Как работает обратный осмос: принцип действия

Фильтр с обратным осмосом – это система, в которой главную функцию по очистке выполняет полупроницаемая мембрана. Диаметр пор не превышает 0,0001 микрона, а это меньше, чем размеры практически всех загрязнений в воде.

Молекулы H2O свободно проникают через мембрану, а примеси задерживаются.

На мембрану и неочищенную воду воздействует давление от 6 до 12 атмосфер, которое превышает осмотическое. Благодаря этому вода с солями (концентрированная среда) проходит через мембрану в менее концентрированный раствор. Так возникает явление обратного осмоса. Эти системы очистки воды избавляют от таких загрязнений:

  • Железо;
  • Аммиак;
  • Нитраты, нитриты;
  • Фториды;
  • Сульфаты;
  • Кремний;
  • Натрий;
  • Алюминий;
  • Связанный остаточный хлор;
  • Соли кальция, магния.

Справка. После очистки снижается жесткость воды, устраняется неприятный запах. Системы обратного осмоса пропускают хлор, также им вреден контакт с крупными частицами: песком, ржавчиной, грязью.

Чтобы мембрана не засорилась, вода проходит предварительную очистку на механическом фильтре. Потом поступает на угольный картридж, где задерживается хлор и органические вещества.

Последний этап предварительной очистки – фильтрация мульти-химических соединений и угольной пыли от предыдущего картриджа.

Как работает обратный осмос: принцип действия

Только после этого вода поступает в блок с мембраной. Затем очищенная жидкость проходит через угольный пост-фильтр, где устраняются запахи. Питьевая жидкость накапливается в баке, а концентрат с загрязнениями спускается в канализацию.

Главный конкурент осмотических систем – проточные фильтры. Это установка из 3-7 последовательно соединенных модулей с наполнителями, которые задерживают разные загрязнения.

Фильтры поэтапно очищают воду от крупных примесей, минеральных и органических веществ, растворенных газов, микроорганизмов. Эффективность очистки достигает 95-98%, а это меньше, чем у систем обратного осмоса.

Как выбрать?

Лабораторный анализ воды покажет, сколько в ней загрязнений. Стандартная установка – это 3 фильтрующих картриджа, 1 блок с мембраной и 1 пост-фильтр для стабилизации воды. Максимальное количество ступеней очистки – 9.

Усовершенствованные системы включают в себя такие элементы:

  • Минерализатор – обогащает H2O полезными микроэлементами, которые задержала мембрана;
  • Ультрафиолетовая лампа – убивает простейших, вирусов, бактерий, грибков.

Система очистки работает при давлении 3-6 бар. Если показатель в водопроводе меньше 2-2,5 бар, фильтр оборудуется насосом. Он нагнетает нужное давление.

Важно. Если давление в водопроводной системе не довести хотя бы до 3 бар, а для некоторых фильтров и до 4, эффективность очистки снижается. Картриджи быстро забиваются, вода фильтруется медленнее, больше жидкости сливается в канализацию, бак заполняется не полностью.

  • Как работает обратный осмос: принцип действияЕсли Вы решили выбрать фильтр с обратным осмосом — обращайте внимание на производительность мембраны.
  • Для домашнего использования подходят установки с показателем 136-378 л/сутки.
  • Чем больше расход жидкости, тем выше производительность.
  • Коммерческим предприятиям нужны фильтры с показателем больше 1000 л/сутки.
  • Другие нюансы выбора:
  • Известные производители ставят на блоках с мембраной опознавательную маркировку. Если фирменных знаков нет, а товар якобы от популярной компании, перед вами подделка.
  • Прочные колбы окрашены в белый цвет, они сделаны из гибкого пропилена. Поверхность однородная, без разводов. Внутренняя сторона колб гладкая, без заусенцев и микротрещин. У прозрачных и цветных модулей тонкие стенки, которые лопаются при высоком давлении.
  • Некачественные мембраны плохо фильтруют воду и быстро засоряются. Лучше покупать системы очистки от проверенных производителей, они выпускают надежную продукцию.
  • В квартиру выбирайте систему с пластиковым баком для накопления воды. Объем резервуара колеблется в пределах 4-12 л, но он заполняется примерно на 75%. Для загородного дома или дачи, где люди проживают периодически, лучше взять металлический бак.

