Обратный осмос: принцип работы фильтра, преимущества и недостатки двойной очистки, рекомендации по выбору

Принцип работы системы обратного осмоса. Обзор основных элементов системы. Рекомендации по выбору подходящей модели. Преимущества и недостатки. Фото и видео.

Работа установки обратного осмоса

Процесс осмоса основан на свойстве воды выравнивать уровень содержания примесей в растворах разделенных мембраной. Отверстия в этой мембране настолько малы, что проходить через них могут только молекулы воды.

Если в одной из частей такого гипотетического сосуда увеличить концентрацию примесей, вода начнет перетекать туда до тех пор, пока плотность жидкости в обеих частях сосуда не выровняется.

Обратный осмос дает прямо противоположный результат. В этом случае мембрану используют не для выравнивания плотности жидкости, а для того, чтобы с одной ее стороны собрать чистую воду, а с другой – раствор, максимально насыщенный примесями. Именно поэтому такой процесс называют обратным осмосом.

Все эти химические особенности мало интересны покупателям, особенно тем, кто не слишком хорошо разбирается в науке. Им достаточно понимать, что центром системы обратного осмоса является специальная мембрана, поры которой настолько малы, что не пропускают ничего, что превышает размеры молекулы воды, а это значительная часть загрязнений, содержащихся в водопроводной воде.

Увы, молекула воды – не самая маленькая на земле, например, молекулы хлора значительно меньше, поэтому они также могут просачиваться через мембрану. Кроме того, контакт с крупными взвесями этой мембране противопоказан. Ее мелкие поры при таком воздействии быстро засорятся, и этот элемент придется сразу же заменить.

Чтобы этого не произошло, в систему обратного осмоса включают еще три дополнительных фильтра, с помощью которых вода проходит предварительную подготовку. Мембрана разделяет частично очищенную воду на две неравные части. Примерно треть поступившего объема представляет собой чистую воду, которая затем поступает в накопительный бак.

Еще две треть объема воды – это часть, в которой сконцентрированы загрязнения. Такой концентрат сливается в канализацию. Между баком и краном обычно имеется небольшой контейнер. Здесь устанавливают картридж, который предназначен для повышения качества уже очищенной воды, например, для насыщения ее полезными минералами.

Схематически принцип действия обратного осмоса можно описать так:

1. Вода поступает из водопроводной системы на фильтры предварительной очистки.
2. Затем жидкость проходит процедуру обратного осмоса.
3. Очищенная вода поступает в накопительный бак.
4. Концентрат, содержащий отфильтрованные загрязнения, перемещается в канализацию.
5. Чистая вода из накопительного бака поступает на кран для чистой воды непосредственно или через дополнительные устройства.

Таким образом, система обратного осмоса представляет собой набор устройств, которые обеспечивают возможность получить питьевую воду с высокой степенью очистки. До недавнего времени такие системы использовались, главным образом, в промышленности, на предприятиях общественного питания в оздоровительных учреждениях и т.п.

Но из-за растущих требований к качеству водопроводной воды в последние годы популярность приобретают системы обратного осмоса, предназначенные для использования в быту. Они различаются по комплектации, производительности, размерам накопительной емкости и т.п. Фильтры и мембрану нужно периодически заменять.

Как определить, что мембрана нуждается в замене? По мере эксплуатации ее поры забиваются, и наступает момент, когда вода просто не проходит в накопительный бак. Такую мембрану придется заменить в любом случае. Но специалисты рекомендуют выполнять замену значительно раньше.

Для определения качества воды, очищенной с помощью системы обратного осмоса, используют электронный прибор – TDS-metr. С его помощью определяют уровень содержания солей в воде.

Для водопроводной воды до очистки этот показатель может составлять 150-250 мг/л, а после очистки по технологии обратного осмоса нормой считается солесодержание в пределах 5-20 мг/л. Если количество солей в очищенной воде составляет более 20 мг/л, мембрану рекомендуется заменить.

Желающие подобрать фильтры для воды, применяемые в различных ступенях очистки, много полезной информации найдут в следующей статье.

