную и вкусную пищу;
• чистая вода не вызывает аллергических реакций;
• в результате употребления чистой воды, невозможно накопление в организме вредных веществ.

Именно, эти достоинства обусловили широкое применение установок обратного осмоса для некоторых отраслей промышленности.

Сферы применения

Наиболее массово, очистка воды обратным осмосом применяется для пищевой промышленности.

Потребность ее в чистой воде велика – приготовление соков и напитков из концентратов, нормализованного (полученного из порошка) молока, производство бутилированной питьевой воды, практически, повсеместно используют эти технологии.

Применяется эта вода в:

• медицине и фармацевтике,
• химической и электронной промышленности,
• производстве парфюмерии.

Одним из крупнейших потребителей стали предприятия теплоэнергетики.

Теплоноситель требует очистки от солей жесткости, соединений железа и кремния.

В настоящее время для этих целей широко применяются установки деионизации с йонно-обменными смолами, для регенерации которых, требуется массовое применение активной химии (щелочей и кислот).

Это повышает опасность производства и оказывает разрушающее влияние на окружающую среду.

Как выбрать бытовой фильтр

Производители систем очистки выпускают и бытовые фильтры для воды, использующие явление обратного осмоса.

При его покупке, следует обращать внимание на несколько факторов:

• качество мембраны;
• производительность, наличие накопительного бака -гидроаккумулятора (какой лучше — написано здесь) для очищенной воды, комплектация насосами и другие нюансы конструкции;
• степень очистки воды префильтрами, качество их фильтрующих элементов и периодичность их обслуживания или замены;
• удобство монтажа устройства и его эксплуатации (размеры сантехнических люков);
• наличие гарантии и сервисных служб, осуществляющих гарантийный ремонт, послегарантийное обслуживание и поставку комплектующих.

Принцип работы системы водоподготовки с обратным осмосом можете посмотреть в предлагаемом видео.

Понравилась статья? Подписывайтесь на обновления сайта по RSS, или следите за обновлениями В Контакте, Одноклассниках, Facebook, Google Plus или Twitter.