В качественной системе все рабочие узлы прочные, блоки не шатаются, они крепко вкручены в основу. Модули пахнут нейтрально, ярко выраженного химического запаха нет.

Рейтинг и какая из моделей лучше

Хорошо зарекомендовали себя торговые марки «Барьер», «Аквафор», «Новая вода», Atoll, Aqualine. Они изготавливают комплектующие самостоятельно или используют мембраны Filmtec, Pentair и Osmonics из США, TFC из Южной Кореи. Эти полупроницаемые среды служат 2,5-5 лет.

Системы работоспособны 5-7 лет, если они периодически обслуживаются. Ниже в виде своеобразного рейтинга, описаны модели, которые стали лидерами продаж.

Atoll

Российский производитель в своих системах использует картриджи и колбы торговой марки PENTEK (продукты корпорации Pentair). Все элементы крепятся по стандарту John Guest – они быстро разбираются без использования специальных инструментов.

В модулях установлены картриджи стандартов Big Blue, Slim Line и Inline, которые продаются во всем мире. Производитель заявляет, что каждая деталь проходит проверку на герметичность.

Среди покупателей популярна модель Atoll A-575m STD.

Как работает обратный осмос: принцип действия

Техническое описание:

Цена 14300 р.
Количество ступеней очистки 5
Производительность 11,4 л/час
Объем бака 18 л (12 л – полезный объем)
Дополнительные функции Минерализация

Плюсы:

  • Компактные размеры, небольшой вес (5 кг);
  • Долгий срок эксплуатации;
  • Легкость обслуживания;
  • Объемный бак;
  • Удаляет 99,9% загрязнений и патогенов, а затем насыщает жидкость полезными минеральными соединениями.

Минусы:

  • Стоимость системы и сменных элементов выше, чем у конкурентов.

Аквафор

Компания работает с 1992 года. В фильтрах используется сорбирующее волокно Аквален, гранулированные и волокнистые сорбенты. В дорогих моделях мембраны половолоконные. Компания самостоятельно производит все комплектующие. Специализируется на бытовых фильтрах.

Лидер продаж – модель Аквафор ОСМО 50 исп. 5.

Как работает обратный осмос: принцип действия

Техническое описание:

Цена 7300 р.
Количество ступеней очистки 5
Производительность 7,8 л/час
Объем бака 10 л
Дополнительные функции нет

Плюсы:

  • Доступная цена;
  • Удаление частиц, размером больше 0,0005 микрон;
  • Легкая замена картриджей.

Минусы:

  • Большой вес – 10 кг;
  • Работает при давлении не меньше 3,5 бар, насоса в комплекте нет.

Новая вода

Компания существует больше 12 лет. Производитель «Новая вода» вступил в Международную ассоциацию качества воды (Water Quality Association). В России всего две компании получили такое приглашение. Продукция «Новой воды» соответствует сертификату качества ISO 9001:2008 и сертификату системы экологического менеджмента ISO14001:2004.

Доверие покупателей завоевала модель Econic Osmos Stream OD310. Эта система создана по новейшим технологиям.

Справка. С предочисткой справляется один мощный фильтр, а не три, как в стандартных системах.