Опасность жидкости из водопровода

Чистая вода – важный компонент для функционирования всех составляющих организма. К сожалению, большинство людей не имеют доступа к этому природному ресурсу. Особенно это касается жителей промышленных мегаполисов и населенных пунктов, на территории которых расположены вредные производства. Грунтовые залегания, откуда идёт забор в колодцы и скважины, отравлены выбросами, а централизованные водоводы не оснащаются оборудованием, способным провести качественную очистку.

Естественно, уровень загрязнения не вызывает сиюминутных отравлений, однако, хлор, фтор и др. соединения, используемые в централизованных системах водоснабжения, токсичны, могут накапливаться в организме и в итоге приводит к развитию хронических заболеваний.

Единственный способ обезопасить себя и своих близких – позаботиться о приобретении фильтрующего оборудования.

Чем хороши обратноосмотические фильтры?

Бытовые фильтры для дополнительной очистки питьевой воды можно условно поделить на три вида.

Первый вид. Фильтры-кувшины. Они стоят дешевле всего, они мобильны. Фильтры-кувшины очищают воду от хлора, ржавчины, тяжелых металлов и органики. Но, если приходится смягчать жесткую воду, картриджи кувшина не долго остаются эффективными, их придётся менять очень часто. А ещё кувшины не справляются биологическим загрязнением — воду после них нужно кипятить, особенно если вы не уверены в ее био-безопасности. Из колодца набрали, например.

Второй вид. Проточные сорбционные фильтры, которые подключаются к водопроводу (обычно на кухне под мойку). Такие фильтры дают хорошую очистку воды от большинства загрязнителей — процент очистки от хлора, ржавчины, тяжелых металлов и органики у стационарных фильтров значительно выше. Они на протяжении бОльшего срока, по сравнению с кувшинами, могут очищать воду от солей жёсткости. Но не очищают воду от вирусов, и требуют частой регенерации умягчающих картриджей.

И, наконец, третий тип. Обратноосмотические фильтры — это очистка воды ВООБЩЕ от всех примесей. Удаление из воды 100% солей жёсткости, 100% ржавчины, 100% тяжёлых металлов, 100% бактерий и цист паразитов. Обратный осмос задерживает даже вирусы, с чем не справляется ни один другой тип бытовых систем очистки воды. На выходе из обратноосмотической системы фильтрации получается максимально чистая вода, которую можно смело и без вреда для здоровья пить без кипячения — это H20 в чистом виде.

Факт

для любителей бутилированной воды: большинство марок бутилированной питьевой воды в продаже — это обычная водопроводная (или артезианская) вода, прошедшая очистку в обратноосмотическом фильтре, и сдобренная небольшим количеством минеральных примесей для придания приятного вкуса. Причём речь как о воде за 30 рублей/литр, так и о многих «премиальных» водах за 200-400 рублей/литр. Реальная себестоимость такой воды — 0,5-0,7 рублей на литр. Чистой воды надувательство, так сказать.

Обратный осмос для очистки воды: что из себя представляет и как он работает

Технология придумана в США, еще в 1950-х, в рамках государственной программы по опреснению моря и до сих пор применяется по предназначению.

Схема действия основана на прохождении жидкости под высоким давлением через специальную полупроницаемую мембрану. Ее корпус представляет собой прижатые друг к другу и расположенные вокруг центральной трубы листы. Подобная конструкция носит название спиральной или модульной и выпускается в разных размерах, в зависимости от предназначения системы. Например, для бытового пользования — это небольшие модули до 5см в диаметре и 25 см – в длину, для индустрий – 10 см и 100 см, соответственно.

Мембранная деталь помещена в специальный пластиковый корпус, задающий требуемое давление, благодаря которому Н2О проходит сквозь барьер, отделяясь от нежелательных примесей.

Стадии очистки

Схема работы обратного осмоса выглядит следующим образом:

1. Сначала вода проходит предварительное очищение в резервуарах.
2. Оттуда она поступает на полупроницаемый барьер, где делится на два направления: одно проходит через ячейки, а другое – омывает их снаружи и со всеми частицами мусора сливается в дренаж.
3. Далее жидкость проходит стадию пост очистки в специальной емкости, где удаляются все посторонние запахи и осуществляется минерализация.

Согласно данной технологии из природного ресурса уходят максимум загрязнений, обеспечивая чистоту в 99,9 процентов.

Преимущества

1. Качество воды, полученное на выходе – ее можно применять как питьевую, использовать для приготовления пищи, давать детям и животным. Она значительно полезнее, нежели кипяченная.
2. Несмотря на сложность системы, она довольно компактная, и из видимых глазу деталей – только удобный смеситель на раковине.
3. Производители формируют комплект из всех составляющих, включая инструменты и крепежи, обеспечивающие легкость монтажа.
4. Все детали станции заменяемы. Несмотря на изначальную дороговизну набора, дальнейшие траты будут исключительно на замену фильтров.
5. Многие установки оснащены датчиками контроля и сигнализируют о необходимости замены комплектующих.

Для чего нужна установка обратного осмоса

Основные направления использования установок обратного осмоса — очистка воды с целью снижения общей минерализации, опреснение солоноватых вод. Фильтр обратного осмоса — это одна из стадий предподготовки при получении ультра очищенной воды для электронной промышленности, медицины, теплоэнергетики.

Еще одно направление использования обратного осмоса — получение концентратов — широко используется в пищевой промышленности. Сгущенное молоко и концентрированные соки получают путем обратного осмоса.

Структуризатор

Что такое структуризатор фильтра обратного осмоса? Это та его часть, которая отвечает за очистку воды, а конкретно турмалиновые ионизаторы и биокерамические картриджи. Внешне он похож на цилиндр, корпус которого сделан из пластика. Внутри находится стеклянная трубка, содержащая фильтрующее вещество. В качестве наполнителя используют активированный уголь, турмалин, глину и прочее. Турмалин – это вид кварцевого песка, обладающего высокими абсорбирующими свойствами. Если его нагреть, на поверхности появляются электростатические разряды, создающие электромагнитное поле. Это помогает дополнительно обеззараживать воду за счет эффекта ионизации. В результате вода становится полезной, очень мягкой и приятной на вкус, поэтому, если решили брать обратный осмос, обратите внимание именно на такие картриджи.

Чем больше в системе степеней очистки, тем дороже она выходит

Промышленный обратный осмос: что это такое

Коммерческие и промышленные установки обратного осмоса представляют собой высокопроизводительные системы очистки воды с полуавтоматическим или полностью автоматизированным управлением. В их состав входит несколько модулей, отвечающих за предварительную подготовку и мембранную очистку.

Типовая установка промышленного обратного осмоса для получения технической воды состоит из следующих элементов:

1. Фильтр грубой очистки. Сетка с определенным размером ячейки задерживает нерастворимые частицы.
2. Колонна обезжелезивания. В ней двухвалентное железо окисляется до трехвалентного и удаляется в виде нерастворимого осадка.
3. Сорбционный фильтр. Активный сорбент поглощает свободный хлор.
4. Мембрана обратного осмоса. Удаляет растворенные соли и другие загрязнения. Одно из преимуществ промышленных установок обратного осмоса — масштабируемость. Для увеличения производительности в нее можно добавлять необходимое количество фильтрующих элементов.

Обратный осмос: как это устроено

Для протекания обратного осмоса нужно высокое рабочее давление, которое создается высоконапорным насосом. Системы комплектуются датчиками, манометрами, автоматическими сбросными клапанами, трубной обвязкой. Для контроля качества очищенной воды устанавливают TDS-метр.

Работа установки состоит из двух стадий:

• Очистка воды.
• Промывка мембраны.

Управление выполняется микроконтроллером. Поскольку исходная вода различается по составу, комплектация и наладка системы выполняется индивидуально. Могут потребоваться дополнительные стадии предподготовки.

Важно! При хорошем качестве исходной воды удается отказаться от некоторых стадий предварительной фильтрации, упростить и удешевить установку.

Зачем нужен фильтр обратного осмоса?

Если в трубах вода не самого высокого качества, а тратиться на бутилированную воду каждый день вы не хотите, то обратный осмос — идеально вам подходит.

У вас в кране всегда будет чистая питьевая вода, дополнительно минерализованная, при этом она не будет застаиваться, как в кувшинных фильтрах.