Econic Osmos Stream OD310

Как работает обратный осмос: принцип действия

Техническое описание:

Цена 12780 р.
Количество ступеней очистки 3
Производительность 90 л/час
Бак отсутствует
Дополнительные функции возможна установка пост-минерализатора

Плюсы:

  • Высокопроизводительная мембрана Toray (Япония);
  • Компактность – системе не нужен бак, она быстро очищает воду в реальном времени;
  • Малый слив жидкости в канализацию;
  • Мембрана служит минимум 3 года, пред- и постфильтр нужно менять 1 раз в 6-12 месяцев;
  • Система легкая – весит 2,1 кг;
  • Фильтр работоспособный при давлении от 2 атмосфер, выдерживает нагрузку до 52 атм.;
  • Сменные элементы легко отсоединяются;
  • Гарантия 3 года.

Минусы:

TO300 с возможностью установки минерализатора

Еще одна популярная модель от компании «Новая вода» – ТО300. Это бюджетный вариант от производителя. Прямоточная система с обратным осмосом удовлетворяет нужды в питьевой воде 2-3 человек.

Как работает обратный осмос: принцип действия

Техническое описание:

Цена 4940 р.
Количество ступеней очистки 3
Производительность 11,4 л/час
Бак отсутствует
Дополнительные функции возможна установка пост-минерализатора

Плюсы:

  • Картриджи и мембрана Toray задерживают 99,9% загрязнений;
  • Фильтр хорошо смягчает воду;
  • Систему можно расширить, установив бак для воды, дополнительный фильтр или минерализатор;
  • Очень легкая и компактная конструкция – 1,2 кг;
  • Простая установка;
  • Элементы быстросъемные.

Минусы:

  • Дивертор, через который фильтр подключается к водопроводу, не выдерживает гарантийный срок.

Барьер

Российская компания делает фильтры больше 15 лет. Системы водоочистки производят из прочного пластика BASF, сорбентом служит кокосовый уголь Norit.

Интересно. Для каждого региона России специалисты рекомендуют конкретный фильтр.

Покупатели оценили модель Барьер ПРОФИ Осмо 100.

Как работает обратный осмос: принцип действия

Техническое описание:

Цена 7500 р.
Количество ступеней очистки 5
Производительность 12 л/час
Объем бака 12 л
Дополнительные функции нет

Плюсы:

  • Надежная система за среднюю цену;
  • Быстрая очистка воды;
  • Высокое качество сборки.

Минусы:

  • Частая замена фильтров;
  • Занимает много места под мойкой.

Установка

Для монтажа обратноосмотического фильтра нужна дрель, сверла, канцелярский нож, фум-лента, разводной ключ до ¾. Желательно иметь TDS-метр для анализа воды и манометр (измеряет давление в системе).

В паспорте каждой модели есть схема установки. Процесс облегчает цветная разметка шлангов.

Алгоритм монтажа:

  1. Перекройте холодную воду. После этого откройте вентиль крана, чтобы снизить давление в системе.
  2. Смонтируйте врезку в водопровод: шаровой кран вкрутите в проходную муфту, используя фум-ленту.
  3. Открутите гибкий шланг с диаметром ½, который подает холодную воду в смеситель. Присоедините к резьбе шланга шаровой кран. С другой стороны врезка подсоединяется к фильтру.
  4. Установите кран чистой воды. Если в раковине нет для него отверстия, просверлите его дрелью в нужном месте.
  5. Установите сливной хомут на сточную трубу. Через это кольцо проходит трубка для слива грязной воды в канализацию. Хомут устанавливайте выше сифона. В сливной трубе просверлите отверстие нужного диаметра (показатель написан в паспорте фильтра). Вокруг дырочки наклейте защитную резинку. Установите хомут так, чтобы отверстие в нем и в трубе совпали. Затяните винты.
  6. Соберите фильтр. Используйте специальный ключ из комплекта, и процедура упростится. Подсоедините гибкие трубки.
  7. С одной стороны система обратного осмоса подключается к шлангу с холодной водой. Со стороны постфильтра вкручивается трубка, ведущая к накопительному баку, а оттуда – к крану чистой воду. К мембране подключается дренажный шланг, который идет к сливному хомуту. Герметизируйте все соединения.
  8. Запустите систему.
Читайте также:  Бутан газ

Обслуживание

Каждый элемент системы нужно вовремя менять. Если этого не делать, качество очистки снижается.

Как работает обратный осмос: принцип действия

  • Мембрана – 1-4 года;
  • Фильтры предварительной очистки – 3-6 месяцев;
  • Пост-фильтр – 6-12 месяцев;
  • Минерализатор – 8-12 месяцев;
  • УФ-система – 1 год.

Важно. Чем больше расход воды, тем чаще нужно менять элементы фильтра.

Раз в год рекомендуется делать биоцидную промывку. Каждый месяц полностью сливайте воду с бака, особенно при малом расходе жидкости. Потом наполните бак и снова спустите воду.

Периодически промывайте мембрану. Перекройте доступ к баку и включите кран чистой воды. Мембрана будет работать в непрерывном режиме на максимальной мощности.

Интересное видео

Смотрите интересный видеоматериал, в котором рассмотрены лучшие фильтры для воды с обратным осмосом для установки под мойкой.

Заключение

Обратноосмотические системы самые эффективные среди существующих вариантов. Их цена сравнительно высокая, но она оправдана очисткой воды на 99%. Пользователи охотно покупают бюджетную продукцию от производителей «Барьер» и «Аквафор».

Компании «Новая вода» и Atoll выпускают продукцию подороже. Их фильтры можно смело покупать и не переживать за качество. Системы служат до 7 лет. Важно вовремя менять картриджи и мембранный блок – от этого напрямую зависит качество очистки.

Фильтры обратного осмоса: разновидности, принцип действия, правила выбора

Как работает обратный осмос: принцип действия

Впервые идея о создании и использовании такого типа фильтрующих станций появилась около полувека назад. В нашей жизни подобные системы получили широкое распространение в таких сферах, как промышленность, медицина, жилищно-коммунальная сфера. В то же время многие потребители все чаще прибегают к подобным устройствам, что позволяет им пользоваться менее вредной водой.

Как работает фильтр обратного осмоса?

Как работает обратный осмос: принцип действия

Для начала узнаем, что же собой представляет осмос.

Если взять сосуд и поместить в него полупроницаемую мембрану, а затем налить в каждую из камер воду, причем в каждом случае доля содержания примесей в этих отсеках будет различной, то в этом случае мы не добьемся стабильности от подобной системы.

Если вспомнить о законах физики, то воде присуще свойство выравнивать суммарный уровень содержания подобных примесей, и в конечном итоге она сможет проникать сквозь поры мембраны в направлении более концентрированного раствора при условии, что в каждой из частей будет обеспечено одинаковое давление, что будет достигнуто без внешнего воздействия. Для большего понимания подобное явление именуют осмосом.

Если же на одну из частей сосуда, где наблюдается более высокая доля содержания примесей, будет оказано внешнее воздействие, то это приведет к началу обратного тока жидкости.

В то же самое время поры мембраны, отличающиеся микроскопическими размерами, будут беспрепятственно давать проходить сквозь себя молекулам воды.

При этом они будут фильтровать все прочие включения, размеры которых заметно больше частиц воды.

В рассматриваемом случае имеет место процесс, противоположный осмосу. Именно его и принято называть обратным осмосом. В результате можно добиться того, что в емкости с одной стороны мембраны будет наблюдаться увеличение доли содержания примесей.

Причем подобный концентрированный раствор будет время от времени уходить в дренаж.

Раствор же, располагающийся по другую сторону мембраны, будет накапливать очищенную воду, которая в дальнейшем будет направляться в накопительную емкость, используемую для конечного потребления.

Теоретически, метод обратноосмотической очистки может использоваться применительно к любой воде вне зависимости от степени ее загрязнённости.

При использовании подобных технологий очистки можно удалить из нее подавляющее большинство растворенных минеральных солей и форм биологической жизни, включая бактерии и вирусы.