Такую воду можно не только пить, но умываться и чистить зубы. Ваша кожа скажет вам спасибо.

Вода после обратного осмоса

Большинство людей, впервые попробовав воду очищенную системой обратного осмоса, отмечают ее вкус как очень приятный, легкий, свежий и без посторонних привкусов. Напитки, приготовленные на чистой воде, приобретают индивидуальный ВКУС. Вы начинаете чувствовать, например, тонкие вкусовые отличия различных сортов чая.

Тонкости работы

Понять принцип очистки воды обратным осмосом, можно только разобравшись, что такое метод прямого очищения. Представьте мембрану, по одну сторону которой некие вещества, а по другую — водные массы. И так, жидкость будет проходить через барьер и разбавляться раствором до тех пор, пока осмотическое давление, под действием которого происходит перемещение водных молекул, не сравняется с гидростатическим. При обратноосмотической технологии все происходит наоборот. Посредством гидростатического нагнетания вещества проходят сквозь поры, проникая в водный состав. При этом мембранная прокладка выступает фильтром, задерживающим все организмы и примеси.

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.

Системы обратного осмоса для очистки воды в частном доме

Обустройство системы обратного осмоса в частном доме – дорогое удовольствие. Она состоит из:

• Фильтров предварительной очистки воды.
• Фильтра с обратноосмотической мембраной, колбами.
• Накопительной емкости минимум на три кубометра.

Очистка воды на потоке не производится, поэтому емкость нужна, причем довольно большая. Одновременно подавать и очищать воду нельзя из-за высокого мембранного сопротивления.

Фильтры обратного осмоса в частных домах устанавливают редко, именно потому, что это очень дорого. Чаще всего систему используют для подготовки питьевой воды, а для бытовых нужд берут неочищенную воду из скважины либо фильтруют ее другими способами.

Принцип работы мембраны фильтра обратного осмоса для тонкой очистки воды

Мембранная деталь сверхчувствительна к молекулам железа и хлора, которые находятся в избытке в потоке из крана. Поэтому в обратноосмотических станциях есть очистители предварительного действия, устраняющие хлопья песка, мусора, слизи и нормализующие показатели вышеперечисленных элементов. После предочищения, жидкость идет непосредственно к молекулярному блоку.

Чтобы понять принцип его функционирования, достаточно представить стандартную соковыжималку. Предочищенный материал – это фрукты, само устройство – фильтрующий элемент. А на выходе – совершенно чистый сок. Единственное отличие в том, что помимо «мякоти», задерживаются еще и те вещества, которые уже растворены.

Устройство мембраны фильтра обратного осмоса представляет собой полимер, схожий по внешнему виду на стандартный малярный скотч, который имеет микроскопические поры по всей площади поверхности, накрученный вокруг продолговатого сердечника. Молекулы Н2О, вместе с опасными примесями, проходят через пористый барьер в бак. Чтобы не ждать, пока они пройдут сквозь ячеистую заслонку, применяют специальные накопительные емкости. Задержанный сток с нечистотами, выходит с другой стороны блока и отправляется в канализацию.

Принцип работы фильтрационной системы очистки воды обратного осмоса с помпой

Если давление в трубе водоснабжения ниже отметки в 2,5 атм., придется дополнять оборудование насосом. Она позволяет увеличить напор подаваемой жидкости и повышает производительной очистительной станции. Подобный вопрос актуален для жителей верхних этажей многоэтажек, а также районов со старыми магистральными коммуникациями.

Нагнетатель при этом, работает совершенно бесшумно, не создавая неудобств. В комплектацию подобного фильтра обычно включены: мембрана, картриджи, накопительная емкость, кран, набор для монтажа, крепежи и помпа, датчики давления и сухого хода, предохранитель. 5-ступенчатая фильтрация позволяет получить практически на 100% безвредный состав:

• 1— удаление частиц, размерами от 12 до 35 мк посредством картриджа из пропилена;
• 2 – выведение соединений хлора и органических примесей;
• 3 – доочистка от взвесей размером 1-5 мк;
• 4 – чистка по обратноосмотическому методу;
• 5 – улучшение характеристик посредством активированного угля и других фильтроэлементов.