На выходе получаемая жидкость будет обладать почти таким же качеством, как и дистиллированная вода.

Но на практике все происходит немного иначе. Причина этого заключается в том, что мембранам не под силу фильтровать свободные атомы хлора, которые, как правило, присутствуют в центральных системах водоподготовки. Подобное можно отметить и в отношении отдельных видов летучих органических соединений.

В дополнение к этому мембрана демонстрирует низкую эффективность при взаимодействии с крупными взвесями, что чревато быстрым закрыванием ее пор.

Таким образом, для качественного решения проблемы эффективной очистки воды обязательно должны использоваться несколько предварительных фильтров механического и химического принципа действия. Все это реализовано в современных обратноосмотических установках.

Чаще всего мембрана заключена в картридж цилиндрической формы, сквозь который поступает вода под давлением, в результате она делится на чистую и концентрат, который сразу же уходит в дренаж.

Как работает обратный осмос: принцип действияОбязательным является использование напорного насоса, который дополняют механическим фильтром тонкой очистки воды, также фильтром, где в качестве наполнителя используется активированный гранулированный уголь, впитывающий химические соединения. Все эти компоненты должны быть размещены до обратноосмотического блока. В некоторых случаях допускается размещение третьего уровня очистки, в качестве которого выступает угольный фильтр, который предназначен для борьбы со сложной органикой.

На сегодняшний день по-прежнему нет ясности относительно того, насколько полезна и вредна вода, которая проходит через подобные ступени очистки. Вроде бы, потребляя такую воду, человек ничем не рискует в плане здоровья.

В то же самое время необходимо помнить о том, что в такой жидкости практически отсутствуют минералы, что объясняет, почему такая вода лишена характерного вкуса и запаха. Если человек будет пить или использовать ее для приготовления пищи, то он столкнется с определенным дискомфортом, поскольку не привык к ней.

При этом некоторые специалисты выступают с заявлением, что польза такой воды гораздо меньше обычной.

Выходом в подобной ситуации является использование фильтра обратного осмоса, которые оснащены дополнительными элементами:

  • минерализатор, основное назначение которого заключается в добавлении в воду безвредных минералов, в которых нуждается организм.
  • угольный пост-фильтр, который доводит до логического завершения процесс очистки.

В некоторых случаях допускается применение биотермического картриджа, польза которого заключается в привидении к балансу структуры воды на выходе. Также это устройство может дополняться и специальной ультрафиолетовой лампой, которая позволит добиться максимально полной стерилизации в том случае, если возникает подобная потребность.

Сфера применения фильтров обратного осмоса

Как работает обратный осмос: принцип действия

Эти изделия большое распространение получили на различных объектах:

  • в организациях общественного питания;
  • в лечебно-оздоровительных центрах;
  • в санаторно-курортных и гостиничных комплексах;
  • в иных учреждениях.

На отечественном рынке в достаточно большом количестве предлагаются и фильтры обратного осмоса , предназначенные для использования в бытовых условиях. Среди доступных фильтров для очистки воды пресной воды, в которых нуждаются суда морского флота, чаще всего применяются установки обратного осмоса.

В продаже можно встретить и установки большой мощности, которые рассчитаны на очистку дренажных, ливневых и сточных вод. Особенность использования фильтров обратного осмоса заключается в том, что с их помощью можно увеличить количество циклов потребления отфильтрованных стоков.

Довольно часто они используются в целях подготовки воды, которая должна поступать в отопительные системы. Другой популярной сферой применения фильтров обратного осмоса является и подготовка на ТЭЦ либо производственных линиях, где для соблюдения всех требований технологического процесса необходимо обеспечить удаление из состава воды минералов.

Разновидности обратноосмотических систем очистки

Доступные сегодня на рынке фильтры обратного осмоса отличаются различными параметрами, в том числе исполнением и назначением.

Установки промышленного и коммерческого класса

Как работает обратный осмос: принцип действияПо своему исполнению они представляют станции достаточной мощности, имеющие моноблочную или модульную конструкцию, где предусмотрены цилиндрические напорные мембранные корпусы, обладающие достаточной емкостью и имеющие вертикальное или горизонтальное размещение.

Для обеспечения нормальной работы системы обязательно должна присутствовать отдельная насосная станция, которая будет поддерживать необходимый уровень давления.

Среди обязательных элементов следует выделить блоки предварительной фильтрации воды, а также автоматические системы очистки мембран, которые встраиваются в конструкцию системы.

Для контроля потоков, включая выходной, пермеатный и конденсатный, не требует участия пользователя, поскольку этот процесс осуществляется в автоматическом режиме.

Читайте также:  Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примеры

На сегодняшний день на рынке предлагаются различные модели подобных очистных систем, отличающиеся своей производительностью. Подобное их разнообразие позволяет подобрать оптимальный вариант для предприятия, цеха, объекта жилищно-коммунальной сферы, где ключевым параметром должны выступать потребности в очищенной воде.

Большим разнообразием отличаются и предлагаемые модели, среди которых представлены как довольно компактные моноблочные системы, демонстрирующие производительность 400-500 л/час стоимостью 200-250 тыс. руб., так и модульные станции достаточно большой мощности, производительность которых может достигать 100 тонн/час при их стоимости 10-12 миллионов рублей.

Системы бытового класса

Если в приобретении рассматриваемых систем заинтересован владелец квартиры или частного дома, то ему следует обратить внимание на компактные бытовые фильтры обратного осмоса, чьи возможности позволяют удовлетворить потребности в чистой воде среднестатистической семьи.

Особенностью таких установок является модульная компоновка. В то же время у каждого покупателя есть возможность приобрести и моноблочный аппарат.

Причем все эти системы отличаются довольно небольшими размерами, что дает возможность сделать подобную мини-станцию незаметной путем размещения ее в свободной нише под кухонной мойкой.

Признаком же ее наличия будет выступать лишь выведенный наружу водоразборный кран.

Как подойти к проблеме выбора?

Как работает обратный осмос: принцип действия

Довольно часто в водопроводных сетях имеется возможность обеспечить подобный уровень. Но если речь идет об объектах многоэтажного типа или же муниципальные водопроводные магистрали уже практически исчерпали свой ресурс, то высока вероятность того, что необходимый напор будет поддерживаться лишь кратковременно или вообще не будет достигнут.

В подобных ситуациях наилучшим решением будет установка насоса, повышающего давление воды. Другим решение может стать и покупка фильтрующей станции, оснащенной электрической помпой.

Одним из ключевых параметров, которые должны учитываться при выборе модели, является производительность системы.

Следует тщательно задуматься о покупке мощной установки, если вырабатываемый ею объем чистой воды будет использоваться лишь частично.

В то же самое время нецелесообразно покупать модель, которая не сможет в полной мере удовлетворить потребности семьи в чистой воде. При таком варианте владелец будет вынужден экономить очищенную воду.

Для принятия правильного решения необходимо еще до посещения магазина определить, какой производительностью должна обладать осмотическая система очистки.

К примеру, если исходить из потребностей лишь в питьевой воде, то на одного человека должно быть обеспечена норма объемом около 2-3 литра.

Чтобы иметь запас чистой воды на случай экстренной ситуации, этот показатель можно увеличить втрое. Определив оптимальную норму для одного человека, необходимо только умножить рассчитанный объем на количество членов семьи. Полученный результат и будет соответствовать тому объему, который в полной мере удовлетворит потребности семьи в очищенной воде.

Особенностью использования метода обратного осмоса является то, что порядка 2-3 литров необработанной воды уходит в дренаж. По этой причине необходимо разумно подходить к использованию отфильтрованной воды, не допуская ее расход в хозяйственных целях.

Если выбираемая модель имеет производительность на уровне 100 литров в сутки, то этого количества должно хватить для обеспечения очищенной водой каждого члена семьи.

Как работает обратный осмос: принцип действия

  • проточного действия;
  • накопительного действия.

Особенностью первых является то, что очистка осуществляется в непрерывном режиме при условии открытого водоразборного крана. В подобных системах применяются более производительные мембраны.

Что же касается накопительных систем, ты здесь на очистку уходит некоторое время, а отфильтрованная вода в конечном итоге скапливается в специальной емкости, представленной мембранным баком объемом 8 — 12 литров.

Заключение

Система очистки воды обратного осмоса довольно эффективно решает свою задачу. Однако, как и в любом другом случае, выбирать ее необходимо осознанно, ориентируясь на собственные потребности в очищенной воде. Важно помнить о том, что в основе работы осмотических установок лежит несколько иной принцип, чем для большинства прочих очистных приспособлений.

Поэтому необходимо перед выбором ознакомиться с особенностями действия, а также сравнить все предлагаемые на рынке модели, чтобы в конечном итоге подобрать наиболее подходящий вариант с учетом своих потребностей.

Что такое обратный осмос? Принципы работы для очиски воды

Как работает обратный осмос: принцип действия

В водопроводной воде содержится большое количество вредных и даже опасных для здоровья человека веществ. Во избежании заражения или отравления ее необходимо очищать от примесей. Если вы ищете эффективную систему фильтрации, то один из них сегодня — это обратный осмос. Однако, как у каждого фильтра, у него есть некоторые минусы. О том, что такое обратный осмос и каким образом очищается жидкость читайте далее.

  • Что такое осмос?
  • Принцип работы
  • 1 ступень очистки
  • 2 ступень очистки

Что такое осмос?

Это свойство перетекания воды от слабого солевого раствора к наиболее концентрированному. Соответственно, обратная система работает наоборот, от концентрированного к слабому.

Данный тип фильтрации разрабатывался для опреснения морской воды.

Как работает обратный осмос: принцип действия

Принцип работы

Движение жидкости направляется на главный фильтрующий элемент — полупроницаемую мембрану, преодолеть которую могут лишь молекулы небольшого размера, а также молекулы воды и кислорода. При этом сквозь мембрану проходят молекулы органических соединений хлора и гербицидов, имеющие маленький размер.

Чтобы удалить из воды и эти нежелательные элементы, система фильтрации организована в несколько этапов.

1 ступень очистки

Перед тем, как вода подойдет к мембране, она преодолеет еще 3 фильтра, все они сменные.

Первый очистит жидкость от крупных примесей, таких как песок, ржавчина и др. Второй фильтр, с гранулированным активированным углем, устранит хлор, пестициды, гербициды и другие соединения, придающие воде неприятный запах и вкус. Третий имеет в составе также уголь, очищает воду от органических соединений.

Как работает обратный осмос: принцип действия

2 ступень очистки

Заключается в непосредственном прохождении подготовленной воды через мембрану обратного осмоса. Эта «сетка» способна очистить жидкость настолько, что в результате вы получите высококачественную питьевую воду с сохраненными в ней полезными элементами.

Минусы

Данный процесс фильтрации проходит не быстро и требует, чтобы вода подавалась под определенным давлением, увы, его водопроводные системы не всегда могут обеспечить. Поэтому с установкой фильтра нужно будет установить и специальный насос, повышающий давление. Насос должен работать от электричества.

Таким образом, обратный осмос способен очистить воду от 99% различных загрязнений, а если вам понадобиться увеличить минеральную составляющую очищенной жидкости, то это сделать можно с помощью специального минерализатора — очищенная вода пройдет еще через одну дополнительную ступень водоподготовки.

Оставьте заявку на буровые работы и примите участие в акции 10+5

Оставьте заявку и получите 15 лет гарантии на работы

Насос в подарок!

При заказе буровых работ сегодня, насос в подарок

Насос в подарок!

При заказе буровых работ сегодня, насос в подарок

Что такое обратный осмос?

Обратный осмос — процесс, в котором, при определённом давлении, растворитель (обычно вода) проходит через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор, то есть в обратном для осмоса направлении.

При этом мембрана пропускает растворитель, но не пропускает некоторые растворённые в нём вещества. Обратный осмос используют с 1970-х годов при очистке воды, получении питьевой воды из морской воды, получении особо чистой воды для медицины, промышленности и других нужд.

С помощью обратного осмоса также можно производить концентраты соков без нагрева.

Обратный осмос относится к наиболее перспективным и широко применяемым методам очистки и подготовки воды. Установка обратного осмоса способна удалять из воды частицы с размерами 0,001-0,0001 мкм.

В этот диапазон попадают соли жёсткости, сульфаты, нитраты, ионы натрия, малые молекулы, красители.

Для более эффективной работы рекомендуется применение предварительных ступеней очистки (механическая очистка и микро-, ультра- или нанофильтрация), удаляющих более крупные частицы.

Если говорить более простым языком, то можно сказать, что фильтр обратного осмоса работает на молекулярном уровне, удаляя из воды практически все примеси. Да, это выражение «на молекулярном уровне» давно заезжено и скомпрометировано, но в данном случае так оно и есть. Обратноосмотическая мембрана действительно отфильтровывает молекулы растворенных в воде веществ.

Как работает обратный осмос: принцип действия

Здесь представлена схема работы обратноосмотической мембраны.Исходная вода подаётся слева. На выходе концентрата стоит ограничитель дренажа, который обеспечивает давление, необходимое для работы мембраны.

Под действием избыточного давления вода продавливается через мембрану.

При этом проходят в основном молекулы воды и растворенных газов, а другие молекулы большей частью остаются перед мембраной и уходят в дренаж.

Для работы мембраны нужно избыточное давление. Мембраны для бытовых установок обратного осмоса рассчитаны на давление в 3-4 атмосферы. Это обычное давление в бытовом водопроводе.

При меньшем давлении фильтр станет хуже работать, больше воды будет сливаться в канализацию. Считается, что при меньшем давлении в водопроводе надо ставить фильтры с повышающим насосом.

Читайте также:  Умный дом xiaomi: обзор всех компонентов и сценариев работы

Однако, их установка имеет некоторые особенности, поэтому будет рассмотрена отдельно. 

Как работает обратный осмос: принцип действия

Реальный бытовой фильтр с обратноосмотической мембраной  устроен несколько сложнее.

Для того, чтобы мембрана «жила долго и счастливо» требуется предварительная подготовка воды. Эту задачу выполняют картриджи предварительной очистки. Обычно это фильтр механической очистки, засыпной картридж с гранулированным активированным углем и картридж из прессованного угля. Активированный уголь нужен в первую очередь для того, чтобы удалять из воды хлор, который разрушает мембрану.

После предочистки вода поступает на мембрану. Там она очищается от различных примесей и поступает в накопительный бак. Дело в том, что производительность бытовой мембраны невелика, порядка 200 литров в сутки.

Когда фильтр работает напрямую, без накопительного бака, то вода из крана всего лишь часто капает или льётся тоненькой струйкой. Чтобы не ждать полчаса пока наберётся чайник, используют накопительный бак на 8-12 литров.

Он позволяет пользоваться чистой водой не испытывая дискомфорта.

Из накопительного бака вода поступает в кран чистой воды, проходя по пути через угольный постфильтр. Он нужен для дезодорирования воды. Иначе говоря этот картридж убирает остатки запаха и привкуса, которые могут быть в очищенной воде.

Как работает обратный осмос: принцип действия устройств тонкой очистки воды

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector